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大骨节病基本知识 合阳县疾病预防控制中心党桂巧 一 基本概念 大骨节病是一种地方性 多发性 变形性骨关节病 中国又叫柳拐子病 水土病 算盘指病 骨节风等 国际医学界称本病为卡辛 贝克氏病 Kaschin BeckDisease 大骨节病在中国病情重 分布范围广 主要发生于黑 吉 辽 陕 晋 甘 藏 青等15个省 在国外主要分布于西伯利亚东部和朝鲜北部 多分布于山区和半山区 平原地区少见 本病基本病变是发育中儿童的关节透明软骨的变形与坏死继发的骨关节炎 本病主要发生在儿童 少年 成人中新发病例甚少 二 大骨节病的临床表现 本病常在不知不觉中起病 病人初期可能自觉缺乏 四肢无力 皮肤感觉异常 如有蚁走感 麻木感等 肌肉酸麻 疼痛等 这些症状常常不衡定 不明显 其主要的 典型的临床表现都与骨软骨损害和关节功能状态密切相关 1 早期表现 发病初期多数病人无明显自觉症状 部分病人自觉易疲乏 四肢关节发紧运动不灵活 有关节磨擦音或轻微疼痛 胀痛 酸痛或 骨缝痛 有时有蚁走感和麻木感 关节疼痛往往为多发性 对称性 常先出现于活动量大的指关节和负重量大的膝 踝关节 这些症状一般在晨起后明显 待稍活动后可缓解 关节疼痛随病情进展而加剧 在病情活跃的病区中 病人常在关节增粗的前几个月 就感到踝 掌 指 肘 膝等关节处有对称性断续疼痛 特别是在起床 就寝 走路及劳动以后 天气变化或身体不适时更为明显 大骨节病 指端末节呈鹅头状下垂 即第2 3 4指的末节向掌心方向弯曲呈弓状 常大于15 这是本病出现最早的体征 在病区对早期诊断具有一定意义 指末节弯曲常与手指歪斜并存 歪斜以食指多见 其次是中指 环指 末节的背侧可触到一个拱起的 脊 即Heberden 霍伯登氏 结节 这种病人发生在学龄期儿童 5 12岁 部分可幼年发病 2 进展期表现 关节增粗变形多见于手 指 足 趾 间关节 掌指关节 逐渐发展到腕 肘 膝关节 晚期重症病人肩关节和髋关节受累 常先出现在第2 3 4指的第1指间关节 以近位指间关节最为明显 由于指骨关节端变扁平和向外膨大 而致关节隆起 踝关节增粗 变性 在早期检出率相当高 仅低于指关节 踝关节增粗常伴有足跟外形臃肿 足弓扁平畸形 少数病人在指关节增粗前 先出现肘关节弯曲 左右肘关节弯曲程度常不相同 膝关节亦可出现增粗 变性 关节增粗呈多发性 对称性 受累关节部位的皮肤和软组织无发红 肿胀等改变 也很少有压痛 关节摩擦音 从细小捻发音到粗糙的摩擦音不等 轻度以上患者四肢肌肉特别是手掌大 小鱼际肌 上臂肱二头肌 肱三头肌及小腿腓肠肌可见肌萎缩 这种现象在关节有明显改变之前就可出现 增粗关节活动范围变小 关节活动受限 肘关节屈伸受限 弯曲呈挎筐状 肩关节受累 膝关节内翻或外翻 出现下蹲困难 直立曲膝 代偿性腰椎前弯 臀部后突 扁平足 严重者脚步掌状如熊掌 此时病人步态摇摆 即所谓的 鸭步 踝关节跖屈和背伸障碍 少数病人因病变关节软骨的剥脱 关节腔内出现游离体 关节鼠 游离体也可由增生的滑膜绒毛脱落而来 多为细小的米粒小体 当关节鼠嵌在关节间隙 关节出现绞锁症状 动则剧痛 严重病人出现手指 足趾与年龄身高不符 明显短缩 有时伴有关节半脱位 手指向尺侧或桡侧弯曲 即所谓的短指 趾 畸型 四肢与头和躯干相比表现为匀称短缩 上臂与前臂相比特别短 手指不能触及大转子 胫腓骨短 与肱骨及躯干相比不成比例 因此病人坐如常人高 立起则矮半截 呈矮小畸型 病人因关节增粗变形 