第03章-骨关节炎27-42

1、第三章 骨关节炎广东省人民医院 张 晓骨关节炎（osteoarthritis，OA），是一种关节软骨进行性消失，骨质过度增生，临床出现慢性关节疼痛、僵硬、肥大及活动受限的常见风湿病。一般认为OA与衰老、创伤、炎症、肥胖、代谢障碍和遗传等因素有关，关节劳损是OA发病的基础。本病好发于50岁以上的中老年人，其患病率随着年龄而增加，女性发病率高于男性。第一节 正常关节软骨的结构和生物学一、正常关节软骨的结构和生化特性正常的关节软骨中主要是软骨细胞和软骨基质，而无血管、淋巴和神经供应。在不同的关节和关节内的不同部位，软骨细胞的密度和分布，软骨细胞的特征和代谢功能也各不相同。在关节软骨中，软骨表面的细胞

2、呈水平方向排列，位于一层较厚的胶原表层内，限制了一些物质的进出。在表层下面，细胞散在，呈随机排列，但细胞外基质致密。再深层是放射层，细胞短柱状排列，与移行区的软骨细胞相比较，表现出部分代谢特征。最深层为钙化层，软骨组织中有钙化物质沉积，细胞或者无活性，或者具有部分功能。基质成分围绕在细胞周围，正常的软骨基质具有6580的水分。大多数水分以蛋白多糖或者胶原的形式存在于纤维间隙，与滑液中的成分自由交换。一小部分软骨水分与基质成分紧密相连。水分在软骨中并不是均匀分布的，软骨表面水分约占80，软骨深层约为65。在负重情况下，软骨中的水分向表面流动，与一些亲水性的细纤维有关。这就产生了一种增强的边界润滑

3、效应，在软骨表面防止磨损过程中发挥重要作用。关节软骨中一小部分无机成分以钙盐的形式沉积，约占组织干重的5。其他的物质为两种相互作用的大分子组成的复合物蛋白多糖（一种高分子聚合素）和型胶原。关节软骨中8090的蛋白多糖（proteoglycan，PG）以大的聚合体形式存在，被称作聚合素（aggrecan）。这种分子含有一个大的核心蛋白（分子量为 245 kD），将近 100个4-硫酸软骨素（chondroitin-4 sulfate）、6-硫酸软骨素和硫酸角质素等糖胺聚糖（glycosarninoglycans，GAGS）组成的侧链与核心蛋白间以非对称形式连接。型胶原含有3个1（）链（而型胶原包

4、括2个1链和1个2链）。与型胶原比较，型胶原可溶性略低，羟赖氨酸的浓度和糖基化程度更高。而且，编码1（）的基因与编码1（）的基因不同。此外软骨中含有低浓度的、和型胶原，实验研究证实，型胶原作为“胶”，在型胶原纤维之间发挥粘结作用，并且对透明质酸-聚合素也具有一定的亲和力。型胶原在软骨内骨化时出现，在软骨骺端最为丰富，这是肥大区的一个典型特征，并且有利于软骨钙化。二、正常软骨基质的代谢研究表明，新合成的胶原具有很长的半衰期，但是也有报道一小部分胶原具有很高的转换率，半衰期仅为几个月。支持后一观点的证据是软骨中存在基质金属蛋白酶家族（MMPs）；其中包括MMP-3（基质溶素），MMP-9（92 k

5、D，明胶酶）和MMP-13（胶原酶），具有较强裂解性能，但此酶需要基质溶素和其他一些辅助因子的活化，如滑膜和软骨中的 IL-1和其他一些细胞因子方能发挥功能。尽管存在很大的代谢异质性，关节软骨内蛋白多糖的转换速率较软骨胶原快得多。少量蛋白多糖的半衰期短至8 d。一些硫基化的GAGs半衰期为45 d（兔软骨）或者250600 d（人软骨）。基质金属蛋白酶（MMPs）降解正常关节软骨中的聚合素。在体内，其切割位点位于聚合素中心蛋白内341-天冬氨酸的27PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建结合位点。将人聚合素与重组的MMP-3及其他MMPs（包括MMP-1、

6、-2、-7、-8、-9、-13）一起孵育，分析体外情况下的切割位点。正常人软骨中的聚合素被一种或者几种基质金属蛋白酶降解，通过应用抗带有341-天冬氨酸的G1基团的C末端多肽的抗血清和Western免疫印迹杂交检测人滑液中带有342-苯丙氨酸的氨基末端，结果表明切割位点与在体情况相一致。341-342氨基酸结合键的切割并不是正常关节软骨中聚合素降解的惟一位点。正常或者OA情况下，聚合素的降解产物被释放进入关节液中，研究发现降解过程还包括核心蛋白球形结构域中373谷氨酸和374丙氨酸的结合键。负责这一切割的酶还没有被最终确定，但是已经被命名为“聚合素酶”。聚合素酶可能是一种膜相关的蛋白酶，在细胞

7、膜表面或者附近激活。应用特异的抗血清进行的免疫组织化学研究已经发现，在体内聚合素的降解位点在373374之间，而非MMP的切割位点。目前尚不清楚这两种降解活性在正常关节软骨中聚合素的稳态转换之间的相对重要性。胰岛素样生长因子-1（IGF-1）和TGF-也能促进聚合素和胶原的合成。在正常的关节软骨中，这些细胞因子通过内分泌、自分泌和旁分泌发挥基质代谢的调节作用。它们可以通过增加蛋白多糖的合成和减少蛋白多糖的聚集来调节软骨的合成和分解代谢，并因此减少基质中聚合素的丢失。三、关节软骨大分子的生物力学效应尽管肌肉等软组织和软骨下骨在分散负荷过程中发挥重要作用，但仍有许多负荷传递给软骨。负重关节长期受到

8、局部高负荷，骨可能很快就会被关节内的摩擦力所磨损。因为蛋白多糖的浓度很高，关节软骨内具有很低的水透过性，这将在软骨受压时限制组织间液从表面丢失。因此，一旦承受负荷，尽管软骨内的压力很快升高，组织却发生缓慢变形，使水分在关节表面形成液压膜。当去除压力后，表面的液体膜被重新吸存。蛋白多糖分子带有很高的负电荷，可以使它们含纳大量的水分。胶原网架对于蛋白多糖的限制可以使组织内部获得很高的膨胀压力。这种压力即使在无负荷的情况下也可以达到3个大气压。但是，正常的关节软骨在放入低渗液中时并没有膨胀表现，因为蛋白多糖的这种膨胀特性已经被胶原网架内强的张力作用所平衡。在负重情况下，胶原网架较非负重情况下具有更大

