先天性胫骨假关节(CPT) 的超微结构

・实验研究・
先天性胫骨假关节(CP T )的超微结构
崔　赓　雷　伟　马　平　吕　荣　黄耀添　赵　黎
摘　要　目的:深入了解先天性胫骨假关节(CPT )的病理变化、细胞类型及其病变来源。

方法:取5例先天性胫骨假关节(CPT )标本中不同部位的组织20例,经固定、切片染色后置于透射电镜下进行观察。

结果:(1)断端间组织及病变骨膜组织性质完全一样,均为致密纤维结缔组织,细胞成分多,主要为纤维母细胞、肌纤维母细胞及少量未分化细胞。

(2)移行部位骨膜组织结构与病变处骨膜组织结构相似。

(3)断端处骨质细胞稀少,部分骨细胞萎缩或坏死,部分骨细胞
含有空泡,骨基质未见异常。

(4)移行部位骨质未见明显异常表现。

结论:(1)先天胫骨假关节(CPT )是非神经起源的、而是起源于骨膜的一种细胞增生活跃的纤维增生性变;(2)肌纤维母细胞与CPT 发病有关。

关键词　假关节;　胫骨;　肌纤维母细胞;　超微结构
中图分类号　R683.42 文献标识码　A 文章编号　1005-8478(2001)05-0485-03
U ltrastrutural Study of Congenital Pseudoarthrosis of the Tibia ∥CU I Geng ,L EI Wei ,MA Ping ,et al.Institute of Or 2thopedics ,Xijing Hospital ,the 4th Military Medical U niversity ,Xi ’an 710032
Abstract Objective :To investigate the pathological changes and kinds of cell and origin of congenital pseudoarthrosis of tibia (CPT ).Method :20different s pecimens were taken from 5CPT patients.By electron microscopy all specimens were studied after fixation and dyeing.Result :(1)The soft tissue interposed between the CPT bone ends had the same pathological change as CPT periosteum.Both of them were proliferated dense connective tissues in which there were a large number of cellular com po 2nents and collagen fibers ,including plenty of fibroblast and myofibroblast and some indifferential cells.(2)The pathological change of the periosteum between the normal periosteun and CPT periosteum was similar to the CPT periosteum.(3)Resorption and necrosis happened to the bone ends at the CPT lesion ,but bone matrix a ppeared to be normal.(4)There were not obviously abnormal appearance in the bone between the normal bone and CPT bone end.Conclusion :(1)CPT is a non -neuro original but periosteum original fibrosis which had a strong activity of cellular proliferation and corrosion.(2)Myofibroblast played an impor 2tant role in the pathogenesis of CPT.
K ey w ords Pseudoarthrosis ;Tibia ;　Myofibroblast ;　Ultrastruture
作者单位:第四军医大学西京医院全军骨科研究所,西安,　710032作者简介:崔赓(19752),男,黑龙江人,住院医师,硕士。

研究方向:小儿
骨科。

联系电话:(029)3375290
先天性胫骨假关节(congenital pseudarthrosis of tibia CPT )是一种罕见畸形,发病率低,目前关于此病的病因、病理尚不清楚1,2,3。

对于CPT 的超微结构方面的研究很少,到目前为止仅有小样本的研究报道1,本研究的目的是通过较大样本的电镜研究,进一步明确CPT 的病理变化、细胞类型及其病变来源。

1　材料与方法1.1　标本来源
CPT 标本取自术中截除的完整CPT 标本5例,
男4例,女1例,左侧3例,右侧2例,年龄0.75～12
岁,平均4.95岁。

取材部位:(1)假关节断端间组织
及病变骨膜。

(2)移行部位骨膜。

(3)假关节端断骨质。

(4)移行部位骨质。

共计20个标本。

所有病例均经病理学及临床检查确诊。

1.2　HE 染色
病变组织经体积分数为10%福尔马林固定,石蜡包埋,切片厚3～5um ,HE 染色后经病理组织学检查逐一确认。

1.3　电镜标本的制作
把标本用2.5%戊二醛固定1～2min ,再定位切割成1mm ×1mm ×2mm 的小块,继续戊二醛固定4h ,ED TA 脱蜡液脱蜡24h ,0.1mol/L PBS 液充分洗
涤,去除酸液,2.5%戊二醛固定继续固定48h ,用0.
2mol/L 磷酸缓冲液洗过夜,移入1%饿酸溶液内固定
1h,常规脱水,Epon包埋,聚合后用瑞典L K B-V切片机切成50nm的超薄切片,铅铀染色,J EM-2000EX投射电镜观察。

