先天性上尺桡关节融合发病机制与诊治进展

李善语 张睿 徐佳 康庆林

先天性上尺桡关节融合（CRUS）是一种罕见的胚胎期骨分化障碍导致的前臂畸形,患肢肘关节X 线片显示上尺桡关节骨性融合。该病可导致前臂旋转受限，同时妨碍手部精细动作的完成，严重影响患者的日常生活[1-7]。

尽管第一例CRUS 早在1793 年就已被报道，但由于该病较为罕见，其发病机制尚未阐明，有关其诊治策略的报道也以个案和系列病例研究为主，缺乏明确的诊疗指南[8-10]。本文拟回顾近年来CRUS 发病机制的研究进展，并总结国内外CRUS的诊治经验。

1 遗传学与发病机制

患儿通常在2～5 岁时被首次诊断为CRUS，但融合骨块在患儿出生前已经形成[5,7]。曾有学者报道，CRUS 存在常染色体显性遗传特性，其外显率为20%。然而，一项新近的针对非综合征性CRUS（nsCRUS）的研究认为，该病的遗传特性尚不明确[3,11]。CRUS 患者常伴随多种骨代谢综合征，如Poland 综合征、Holt-Oram 综合征等，这提示患者骨代谢相关通路存在缺陷[5,7,12]。近年来，针对骨形态发生蛋白（BMP）等信号通路的全外显子测序（WES）研究正逐步揭示CRUS 的发病机制。

胚胎第6 周时，肘关节周围软骨的分化能够分隔肱骨、尺骨和桡骨，但错误的分隔可于胚胎第7 周造成永久性的上尺桡组织桥接，并最终成为骨性或软骨性连接[5]。Suzuki 等[10]利用WES 对1例CRUS 患者进行研究，证实其锌指基质蛋白2 型（ZMAT2）基因存在从头合成错义突变。在斑马鱼胚胎模型中，敲低ZMAT2 基因可导致斑马鱼胚胎背侧化发育和胸鳍短小畸形，而在敲除ZMAT2 的斑马鱼胚胎中过表达野生型ZMAT2 RNA 和bmp2bRNA 则可完全或部分改善畸形，但过表达突变型ZMAT2 RNA 则不能改善上述畸形，提示ZMAT2 基因可通过促进BMP 信号通路维持动物胚胎前肢的正常发育。SMAD6 是一类转录因子，能够通过竞争结合受体、促进受体降解和抑制其他转录因子复合体功能来抑制BMP 信号通路。Yang 等[11]研究发现，部分nsCRUS 患者存在SMAD6 基因的无功能突变，这表明不受抑制的BMP 信号通路不能维持上尺桡关节的正常发育。因此，上游信号改变导致BMP 信号通路异常激活或抑制可能与CRUS 发病有关。然而，CRUS 并不都是在患者双上肢发生，这提示单侧CRUS 患者的发病机制可能与其他信号通路受到调控有关，未来可针对易感基因的修饰以及与其相互作用的蛋白进一步展开研究。

2 诊断与分型

CRUS 一般可表现为前臂不同程度的旋转受限和邻近关节代偿性的活动度增加[3,13-14]。然而，受前臂旋转固定位置、肱桡关节稳定性、患者年龄和伴随综合征等因素影响，部分CRUS 患者可呈现不典型表现。前臂固定于中立位或轻度旋前位的单侧nsCRUS 患者邻近关节的代偿活动有时会掩盖症状，可能造成误诊或漏诊。

X 线检查显示上尺桡关节骨性融合即可明确诊断，有些患者可伴有桡骨干弯曲度增加、桡骨头畸形和脱位以及尺骨远端半脱位[7,13，15]。近年来，对综合征性CRUS 患者亦可采用序列比较基因杂交（aCGH）技术联合单核苷酸多态性（SNP）分析进行基因诊断[12]。

根据CRUS 是否存在骨性融合及桡骨头的位置不同，目前采用的Cleary-Omer 分型可将CRUS分为以下类型：①Ⅰ型，为融合区无骨性连接，可有软骨连接，桡骨头正常；②Ⅱ型，为融合区存在骨性连接，桡骨头正常；③Ⅲ型，为融合区存在骨性连接，桡骨头发育不全伴后脱位；④Ⅳ型，为融合区存在骨性连接，桡骨头呈“蘑菇形”伴前脱位[3]。其中，以Ⅲ型CRUS 最为多见。目前尚无研究证实，该分型与前臂畸形程度、功能和治疗方案选择存在相关性[7]。

