非甾体类抗炎药物对骨折愈合影响的研究进展

李翊 冯帆 蔡林

非甾体类抗炎药物对骨折愈合影响的研究进展

李翊 冯帆 蔡林

消炎药，非甾类；骨折愈合；骨折，不愈合；综述

非甾体类抗炎药（non-steroid anti-inflammatory drugs，NSAIDS），最早从含水杨酸的植物中提取，是一类具有解热、镇痛、抗炎作用的药物［1］，其共同作用机制是抑制环氧化酶（Cox）活性从而抑制局部前列腺素（prostaglandin，PG）的产生，发挥药理作用。Cox 包括 3 种同工酶：Cox1、Cox2、Cox3。Cox1 属于结构型，广泛参与血管舒缩、血小板聚集、胃黏膜血流等正常生理功能的调节；Cox2 属于诱导型，各种损伤性的物理、化学、生物因子均可诱导其产生［2-3］；而 Cox3 是 Cox1 的一种剪接异构体，被认为可能是对乙酰氨基酚的作用靶点［4］。一般认为NSAIDS 对 Cox2 的抑制是发挥抗炎镇痛作用的基础，而对 Cox1 的抑制则会导致副作用的发生［3］。临床应用过的NSAIDS 包括非选择性 Cox 抑制剂阿司匹林、吲哚美辛、双氯芬酸钠、酮洛酸、萘普生及选择性较低的吡罗昔康、美洛昔康等，选择性 Cox2 抑制剂如塞来昔布、尼美舒利等，NSAIDS 广泛应用于骨折患者的镇痛［5］。

一般骨折 3 个月左右即可愈合，超过 3 个月为延迟愈合，6 个月后仍不愈合即为骨不连［6］。骨折后发生骨不连并不罕见，有研究报道胫骨干骨折后骨不连发生率高达 12%［7］。骨不连的治疗较为棘手，很多患者需要再次手术。发生骨不连的主要病因有：严重营养不良、吸烟、局部血供破坏、断端接触不良、反复手法复位、骨缺损、感染、药物等全身和局部因素［8］。

NSAIDS 在骨折患者的镇痛治疗中应用广泛。但有研究发现［9-12］，NSAIDS 会增加骨折后骨不连的发生率，但也有研究表明 NSAIDS 不会对骨折愈合产生不利影响［13-15］。这些矛盾的研究结果使临床医生在骨折患者是否使用 NSAIDS 镇痛这一问题上较为困惑。这些研究可以大致分为：体外研究、动物实验研究、临床研究。以下就几类研究的重要结果进行综述并评价，以期为临床上骨折患者 NSAIDS 的应用提供一定的参考建议。

一、体外研究

正常骨折愈合是由多种细胞和信号通路参与的一个复杂的生物化学过程。骨折后形成的血肿及组织的损伤引发局部无菌性炎症，大量的细胞因子和生长因子被释放，诱导骨母细胞的成骨效应，促进间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSC）向软骨细胞、成骨细胞增殖分化［16］，逐渐形成骨痂（包含膜内成骨及软骨内成骨两种形式），骨痂最终在应力作用下改建并恢复骨的生物力学性能。体外研究主要基于上述正常骨折愈合过程的细胞与分子生物学机制，研究 NSAIDS 对 MSC、成骨细胞、软骨细胞等的增殖、分化的影响，但研究的结果不尽一致。Chang 等［17］研究 NSAIDS 对人成骨细胞的增殖、细胞毒性及细胞死亡的影响，发现非选择性 Cox 抑制剂吲哚美辛、酮洛酸、双氯芬酸钠、吡罗昔康，选择性 Cox2 抑制剂塞来昔布均可抑制成骨细胞的增殖潜能，剂量越大，抑制效应越明显，Yoon 等［18］的实验也证明，在炎性环境下，MSC 的成骨分化潜能被高剂量的塞来昔布或萘普生抑制，这些结果与先前的很多报道一致［19-20］。

而 Pountos 等［21］则发现在较大的浓度范围内（10-3～100 μg / ml）7 种 NSAIDS（双氯芬酸钠、酮洛酸、酮洛芬、吡罗昔康、帕瑞昔布、氯诺昔康、美洛昔康）并不影响MSC 的增殖，对 MSC 向成骨细胞的分化抑制效应也不明显，但显著影响其向软骨分化的潜能，非选择性 NSAIDS这一效应更强，提示 NSAIDS 抑制骨形成可能是通过抑制MSC 向软骨细胞分化来实现的，而 MSC 向软骨分化是软骨内成骨的重要中间过程。