运动障碍和疼痛 劳动能力下降 甚至完全丧失劳动能力 至生活不能自理 病人自觉症状常在劳累 受凉或天气变化时加重 3 影像学表现 本病是在骨发育过程中发生的全身性 多发灶性 软骨坏死性疾病 造成的骨关节损害将持续终身 X线征象归纳如下 1 干骺端边缘模糊或凹凸不平 呈波浪状以至锯齿状 如病变继续发展 指骨端不整齐的边缘可呈碎裂现象 此时 关节无明显变形 2 以骨骺与骨干开始融合为特征 骨骺自中央部分开始融合 渐扩展到边缘 骨骺本身亦有破坏 分节 不整等现象 也可能完全被吸收 干骺端可呈杯口状凹陷 骨髓嵌入其中而早期愈合 停止发育 3 干骺完全融合 骨的纵向发育停止 病骨变短变粗 因为各干骺的融合迟早不同 以致各指骨可呈现长短不齐 骨端宽大变形 使关节粗大 4 如干骺端愈合以后的青年发病 临床症状多见且严重 关节相对骨端都有损害 可影响整个关节 表现为大骨节畸形 可伴有短骨干 5 大骨节病所见的系列征象都是软骨坏死后的修复和继发变化 只有经过修复组织特别是骨的改变塑型 病变才能发展到消退 稳定或发生畸形 三 大骨节病的病因 大骨节病病因尚未阐明 当前因内外主要有3种病因学说 1 生物地球化学说 最初由原苏联学者提出 认为本病由1种或几种元素过多 不足或不平衡所引起 早期曾认为与水 土钙少及锶多 钡多有关 后来又主张因病区水土和主副食中含磷 锰过多而致病 这些都未能人病人体内或实验研究中找到确切根据 中国科学家发现大骨节病与环境低硒有密切关系 中国本病病区分布与低硒土壤地带大体上一致 大部分病区土壤总硒总量在0 15mg kg以下 粮食硒含量多低于0 020mg kg 病区人群血 尿 头发硒含量低于非病区人群 病人体内可查出与低硒相联系的一系列代谢变化 病区人群头发硒水平上升时 病情下降 补硒后能降低大骨节病的新发率 促进干骺端病变的修复 但也有一些重要事实不支持低硒是本病的病因 有些地区低硒 并不发生大骨节病 如陕西的榆林 洛南以及四川 云南一些克山病病区 有些地方硒并不很低 却有本病发生 如山东的益都 山西的左权 霍县 陕西的安康 青海的斑玛等 补硒后不能完全控制本病的的新发 细胞培养表明 软骨细胞生长对硒并无特殊需要 低硒的动物实验不能造成类似本病的软骨坏死 2 真菌毒素说 认为病区谷物被某种镰刀菌污染并形成耐热的毒性物质 居民因食用含此种霉素的食物而得病 这一学说 最初在1943 1945年间由原苏联学者提出 并未得到学术界普遍承认 60年代以后 中国学者杨建伯等继续进行这一方面的研究 注意到病区玉米中检出最多的真菌是尖孢镰刀菌 并在病区玉米粉和面粉中检出多量镰刀代谢产物苏糖醇和木糖醇 其含量与大骨节病病情之间存在 剂量效应 联系 用病区谷物分离的镰刀菌接种于非病区玉米制成菌粮 按10 比例加入正常饮料喂养雏鸡 可引起雏鸡膝关节骺板软骨带状坏死 真菌霉素说当前面临的主要问题是 在流行病学上如何解释病区近距离灶状分布问题 用温度 湿度 粮食收割贮存条件等难以作出令人信服的解释 各病区分离出的菌种不尽相同 例如有些病区分离出的的优势菌种是互隔交链孢霉而不是镰刀菌 病区与非病区间的差别不够规律 细胞培养证明 镰刀菌毒素 如禾谷粉红色镰刀菌的TDP 1 梨孢镰刀T 2等 对软骨细胞并无选择性毒性作用 3 有机物中毒说 认为本病系由于病区饮水被腐殖质污染所致 在中国许多病区 民间早就把本病起因归之于水质不良 日本学者泷泽等人研究饮水中植物性有机物与大骨节病的关系 认为有机物中阿魏酸对羟基桂皮酸可能为致病因素 中国在1979 1982年的永寿县大骨节病科学考察中 