3 治疗

3.1 非手术治疗

期待疗法和功能训练是CRUS 最常用的非手术治疗方案，尤其适合于仅单侧受累、前臂中立位或轻度旋前位固定、不伴或伴有轻度功能障碍的患者。Kepenek-Varol 等[9]报道，1 例拒绝手术治疗的双侧CRUS 患者在完成10 周的上肢活动、负重功能训练和稳定性训练后双手精细活动得到明显改善。

3.2 手术治疗

随着对上尺桡关节认识的深入和手术技术的进步，CRUS 的手术治疗手段不断改进。根据能否恢复上尺桡关节旋转功能，现有的手术方案可分为两大类：分离融合区重建术和旋转截骨术。尽管术后患肢功能有所改善，但手术效果仍不能令人满意，甚至可出现骨筋膜室综合征等严重并发症。因此，术前明确CRUS 的手术指征十分必要。

3.2.1 手术指征

CRUS 的手术指征尚未达成共识。有研究指出，前臂旋前位固定超过60°的患者需要接受手术治疗[2]。三维运动分析研究也证实，前臂旋前位固定超过60°时，患者日常活动明显受限[13]。Cleary 等[3]对CRUS 患者进行上肢功能评分，结果显示96%的患者上肢功能仅轻度受限，提示上肢功能与前臂畸形固定的角度不存在相关性。同时，邻近关节的代偿作用仅能部分改善前臂旋前的受限情况，而不能弥补旋后范围的缺失。该结果提示，以重建前臂旋转功能为目的的手术指征应基于患肢功能障碍的程度而非前臂旋转固定的角度，并综合考虑患者的手术意愿和预期以及其他医学人文因素[16]。

3.2.2 分离融合区重建术

理论上，分离上尺桡关节融合区并重建旋转功能是最理想的术式。但早期文献报道，该类手术因不能阻止术后分离区再融合而未得到广泛认可[17]。在分离融合区的基础上，Kanaya 等[18]增加了桡骨近端截骨复位桡骨头、重建上尺桡关节周围软组织和游离移植上臂复合软组织填充融合区等方法，可使除Cleary-Omer Ⅲ型外的CRUS 患者前臂旋转功能获得明显改善，此即为Kanaya 术。Sakamoto 等[19]对Kanaya 术进行改良，将桡骨截骨位置改为桡骨中段，采用该方法治疗2 例Cleary-Omer Ⅲ型CRUS 患者，术后前臂旋转范围均可达80°，长期随访结果显示疗效较好，且无并发症发生。Tsumura 等[20]对Cleary-Omer Ⅲ型CRUS 患者的前臂畸形行计算机断层扫描（CT）三维重建，为不同患者定制桡骨截骨导板，对截骨后前臂旋后仍受限的患者则加行尺骨旋转截骨和肱二头肌腱转位，并利用骨间后动脉穿支筋膜瓣填充分离的融合区。该技术可避免显微操作，使Kanaya 术更精准、简便。尽管该技术不能重建尺骨桡切迹，容易引起桡骨头习惯性脱位，但术后患者前臂旋后可达60°。然而，长期随访也发现，Kanaya 术后10 年患肢前臂旋后范围有平均16°的缩减，其原因可能是骨间膜与上尺桡关节周围软组织挛缩、桡骨头增生引起的前臂旋转卡压或旋后肌群失用萎缩[21]。