9、的张力。当一种压力作用在关节软骨时，尽管水的流动被高的组织压所阻碍，使组织具有较低的透水性，但是蛋白多糖胶很容易从负荷区域移开。这种压力梯度限制软骨内组织液向上流动，软骨下骨则限制向下流动。水的流动，主要被胶原网架限制在外侧。网架因此接受由负荷中心传导来的作用力，向量与关节表面平行。因此，关节软骨的张力在这一方向较垂直于关节面的方向要大。生理范围内间断的静水压力是保持，甚至增加蛋白多糖或者胶原合成的主要因素，步行、跑步等活动是保持关节软骨健康的主要因素，非负重或者卧床对于软骨组织的代谢具有负面影响。第二节 病因OA的发生不是一种因素决定的，可能由多种因素诱发。关节构成成分的改变（包括胶原、蛋白

10、多糖、软骨细胞和软骨下骨和滑膜）可能是本病发生的最初病理变化。一、年龄原发性OA的所有危险因素中，年龄是最强的相关因素。在影像学34期改变（可能已经表现OA的临床症状）与年龄的增加呈指数相关。但是在临床症状明显的OA中，年龄的增加并没有导致疼痛和残疾的增加，危险系数目前尚不清楚。OA与年龄的流行病学相关性往往使人产生一种印象，即OA是关节组织老化的结果。对于老年个体关节软骨的研究显示，单纯年龄不构成OA的病因，但是却提示细胞随着年龄老化而发生的改变易于发生这种疾病。28PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建OA病程十分缓慢，早年的关节损伤若干年后才表现出O

11、A的改变。关节生物力学上发生的与年龄相关的改变对于OA疾病发生也十分重要。随着年龄的增长，关节的接触面积逐渐增加，原因尚不清楚，可能与血流的进行性减少，导致骨与软骨交界处改建率降低有关。关节几何学方面的改变可能影响关节软骨的营养并改变负荷的分布，原来不承重的部位现在容易受到压力的改变。因为结缔组织的生化组成在其承受的机械负荷下可以发生改变，所以因为功能需求改变所发生的正常反应极可能被错误的描述成年龄因素所致。二、肥胖体重过重可增加负重关节的负荷。肥胖可以导致整个运动系统姿势和步态的改变，因此必须考虑体重对关节生物力学的影响。在人体，肥胖与膝关节的症状性OA的增加有关，而与其他部位OA无必然关系

12、。肥胖是OA发生的一个危险因素，而不仅仅是结果。肥胖患者主要表现膝关节内翻畸形。在这种情况下，重力集中在膝关节内侧间室的软骨，所以肥胖的人群最容易发生膝关节的退行性改变。三、关节软骨基质的原发改变尽管很少有证据支持关节软骨细胞外基质的改变是大多数OA的原发环节，但是干骺发育不全和多发OA家系中几代人中都发现有型胶原的cDNA上点突变，从而使这一领域成为研究热点。Jimenez等人发现，遗传型OA的发生除了与型胶原 31外显子发生 Arg519-Cys点突变以外，还与关节软骨其他一些基因的突变有关，其中包括型、型和型胶原以及COMP（软骨寡基质蛋白）等。局部因素，例如关节承受的应力和关节变形程度

13、，影响了OA在一些关节中的外观表现，但是在其他关节中则没有表现。其他一些证据也能支持软骨基质的改变导致OA的发生，包括血色病。Wilson病、褐黄病关节病、痛风性关节炎和焦磷酸钙双水化合物沉积症（CPPD）晶体沉积病。在这些疾病中，含铁血黄素、铜和尿黑酸性聚合物或者CPPD单尿酸盐晶体沉积在基质内，直接导致软骨细胞损伤，间接导致组织的硬度增加，从而产生关节软骨的退行性改变。基质中以上物质的沉积所导致的生物化学和生理化学的改变目前尚不清楚。四、软骨代谢异常OA软骨细胞合成与分解代谢活动与正常的软骨细胞不同。这些改变是表型上的，与环境因素无关。在这方面，最明显的是细胞的DNA复制能力，在骨生长停滞

14、以后正常软骨细胞往往丧失或者被抑制。OA关节软骨和正常人的软骨在体内合成或者分解活动的不同之处，在体外也同样存在。这些持久性的改变是原发性还是属于继发性目前尚不清楚。五、创伤如果骨折后复位不佳，或者关节表面不光滑，将很快导致OA的发生，如先天性髋脱位，反复发生的髋骨脱位和由于骨坏死导致的关节面外形改变。目前尚不知道是否更轻微的创伤可以导致OA的发生。例如，长期反复脉冲式承受负荷是否会引发代谢、生化和生物力学改变，进而导致OA的发生？亚骨折水平的创伤可以加速软骨钙化区的改建，潮线增加，非钙化区域变薄，这些是典型的OA改变。Radin等人研究表明，反复受伤将导致软骨下骨质变硬，软骨磨损增加。尽管日

15、常锻炼对于保持软骨结构和代谢功能十分重要，但反复的关节运动可以加速软骨的退变。与OA发生相关联的活动包括反复举重、不良的工作姿势、反复活动手关节以及一些增加关节负荷的体育运动。锻炼计划经常是治疗性的，但是应该仔细选择，避免过量。剪切力敌对关节软骨不易造成损伤。体外实验中，关节在软骨下骨承受最大负荷的情况下反复震荡，软骨也没有磨损。但软骨更易于在反复的冲击负荷发生损伤，这可能导致软骨的磨损加速。所以风钻工人和垒球手肩、肘关节OA发生比例高，而拳击运动员掌指关节和篮球运动员的膝关节易发生OA。29PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建六、骨代谢调控的改变体液、