测得水中腐殖酸总量和羟基腐殖酸含量与大骨节病患病变率呈正相关 与硒含量呈负相关 近年来对病区饮水中有机物的分离鉴定表明 病区与非病区腐殖酸结构的核心部分无明显差异 小分子有机物如酚醌类 含硫和氮的苯并噻唑类化合物在病区饮水中较多出现 用遇子自旋共振 ESR 进行检测 发现病区饮水中有明显的自由基信号 有些学者认为低硒 真菌毒素和饮水中有机物3者在本病可能有其内在联系 即粮食受真菌污染和饮水受有机物污染的共同结果 都产生自由基 半醌自由基 增多的自由基进入人体可损伤软骨细胞 在病区环境缺乏足够的硒的保护情况下 便引起发病 这一观点所面临的主要问题是 自由基和过氧化损伤为何只选择性作用于软骨细胞 而对其他组织不带来明显损害 实验动物模型研究 为了探讨病因与发病机制 多年来国内外许多学者都致力于本病实验动物模型的研究 中国研究者一般都以软骨损害作为判定动物模型的基本形态学指标 但以往用大白鼠或狗所做的实验 在骺板和关节软骨所看到的多是散在性软骨细胞坏死 基质变性 较小的无细胞区等缺乏特征的轻度改变 和对照组相比缺乏质的差别 因而难以判断其价值 近年来比较成功的是在恒河幼猴用病区粮 水所进行的实验 在饲以病区水或粮6个月或18个月后 大部分猴的关节软骨和骺板软骨深层出现灶状 带状坏死及坏死后的一系列继发变化 基本上重现了大骨节病的病理发展过程和主要病变特征 实验结果提示病区水和粮中都有致病因素存在 这类致病因素对实验动物的致病作用并没有随该病区病情减轻而变弱 单用病区水亦可引起明显软骨坏死 故基本病因不太像是某种微量元素的缺乏 四 大骨节病的病理 1 软骨的基本病理变化本病主要累及软骨内成骨的骨骼 特别是四肢骨 表现为透明软骨的变性坏死及伴随的吸收 修复性变化 软骨细胞常见凝固性坏死 细胞核固缩 碎裂 溶解消失后 残留红染的细胞影子 进而残影消失 基质红染 成为灶状 带状的无细胞区 坏死区还可进一步崩解 液化 坏死灶周围存在的软骨细胞常有反应性增生 形成大小不等的软骨细胞团 在邻近骨组织处 坏死部倍可发生病理性钙化 初级骨髓的血管和结缔组织侵入坏死灶丙 出现机化 骨化 最终为骨组织所代替 软骨坏死以累及成熟中的软骨细胞 肥大软骨细胞 为主 呈现近骨性分布 坏死扩大时 也会波及其他层次的软骨细胞 坏死灶常为多发性 大小不一 呈点状 片状或带状 2 骺板软骨病变骺板软骨的坏死主要发生于肥大细胞层 重者可贯穿骺板全层 骺板深层发生坏死后 该部由干骺端来的血管不能侵入 正常的软骨内成骨活动停止 但坏死灶上方存活的增生层软骨细胞还能继续增生 分化 导致骺板的这一局部增厚 在坏死灶的近骨缘常发生退行性钙化 并可沿坏死灶的干骺缘沉积骨质 形成不规则的骨片或横骨梁 表示正常骨化过程停顿 而骺板的其他部分成骨活动仍在继续 因而造成骺板的厚薄不均和骨化线的参差不齐 当坏死灶贯穿整个骺板时 由骺板和干骺端两个方向进行坏死物的吸收 机化和骨化 终于导致骺板提前骨性闭合 该管状骨的纵向生长早期停止 造成短指 趾 或短肢畸形 由于干骺端血管丰富 骺板软骨坏死后的吸收 机化和骨化发展较为迅速 因而其X线影像在较短时间 数月于1年 内可明显加重或好转愈复 3 关节软骨病变和骺板软骨的坏死灶一样 关节软骨的病变也呈近骨性分布 即首先是深层成熟中的软骨细胞受累 由于此部坏死物质的吸收较为缓慢 坏死存在时间较久 故坏死灶周边部增生垢软骨细胞团往往更引人注目 在较大的坏死灶当坏死物质崩解 液化后 形成裂隙或囊腔 在重力和磨擦等机械作用下 其表层软骨组织每易成片剥落 分离性骨软骨炎 形成关节游离体 关节鼠 