骨折延迟愈合患者IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平变化的研究

朱振标，张 寿，金旭红，林之斌

（海南省海口市人民医院骨科中心 570208）

骨折延迟愈合是指机体在常规愈合时间内未达到愈合标准，其发病率较低，但对机体危害大，可严重影响患者日常生活及生存质量［1］。既往有关骨折延迟愈合的研究多从物理因素角度着手，生化方面的研究较少［2］。研究显示，血小板衍生生长因子（PDGF）、人胰岛素生长因子1（IGF－1）、碱性磷酸酶（ALP）、Ⅰ型胶原氨基端前肽（PINP）和Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列（β－CTX）等生化指标与骨科疾病的发病及进展相关［3－6］。IGF－1、PDGF为骨生长刺激因子，在骨折愈合过程中起重要作用。ALP是骨折修复过程中的重要生化指标，可有力反映骨折修复过程中骨钙化状况［7－9］。PINP为反映骨形成的骨代谢指标，具有敏感度和特异性高等优点；β－CTX是Ⅰ型胶原的降解产物，为反映骨吸收的指标，特异性较高；PINP、β－CTX可以评估机体骨转换状况［10－11］。本研究通过检测骨折延迟愈合患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX 等指标水平，旨在探讨IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX在骨折延迟愈合患者血清中的表达状况及临床意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2012年1月至2014年9月本院骨科收治的骨折延迟愈合患者62例为研究对象（观察组），患者均符合骨折延迟愈合的诊断标准：骨折在正常愈合所需时间（通常4个月内），仍未达到骨折完全愈合的标准［1］。患者年龄22～82岁，中位年龄为49岁。观察组62例患者中，男34例，女28例，平均年龄为（51±3）岁，≥60岁22例（≥60岁组），＜60岁40例（＜60岁组）。体质量指数（BMI）为（22.18±2.17）kg/m2；闭合性骨折36例，开放性骨折26例；骨折部位：肱骨干骨折16例，胫腓骨骨折26例，尺桡骨骨折20例；骨折原因：摔伤34例，车祸伤16例，高处坠落伤6例，砸伤6例；骨折的综合分类系统（AO分型）：A型18例，B型22例，C型22例。另选择同期被本院收治的骨折正常愈合患者58例为对照组：男32例，女26例，平均年龄为（50±2）岁，≥60岁20例，＜60岁38例，BMI为（22.36±2.32）kg/m2；闭合性骨折33例，开放性骨折25例；骨折部位：肱骨干骨折16例，胫腓骨骨折24例，尺桡骨骨折18例；骨折原因：摔伤32例，车祸伤15例，高处坠落伤5例，砸伤6例；AO分型：A型16例，B型20例，C型22例。两组患者在年龄、性别、病因、骨折部位、骨折分型、骨折类型方面比较差异无统计学意义（P＞0.05）。所有受试者均知情并签署知情同意书。纳入标准：年龄18周岁以上；符合相关疾病的标准；受试者或监护人知情同意。排除标准：病理性骨折者；有精神疾病者；近期接受抗生素或激素治疗者；有乙醇药物滥用史；未完成随访者［1］。

1.2 方法

1.2.1 标本采集 于清晨空腹状态下抽取受试者骨折后1、6、12周时间点外周静脉血5mL，3 500r/min离心10min，上清液－80℃保存待测。

1.2.2 指标检测 采用双抗体夹心ELISA法检测受试者血清PDGF、IGF－1、ALP、PINP、β－CTX水平，检测试剂盒购自上海华大基因科技公司。上述指标的检测严格按照试剂盒中说明书由专业人员操作。

1.3 统计学处理 采用SPSS 19.0软件进行分析，计量资料用±s表示，采用t检验或单因素方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平骨折1周时，观察组和对照组血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平差异无统计学意义（P＞0.05），但骨折6、12周时，观察组血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平均低于同期对照组，差异有统计学意义（P＜0.01），见表1。

2.2 不同骨折类型患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平 骨折1、6、12周时，闭合性骨折患者和开放性骨折患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX 水平差异均无统计学意义（P＞0.05），见表2。

2.3 不同年龄患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平 骨折1周时，＜60岁、≥60岁患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平差异无统计学意义（P＞0.05），但骨折6、12周时，≥60岁患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平均低于同期小于60岁患者，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

2.4 各指标与年龄、骨折类型、骨折分型、BMI的相关性 对血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX等指标与年龄、骨折类型、骨折分型、BMI等因素进行相关性分析，结果显示，血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX与年 龄 呈 负 相 关（P＜0.05），与骨折类型、骨折分型、BMI等因素无相关性（P＞0.05），见表4。