2　结　果
2.1　光镜观察
在HE染色切片中,CPT骨膜已失去正常结构,内含大量高分化的纤维母细胞和增生的胶原纤维,细胞无病理性核分裂及核坏死,血管少见,除个别病例有少量神经纤维轴突被病变组织包裹外,均未见异常神经成分。

移行部位骨膜组织结构与病变处骨膜组织结构相似,但胶原成分排列尚整齐。

断端处骨质细胞稀少,部分骨细胞萎缩或坏死。

移行部位骨质未见明显异常表现。

2.2　电镜观察
2.2.1　断端间组织及骨膜上病变组织性质完全一样,均为致密纤维结缔组织,细胞成分多,主要纤维母细胞、肌纤维母细胞及少量未分化细胞(可分化为骨细胞或纤维细胞),大部分细胞成梭形,胞浆丰富,有较丰富的粗面内质网,并明显扩张,内有蛋白样物质,可能为前胶原成分;线粒体肿胀,细胞器发育差。

部分细胞胞质内可见微丝,少数细胞内可见密斑密体,呈现平滑肌细胞表型。

从电镜下可看出CPT骨膜中未分化细胞向肌纤维母细胞不断分化的过程。

胞核变形有切迹,还可见较多的核分裂相,但未见核异质性及核坏死。

许多细胞有突起及细胞间连接。

细胞周围可见大量的胶原纤维,纤维束排列紊乱、不整齐,胶原纤维上可见周期性横纹;未见神经成分、骨小梁及成骨现象,血管罕见。

(2)移行部位骨膜组织结构与病变处骨膜组织结构相似,但胶原成分排列尚整齐。

(3)断端处骨质细胞稀少,部分骨细胞萎缩或坏死,部分骨细胞含有空泡,骨基质未见异常。

(4)移行部位骨质未见明显异常表现。

3　讨　论
正常骨膜组织由浅表的纤维层、中间的血管未分化区和深面的生发层组成4,5。

纤维层较厚,细胞成分较少,主要为粗大的胶原纤维束,彼此交织成网;中层组织疏松,主要的细胞成分是未分化细胞,它能为生发层和纤维层提供祖细胞,继而形成骨细胞或纤维细胞;生发层邻近骨外表面,细胞成分多,排列疏松,血管和细胞丰富,有成骨的能力,故又称成骨层。

本研究发现CPT骨膜已失去正常结构。

生发层消失,纤维层过度增生并首次发现肌纤维母细胞。

CPT可能由于存在某种目前尚未完全清楚的异常微环境,使骨膜纤维层和中间的血管未分化区的成纤维细胞和未分化细胞表型发生变化,进而过度表达纤维母细胞,并向肌纤维母细胞表型转化,同时压迫和侵袭骨组织。

另外在研究中我们发现CPT病变骨膜中血管减少,且尚存血管管腔狭窄。

K ischer等6在研究掌腱膜挛缩症时发现局部缺血缺氧可刺激成纤维母细胞的增殖,并促进它向肌纤维母细胞的转化和合成并释放胶原,在CPT病程中可能也有类似情况发生。