而局部关节面则留下大小不等的溃疡 重者病变部关节软骨可全层破坏消失 造成大片骨质裸露 在关节面的边缘部分 与软骨坏死相伴随常有软骨增生反应 导致关节边缘部分增厚 且可骨化而形成骨性边缘增生物 由此而引起患者骨端增大 关节变形和活动受限 后期关节滑膜结缔组织增生 钙化和骨化 更加重了关节粗大 由于关节软骨的变性坏死 崩解剥落和修笔增生等过程反复进行 以致晚期病例表现为变形性关节病的改变 但从未见发生骨性关节强直 关节软骨坏死的吸收机化只能板壳的正缺点口处开始 修复反应相对较弱 病变发展较为缓慢 因此 在X线下关节面 骨端 的病变往往比干骺端的病变显影较晚 修复过程发展缓慢 历经较长时间而变化甚微 4 软骨损害的发生机制 目前主要有以下3种见解 一种意见认为 本病软骨损害的生物化学基础是硫代谢障碍 硫酸软骨素 Chs 是软骨基质的重要成分 持这种见解的研究者发现本病病人尿中Chs的排泄量增高 硫酸化程度降低 分子量变小 尿中各种氨基多糖的比例失调 他们认为这些变化提示有硫的利用障碍 体内Chs的硫酸化受肝 肾等脏器产生的硫酸化因子 SF 所调控 他们发现本病儿童患者血清SF活力明显低于当地健康对照儿童 后者又低于非病区对照儿童 他们认为硫代谢障碍是SF活力降低的结果 本病的致病因素是通过干扰SF的生物功能而引起一系列软骨损害的 磷脂另一种意见认为 细胞的膜缺陷状态是构成本病发病的生物化学基础 他们发现本病患儿红细胞的膜脂组成中磷脂减少 胆固醇 磷脂的分子比增加 在磷脂中又以磷脂酰胆碱 PC 降低为主 鞘磷脂 SM 变化较小 SM PC的分子比升高 这些变化意味着生物膜的老化 上述情况同样也见于本病患儿尸检材料的软骨分析中 他们认为生态环境低温 低硒和食物单调 磷脂摄入不足 的共同作用 导致膜系统脆弱和抗氧化能力降低而发病 还有一种意见认为 外源性自由基源既可引起软骨细胞坏死 又可导致软骨细胞代谢异常 后者将合成和分泌富含 型胶原的异常基质 发生速度快 粒度小 结晶度低的异常矿化 从而引发本病的病理化学过程 用病区粮 水饲养小鼠 发现软骨基质中 型胶原增多 型 型之比增加 上述氨基多糖 胶原和细胞膜系统的变化 都为探讨软骨损害的发生机制提供了有益线索 但对于合理解释病因如何选择性作用于软骨的特定部位和启动一系列特征性改变 还存在较大距离 五 大骨节病的辅助检查 主要是一些与骨 软骨代谢有关的检查 血浆碱性磷酸酶 ALP 活性升高 特别是X线有典型改变的大骨节病儿童较病区健康对照和非病区健康对照均有显著增高 在没有明显肝 肾等脏器官损害的情况下 ALP主要来自骨骼 反映成肌细胞功能活跃 尿中羟赖氨酸明显增高 且随X线所反映的病情加重而上升 侧同样为胶原分解产物的羟脯氨酸变化却不太规律 有时报告中尿羟脯氨酸在活跃重病区有增高趋势 有的报道则相反 尿中硫酸软骨素 Chs 的排泄量升高 反映软骨基质的分解增多 Chs的硫酸化程度降低 用醋酸纤维素薄膜电泳法查出病人尿中Chs的电泳迁移率明显变大 说明Chs的分子量变小 六 大骨节病的鉴别诊断 大骨节病X线征象的发生 发展与发病年龄 部位有特定关系 故鉴别诊断应依不同情况与软骨发育不良 类风湿性关节炎 外伤性或退行性关节炎等疾病鉴别 结合流行病学 临床表现 本病诊断不难临床上需要与大骨节病鉴别的疾病主要有2类 一类是引起关节粗大 疼痛的疾病 一类是引起软骨内成骨障碍 短肢畸形 身材矮小的疾病 鉴别时主要应掌握各自疾病的特征 以及大骨节病有地区性等特点 退行性骨关节病 骨关节炎 增生性关节炎 