16、滑液和软骨源性的化学介质和机械刺激一样可以凋节软骨细胞的合成过程。胰岛素、前列腺素、热休克蛋白、TGF-和滑膜与软骨源性的IL-1和其他生长因子对正常软骨和软骨细胞代谢都具有一定的影响。软骨细胞代谢途径中底物的定性和定量改变、电解质浓度以及负荷的改变都可以影响正常软骨细胞合成与降解基质的比率。OA中，软骨基质成分合成的增加与降解在很长一段时间内保持同步甚至超过降解率。研究表明，软骨细胞IGF-1基因的表达与OA形态学改变的严重程度成比例增加，因为IGF-1可以显著减少正常情况下或者IL-1诱导的聚合素和HA的降解，并且与其他生长因子，EGF、FGF、TGF- 甚至PDGF一起协同促进软骨细胞克

17、隆复制，从而延长OA的代偿期。细胞因子的改变是OA的病因，还是软骨细胞损伤以后的继发性改变，仍有待进一步的实验证实。了解OA合成代谢和分解代谢改变对软骨的影响对OA发病机制的认识有重要意义。基因治疗的研究结果间接表明，IL-1对于OA的疾病发生是重要的。将IL-1受体拮抗剂转移到ACL切除后出现不稳定的膝关节滑膜衬里层细胞中，可以减轻OA软骨退变的严重程度。ACL切断1个月后，转人IL-1受体拮抗剂基因的关节中的软骨病变较空白对照组软骨病变严重性明显降低。在SCID关节炎模型（RA的动物模型）中，将IL-1受体拮抗剂和IL-10共转染给滑膜后，小鼠的关节软骨得到保护。七、关节炎性病变过去认为，

18、OA与关节内炎性改变无关。因此，许多人仍称之为骨关节病，用来表述该病缺乏滑膜的改变。大多数情况下，OA的滑膜中仅有少数淋巴滤泡分布，滑液中淋巴细胞数目少于2 000/mm3，而且很少出现RA样的滑膜血管翳。但是有时OA的确有滑膜炎症发生，这可能是晶体诱导的滑膜炎（碳酸钙和焦磷酸钙盐）或者软骨的崩解产物在滑膜中沉积所致。例如，体外情况下，硫酸软骨素可以激活Hageman因子，引发激肽通路。如果这种情况下发生在体内，可能导致OA单核细胞浸润和滑膜血管的增生。不管原因为何，低度滑膜炎可以导致关节囊纤维化和挛缩，从而引起疼痛和肌肉的痉挛。关节软骨受力和酶性降解在关节表面产生的磨损颗粒，经常出现在OA的

19、滑液中，并可以促进胶原酶和其他来自滑膜细胞和巨噬细胞水解酶的释放。尽管较类风湿关节炎中少见，但是在OA中仍然可以见到免疫球蛋白和补体沉积在关节软骨表浅区的胶原网架中。这提示由软骨崩解后产物作为抗原引起的免疫复合物沉积，在关节内慢性炎性反应中发挥作用。另外，IL-1和TNF可以抑制软骨细胞合成蛋白多糖或者加速基质蛋白多糖的降解。第三节 发病机制OA的病因目前尚不很清楚。在该病发生与发展过程中，关节软骨发生很多生化、结构和代谢改变，细胞因子也发挥十分重要的作用。但是，最终认为退行性改变是OA关节软骨改变的根本原因，关节软骨的软化、破溃和局部剥脱以及关节边缘骨与软骨赘生物的形成是OA根本的病理改变，

20、并有相应的临床症状。OA疾病过程中，病理改变的发生顺序及它们之间的关系目前尚不完全明了，但关节软骨是发生改变最主要的部位，也是与正常情况相比变化最大的组织。一、形态学改变关节软骨表面开始仅表现断裂，或者有短的裂缝，在组织学和组织化学染色上则表现出基质均匀着色的改变。随着疾病的进展，裂缝加深、表面溃疡深达软骨下骨。尤其以来自软骨下骨血管造成的潮线分离较有意义。随着疾病的进展，软骨消失，软骨下骨裸露。开始时，细胞数目增多，形成细胞簇或克隆（50个以上细胞为一簇）。边缘骨赘（Osteophyte）具有不同的来源：覆盖在骨表面的软骨似乎是新软骨，而不是降解的旧软骨。骨赘往往是新形成骨，覆盖以透明软骨或

21、者纤维软骨帽，结构上具有很大的不规则性。30PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建二、生化改变OA软骨中的水含量显著增加。当将OA软骨浸人水中时，软骨明显肿胀。蛋白多糖的浓度下降到正常的50以下，型胶原有增加，这些改变导致软骨中水分含量增加和肿胀，进一步导致软骨的变形。三、代谢改变OA软骨细胞的基质降解酶类的合成与分泌率明显增加，并且与关节炎的严重程度密切相关。尤其是MMPs，降解细胞外基质的所有成分，与循环系统中的纤维蛋白溶酶和局部合成的纤溶酶原一起，快速降解软骨。在滑膜细胞和软骨细胞产IL-1和TNF的作用下，软骨细胞以酶原的形式分泌胶原酶、基质溶素和

22、明胶酶在关节软骨组织中还没有发现一种特异的透明质酸酶，但有证据表明，有一种到几种溶酶体酶参与降解透明质酸和6-硫酸软骨素。研究表明，OA关节软骨中硫酸软骨素链长度的减少是由于滑液中透明质酸酶的消化作用，后者在OA发生时，可扩散进人关节软骨中。虽然透明质酸的合成率比正常情况下增加，但是OA软骨中透明质酸的浓度仍然是降低的。OA中这些酶类活性增加的结果是蛋白多糖聚合物和亚基的降解，产生的蛋白多糖不能发生聚合。尽管OA的软骨组织中蛋白多糖的浓度减低，在疾病的早期阶段，蛋白多糖、胶原和非胶原蛋白、透明质酸和DNA的合成是增加的，因此，OA尽管是一种退行性关节疾病，但是至少在一段时间内，随着病情的进展，