3.2.3 旋转截骨术

旋转截骨术约占所有CRUS 手术治疗的90%。该类手术通过前臂截骨矫正旋转畸形，并使用石膏、克氏针、髓内钉和钢板等不同方法将前臂固定于功能位，以改善前臂功能。

早期文献报道，融合区截骨会因CRUS 本身软组织挛缩和术中软组织广泛剥离而导致患肢术后出现骨筋膜室综合征、神经血管危象和骨不连[7]。近年来，为避免相关并发症的发生，学者们对旋转截骨平面的选择不断进行改进。Shingade 等[22]对36 例平均旋前56.3°的CRUS 患者在距融合区1 cm 处行尺骨截骨、在远端骨干-干骺端移行区行桡骨截骨，并在旋后20°～30°范围内以长臂石膏管固定5～9 周，术后随访时基本达到预期功能位，其Jebsen-Taylor 手功能测试评分明显改善。Bishay[23]在此基础上加用髓内针与石膏联合固定前臂，发现14 例患肢均达到预期固定角度，功能显著改善。Hwang 等[24]比较在术中加用髓内钉固定尺骨与单纯石膏管型固定治疗CRUS 的疗效，发现两种方式在前臂旋转角度改善、肘关节功能评分等方面均无显著差异。Satake 等[25]治疗CRUS 时仅在旋前圆肌止点处行桡骨截骨以矫正前臂旋前畸形，并通过腕关节代偿使手掌旋后90°位后用石膏管型固定，长期随访结果显示前臂平均固定角度可由术前51.3°改善至术后4°，且无神经血管并发症发生。

目前对CRUS 患者行旋转截骨术后前臂最佳固定角度存在争议。早期学者认为，对双侧CRUS行旋转截骨术后，惯用手前臂应固定于30°～45°旋前位，非惯用手前臂则应固定于20°～35°旋后位；对单侧CRUS 行旋转截骨术后，患侧前臂应固定于10°～20°旋后位，以形成双上肢活动范围的优势互补[1]。另有研究认为，惯用手前臂应固定于0°～20°旋前位，非惯用手前臂则应固定于0°～20°旋后位[23]。Pei 等[26]提出，双侧CRUS 行旋转截骨术治疗时，前臂均应固定于旋后0°～20°，旋后位则应满足使用键盘、端碗、触摸头部后方和洗漱等日常活动。

桡骨旋前角（RPA）是指在屈肘70°～90°状态下摄前臂正位X 线片时尺、桡骨干所在直线成的最大夹角。Liu 等[15]研究发现，CRUS 患者的RPA与融合骨块的纵向长度呈正相关，对RPA 较大的患者行旋转截骨术比Kanaya 术获益更大，因为这些患者桡骨弓的病理性弯曲不易被截骨纠正。

3.2.4 Ilizarov 技术

对前臂旋转畸形角度过大的CRUS 患者，应用Ilizarov 技术逐步矫正可有效避免过度牵拉引起的急性神经血管损伤[6,27]。同时，使用外固定支架能够避免术中暴露和牵拉导致血管神经损伤的风险，保护了软组织的完整性，更加安全和微创，且可根据患者自身习惯选择合适的前臂固定位置[4,28]。然而，除非手术切除融合区，脱位的桡骨头无法复位。Bolano[4]首次报道1 例前臂旋前150°行融合区截骨联合Ilizarov 技术矫正旋转畸形的CRUS 患者，发现其术后功能恢复良好，仅发生暂时的钉道感染。此后，Rubin 等[28]对4 例前臂旋前超过90°的Cleary-Omer Ⅲ型CRUS 患者行Ilizarov 外固定术与融合区截骨术，前臂旋转畸形平均矫正115°，其中2 例患者由于首次矫正角度过大，出现神经失用，恢复至初始前臂角度随即好转。

3.2.5 桡骨头切除

Cleary-Omer Ⅳ型CRUS 患者的桡骨头可因长期前脱位而失去肱骨小头的限制，从而发生异形生长，最终导致晚发的肱桡关节交锁和肘关节屈曲受限，为改善上述功能，桡骨头切除或置换不可 避 免[29-30]。VanHeest 等[29]对4 例Cleary-Omer Ⅳ型CRUS 患者行期待疗法，患者平均在治疗7.3 年后出现肘关节活动受限，最终通过切除畸形的桡骨头解除其机械遮挡并改善其肘关节功能。融合区的存在保证了切除桡骨头后前臂的稳定性。也有研究认为，对有桡骨头脱位的成年CRUS 患者，需要切除桡骨头和融合区桡骨干，并用阔筋膜张肌游离移植物填充桡骨头的空缺，但该方法的疗效有待进一步研究证实[31]。

4 结语

CRUS 是一种罕见的前臂胚胎发育畸形，前臂固定、旋转受限可严重影响患者的生活质量。CRUS 的发病机制尚不明确，但现有证据表明可能与BMP 信号通路的上游信号异常有关。迄今为止，CRUS 的手术指征仍存争议，须综合考虑患肢功能受限程度、畸形程度、患者年龄和手术预期等因素做出判断。常用的手术方式包括分离融合区重建术、旋转截骨术和Ilizarov 技术等，各有利弊。随着筛检手段的进步和手术技术的发展，CRUS 的早期诊断与治疗效果将会逐步改善。