还有研究发现正常血浆浓度（模拟人的用药剂量）的布洛芬和塞来昔布并不影响 MSC 的增殖及骨形成，但高剂量时抑制效应显著［22-23］。有的研究甚至发现低剂量时塞来昔布、美洛昔康对 MSC 的增殖有促进作用，而高剂量时则呈抑制效应［24］。

这些研究结果的差异可能是由于细胞来源、种类、培养条件各不相同，而 NSAIDS 的种类、剂量、应用时间也有所差异，其对细胞的各种信号通路的影响也尚未完全明确。

二、动物实验研究

动物实验研究大多采用兔子及啮齿类动物，制作骨折模型，通过影像学、组织学、机械性能测试、骨密度等方法观察 NSAIDS 对骨折愈合的影响。与体外研究一样，动物实验的结果也存在着一定争议，但大部分的研究显示 NSAIDS 的应用对骨痂形成、骨折愈合、骨密度及骨的机械性能等指标造成负面影响，增加骨不连的发生率。O’Connor 等［25］用安慰剂、罗非昔布、布洛芬分别处理双侧腓骨截骨术后的新西兰白兔，于不同时点检测骨折愈合情况（组织形态学及机械扭转测试），发现两种药物处理后动物骨折处的骨痂均有异常，骨折愈合受到影响，选择性 Cox2 抑制剂罗非昔布对骨折愈合的影响更大，而布洛芬延迟骨折愈合可能与骨痂中持续存在软骨有关。另一项研究中，Dimmens 等［26］用帕瑞昔布、吲哚美辛、安慰剂分组处理以髓内钉固定的闭合性胫骨骨折的 Wistar 大鼠，分别于 2 周和 3 周后测试骨折处骨密度、机械性能，结果显示帕瑞昔布、吲哚美辛降低了骨折处的骨密度、弯曲硬度和弯曲力矩。然而，有学者推测上述结果可能并非药物的直接影响［27］，而是由于骨折后应用 NSAIDS 降低了动物的疼痛感，从而使其能更早、更频繁地用患肢负重，继而导致骨折后再损伤及愈合障碍，即“疼痛缓解理论”［28］，但随后的研究则显示这一推测不能完全解释 NSAIDS 对骨折愈合的负面影响［29］。

基因敲除动物研究证明 Cox2 对骨折的愈合十分重要，从而间接支持 NSAIDS 可能通过抑制 Cox2 的作用对骨折愈合产生不利影响。Zhang 等［30］用基因敲除的方法，发现 Cox2-的小鼠骨折修复过程中膜内成骨和软骨内成骨都受到不良影响。另一项基因敲除动物骨移植的研究中，研究者制作野生型小鼠与 Cox2-小鼠之间的股骨干互相移植模型，结果发现野生型小鼠之间的互相移植导致正常的软骨内成骨愈合，Cox2-小鼠之间的互相移植使骨形成减少了 96%，而野生型小鼠的股骨移植给 Cox2-小鼠则导致了骨形成减少了 87%，反之则成骨可以恢复［31］，这些结果进一步证实 Cox2 对骨折愈合过程非常关键。

与以上结果相反，也有少量研究显示 NSAIDS 的应用并不会对骨折（尤其是稳定固定的骨折）愈合过程产生显著影响。Cappello 等［13］研究酮洛酸对幼鼠胫骨稳定骨折愈合的影响，发现在骨折最初的 21 天内应用酮洛酸并不影响骨痂的硬度、强度和组织学特征。Hak 等［14］分别以罗非昔布、安慰剂处理胫骨骨折并用动力加压钢板固定的兔子，4 周后进行机械测试，发现骨折后即刻开始应用选择性 Cox 抑制剂并不会影响骨折愈合。此外，先前的两项分别以山羊和狗为实验对象的研究也显示酮洛芬、吲哚美辛不会对骨折愈合产生影响，这与很多兔子、小鼠模型的研究结果不同，研究者推测动物种属、体型大小可能也是造成结果差异的原因［32-33］。但这些研究均不同程度的存在测定指标较为单一，测定时间点有限等不足。

分析以上众多的动物实验研究方法，大量的研究得出不同甚至相反的结论，可能是由于以下影响骨折愈合的因素未能保持一致：动物的种属、年龄、性别、甚至个体大小；药物种类、剂量、应用时间、药代动力学差异（不同的动物之间，动物与人之间）；骨折部位、类型、软组织损伤程度、骨折固定的稳定性等。而不同的研究之间测定的指标差别较大，部分实验指标较为单一，选取的时间点有限，也可能造成结论的不一致。