23、软骨细胞的数目增多，这种明显的矛盾性反应，也解释了为什么与其他的关节炎相比，OA进展如此缓慢，有时按照形态学标准甚至是非进行性的。四、生物力学改变OA软骨基质蛋白多糖的丢失导致软骨压缩强度和弹性降低，水通透性增高。前者导致更大的力学应力作用于软骨细胞，后者导致在软骨承受压力负荷时组织液丢失增多，基质内溶液的扩散增多，降解酶类及其抑制因子从滑液中进入软骨，或者在软骨细胞边缘合成后穿过软骨，发生相互作用导致软骨蛋白多糖的丢失，产生受损而影响软骨的自身润滑作用。五、骨赘形成骨赘的发生可能是OA关节活动受限和疼痛的主要原因。骨赘的软骨中含有大量的型胶原，骨赘中的硫酸化蛋白多糖在单体大小和主要成分为6-

24、硫酸软骨素的组成上与正常的软骨相似，但是相对缺乏硫酸角质素，并且不具有与透明质酸相互作用的倾向。OA骨赘发生的病理生理和其与软骨变性的关系目前尚不完全清楚。实验诱导的OA模型中，可以有骨赘形成，但关节软骨基本正常。骨赘的形成增加了关节承受负荷的面积，并且在一些情况下与关节软骨的早期退变有关。骨赘的形成可能是血管穿入变性软骨基底层的结果，或者可能是关节边缘的软骨下骨小梁应力性骨折发生异常愈合的结果。在狗实验性OA模型中，膝关节不稳3 d后，就会出现关节周围滑膜与骨膜和关节软骨交汇的周边部分骨赘形成。除了新的软骨增生以外，骨性肥大也是OA的显著特征，并且与血管化增加有关。另有研究显示，骨性增生可能

25、缘自静脉阻塞。在人髋关节OA中，静脉造影显示静脉的引流发生明显的改变，推测这可能因为髓窦受到软骨下囊肿的压迫和软骨下小梁增厚，导致髓内静脉曲张形成。OA软骨下囊肿的形成可能是因为滑液在压力下经过病变的软骨缺陷进人软骨下造成，也可能来自软骨下骨的坏死区域。囊肿内静脉压的升高和改建的骨小梁可能是OA疼痛的原因。不管骨赘形成的原因为何，关节制动可以有效的防止骨赘形成。应用糖皮质激素可以在实验性OA模型中明显减少骨赘的大小和发生。31PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建第四节 临床表现一、临床表现本病起病缓慢，症状逐渐加重，其关节痛有以下特点：关节痛与活动有关，

26、休息后缓解；局限性晨僵，时间不超过30 min，活动后消失；病情严重者即使休息时也痛，受累关节常伴有压痛，骨性肥大，骨性摩擦音及功能障碍，少数出现关节畸形。1.症状和体征 OA主要表现为受累关节的疼痛、肿胀、晨僵、关节积液及骨性肥大，可伴有活动时的骨擦音、功能障碍或畸形。（1）关节疼痛及压痛：本病最常见的表现是关节局部的疼痛和压痛。负重关节及双手最易受累。一般早期为轻度或中度间断性隐痛，休息时好转，活动后加重，随病情进展可出现持续性疼痛，或导致活动受限。关节局部可有压痛，在伴有关节肿胀时尤为明显。（2）关节肿胀：早期为关节周围的局限性肿胀，但随病情进展可有关节弥漫性肿胀、滑囊增厚或伴关节积液。

27、后期可在关节周围触及骨赘。（3）晨僵：患者可出现晨起时关节僵硬及黏着感，经活动后可缓解。本病的晨僵时间较短，一般数分钟至十几分钟，很少超过半小时。（4）关节摩擦音：主要见于膝关节的OA。由于软骨破坏，关节表面粗糙，出现关节活动时骨摩擦音（感）、捻发感，或伴有关节局部疼痛。2.不同部位的骨关节炎（1）手：以远端指间关节受累最为常见，表现为关节伸侧面的两侧骨性膨大，称赫伯登（Heberden）结节。而近端指间关节伸侧出现者则称为布夏尔（Bouchard）结节。可伴有结节局部的轻度红肿、疼痛和压痛。第一腕掌关节受累后，其基底部的骨质增生可出现方形手畸形，而手指关节增生及侧向半脱位可致蛇样畸形。（2）

28、膝关节：膝关节受累在临床上最为常见。危险因素有肥胖、膝外伤和半月板切除。主要表现为膝关节疼痛，活动后加重，休息后缓解。严重病例可出现膝内翻或膝外翻畸形。（3）髋关节：髋关节受累多表现为局部间断性钝痛，随病情发展可成持续性疼痛。部分患者的疼痛可以放射到腹股沟、大腿内侧及臀部。髋关节运动障碍多在内旋和外展位，随后可出现内收、外旋和伸展受限。（4）脊柱：颈椎受累比较常见。可有椎体、椎间盘以及后突关节的增生和骨赘，引起局部的疼痛和僵硬感，压迫局部血管和神经时可出现相应的放射痛和神经症状。颈椎受累压迫椎-基底动脉，引起脑供血不足的症状。腰椎骨质增生导致椎管狭窄时可出现间歇性跛行以及马尾综合征。（5）足：

29、跖趾关节常有受累，除了出现局部的疼痛、压痛和骨性肥大外，还可以出现外翻等畸形。二、特殊类型的OA1.原发性全身性OA OA通常累及单个关节，但临床上还可见到伴有Heberden结节的多关节OA，患者以远端指间关节的骨性良性肥大为特征，主要发生在女性，在男性则形成较晚，具有明显的遗传倾向。此即原发性全身性OA（primary genralized osteoarthrltis）的主要特征。William Herbeden 首先对远端指间关节的骨性良性肥大的意义提出质疑，3年后，Haygarth提出一定有全身形式OA的存在。1857年，Adams对于这种形式关节炎进行了系统的描述。1926年，Ce

30、cil 和Archer对关节炎进行了总体分类中，将远端指间关节关节和近端指间关节结节性关节炎划入退行性关节病中。Stecher以后发现，Heberden结节具有明显的遗传倾向，在女性为孟德尔遗传，而男性为孟德尔隐性遗传。以后研究发现，该病不仅累及手关节，而且在其他关节中也存在，并且一些患者中还出现炎症表现，关节疼痛和僵硬地尤其明显。kellgren和Moore等人提出一种看法，即将这种不同部位的关节炎与32PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建Herberden结节联系起来，归于一类。以此归纳全身性OA的特征为：主要累及中年妇女，平均发病年龄52岁，女性远

