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软骨下血管新生骨关节炎治疗的新视角

发布日期:2021-03-17 来源: 互联网


来源:上海交通大学医学院附属第九人民医院风湿免疫科赵福涛主任

骨关节炎是一种常见的疾病,其导致的功能障碍和疼痛严重影响患者的生活质量。根据目前的研究结果显示,骨关节炎不仅仅是关节的磨损,更是关节的退化和重塑的过程[1]。

一、骨关节炎的骨软骨连接关节软骨可分为表浅层、移行层、放射层及钙化软骨层四层,软骨下骨由骨密质及骨松质构成,骨密质为一层薄板,称软骨下板,骨软骨交界即是由钙化软骨层及软骨下板构成[2]。软骨是由称为软骨细胞的特殊细胞组成的结缔组织。关节软骨可分为四层:表浅层、移行层层、放射层和钙化软骨。软骨下骨由骨密质和骨松质构成,骨密质成为软骨下板。软骨下骨和软骨下板形成一个功能单元——骨软骨连接[2]。

钙化软骨的硬度是软骨的10-100倍,比骨低10倍[3]。并且钙化软骨富含钙质,结构致密,进而限制软骨下骨的小分子扩散进入非钙化软骨,维持软骨生理微环境的稳定[4]。正常生理条件下,人类软骨既不含血管,也不含神经,具有抵抗血管侵入的能力,这不仅取决于上述骨软骨交界的屏障作用,还有赖于促血管生成因子与抗血管生成因子之间的平衡。有研究认为在骨软骨交界处的血管新生主要取决于从软骨下骨与非钙化软骨之间通道的形成,与此同时,促血管生成因子与抗血管生成因子表达都上调,但前者占优势[5]。PesesseL等[2]认为在骨关节炎中,骨软骨连接处存在微骨折的现象,形成了软骨下板到非钙化软骨的通道。于是关节软骨下的液体、细胞及细胞因子持续增加,导致软骨下骨不正常的血管新生。在骨关节炎软骨切片中潮线重复是极为重要的病理特征。潮线重复是软骨内骨化,软骨细胞肥大,细胞外基质矿化的共同作用的结果。软骨细胞肥大依赖于血清的存在,因此软骨细胞肥大与血管生成互相依赖[6]。因此软骨下血管新生与骨重塑有着十分重要的关系。在一项动物试验中,兔关节损伤模型中植入壳聚糖(几丁糖)会导致更多的血管生成[7]。当这种血管新生跨过骨软骨交界,植入非钙化软骨层时,就会导致软骨内骨化[8]。

这种不正常的骨重塑破坏了关节结构的稳定性,还有进一步累计其他关节的可能。在另外一项临床研究中证明了这一点,他们还发现血管侵入软骨的数量密度与OA发展呈时间依从性增加变化[9]。促血管新生因子不仅能促进血管新生,可能也会促进神经生长,并且血管细胞产生的分子也会刺激和诱导神经生长。感觉神经随着新生血管长入关节,最终进入非骨化关节软骨、骨赘及半月板内部,因此血管新生既导致结构的破坏,还导致疼痛的发生[10]。

二、骨关节炎中促/抗血管生成因子的失衡血管生成因子对骨重塑十分重要,SanchezC等发现骨关节炎病人的关节软骨产生的血管内皮生长因子(VEGF)比正常人更多,局部及循环中的血管生成因子对血管新生起重要作用[11]。血管生成因子还与炎症细胞有关,血管新生与炎症紧密联系。炎症部位的低氧很常见,低氧增加VEGF的产生,从而诱导血管新生。炎症细胞如巨噬细胞可以直接产生促血管生成因子VEGF等,也可通过产生肿瘤坏死因子α(TNF-α)来促进血管生成因子的产生,同时TNF-α也可产生蛋白水解酶MMP-9和MMP-14,这有利于血管进入细胞外基质。同时,血管新生反过来又有利于炎症的发展,许多血管生成因子如VEGF等都有促炎作用,在这种相互作用下,炎症往往呈持续性[12]。三、治疗方向既然软骨下血管生成在骨关节炎的发生发展起着十分重要的作用,那么抑制血管生成将成为一个重要的治疗靶点。抑制VEGF药物将成为潜在的治疗方法。与此同时,在关节腔注射药物中,也应选择抑制血管生成的药物。玻璃酸钠和几丁糖是目前临床上较为常见的关节腔注射药物。在一项基础研究中显示:玻璃酸钠抑制血管内皮细胞增殖[13]。动物试验中,玻璃酸钠可以有效降低软骨中VEGF的表达[14]。在抑制炎症方面,玻璃酸钠可降低TNF-α及MMP水平[15],从而抑制血管生成。研究报道几丁糖可以促进血管增值[13],但这究竟是促进损伤修复还是加速软骨骨化,目前尚有争论。在抑制血管新生角度,玻璃酸钠是更适合骨关节炎的关节腔注射类药物。