三、临床研究

鉴于体外研究与动物实验的局限性，很多学者进行了临床研究，主要包括病例对照、队列研究、随机对照试验、Meta 分析等。回顾性病例对照及队列研究的结果大多显示 NSAIDS 应用与骨不连的发生有关，但其中很多研究不能排除选择偏倚、回忆偏倚、混杂偏倚的存在，证据级别不高。Hernandez 等［9］利用英国全科医师研究数据库的资料，进行了一项基于人群的大样本病例对照研究，采用回归分析的方法分析骨愈合障碍的危险因素，结果发现 NSAIDS 使用与增高的骨折愈合障碍风险有关。Park 等［10］分析 88 例脊柱融合术后患者镇痛药物使用与骨不连风险的关系，发现酮洛酸复合芬太尼组比单纯芬太尼组有更高的骨不连发生率。Bhattacharyya 等［11］在一项包含9995 例股骨干骨折患者的回顾性研究中，发现骨折后的 61～90 天时 NSAIDS 使用与骨不连的发生有关。而Sandberg 等［12］发现吲哚美辛对稳定的干骺端骨折影响较小，但对不稳定的骨干骨折影响较大。

目前临床上尚缺乏研究 NSAIDS 应用与骨不连风险之间关系的大样本随机对照试验。已有的一些类似研究显示NSADIS 应用并不对骨折愈合产生不利影响。Sculean 等［15］的一项对 20 例的随机双盲对照试验显示，在试验中所采用的剂量下，罗非昔布没有对牙周骨内的骨缺损愈合产生影响，而本研究的局限在于样本量过少，牙周骨缺损与四肢骨折愈合的过程也不完全一致。

Emily 等［34］对既往的病例对照和队列研究进行系统评价，Meta 分析的结果显示对于长骨骨折，NSAIDS（主要是非选择性 Cox 抑制剂双氯芬酸钠、酮洛酸、吲哚美辛等）暴露与骨不连风险有关，而对于脊柱融合则没有足够证据表明 NSAIDS 暴露会增加骨不连风险；作者还发现低质量的原始研究和增加的报道的骨不连风险有关。但该Meta 分析的结果受纳入的原始研究（全部为病例对照及队列研究）质量的影响，尚需要更多的大样本随机对照试验验证。

此外，临床上应用 NSAIDS 治疗创伤或手术部位的异位骨化已有多年，被认为有效［35］，有学者认为这可能与NSAIDS 抑制成骨活动相关，并据此推测 NSAIDS 对骨折愈合不利。然而，异位骨化发病机制尚未完全明确，其与正常骨折愈合过程也并非一致［36］。

综上所述，体外研究与动物实验提示 NSAIDS 可能对骨折愈合产生不利影响，增加骨不连的风险，但这些研究的结果尚存在一定争议，同时，临床研究及循证医学也没有强有力的证据表明 NSAIDS 会影响骨折愈合，将来尚需要更多的基础研究阐明 NSAIDS 作用于骨折愈合过程的确切机制，以及设计更严密的大样本随机对照试验研究 NSAIDS 对骨折愈合的影响。因此，在现有的证据条件下，骨折不应被认为是 NSAIDS 应用的禁忌证，但是，从临床的角度考虑，应将 NSAIDS 作为可能影响骨折愈合（甚至导致骨不连）的一个潜在危险因素，权衡利弊后谨慎使用，充分考虑患者的全身及局部情况，注意控制其剂量和使用时间；而对于骨不连危险因素较多（如局部血供破坏严重、吸烟、感染、糖尿病、营养不良等）的患者，则须十分谨慎甚至避免使用。

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（本文编辑：王永刚）

Research progress of NSAIDS’ impact on the bone healing

LI Yi， FENG Fan， CAI Lin. Department of Orthopedics，Zhongnan Hospital of Wuhan University， Wuhan， Hubei， 430071， PRC

CAI Lin， Email： guke3559@aliyun.com

Non-steroid anti-inflammatory drugs（NSAIDS）have been ubiquitously used in the analgesia treatment of patients with bone fractures. However， many studies suggested that these drugs wound affect the normal bone healing process and even lead to nonunion， while others contradicted these results. This review focuses on the in-vitro， in-vivo and clinical studies on NSAIDS’ impact on the bone healing and tries to give a critical analysis of the literature.

Anti-inflammatory agents， non-steroidal； Fracture healing； Fractures， ununited； Review

10.3969/j.issn.2095-252X.2016.08.010 中图分类号：R683

430071 武汉大学中南医院骨科

蔡林，Email: guke3559@aliyun.com

（2015-11-23）