31、端指间关节背侧结节具有孟德尔显性遗传特性，而且存在另外一些遗传因素决定其他症状。Kellgren在这一概念的基础上认为男性发病较低是因为隐性遗传方式。原发性全身性OA中，发病有时较急，呈炎性改变。但是与创伤和机械因素无关。患者常有夜间烧灼样疼痛，周期性发作。尽管病程较长，但是很少发生残疾（Crippling）。血沉正常或者轻度升高，RF阴性。很少发生关节积液，或者有少量正常表现的关节积液。经常受累的关节包括腕掌关节、近端指间关节，脊柱的关节突关节和骶髂关节。Crain首先将全身型OA分为两种征候群，即原发性全身性OA和侵蚀性炎性OA。该病包含很多疾病表现，侵蚀性炎症性OA也在这一范围内。但是，

32、另外一些患者则倾向于缓慢发病并且较为隐匿，不具有炎症症状和体征。手指常常逐渐发生结节状畸形，偶尔伴以急性疼痛发作。4060岁之间的患者危险性最高，一些患者早年发病，一些患者倾向晚发，女性较男性易于累及。除了近端和远端指间关节以外，第一腕掌关节经常受累，鱼际突起成方形。除了手以外，髋、膝和脊柱也常常受累。各个关节的X线表现与单个关节OA表现相似：关节间隙变窄。边缘骨赘形成，靠近关节部分囊肿和囊腔形成，常在软骨下区域有增大的海绵状囊肿形成。但是，有些患者也具有与普通型多病灶性关节炎不同的特征，即关节突面增宽、脊状突起、呈弓状，使相邻骨赘相互靠近形成“对吻型”，膝关节骨赘类似溶蜡样改变，而明显变尖的

33、骨赘则较少见。一些X线表现类似弥漫性特发性骨肥厚（DISH）。有时在全身型OA中还可以发现软骨钙化表现。全身型OA的预后较好因大多数关节运动不受累，疼痛和关节僵硬倾向于症状性发作。2.侵蚀性炎性OA 该病易于发生在绝经期女性，通常在4555岁之间。对于绝经期应用雌激素治疗的女性倾向于晚发，一旦停用雌激素后，往往易于出现急性症状。该病存在很强的家族性倾向，而且男性多在60岁以后发病。突发的关节痛、肿胀和发红、发热，指间关节活动受限是这一疾病的典型症状。所有患者几乎都存在对称性远端指间关节的结节样畸形。第一腕掌关节最常受累。拇指、第2指和第3指的远端指间关节较第4、5指常见。肥大关节表面皮肤发红，

34、压痛阳性。远端指间关节轻度屈曲，不能完全伸直或者非常困难。也可以累及近端指间关节，但是仅为远端指间关节的2/3。受累的关节多为对称性。近端指间关节常常发生屈曲畸形，而疾病尚未累及远端指间关节时，非常类似于RA的纽扣花畸形。掌指关节受累并不常见，但是并非所有患者都没有改变，其中以拇指和第2掌指关节易于受累，而第3、4、5掌指关节受累罕见。第一腕掌关节受累约占1/3。此关节在人类进化过程中实际上近于消失，但是使拇指旋转，可以形成对掌和握持，这也正是人类和动物的区别，但是这种进化的代价是该关节容易受到创伤诱发OA，而且原发性全身OA也易于累及该部位。在足部也容易发现类似的改变，但较手部少见。如果仔细

35、检查，还可以发现髋、膝和脊柱关节的OA改变，虽然并不是都具有和手关节一样的侵蚀性改变。手指的晨僵症状较为常见，但是持续时间略短，定位不像RA那样广泛，而且易于恢复。但是该病仍然容易和RA混淆。X线检查常常表现关节间隙不规则变窄，关节边缘或者关节面上发生侵蚀。相邻侵蚀后易于发生内侧或者外侧偏离。有时可以发现骨性强直。没有骨膜新骨形成，但常见软骨下骨硬化和骨赘以及骨端形状改变。有时侵蚀性改变类似于痛风性关节炎，并且也容易发生于髋、膝关节。滑膜表现更像类风湿关节炎，但是没有栅栏样改变和纤维性坏死表现。滑膜中常存在局部血管增多，一些区域细胞浸润。Cooke研究发现RA滑膜和软骨中存在免疫复合物沉积。实

36、验室检查除了血沉轻度升高以外，对于该病诊断没有特别意义。但是，部分患者将有发生类风湿关节炎的可能。此时，血沉明显升高，RF阳性，滑膜活检时也具有RA的典型表现，而且常常累及软组织。侵蚀性炎性OA伴有明显的手关节功能受限，急性炎症发作加重病情引起不适。早年的文献报道， 15的侵蚀性炎性OA可有类似于老年性RA样的表现，但是预后较年轻发病的RA明显好。笔者认为，部分侵蚀性OA可能就是老年性类风湿关节炎，只是由于对病史了解不够，或早年对自身抗体等化验方法的欠缺而误诊。对此类患者进行更深入的研究很有必要。33PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建3.弥漫性特发性骨

37、肥厚 DISH是常常累及中老年患者的一种疾病，病因和发病机制目前尚不清楚，推测可能与遗传、代谢-内分泌和毒素作用有关。DISH的基本表现是韧带钙化和脊椎前外侧的骨化，有时导致骨性强直。DISH也常常累及周围的骨骼系统，以韧带钙化、骨赘和骨刺形成为主要表现。DISH的诊断多采用以下标准：至少连续四节椎体前外侧面的钙化和骨化；受累区域内椎间盘间隙正常；没有关节突关节强直；没有骶骼关节侵蚀、硬化和融合；至少连续两节椎体前外侧面的钙化和骨化；跟骨、鹰嘴或者髌骨骨刺；肌腱端骨化；50岁以上、胸椎僵硬。疼痛，脊椎活动保留而无纤维肌病综合征的压痛点；髌骨、肘关节、足跟周围可以触及散在的骨刺或者肌腱内硬块。诊

