降钙素预防激素性股骨头坏死的实验研究

甘霖 韩树峰

股骨头缺血坏死(osteonecrosis of the femoral head, ONFH) 是由各种病因引起股骨头血液供应破坏而引起软骨下骨变性、坏死，造成股骨头塌陷，最终导致髋关节退行性破坏[1]。该病多发于青壮年，男性多于女性。我国确切的ONFH在500～750 万，每年新发病例在7.5～15.0 万。实际数字可能还要高一些，因为我国滥用皮质类固醇激素较普遍，酗酒也较严重，而这两种原因正是非创伤性骨坏死的主要原因[2]。

自1957年被首次报告使用糖皮质激素导致股骨头坏死的病例以来，激素性股骨头坏死逐渐引起了医学界的关注。为我国非创伤性ONFH的最常见原因，约占所有ONFH的10%～30%[3]。有外国学者[4]在治疗患有SARS的254 例患者中，发现有12 例出现了股骨头坏死，并证明积量使用激素是导致其坏死的主要原因。

1 资料与方法

1.1 设计 随机对照动物实验

1.1.1 时间及地点 2011年5-8月，在山西医科大学生理实验室、寄生虫实验室，临汾市人民医院病理科完成。

1.1.2 材料 动物：2～3月龄SD大鼠18 只，雌雄各半，体重（0.20±0.02）kg，由山西医科大学动物实验室提供。主要试剂：马血清（北京元亨金马生物科技有限公司），地塞米松（山西晋新双鹤药业有限公司），鲑鱼降钙素（Novartis Pharma Stein AG，Switzerland），乐力（武汉维奥制药有限公司），青霉素G（华北制药股份有限公司）。

1.2 实验方法 将18 只SD大鼠随机分成3 组，每组6 只。A组经大鼠尾静脉注射马血清20 mL/kg，间隔3 周，第二次注射马血清20 mL/kg，其后两周连续3 d腹腔注射地塞米松注射液20 mg/kg，B组除与A组相同部分外，另在注射马血清第1 天开始隔日肌肉注射鲑鱼降钙素20 U/kg，并乐力灌胃250 mg/kg；空白对照组于相同时间相同部位注射和灌胃同等量生理盐水。所有动物每周进行大腿外侧肌注青霉素G注射10 万U，预防感染。

1.3 观测指标 一般动物观察：包括体重，毛色，光泽度，精神状态，饮食状态等。

影像学观察：各组于8 周后水合氯醛麻醉腹腔注射，进行髋关节X线观察，并SCT断面观察。X光机使用上海医疗器械公司生产的XG 510 A型成像仪，100 mA，55 kV，扫描时间0.125 s。SCT使用德国西门子公司生产的balance螺旋CT，130 KV，90 mAs，窗宽1350，窗位450，视野50，进行扫描。

组织病理学观察：第8 周后处死各组大鼠，取出股骨头，剥离清理干净周围软组织，10%中性福尔马林缓冲液固定，EDTA与中性福尔马林混合液螯合脱钙，常规石蜡包埋，切片厚度4μm，HE染色，在使用olympus BX 41 显微镜下观察股骨头下区域内骨小梁情况，骨细胞，骨髓脂肪细胞变化，高倍镜下任意10 个视野，计数骨细胞数量和空骨陷窝，并计算空骨陷窝率。

1.4 统计学方法 采用SPSS17.0 统计软件分析数据，实验数据使用均数±标准差表示，以P<0.01 为检验水准，进行单因素方差分析，组间采用SNK法进行多重比较。

2 结果

2.1 影像学观察 X线观察可见激素造模A组股骨头出现片状囊性密度减低影，关节间隙小，但未见塌陷。B组药物干预后见股骨头未见明显密度减低区，近股骨颈出有硬化现象，关节间隙正常。C组骨密度、关节间隙均未见异常。

SCT所见激素造模A组股骨头内片状密度减低，骨皮质变薄，间隙较正常对照组小，未见断裂塌陷等现象。B组股骨头内密度轻度减低，骨皮质轻度变薄，近股骨颈结合处，硬化明显，关节间隙正常，C组骨密度，关节间隙等未见明显异常。

2.2 组织病理学观察

2.2.1 动物大体观察 A、B两组于第二次注射马血清后，部分大鼠出现运动不能，站立不稳，呼吸急促现象，但经一小时观察后，均恢复正常，大鼠无死亡。实验8 周后，A组大鼠食欲较B、C组明显差，活动少，瘦弱，毛杂乱，并部分有脱毛现象，其粪便较小而硬，大体标本见股骨头表面无差别，但A组较B、C组脆容易切割。切开后，A组骨髓较其余两组呈偏黄色。