相信随着研究的进展,将对血管新生的调节机制有更进一步以及更确定的发现,而这些发现能为治疗提供新的靶点,为诊断方法提供新的生物标志,从而更早期的发现、治疗骨性关节炎等关节病变。参考文献1.LoeserRF,etal.Osteoarthritis:adiseaseofthejointasanorgan.ArthritisRheum.2012Jun;64(6):1697-707.

2.PesesseL,etal.Osteochondralplateangiogenesis:anewtreatmenttargetinosteoarthritis.JointBoneSpine.2011Mar;78(2):144-9.

3.OegemaTR,CarpenterRJ,HofmeisterF,etal.Theinteractionofthezoneofcalcifiedcartilageandsubchondralboneinosteoarthritis.MicroscResTech.1997;37:324-32.

4.王庆昱.髁突骨软骨交界血管新生在颞下颌关节骨关节病的研究[D].第四军医大学,2012.

5.MappPIWalshDA.Mechanismsandtargetsofangiogenesisandnervegrowthinosteoarthritis[J].NatureReviewsRheumatology.2012;8(7):390-398.

6.SanchezC,MsikaP,BaudoinC,etal.Studyofinvitroconditionspromotinghypertrophicdifferenciationofosteoarthriticarticularchondrocytes[abstract].OsteoarthritisCartilage2007;15Suppl.C:109-10.

7.C.Mathieu,A.Chevrier,VLascauComam,etal.Stereologicalanalysisofsubchondralangiogenesisinducedbychitosanandcoagulationfactorsinmicrodrilledarticularcartilagedefects[J].OsteoarthritisandCartilage.2013;21(6):849-859.

8.LaurencePesesse,ChristelleSanchez,YvesHenrotin.Osteochon.dralplateangiogenesis:Anewtreatmenttargetinosteoarthritis[J].JointBoneSpine.2011;78(2):144-149.

9.袁雪凌,汪爱嫒,孟吴业等.兔膝骨关节炎进程中软骨下骨血管生成的实验研究[J].中华关节外科杂志(电子版).2013;7(6):810-814.

10.MappPIWalshDA.Mechanismsandtargetsofangiogenesisandnervegrowthinosteoarthritis[J].NatureReviewsRheumatology.2012;8(7):390-398.

11.SanchezC,DebergMA,BellahcèneA,etal.Phenotypiccharacterizationofosteoblastsfromthescleroticzonesofosteoarthriticsubchondralbone.ArthritisRheum.2008;58:442-55.

12.PulligO,WeselohG,RonnebergerD,etal.Chondrocytedifferentiationinhumanosteoarthritis:expressionofosteocalcininnormalandosteoarthriticcartilageandbone.CalcifTissueInt.2000;67:230-40.

13.汤朝晖.几丁糖和透明质酸钠生物学特性的比较研究.2003.第二军医大学:外科学(骨外)

14.丁宇.针刀对膝关节骨性关节炎静脉瘀滞状态影响的对照研究.2014.解放军医学院;解放军总医院;军医进修学院;中国人民解放军医学院:针灸推拿学.

15.DrugsAging.Hyaluronicacid(Supartz?):areviewofitsuseinosteoarthritisoftheknee.2010Nov1;27(11):925-41.声明:此文内容及图片由供稿单位提供,仅供学习交流,不代表骨科在线观点。


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