骨质疏松概念的迁徙——重视骨强度

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有效地防治骨质疏松及其所并发的骨折已经成为我们所面临的重大课题之一。近年来随着对骨质疏松症研究的不断深入，人们对骨质疏松症的含义有了更为深刻的认识。

  骨量减少→骨强度降低

   在骨量测定问世之前，骨质疏松的诊断主要依赖普通Ｘ线摄片，根据骨骼影像学的几何特点和射线的透过度来大致判断，此种方法对骨质疏松的诊断是粗略的和不敏感的。当能够定量进行骨量测定以后，尤其是采用双能Ｘ线吸收法进行骨密度测定后，骨质疏松的诊断有了重要进步，骨质疏松的定义也就基于骨量而产生。１９９４年ＷＨＯ对骨质疏松症的定义为“一种以骨量减少，骨组织微结构破坏，骨骼脆性增加和易发生骨折为特征的全身性疾病。”

   但该时ＷＨＯ就注意到对骨质疏松症的定义可能存在不足，因为骨量测定所检测的仅仅是骨骼中矿物质的含量，并不能够代表骨骼结构的全部特征。比如临床上会发现某些骨量很低的人并不发生骨折，而一些药物（如大剂量氟制剂）治疗后，尽管骨密度得以大幅度提高，但是骨折发生的危险性却增加了。这些现象促使人们开始关注除骨量以外的其他因素，即骨骼的质量和骨骼抗骨折的能力——骨强度。鉴于此种原因，ＷＨＯ于２００１年将骨质疏松症的定义进行了修订，认为骨质疏松症是“一种以骨强度降低至使机体罹患骨折危险性增加为特征的骨骼疾病。骨强度实际反映骨密度与骨质量的整和。”

   当骨骼承载的负荷超过其强度时就会发生骨折，比如骨质疏松性椎体骨折和髋部骨折，前者要求骨骼拥有足够的强度（ｓｔｒｅｎｇｔｈ），而后者则希望骨骼的韧性?ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ?更高，这样才能预防骨折发生。总体而言，良好的骨质量要求骨骼需要克服脆性和韧性之间的矛盾，使二者达到完美结合。这就像玻璃虽具有很好的硬度，但是缺少韧性容易脆裂；牛皮糖虽韧性十足，但缺少强度极易变形。骨骼必须兼具刚度和韧性才能行使负重的基本功能。

  决定骨质量的几个因素

   骨质疏松症的主要特点是骨强度降低，而骨强度取决于骨质量和骨量两个因素。骨量可以通过骨密度仪得以准确地测量。而骨质量是一个综合指标，与骨骼的结构、骨转换率、矿化程度、累积损伤、胶原特性／矿化程度等多种因素有关。

   骨骼结构：包括骨骼的大体结构和微观结构两个方面。大体结构主要指骨骼的几何形状和骨骼大小。比如体内长骨的主要功能是承重，对刚度的要求远高于韧性，管状皮质骨结构使骨骼的抗弯曲能力增强。而椎体骨的主要功能是缓冲压力，对韧性的要求高，其内充满了多孔海绵样网状结构的松质骨，在受压时如同弹簧那样改变原有的长度吸收能量。松质骨结构的另一个优点是减轻了由实体构造带来的骨骼重量过大。骨骼大体结构的差异决定了骨折发生率在性别和人种之间的差异，比如女性的骨折发生率高于男性，白种人较黑人和黄种人更易发生骨折。

   微观结构是指骨骼内部的微细构造，以前骨骼的内部微细结构需要通过骨骼的有创活检，采用骨组织计量学的方法来分析。近１０年来随着技术的进步，采用微ＣＴ和三维重建技术以及磁共振技术，可以通过无创手段了解骨骼的微细结构。骨质疏松症患者骨骼内部会出现骨小梁变细、穿孔和断裂。连接骨小梁的断裂会严重影响骨骼的力学稳定性，易于发生微骨折或骨折。

   骨转换率：骨转换率的高低，决定了骨质量的优劣。骨转换率代表了骨重建的活跃程度，而骨重建是指去除局部的旧骨代之以形成的新骨，骨重建由骨重建单位（ＢＭＵ）来完成。ＢＭＵ骨负平衡最终将导致骨骼结构损伤，如皮质骨变薄，皮质骨内穿孔，骨小梁变薄、断裂和骨小梁消失。这样的结构变化致骨骼出现微损伤和最终发生骨折。男女骨质疏松症患者松质骨丢失的量相似，但男性松质骨丢失主要以骨小梁厚度改变为主，女性主要以骨小梁断裂为主。骨小梁断裂比骨小梁变薄所带来的椎体骨骼强度降低更为明显。绝经后妇女由于雌激素缺乏，骨重建活跃，ＢＭＵ内破骨细胞和成骨细胞的寿命和功能变化，破骨细胞的生存期变长，成骨细胞的生存期变短，骨吸收多于骨形成，最终导致骨骼的负平衡出现骨质疏松症。

   骨转换是骨骼内部动态的、积极的活动。通过骨转换使骨骼内部微损伤得以修复。研究表明，随着年龄的增长，骨骼内部的微损伤会进行性增加，出现微损伤累积，需要合理的骨转换来修复这些微损伤，才能维持适当的骨强度。成骨细胞在骨形成的过程中所分泌的Ⅰ型胶原，需要经一定的时间成熟后，才能有羟基磷灰石的沉积矿化。骨骼中Ⅰ型胶原异常会严重影响骨骼的质量，如成骨不全就是由于Ⅰ型胶原的基因突变所致的一种骨骼极易脆裂的疾病。

   骨矿化水平：合理的骨矿化水平对维持骨质量也至关重要，体内不同位置的骨骼因为功能的需要，要求维持不同的矿化程度。如矿化较少的鹿角，尽管刚度不足，但是其充足的韧性满足了其抵角相搏而不折的需要。耳内的听骨矿化度达到９０％，赋予了其足够的刚度满足了声音传导的条件。但矿化不足和矿化过度均会减低骨骼的生物力学特性。当骨骼的矿物质含量超过６５％时，骨对抗微损伤的能力就降低，典型的疾病如骨硬化症和骨软化症／佝偻病。骨硬化症患者尽管骨矿含量明显增加，但是骨骼刚硬而易碎，吸收少许能量就会发生骨折。骨软化症／佝偻病患者骨骼中矿盐含量减少，但是骨骼的变形能力增强，轻微负荷就会出现骨骼弯曲，如下肢出现膝内翻或膝外翻。

   通过骨质疏松概念的迁徙，可以看出，人们越来越重视骨强度。而骨强度取决于骨量和骨质量两个方面。骨质疏松的诊断和病情判断以往主要依赖于骨量的测定，随着一些更为敏感和特异的代表骨形成和骨吸收的生化指标应用于临床，了解患者在诊断和治疗中的骨转换指标变化，也有利于对骨质疏松患者的病情判断和药物选择。而对抗骨质疏松药物的疗效判定也不应该仅依赖于其对骨量的增加作用，最好以骨折发生率作为药物疗效的终点。观察用药后的骨转换变化，骨骼微结构的改变也有利于合理解释药物的疗效。比如最近的一些研究观察了治疗后骨骼的组织计量学中的结构变化、矿化程度。或者利用三维微ＣＴ技术或磁共振技术来观察骨骼的微结构。

   理想的防治骨质疏松的药物既要增加骨量，又要能将骨转换维持在合理的水平，保证适度骨骼矿化，修复微损伤，改善骨骼结构，从而最终达到降低骨折发生率的作用。