2.2.2 组织学观察 A组造模组可见骨小梁变细，结构紊乱，间距增宽，并有崩解、断裂。骨细胞凝固性坏死，细胞核偏向一侧，空骨陷窝增多，成骨细胞减少，破骨细胞增加。骨髓腔内见脂肪细胞怎多，体积增大，骨髓造血细胞减少。

B组药物干预组可见骨小梁增粗，近股骨颈处尤其明显，均为新生骨小梁，并周围多成骨细胞分布，空骨陷窝率少，髓腔内脂肪细胞数量及大小近于正常，造血细胞较多见。

C组对照组见骨小梁排列整齐，边缘见成骨细胞，骨细胞分布正常，细胞核居中。髓腔内造血细胞增生较为活跃。

各组空骨陷窝率率情况观察见表1。方差分析见表2。

表1 空骨陷窝率

表2 方差分析结果

经方差分析及SNK多重比较，三组间差异均具有统计学意义。

3 讨论

众所周知，激素是非创伤性股骨头缺血性坏死中的一个独立危险因素，其机制众说纷纭，有微循环损伤理论，脂代谢紊乱理论，自由基损伤学说，骨内压增高学说，骨质疏松理论等[5]，均在某一方面解释了其形成机制，并一定程度上指导临床。

骨质疏松对于老年人，以及绝经后妇女来说，随着体内激素水平的变化，其发生率也在逐年的增长。而滥用药物，各种内分泌疾病，营养缺乏等也增加了患者数量。当然，骨质疏松是全身性疾病。针对治疗骨质疏松发展有骨生成促进剂，骨破坏抑制剂，还有促骨矿化剂。根据研究，目前临床上已确定有治疗效果的常用药物是降钙素，二磷酸盐衍生物，各种钙剂，VD等。鲑鱼降钙素作为一种从鲑鱼体内提取出的有生物活性的物质，其作用是抑制破骨细胞的繁殖，防止骨的溶解，从而促进骨的形成。而VD与钙剂则一般联合应用促进新生骨细胞的矿化，达到对于骨质疏松的治疗作用[6]。

本实验即是根据激素性股骨头坏死的骨质疏松理论，早期在激素马血清造模[7]过程中加用促进骨细胞形成的鲑鱼降钙素，和促进新生骨细胞矿化的乐力（含多种钙和VD），通过坏死的负效应与促进生成的正效应综合，来观察药物的预防性作用。

结果表明，鲑鱼降钙素与钙剂的使用有效的预防了股骨头坏死的进展，并促进其转归。试验中A组出现了股骨头坏死早期的X线表现，CT显示皮质变薄等。组织切片观察骨小梁的变窄，断裂，空骨陷窝的增多，骨细胞的坏死，以及骨髓腔中增多增大的脂肪细胞等，虽然并没有出现明显的股骨头表面的塌陷，但可以证明激素在推进股骨头坏死的进程。而B组在造模因素作用的基础上加入促进其愈合因素，B组在X线片上没有明显的大空泡样的密度减低区，而变的为不均匀，其股骨颈处还出现了明显的硬化现象，组织切片可以观察到骨皮质下、股骨颈处，骨小梁的增粗，其周围大量分布的成骨细胞，以及分裂仍较旺盛的骨髓细胞，脂肪细胞较少。说明鲑鱼降钙素与钙剂VD等很有效的减缓和修复了以上的损伤，并一定程度上促进其转归。

综上所述，激素性股骨头坏死是一个动态的演变过程，也是一个损伤坏死与生成修复的过程，当多种有利因素作用时，就会向愈合修复的方向转归。试验中鲑鱼降钙素和乐力可有效预防激素性股骨头坏死，但影响股骨头坏死以及修复的因素是多种多样的，降钙素在临床上应用于激素性股骨头坏死仍需长期试验观察。

[1]赵海燕,夏亚一,康鹏德.股骨头坏死病因与发病机制研究进展[J].中国矫形外科杂志,2009,17（8）:604-607.

[2]孙伟.股骨头坏死的病因、病理和发病机制[J].中华全科医师杂志,2006,5(2):75.

[3]屈辉.重视SARS病人激素治疗后的骨坏死[J].中国全科医学,2003,6（7）:567.

[4]Griffith JF, Antonio GE, Kumta SM, et al.Osteonecrosis of hip and knee in patients with severe acute respiratory syndrome treated with steroids[J].Radiology, 2005, 235:168-175.

[5]倪建平,施杞.非创伤性股骨头缺血性坏死的病因研究进展[J].山东医药,2008,48(6):113-114.

[6]孟迅吾.骨质疏松药物的临床应用[J].中国临床医生,2006,34(7):13-15.

[7]李子荣,张念非,岳德波,等.激素性股骨头坏死动物模型的诱导与观察[J].中华外科杂志,1995,33(8):485-487.