乙酰肝素酶在股骨头坏死骨及外周血液中的表达及意义

【摘要】目的：股骨头坏死(Osteonecrosisofthefemoralhead，ONFH)是股骨头血供中断或受损，引起骨细胞及骨髓成分死亡及随后的修复，继而导致股骨头结构改变，股骨头塌陷，引起患者关节疼痛、关节功能障碍的疾病，是骨科领域常见的难治性疾病
【作者】田凯旋；
【导师】韩永台；
【作者基本信息】河北医科大学，外科学（专业学位），2014，硕士
【1】，可分为创伤性和非创伤性两大类，前者主要是由髋部外伤引起，如股骨颈骨折和髋关节脱位等，创伤直接破坏了股骨头的血供，导致骨细胞发生缺血、缺氧，直至骨细胞、骨髓细胞死亡
【2】；后者主要病因为皮质类固醇激素的应用、酗酒和特发性等
【3-5】，短期内大剂量摄入激素引起全血黏度、血浆黏度及总胆固醇明显升高、血液呈高凝滞状态，形成微血栓、髓内微循环障碍，进而引起组织缺氧、水肿和骨内压升高，从而导致ONFH
【6】；酒精可诱导骨髓基质间充质干细胞分化为脂肪细胞，使修复坏死骨的成骨细胞数量减少
【7】，造成骨髓内脂肪组织堆积，引起骨内压增高，血流减少，导致骨坏死；特发性ONFH无明显诱因，占非创伤性ONFH的15％-20％，其发病机制与脂肪栓塞和微血栓有关
【8】。非创伤性ONFH其病理生理机制中脂肪栓塞、血管内凝血和骨坏死三者往往共存，有学者提出其最终表现为血管内凝血(IC)，作为一个共同通路导致股骨头坏死，该通路可以被多种潜在的病原因素激活(骨内脂肪栓塞、内毒素、过敏反应等和其他一些前栓塞情况)
【9】。乙酰肝素酶(heparannese,Hpa)是哺乳动物细胞中硫酸肝素蛋白多糖侧链——硫酸乙酰肝素的内源性糖苷酶，硫酸肝素糖蛋白（heparansulfateproteoglycan，HSPG）是细胞外微环境的主要成分，Hpa的天然底物。Hpa通过降解HSPG的HS侧链，改变细胞外基质的结构，提高炎症和肿瘤细胞的游走转移性，增加HS结合因子的释放，加速血管生成，在血管生成、炎症反应以及肿瘤转移等过程中发挥重要作用
【10-11】。Hpa作为促血管生成因子
【12】和血栓前因子
【13】广泛涉及多种愈合过程，Hpa在凝血系统中以非酶方式发挥作用，通过上调组织因子（tissuefactor,TF）表达
【14】与组织因子途径抑制物（tissuefactorpathwayinhibitor,TFPI）在细胞表面的交互作用，增加TFPI从细胞内膜上解离，导致细胞内皮表面凝聚
【15】。Hpa可增强TF活性，导致Xa因子释放增加从而激活凝血系统
【13】。特发性ONFH患者的血液处于高凝状态，即与凝血反应之间显然存在着某些联系，而Hpa可影响凝血系统，参与血管生成、炎症反应、肿瘤转移等多种过程，研究其蛋白表达水平有助于观察ONFH患者的血栓及血管生成状态，阐明其高凝状态的机制。现在认为低分子肝素可以有效预防和治疗股骨头坏死，有效减少股骨头内空骨陷窝
【17-19】，但并未阐明其可能的分子机制。肝素与Hpa在体内的呈平衡状态，可抑制Hpa水平，本实验旨在探讨Hpa及其下游TFPI在ONFH患者的股骨头坏死骨内及外周血液中蛋白表达变化，研究特发性ONFH中高凝机制，阐明低分子肝素预防及治疗股骨头坏死中可能的分子机制并提供理论基础。方法：选取2012.6-2013.1入院的特发性单侧股骨头坏死患者32人为实验组，年龄33-65岁，平均53.6岁，男22例，女10例，病程3-24个月，纳入标准为：无饮酒史，无激素应用史，既往无肾病、高血压病、糖尿病史、肿瘤病史，近期无急、慢性炎症病变，未应用抗凝及促凝等药物。根据患者影像学资料ARCO分期Ⅰ-Ⅳ期进行分组，每组8人。选取新鲜股骨颈骨折，符合实验组纳入标准8人，且摔伤后于24-72小时内行髋关节置换，年龄53-65岁，平均57.1岁，男5例，女3例做为对照组。ARCOⅠ期组患者行髓芯减压术；ARCOⅡ期行股骨头颈灯泡式开窗减压自体髂骨植入术；ARCOⅢ期组中6例行全髋关节置换，1例行股骨头钻孔减压异体腓骨棒植入术，1例灯泡式开窗减压自体髂骨植入术；ARCOⅣ期行全髋关节置换；对照组行全髋关节置换。术前抽取患者肘静脉血，应用ELISA法行血浆Hpa及TFPI含量测定；术中取ARCOⅡ-Ⅳ组股骨头软骨下区坏死骨及骨髓，等分为两部分，一半迅速置于液氮中保存，用于Westernblot检测；另一部分置于体积分数为10％甲醛溶液中，备用行病理学HE染色检查。结果：实验组患者血浆中的Hpa、TFPI表达含量较对照组增加，随病程进展而呈弧形改变，其中ARCOⅢ期含量最高，Ⅳ期含量稍显下降，组间差异有显著性。坏死股骨头局部的Hpa、TFPI蛋白表达较对照组增强，在ARCOⅢ期含量最高，Ⅱ、Ⅳ期中蛋白表达无明显差异；血浆与股骨头局部蛋白表达量有一定的相关性，病理学HE染色可见随着坏死程度加重部分骨小梁断裂，有骨碎片出现，空骨陷窝明显增多，髓腔脂肪细胞肥大，有的相互融合成泡状，至ARCOⅣ期骨髓腔内造血组织明显减少，骨小梁结构紊乱，广泛地骨小梁断裂、稀疏、纤细，可见大量的空骨陷窝。结论：1、乙酰肝素酶及其下游的组织因子途径抑制剂在特发性股骨头坏死患者表达含量随着坏死程度的发展增高，在股骨头坏死疾病发展变化中发挥重要作用。2、乙酰肝素酶与肝素在体内保持动态平衡，阐明了低分子肝素预防、治疗股骨头坏死的潜在分子学机制，提供了理论基础。3、乙酰肝素酶可作为股骨头坏死高危患者血液流变学指标，并作为药物治疗研究靶点。
【关键词】股骨头坏死；乙酰肝素酶；组织因子途径抑制剂；组织因子；

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