38、断必须具有和；在此基础上，根据上述标准符合情况，分为以下三个诊断级别：确定诊断：；可能诊断：、；可疑诊断：和中的两项或者、；确诊标准的特异性较高，但是敏感性较低；可疑诊断有助于鉴定早期DISH。DISH以男性为主，临床和尸检发现男女比例约为21，最突出的临床特征是僵硬，主要表现在胸椎，晨起明显，白天逐渐缓解，深夜复发；容易在不活动、天气潮冷时加重。另外一种症状是疼痛，多数患者表现胸椎轻微疼痛。而且，活动后加重，休息后缓解。一些患者往往在影像学明确诊断之前即有疼痛症状。周围关节中足跟、肘关节、膝关节和肩关节等也常常受累。患者还常常出现吞咽困难，原因是颈椎骨赘压迫食管，造成吞食固体食物非常困难。D

39、ISH患者偶尔出现神经异常，主要继发于后侧骨赘形成或者后纵韧带钙化。症状常常包括感觉异常，有时也有运动系统异常。排尿和排便异常和性功能障碍较少见。 体检可见屈伸轻度受限和腰椎前凸减少，90%患者存在胸腰段脊柱压痛，60患者颈椎压痛；但是，没有纤维肌痛综合征的特征性压痛点。在髌腱和股四头肌腱中，肘关节内外侧副韧带以及肩关节三头肌下滑囊中常可触及结节样硬块，而且外周关节常有活动受限。目前DISH多为对症治疗，尚不清楚能否改变疾病的自然病程。患者应当了解该病相对较良，不像其他脊柱关节病一样具有致残性。脊柱僵硬可以通过理疗缓解，推荐患者进行游泳锻炼，肥胖的患者要进行减肥，对乙酰氨基酚可以帮助缓解脊柱疼

40、痛，而周围骨性疼痛对NSAID药物反应良好。骨刺引起的疼痛可以采用封闭治疗，无效时可以切除。4.髌骨软化症 该病以髌骨软骨软化为特点，并伴有膝关节OA变化。患者往往很久以前具有膝关节创伤病史，主诉膝前痛。活动后加重，尤其在上、下楼时明显。这样的患者从坐位起立时，经常需要用手辅助或者过度前屈身体，前移重心，往往提示膝关节疼痛。髌骨关节存在明显疾病时常伴有股四头肌萎缩。髌骨侧方应力实验阳性和Q角异常（正常不超过15°）对疾病诊断具有提示意义。主动屈伸膝关节，观察髌骨轨迹，并检查髌骨是否有弹响或者疼痛。膝关节正侧位对髌骨关节病理改变的显示作用有限。为了更好的反应髌骨关节面的情况，需要进行膝

41、关节屈曲30°、60°和90°拍骸骨轴位相。关节造影和关节镜检可以直观地显示髌骨关节软骨病变情况。该病应该注意与髌前滑囊炎、髌上或者内侧滑膜皱襞综合征以及胫骨结节或者髌骨下极骨突炎、力线不良、髌骨外侧压力过高综合征以及反射性交感神经萎缩征等相鉴别。第五节 实验室检查本病无特异性的实验室检查，通常ANA、RF阴性，ESR、CRP多正常。X线检查有助于本病的诊断，典型改变随不同病期而异，主要改变包括关节间隙变窄，软骨下骨硬化，关节边缘骨赘形成，骨囊性变以及畸形和半脱位。需注意的是，本病的临床表现和X线变化往往不尽一致。34PDF 文件使用 "pdfFacto

42、ry" 试用版本创建一、血液常规在无并发症的OA，血细胞的构成常常是正常的；除了偶尔急性发作时有白细胞增多外，很少有白细胞增多。血小板计数，是炎症的非特异性标志，在全身急性发作时往往轻度增高，但是仍在正常范围。二、血沉血沉多正常。但是，当临床上急性发作或者全身多关节OA发生时，会有ESR以及其他急性期反应物质的轻度升高。Kellgren等研究发现，在112例全身性OA患者中，59%的患者ESR少于20 mm/h，而34的患者在2040 mm/h之间，只有7的患者大于40 mm/h，ESR平均为19 mm/h，而单关节OA中，ESR均值为11 mm/h，而且后一组中，ESR值普遍低于2

43、0 mm/h。ESR明显升高（超过50 mm/h）应高度怀疑非相关的炎症或者肿瘤并存。三、免疫学研究1.细胞免疫 应用淋巴细胞毒素生成实验发现22例患者中有9例对蛋白多糖抗原敏感；而淋巴细胞转化实验显示，14例患者中仅1例异常。目前，尚不清楚这种细胞免疫反应是否是导致关节软骨破坏的原因或者仅仅反应了软骨降解过程中蛋白多糖决定簇的暴露。2.体液免疫 OA患者血清类风湿因子（RF）阳性的发生率与正常人群一致。因为RF的阳性率随着年龄的升高而增高，所以，估计OA患者中低浓度 RF约为520，而循环免疫复合物为阴性。抗核抗体（ANA）与OA无关。少数情况下，OA患者表现低浓度的ANA，这与老年健康人群

44、的表达情况相类似。OA血清总的溶血性补体和各种不同的补体成分是正常的。四、滑液分析原发性OA中滑液分析总体上是非炎性的。但是滑液的量增加，粘滞性降低，轻度或者明显的淋巴细胞增多，以及中等程度的蛋白量增加均提示轻度滑膜炎的存在。1.滑液量 OA患者的膝关节中滑液量可以正常（0.51.5 ml），也可以多达100 ml。但是在其他受累关节中渗出较少。X线表现轻度的软骨磨损有时可以产生大量渗液，而X线表现严重的软骨磨损关节积液量很少，甚至没有。2.滑液外观 滑液通常为黄白色，偶尔表现为血性或微红色。关节积血常常发生在盂肱关节和不稳定的膝关节，并且与关节急性疼痛发作、微小创伤或者活动增加有关。关节积血