因此成纤维母细胞的过度增殖和肌纤维母细胞的出现可能是CPT发病最关键的病理因素。

肌纤维母细胞与普通纤维细胞相比有以下特点: (1)细胞大而不规则,并有突出。

(2)胞浆丰富,内有大量的粗面内质网、高尔基体及囊泡,表明这种细胞有旺盛的分泌功能。

(3)胞核变形,有切迹,提示可能有收缩现象。

(4)胞浆内有大量呈束状排列微丝,常分布于细胞膜下。

这种微丝在免疫电镜下可见有α-SM actin抗体的附着,α-SM actin是平滑肌细胞特有的肌动蛋白,它是肌丝的主要成分和功能基础。

这就提示肌纤维母细胞的这种微丝具有肌丝样的收缩功能。

(5)细胞间、细胞与基膜间有多种细胞连接,包括锚着连接、桥粒、半桥粒和间隙连接等,尤其是间隙连接被认为是一种低阻抗的细胞间通讯连接,可是细胞活动同步化,对组织的收缩具有相当重要的作用。

(6)免疫组化染色可见在细胞浆内有α-SM actin的表达7,8。

由于上述的结构基础,肌纤维母细胞既能合成分泌胶原,又能产生收缩功能,具有成纤维细胞和平滑肌细胞的双重特征。

在正常情况下肌纤维母细胞存在于一些具有收缩功能的器官组织中,同时肌纤维母细胞也存在某些病理状态下如发生损伤、炎症和肿瘤时。

尤其在损伤修复时,肌纤维母细胞是伤口收缩的主要力量,随着伤口闭合肌纤维母细胞逐渐退变或被纤维细胞所替代,而在某些特殊病理状态下(如生长因子调控失衡,基因突变),肌纤维母细胞不消退,持续分泌胶原等细胞外基质,并产生收缩,从而导致胶原组织挛缩9。

雷伟等3研究认为CPT发病部位在骨膜,它是一种具有较强细胞增殖活性的侵袭性纤维瘤病所致的病理性骨折、骨不连。

本研究认为CPT患者可能是由于在某种未知诱因的作用下,使其胫骨周围骨膜中纤维母细胞异常增殖并出现肌纤维母细胞,使骨膜异常增厚形成一个具有强收缩力的环形缩窄,加之病变本身具有侵蚀性及促进骨吸收的作用,进而使胫骨逐渐发生狭窄,囊性变,直至病理性骨折。

Wright等10研究证实环形缩窄可使兔胫骨形成假关节。

而在发生病理骨折之前去除环形缩窄,可使
胫骨逐渐恢复正常,并且他认为胫骨骨膜及周围组织错构瘤样增生形成的较厚的致密纤维结缔组织鞘所致的环形缩窄是CPT的病因。

在本研究及作者的其他研究中发现CPT病变组织与侵袭性纤维瘤病病变组织性质相同,CPT符合侵袭性纤维瘤病的定义。

另外我们在研究中也未发现病变组织中有退行性变的神经轴突、雪旺氏细胞及其它神经成分。

Brown1等对2例CPT的电镜研究中也未发现神经成分,这提示我们CPT不是神经起源的、也非神经纤维瘤病;同时较多的核分裂相也提示我们CPT不是一种静止的病变,而是一种缺乏特性但代谢活跃的组织病变。

病变组织中未见肌肉成分。

从文献和本研究中均可以看出:(1)CPT不是神经组织起源的疾病,它的发病与神经纤维瘤病无直接关系。

(2)由于电镜观察的病变组织的主要病理变化均集中在骨膜及断端间组织,而断端间组织及骨膜上病变组织性质完全一样,所以我们认为本病的发病部位应在骨膜上。

(3)CPT是侵袭性纤维瘤病的一个类型,它的主要病理基础为纤维细胞过度增生,并存在大量纤维母细胞,由此形成的环形缩窄侵袭和压迫胫骨及周围组织,最终导致假关节的发生。

这提示我们在治疗CPT时,要将环形缩窄彻底切除,以免术后影响新骨生成,使两骨端愈合困难。

参考文献:
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Clin Pathol,1993,46:425～428.
〔10〕　Wright J,Ormans J,Rang M.Pseudarthrosis of the rabbit tibia:A model for congentital pseudarthrosisJ?J Peditric
Orthop,1991,11:277～283.
(收稿:2000206227　修回:2000211209)
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主编 李　明　侯铁胜
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