表1 观察组和对照组IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平比较（±s）

表1 观察组和对照组IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平比较（±s）

＊：P＜0.01，与对照组比较。

组别 n 骨折时间 IGF－1（ng/mL） PDGF（U/L） ALP（U/L） PINP（ng/mL） β－CTX（ng/mL）观察组 62 1周 228.681±12.290 115.675±10.216 115.765±10.294 19.082±2.171 0.449±0.062 6周 321.272±15.614＊ 217.962±12.182＊ 220.694±12.872＊ 23.185±3.724＊ 0.453±0.067＊12周 345.782±29.875＊ 232.176±14.892＊ 232.175±14.895＊ 28.285±4.562＊ 0.462±0.070＊对照组 58 1周 229.872±14.181 116.531±11.682 116.532±11.681 19.762±2.521 0.450±0.067 6周 382.912±17.822 294.182±14.291 294.182±14.291 27.692±4.061 0.461±0.071 12周 405.161±22.762 311.953±18.712 311.950±18.710 35.093±5.812 0.473±0.075

表2 不同骨折类型血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平比较（±s）

表2 不同骨折类型血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平比较（±s）

骨折类型 n 骨折时间 IGF－1（ng/mL） PDGF（U/L） ALP（U/L） PINP（ng/mL） β－CTX（ng/mL）闭合性骨折 36 1周 229.025±12.512 116.036±10.354 116.035±10.393 19.675±2.264 0.452±0.064 6周 323.075±15.693 217.085±12.126 221.065±12.954 23.796±3.934 0.455±0.069 12周 346.124±29.922 233.054±14.922 233.053±14.972 28.515±4.624 0.464±0.072开放性骨折 26 1周 227.912±12.021 114.963±10.121 115.324±10.231 18.763±2.122 0.447±0.059 6周 320.863±15.522 216.822±12.091 220.352±12.811 22.932±3.612 0.451±0.064 12周 344.891±29.232 232.012±14.781 232.011±14.762 27.892±4.491 0.459±0.069

表3 不同年龄患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平比较（±s）

表3 不同年龄患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平比较（±s）

年龄 n 骨折时间 IGF－1（ng/mL） PDGF（U/L） ALP（U/L） PINP（ng/mL） β－CTX（ng/mL）＜60岁 40 1周 228.926±12.495 116.052±10.366 116.075±10.452 19.726±2.365 0.453±0.065 6周 326.166±15.987＊ 220.275±12.163＊ 226.715±12.984＊ 26.922±3.982＊ 0.462±0.072＊

续表3 不同年龄患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平比较（±s）

续表3 不同年龄患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX水平比较（±s）

＊：P＜0.01，与大于或等于60岁比较。

年龄 n 骨折时间 IGF－1（ng/mL） PDGF（U/L） ALP（U/L） PINP（ng/mL） β－CTX（ng/mL）12周 349.276±30.152＊ 235.973±15.096＊ 236.376±15.092＊ 31.075±4.532＊ 0.476±0.076＊≥60岁 22 1周 227.932±12.052 114.992±10.151 115.625±10.262 18.715±2.092 0.449±0.061 6周 320.723±15.492 216.761±12.032 220.022±12.732 21.862±3.532 0.442±0.057 12周 344.621±29.182 231.924±14.672 230.082±14.521 27.112±4.421 0.449±0.063

表4 各指标与年龄、骨折类型、骨折分型、BMI的相关性分析

3 讨 论

Pountos等［2］研究发现，骨科患者外周血中IGF－1、PDGF存在异常表达。本研究显示，与骨折正常愈合患者比较，骨折延迟愈合患者外周血中IGF－1、PDGF在骨折中后期表达状况明显较弱。IGF－1、PDGF可调节间充质细胞增殖分化，进而诱导软骨细胞和成骨细胞增生，促进软骨和膜内成骨。因此，本研究中骨折延迟愈合患者中血清IGF－1、PDGF低表达，可能是导致骨折延迟愈合的重要因素［10］。IGF－1、PDGF在外周血中低表达，可以影响骨细胞的增生及机体软骨和膜内成骨过程，进而导致骨折延迟愈合风险增加，此亦为Pountos等［2］的研究所证实。

本研究显示，骨折正常愈合患者在骨折后期血清ALP水平明显高于骨折延迟愈合患者。ALP主要为成骨细胞分泌，在钙生成磷酸钙过程中起重要作用，可促进磷酸钙在骨中的沉积。本研究中骨折延迟愈合患者骨折中后期ALP表达减弱，可能与成骨细胞释放ALP减少有关，进而引起机体磷酸钙在骨中的沉积减少，延迟骨折愈合时间。本研究显示，骨折中后期骨折延迟愈合患者血清PINP、β－CTX水平明显低于骨折正常愈合患者。表明骨折延迟愈合患者存在骨代谢异常，骨形成和骨吸收能力均明显下降，骨折愈合难度增加。骨折患者自身免疫水平较低，可抑制肠道对钙的吸收及成骨细胞活性，降低骨形成，引起骨量下降，严重者可引发骨折延迟愈合。