45、可能是增生的骨赘或者不平整的关节面间研磨滑膜组织导致，在少数情况下，是由于软骨下骨或者骨赘发生显微骨折所致。在关节穿刺过程中常见血性滑液，而且滑液不能凝集。在原发性OA，滑液中的软骨片段经常表现为漂浮的白屑或者颗粒。在继发于褐黄病的退行性关节病中，带色素的软骨片段可能表现为关节液中的胡椒色外观。3.透明度 滑液总体为透明而清亮。但是，偶尔有轻度浑浊。4.粘滞性 粘滞性主要由滑液中的透明质酸复合体决定。透明质酸复合物包括相对分子质量近200万的未分支的糖胺聚糖大分子。该复合物由透明质酸与葡萄糖氨双糖二聚体卷曲成圆球形或者近圆球形构像，这种构像使共价集团在多聚体链上占有较大的空间结构。透明质酸解聚

46、，或者滑膜中分泌聚合形式不佳的透明质酸复合体，或者透明质酸复合体的构像发生改变的情况下，导致粘滞性降低。5.粘蛋白 滑液酸化后透明质酸盐形成沉淀是粘蛋白凝集实验的基础。一滴滑液加人4倍体积的2醋酸，并以玻璃棒混匀，最终的粘蛋白沉淀（透明质酸-蛋白）反应了透明质酸的聚合程度。一般情况下，即使粘滞性明显降低，OA的滑液粘蛋白凝集实验正常，而类风湿关节炎等炎性关节病的凝集较差。在不能确定已抽取到足够量滑液的情况下，即使0.5 ml的滑液也能进行粘蛋白凝集形成等检测。6.显微镜下检测（1）白细胞：OA滑液中的细胞数目相对较少，白细胞计数仅轻度升高，一般为13.5×109/L，常提示低度滑膜炎

47、的存在。滑液中淋巴细胞增多超过5.0×109/L的情况并不常见。35PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建（2）胞浆包含体：相差显微镜下，可以发现胞浆内具有折光性质的包含体，但是与类风湿关节炎等炎性关节病相比较，仍较少，并且没有类风湿细胞。这些圆形包含体直径0.52.0 m，并不像RA那样由滑液中免疫球蛋白和抗免疫球蛋白复合体构成，而是大部分由三酰甘油构成。（3）滑膜衬里层细胞：大的滑膜单核衬里层细胞，长度约为2040 m，可能是单个或片层排列，可以通过瑞氏染色来识别。核仁并不突出，偏心分布，少于细胞体积的一半。这些细胞可以凭借苏丹黑染色阴性和小

48、的细胞核来进行鉴别。（4）软骨片段和骨细胞：OA滑液最显著的镜下特点是偶尔出现多核细胞，很可能是破骨细胞。这些细胞单个分布，排列成片层或者簇状。软骨片段中偶尔含有单核软骨细胞。这些细胞外观上可能正常，但是表现不同程度的退变，不能用Safranin O进行蛋白多糖的染色。在褐黄病退变性关节炎中，破坏的软骨片段表现出金色。（5）纤维：湿准备的镜下观察，可见细的、轻度阳性染色的折光性物质“纤维素”，代表了形态上与胶原纤维不同的一类纤维。OA滑液中胶原纤维看来更像型胶原，来自于关节的透明软骨。（6）晶体：在OA发作过程中可以通过电子显微镜检测羟基磷灰石晶体的存在。该晶体的出现与X线上软骨丢失表现密切相

49、关。近来，通过电子显微镜已经在盂肱关节OA和肩袖缺损患者中发现了羟基磷灰石晶体、活化的胶原酶以及中性蛋白酶的存在。反复发作的膝关节OA在光镜下发现胆固醇晶体的存在。滑液白细胞计数在1253 100/mm3之间。胆固醇晶体较大，1080 m，在滑液中为带切迹的盘状结构，偶尔表现不规则的棒状和针状外观。也可以应用X线晶体衍射和超微研究来检测。胆固醇晶体具有轻度的炎症效应，而且这些晶体可以诱导OA滑膜炎的发生。在与焦磷酸盐晶体有关的假性OA中，可以发现轻度阳性的折光物质，菱形外观的焦磷酸盐晶体。（7）离子：滑液是血浆的超滤物，钠、钾、氯离子和双碳酸盐离子的浓度与血清浓度接近。（8）糖：OA滑液中的糖

50、水平与血糖水平相平行。在禁食状态时，滑液中糖的水平通常在510 mg/dl之间。在化脓性关节炎的滑液中，糖含量往往降低到血清水平的l/31/2以下，但这在类风湿关节炎和晶体诱导关节炎中很少出现，而OA基本不存在这一情况。滑液中硫酸软骨素的水平在OA中明显升高。（9）脂质：很少有研究表明正常或病理情况下，滑液中脂质水平发生改变。正常的关节滑液中含有大量的胆固醇、磷脂，但是三酰甘油较少。Chung等人在OA滑液中发现一定量的胆固醇、磷脂和三酰甘油；平均胆固醇/磷脂比（121）与脂蛋白的密度比例相似，为1.063。OA和RA滑液中的发现相类似，并已与正常的血清水平不同。应用超速离心分析OA患者的滑液

51、发现，总的脂蛋白约为血清水平的19%，类和类脂蛋白水平与血清水平类似，类脂蛋白浓度轻度降低，类脂蛋白水平a和b分别升高和降低。（10）氧分压和pH：滑液中氧分压和pH的研究，阐明了OA的发病机制，尽管目前这些尚未应用到临床研究中。Lund-Oleson等研究发现，13例OA患者的膝关节中平均氧分压为43 mm Hg，显著低于创伤性关节炎关节积液中的氧分压水平，而较类风湿关节炎高。CO2分压与O2分压密切相关，Richman等人发现关节积液超过50 ml时滑液中的氧分压低于50 mm Hg，并且推测一定体积的关节积液导致关节内高压将阻断滑膜中血液从塌陷的血管中渗出。滑液的PH与血清水平相平行，直

52、到滑液氧分压降到 45 mm Hg。此时，氧分压如果进一步减少将导致pH值成比例的降低。（11）酶：乳酸脱氢酶：滑液中的乳酸脱氢酶，尤其和型，在 OA中轻度升高，与白细胞计数密切相关，并且表达水平较类风湿关节炎低；溶酶体酶：溶酶体酶的浓度，包括酸性磷酸酶、糖苷酶和-葡萄醛酸酶和N-已酰氨基葡萄糖苷酶，在滑液和OA滑膜提取液中明显升高。酶的活性与滑液中淋巴细胞增多密切相关，并且较类风湿关节炎中低。这些酶在糖胺聚糖降解过程中发挥重要作用；溶酶：OA的滑液中溶酶升高，溶酶主要来源于白细胞溶酶体和非溶酶体的软骨基质。溶酶的活性反应了滑膜炎症和软骨降解的过程；胶原酶：OA滑液中可以检测到游离或者未活化的