其与晚期大骨节病的相同之处是有关节软骨的退行性变和破坏脱落 发生关节疼痛 僵硬 关节粗大 活动爱限制 和大骨节病不同之处在于 多发生于40岁以后的成人 青年人少见 几乎不见于儿童 无短指 趾 短肢畸形 关节受累为非对称性 肌萎缩不明显 离性骨软骨炎 在关节软骨部分分离形成关节游离体 引起关节交锁方面 与大骨节病晚期有相似之点 主要不同之点是 受累部位主要是双膝关节或革单一关节 如踝部 手指改变少见 不影响骺板软骨生长 无短指 短肢畸形 全国各地都有发病史 类风湿关节炎 多发生于青少年 开始累及手指小关节 有多发 对称的指关节肿大 疼痛等方面与大骨节病有些类似 明显不同之点是 受累关节周围软组织有肿 热等炎症表现 关节肿胀呈纺锤形 重症病例关节最终常出现纤维性强直 无短指 趾 畸形 类风湿因子 IgM 在70 80 患者中为阳性 20 25 患者皮下有类风湿结节 痛风 虽然也有多关节受累和手 腕 足 踝等部关节肿痛 但以下各点和大骨节病明显有别 发病年龄大部分在40岁以下 多有家族遗传史 受累关节有红 肿 热 痛等急性炎症表现 发病急骤 疼痛剧烈 在关节或其他部位皮下有痛风石 皮肤如溃疡排出白色尿酸盐结晶 关节损害为非对称性 急性期有发热 寒战 白细胞升高等全身反应 给予秋水仙碱治疗 症状迅速缓解 因此容易和大骨节病鉴别 氟骨症 氟骨症患者晚期亦可发生广泛的关节退行性变 关节边缘骨刺增生 关节活动障碍 步态蹒跚 但与大骨节病不同之处甚多 例如 发病地区不同 2种病重叠的地区很少 发病年龄一般都在成年以后 多有氟斑牙 以脊柱及四肢大关节受累为主 骨骼病变以骨硬化为主 伴有骨周软组织的广泛钙化 骨化 椎管变窄 椎间孔变小 造成脊髓和神经根损伤 故不难与大骨节病鉴别 软骨发育不全 在短肢畸形 身材矮小方面与大骨节病性件儒相鉴别 其主要不同之点是 为先天性 出生后即四肢短小 生长缓慢 前额明显突出 鼻梁深度凹陷 X线全身多处有软骨发育不全畸形 骨骺增大呈喇叭形 长骨两侧膨大非常明显 关节不痛或很轻 佝偻病 重症者虽然也影响骨骼生长发育 但多见于婴幼儿 有佝偻病特有的囟门关闭迟 方颅 鸡胸 肋骨串珠等表现 X线下骺线增厚 呈毛刷样 下肢骨干弯曲而形成 X 型或 O 型腿 这些都和大骨节病明显不同 克汀病 虽然也有身材矮小 但生后不久即表现出生长发育滞后 有明显智力和性功能障碍 有不同程度的听力和语言障碍 X线骨龄明显落后 干骺闭合延迟 容易和大骨节病区别 七 大骨节病的治疗 大骨节病治疗没有特别好的治疗方法 主要是针对疾病症状的对症治疗方法 针对可能的病因与发病机制的药物 这类药物适用于早期病人 旨在阻断病情发展 促进病变修复 常用的有 亚硒酸钠和维生素E 针对病人体内有低硒的改变和膜损伤的表现而采用 一般用亚硒酸钠片口服 每片含亚硒酸钠1mg 用量通常为10岁以下儿童每周服1片 10岁以上儿童每周服2片 服用至少6个月以上 同时服用维生素E 每日10 20mg 能增强效果 永寿大骨节病考察表明 以X线下干骺端变化来判断 服药1年时疗效达81 9 与病人脱离病区到非病区后病变修复过程相近 由于硒的生理适宜用量范围较窄 因此要严格控制剂量 不可滥用 硫酸软骨素片剂 康得灵 针对病人有硫酸软骨素代谢障碍而采用 片剂每片0 12g 每次5片 每日2次 3个月为一疗程 硫酸盐 也是针对硫代谢障碍 常用复方硫酸钠片 每片含无水硫酸钠0 36g 柠檬酸0 09g 还有适量淀粉 硬脂酸镁等赋形剂 用量10岁以下每日4片 10 15岁每日5片 15岁以上每日6片 每日2次饭后服用 6 8个月为一疗程 也可用硫酸