胸腰椎骨折合并脊髓損傷患者血清TGF-β1表達變化情況及對骨折愈合的影響

范小波，陳雪果，陳曉鵬，韓倫潔

(邯鄲市第一醫院 1.骨六科，2.重癥醫學科，3.骨一科，4.手術室，河北 邯鄲 056002)

近年來，有研究發現，脊髓損傷、腦損傷合并骨折較未出現中樞神經損傷的四肢骨折骨痂出現時間更短，引發了一系列關于體液因素、神經因素與骨折愈合相關性的臨床研究。國內部分脊髓損傷大鼠、犬動物模型試驗證實，脊髓損傷后血清血清轉化生長因子β(transforming growth factorβ1,TGF-β)水平較未損傷組存在高表達情況，但關于人體損傷的臨床報道較為缺乏[1]。為此，本文研究胸腰椎骨折合并脊髓損傷患者血清TGF-β1表達變化情況及對骨折愈合的影響，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標準：(1)符合胸腰椎骨折合并脊髓損傷的診斷標準[2]；(2)新鮮骨折；(3)未合并胸腰椎結核、骨質疏松等病理性骨??；(4)未合并大腦、四肢等其他部位嚴重外傷；(5)患者知情同意，獲我院倫理委員會批準；(6)對照組為年齡、性別配對的正常體檢人員。排除標準：(1)陳舊性骨折或有骨折史、手術史者；(2)受傷前3個月有甲狀旁腺激素、固醇類激素服用史；(3)合并糖尿病、高血壓等慢性疾??；(4)先天性脊柱發育不良；(5)合并心、肺等功能障礙。剔除標準：(1)未按要求入院隨訪者；(2)隨訪期間再次受傷者。本研究對象為2016年1月～2018年1月于本院收治的27例胸腰椎骨折合并脊髓損傷患者、30例單純胸腰椎骨折患者，設為脊髓損傷組以及脊髓正常組，同時設30例體檢正?；颊邽閷φ战M。三組性別、年齡差異無統計學意義(P>0.05)，脊髓損傷組與脊髓正常組的損傷節段差異無統計學意義(P>0.05)，有可比性，見表1。

表1 三組一般資料比較

1.2 方法

骨折患者分別于骨折后1、3、7、15、30、60 d抽取肘靜脈血，對照組抽血1次。3000 r/min離心15 min分離血清，保存于-80℃恒溫冰箱。TGF-β1采用ELISA法檢測，試劑盒購自美國R&D Systems公司，采用試劑盒配套底物、試劑，嚴格按說明書操作。

1.3 觀察指標

記錄患者骨折后1、3、7、15、30、60 d以及對照組血清TGF-β1水平；骨痂形成[3]：正側位X線片檢查顯示骨折處周圍存在明顯的梭形骨痂陰影，但能觀察到骨折線；骨折愈合[6]：參照松質骨骨折愈合標準，即MRI檢查顯示骨折間隙出現大量纖維組織及肉芽組織，皮質骨塑性，X線檢查骨折線消失。

1.4 統計學分析

2 結果

兩組患者骨折后1 d的血清TGF-β1水平與對照組差異無統計學意義(P>0.05)，骨折3、7 d血清TGF-β1水平逐漸上升，15、30、60 d血清TGF-β1水平逐漸降低，且脊髓損傷組骨折后3、7、15、30 d的血清TGF-β1水平均顯著高于脊髓正常組，差異有統計學意義(P<0.05)；骨折后60 d的組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)，見表2。

表2 三組血清TGF-β1水平比較

注：與骨折后1 d比較aP<0.05，與3 d比較bP<0.05，與7 d比較cP<0.05，與15 d比較dP<0.05，與30 d比較eP<0.05；與對照組比較*P<0.05，與脊髓正常組比較#P<0.05

2.3 骨折愈合情況比較

脊髓損傷組骨折愈合以及骨痂生成時間均顯著短于脊髓正常組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表3。

表3 脊髓損傷組與脊髓正常組骨折愈合情況比較

3 討論

既往骨折早期愈合機制的研究主要集中在細胞生物學領域，近年來，分子生物學技術的進步使研究骨折愈合機制由細胞水平向分子水平發展，尤其是IGF、TGF-β、BMP相關生長因子的發現，標志著骨折愈合機制進入分子水平研究期[4]。大量研究證實，骨折后短期內骨折處及周圍組織會釋放多種生長因子，直至修復后期骨與軟骨細胞依然分泌合成眾多生長因子，通過相互作用促進骨痂形成及骨折愈合[5]。

眾多報道均證實，TGF-β類是骨組織中表達量最高的細胞生長因子，Alsofi等[6]報道骨折愈合期TGF-β1、TGF-β2血清表達量顯著高于IGF、BMP等其他細胞生長因子。TGF-β1具有加快成骨細胞增殖分化、刺激成骨細胞生成作用，還能夠促進骨膜細胞增殖分裂為成骨細胞，加快骨基質分泌，使膜內成骨快速形成，降低骨痂形成時間，發揮促進骨折愈合的作用[7]。關于TGF-β家族促進骨愈合的研究，在眾多動物試驗中已得到證實，Barzilay等[8]動態分析12只四肢骨折犬模型顯示，小于骨折愈合時間中位數的犬只在骨折后各時期血清TGF-β1水平均顯著高于中位數以后的犬只。同時，部分脊髓損傷大鼠的動物試驗證實，脊髓損傷后血清TGF-β水平較未損傷組存在高表達情況，這提示合并中樞神經損傷者可能促進TGF-β1的表達量，從而加快骨折愈合[9]。

本研究結果顯示，兩組骨折患者骨折后血清TGF-β1水平均顯著高于對照組(P<0.05)，與張華等[10]研究相一致，表明TGF-β1在骨折愈合過程中起到重要作用。而在15 d內TGF-β1處于連續增量表達的情況，與此階段血腫內血小板破裂、TGF-β釋放增加有關。而骨折后3～30 d合并脊髓損傷組TGF-β1水平明顯高于對照組，此時增加的TGF-β1表達量通過參與到脊髓損傷后的炎性反應，起到抑制炎性反應損害血管內皮細胞的作用，同時對過氧化物、誘導型一氧化氮合酶mRNA的合成均具有抑制作用[11]。脊髓損傷組骨折愈合以及骨痂生成時間均顯著短于脊髓正常組(P<0.05)，表明成骨細胞的增殖合成與TGF-β1表達量密切聯系。合并脊髓損傷者的血清TGF-β1水平增多，合成骨基質蛋白上升、促進軟骨內骨化骨，骨折端肉芽組織內的纖維細胞膠原纖維分泌合成量增加，轉化成的纖維結締組織連接骨折兩端；TGF-β1還能促近新生血管、骨內外膜生長，促進成骨細胞合成，促進骨折端骨樣組織骨化，從而促進新骨形成，也稱之為“膜內成骨過程”[12]。

雖然合并脊髓損傷的胸腰椎骨折患者骨折愈合加快與其TGF-β1表達量增加有關，但關于其具體機制尚未明確。動物試驗顯示，其與星形膠質細胞、髓內、運動神經元、外毛細血管內皮細胞有關[13]，但由于醫學倫理學問題，人體研究還相對缺乏，有待進一步深入探討。綜上所述，胸腰椎骨折后血清TGF-β1長期處于高表達情況，且合并脊髓損傷會促進TGF-β1表達，TGF-β1表達量增加在一定程度上能促進骨折愈合。