53、胶原酶。神经调节酶：多巴胺-羟化酶主要参与介导多巴胺向去甲肾上腺素的转换，从交感神经突触小泡中释放。这些酶类可以在正常滑液中检测到，并且在OA滑液明显升高，该酶反应了关节细胞的分泌功能；透明质酸酶对A滑液中含有36PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建少量从血浆中滤过的透明质酸酶，分子量约为60 000道尔顿。该酶浓度与滑液中白细胞计数和滑液碎屑的出现有关。（12）蛋白：OA滑液中总的蛋白浓度轻度升高，各种蛋白组分的相对浓度（包括lgG、IgM、lgA、转铁蛋白和2巨球蛋白）与血清中的水平相平行。蛋白浓度的增高与活检发现滑膜炎症程度没有明显相关。但是，在早

54、期伴有滑膜水肿和血管扩张的增生性改变时蛋白比例较晚期纤维性改变明显升高。（13）免疫学研究：细胞免疫：OA滑液中偶尔可以检测到淋巴因子的存在。体液免疫：滑液中抗核抗体的浓度低下。血清中其他的自身抗体也可以在滑液中检测到。虽然血清中检测不到抗甲状腺抗体，但一半以上的OA滑液中能检测到该抗体的存在，说明这种免疫球蛋白可能在滑膜中产生。补体成分：与类风湿关节炎比较，滑液中的补体成分在OA中并没有明显降低。五、滑膜的组织学检查原发性OA的滑膜活检结果表现为非特异性的慢性。轻度炎性改变。一般不需要穿刺或者切开活检。但是，在某些病例，滑膜活检有利于排除其他关节炎，并且可以证实褐黄病或者血色病性关节炎的存在

55、。在早期阶段，滑膜表现是正常的。但是，总的来看，局部水肿和充血仍很明显。绒毛样增生并不常见，也达不到RA的程度。光镜下显示滑膜衬里层细胞增生，淋巴细胞和浆细胞浸润小静脉和小动脉扩张，红细胞外渗。有时在滑膜衬里下层和深层偶尔可以在巨噬细胞和基质细胞中发现金属的存在。钙化和非钙化的软骨片段常常包裹在滑膜组织和吞噬软骨碎屑的衬里层滑膜细胞中。在晚期疾病中，常有纤维化存在。电子显微镜研究发现，OA的滑膜衬里层细胞中超微结构异常，包括带有扩张池的粗面内质网增多，高尔基体与滑面内质网数目和体积减小，溶酶体增多。第六节 影像学改变一、X线OA基本表现为关节间隙不对称狭窄、关节面硬化和变形，边缘性骨质增生和骨

56、桥、关节面下囊性变，关节腔游离体。OA的首要X线表现为关节间隙狭窄，这反应关节软骨变薄。但是，关节间隙的变窄并不意味着OA的发生。因为，增龄也可以导致关节间隙变窄，有人提出关节的两种改变：常见类型是与年龄相关的缓慢进展，软骨下骨并不暴露，关节并不变形；少见类型与年龄无关，呈进行性。这两种类型看起来相互独立，仅后者被认为是真正的OA。老年性关节改变和OA的关节改变本质是类似的。二者都表现为关节面的丢失和骨赘形成。它们的区别在于受累的程度不同。老年性关节改变的特点是软骨的限局性退化，关节功能并不受限。关节面软骨轻度纤维化，骨赘较小。偶尔老年性关节改变也会发展成为OA，但是较少。OA的关节间隙变化的

57、特点为非对称性进行性关节间隙变窄，骨赘较大，软骨下骨象牙样改变和假囊肿形成。二、CTCT检查的密度分辨率明显优于普通X线检查，分辨组织密度差异的能力较普通X线检查要敏感1025倍，利用窗宽、窗位的选择可得到良好的对比，亦可应用静脉内注射造影剂进行增强扫描来观察骨和软组织结构。常规轴位扫描能良好地显示骨和软组织的解剖结构和病变，矢状位和冠状位的图像重建则有助于空间关系的观察。CT扫描可明确骨关节及软组织病变的大小、范围和密度变化及关节周围结构和病变对邻近组织的侵袭。CT扫描如在髋关节可显示关节间隙变窄，关节内游离体，关节边缘硬化和骨赘形成，及关节面下骨质囊变。脊柱关节可见韧带骨化，椎间盘变性，椎

58、体边缘骨赘，椎板硬化，椎小关节不规则增生及椎管狭窄等。颈椎病的CT表现主要为椎体边缘不规则、骨赘形成。后纵韧带骨化，可造成椎管狭窄，脊髓受压。37PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建椎板不规则增生硬化，椎小关节不规则增生、椎间孔变小及椎间盘变性等。CT可以发现普通X线检查难以发现的病变，对确定病变性质亦有一定帮助。由于CT的空间分辨力不及普通X线检查，因此，难以反映出骨微细结构变化，亦决不能代替普通X线检查。只有二者相互补充，才能提高病变的发现率和诊断正确性。三、MRI骨性关节炎的MRI表现为关节软骨变薄和微小局限性破坏及缺损，软骨下骨质呈液性信号强度的囊变。T2WI像上，半月板撕裂表现为伸向半月板表面的线状高信号强度，半月板变性则表现为半月板内点状、类圆形或线状高信号强度影。MRI检查是一种无创性的安全检查方法，可作任意层面成像，其密度分辨力很高，可较准确的区分同一解剖部位各种组织和脏器的轮廓及其间的界限。MRI对四肢大关节及关节周围病变的诊断具有很高的诊断价值，能够显示正常与病理肌腱关节软骨、骺软骨及关节囊、滑囊、腱鞘等。因而，肌肉和骨骼组织成分特别适宜于作MRI检查。