本研究显示，闭合性骨折和开放性骨折患者血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX表达状况无明显差异，与Pountos等［2］的研究结果一致。本研究显示，与小于60岁人群比较，≥60岁人群在骨折中后期血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX表达明显较弱，与Dhamangaonkar等［7］报道一致。老年人群由于抵抗力差，骨吸收、骨转换及骨折修复能力较弱，因此骨折愈合较慢，为骨折延迟愈合高危人群。本研究相关性分析结果显示，血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX与年龄呈负相关（P＜0.05），这也进一步证实了年龄是骨折延迟愈合的危险因素之一。

综上所述，血清IGF－1、PDGF、ALP、PINP、β－CTX等指标与骨折延迟愈合密切相关，上述指标在骨折延迟愈合患者血清中低表达，是反映骨折延迟愈合较好的指标。

［1］Park YK，Lee DY，Hur JW，et al.Delayed hinge fracture after plate－augmented，cervical open－door laminoplasty and its clinical significance［J］.Spine J，2014，14（7）：1205－1213.

［2］Pountos I，Georgouli T，Pneumaticos S，et al.Fracture non－union：Can biomarkers predict outcome？［J］.Injury，2013，44（12）：1725－1732.

［3］张斌青，宋青凤，王军辉，等.SPECT/CT显像对骨折延迟愈合的诊断价值［J］.中华核医学与分子影像杂志，2014，34（4）：305－307.

［4］肖飞，陈聚伍，王福建，等.胰岛素样生长因子－1在家兔骨折愈合过程中的作用［J］.中华实验外科杂志，2013，30（9）：1936－1938.

［5］Ochi K，Ikari K，Naomi A，et al.Administration of teriparatide treatment for a challenging case of nonunion of periprosthetic fracture after total knee arthroplasty［J］.Arch Osteoporos，2013，8（1/2）：159.

［6］Huang ZL，Yang HL，Xu JK，et al.Rotary self－locking intramedullary nail for long tubular bone fractures［J］.Chin Med J（Engl），2013，126（20）：3874－3878.

［7］Dhamangaonkar AC，Patankar HS.Salvage of delayed union of a phalangeal fracture with"a hairpin wire"［J］.Hand Surg，2013，18（3）：431－433.

［8］Scheufler O，Kamusella P，Tadda L，et al.High incidence of hamate hook fractures in underwater rugby players：diagnostic and therapeutic implications［J］.Hand Surg，2013，18（3）：357－363.

［9］刘宇鹏，赵德伟，王卫明，等.神经生长因子对骨折愈合中骨形态发生蛋白表达的影响［J］.中华医学杂志，2014，（23）：1825－1828.

［10］Carvalho JK，Moore DB，Luz RA，et al.Prediction of sepsis－related outcomes in neonates through systematic genotyping of polymorphisms in genes for innate immunity and inflammation：a narrative review and critical perspective［J］.Sao Paulo Med J，2013，131（5）：338－350.

［11］Uchiyama S，Itsubo T，Nakamura K，et al.Effect of early administration of alendronate after surgery for distal radial fragility fracture on radiological fracture healing time［J］.Bone Joint J，2013，95（11）：1544－1550.

［12］Battiston B，Vasario G，Ciclamini D，et al.Reconstruction of traumatic losses of substance at the elbow［J］.Injury，2014，45（2）：437－443.

［13］董黎强，尹航，王昌兴，等.不同手术时间对骨折愈合过程中骨形态发生蛋白－2表达的影响［J］.中华实验外科杂志，2014，31（3）：682.

［14］程群，杜艳萍，洪维，等.间歇性注射甲状旁腺素通过上调血管内皮细胞生长因子表达促进骨折骨痂血管发生［J］.中华内分泌代谢杂志，2014，30（4）：326－330.

［15］Labbe JL，Peres O，Leclair O，et al.Minimally invasive treatment of displaced intra－articular calcaneal fractures using the balloon kyphoplasty technique：preliminary study［J］.Orthop Traumatol Surg Res，2013，99（7）：829－836.

［16］Yu B，Huang G，George JT，et al.Single－incision technique for the internal fixation of distal fractures of the tibia and fibula：a combined anatomic and clinical study［J］.Arch Orthop Trauma Surg，2013，133（12）：1631－1637.

［17］De Bellis UG，Legnani C，Calori GM.Acute total hip replacement for acetabular fractures：a systematic review of the literature［J］.Injury，2014，45（2）：356－361.