中轴型脊柱关节炎(axial spondyloarthritis，axSpA)的髋关节受累颇为常见，且严重影响患者的生活质量。尽管近些年来生物制剂的引入使得axSpA的整体预后显著改善，但仍有一定比例的患者出现髋关节进行性受累而不得不接受全髋关节置换术(total hip arthroplasty, THA)[1-2]，此时，axSpA受累的髋关节将不可避免地出现严重的疼痛、畸形或活动度丧失，同时伴有骨盆后倾、关节间隙消失甚至骨性融合、髋臼内陷以及髋关节脱位等经典影像学改变。既往研究对于axSpA髋关节受累的探讨主要集中在患者的早期诊断、终末期手术重建疗效以及围手术期管理等层面[3-5]，对于髋关节的影像学，特别是终末期的特征性改变研究甚少。
本研究的主要目的在于通过回顾单中心24年的大样本影像学数据，分析axSpA终末期髋关节受累的重要影像学参数特点及其变化规律(趋势分析)，为未来的保髋治疗以及THA手术重建提供参考依据。
1 资料与方法
1.1 患者一般资料
纳入标准：(1)符合2009年国际脊柱关节炎学会(Assessment of Spondyloarthritis International Society, ASAS)关于axSpA的分类诊断标准[6]；(2)行初次THA；(3)术前髋关节X线片质量正常。排除标准：(1)接受髋关节翻修手术的患者；(2)术侧髋关节既往存在感染、骨折、肿瘤病史的患者；(3)术前基线临床数据不完整的患者。
回顾性分析自2001年7月至2024年12月于首都医科大学附属北京积水潭医院行THA手术重建的axSpA患者，将符合纳入、排除标准的患者共710例(998例髋关节)纳入本研究。本研究获得北京积水潭医院伦理委员会审批通过(积伦科审字第202004-83号)，并豁免患者知情同意。
1.2 患者基线数据收集
本研究由2名风湿免疫内科医师通过纸质版住院病历和电子版病历系统，收集患者术前的基线人口学数据、疾病相关参数和实验室检查数据。人口学和疾病相关参数包括：性别、体重指数(body mass index, BMI)、发病年龄、诊断年龄、手术年龄、诊断延迟(诊断年龄-发病年龄)、治疗间隔(手术年龄- 发病年龄)、疾病整体活动度和功能状态、生活质量评分、内科合并症以及髋关节症状和功能评分。Bath强直性脊柱炎病情活动指数(Bath ankylosing spondylitis disease activity index, BASDAI)[7]反映axSpA患者的整体疾病活动度，评分范围为0~10分，分数越高表示疾病活动度越高；Bath强直性脊柱炎功能指数(Bath ankylosing spondylitis functional index, BASFI)[8]反映axSpA患者的整体生理功能，评分范围为0~100分，分数越高表示生理功能受损情况越重。生活质量评分采用12项健康评估简表(short form 12-item health survey, SF-12)[9]系统进行评估，包括心理功能评分(mental component summary, MCS)和躯体功能评分(physical component summary, PCS)。患者的内科合并症使用风湿性疾病合并症指数(rheumatic disease comorbidity index, RDCI)进行评分[10]。髋关节症状和功能评分采用Harris髋关节评分(Harris hip score, HHS)系统。
实验室检查数据包括血红蛋白(hemoglobin, Hb)、红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate, ESR)、C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)、白蛋白(albumin, ALB)和人类白细胞抗原B27(human leucocyte antigen-B27, HLA-B27)。
1.3 影像学评价指标
常规收集北京积水潭医院矫形骨科人工关节登记数据中心的电子版双髋关节正位X线片，导入Mimics 16.0软件，利用其二维模块测量以下影像学参数：(1)骨性融合：定义为髋关节间隙消失伴骨小梁通过；(2)髋臼内陷：定义依据Sotelo-Garza标准[11]，以髂坐线作为参考线对髋臼内陷进行分级：髋臼-髂坐线间距(acetabular-ilioischial distance, AID)1~5 mm为1级，6~15 mm为2级，超过15 mm为3级；(3)脱位(包括半脱位)：定义为股骨近端Shenton线不连续；(4)闭孔率(obturator foramen ratio，OFR)：定义为两侧闭孔竖径与横径比值的均值[12]，是反映骨盆后倾的影像学参数；(5)髓腔张开指数(canal flare index, CFI)[13]：为股骨小转子中点近端2 cm水平髓腔内径与股骨峡部(股骨小转子中点远端10 cm水平)髓腔内径的比值；(6)颈干角(neck shaft angle, NSA)：定义为股骨颈长轴和股骨干长轴之间的夹角。图 1为AID、OFR和CFI的测量示意图。
1.4 统计学分析
影像学数据的趋势分析使用R4.4.1软件中的Jonckheere-Terpstra检验(适用于连续变量)和Cochran-Armitage检验(适用于分类变量)，其余统计学分析应用SPSS 25.0软件。全部参数使用Kolmo-gorov-Smirnov检验进行正态性评估，符合正态分布的计量资料以 $\bar x \pm s$表示，组间比较采用t检验；不符合正态分布的计量资料以M (P25，P75)表示，组间比较采用非参数秩和检验；计数资料以例数和百分比表示，组间比较采用卡方检验。检验水准采用双侧检验，P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 整体基线数据
表1 2001—2012入院组和2013—2024入院组患者临床及影像学参数的比较(以髋关节数量计算)Table 1 Comparison of clinical and radiographic parameters between the 2001-2012 inpatient group and the 2013-2024 inpatient group (calculated by number of hip joints) |
| Items | Total | 2001-2012 inpatient group | 2013-2024 inpatient group | Statistic | P value |
| Gender | χ2=8.40 | 0.004 | |||
| Male | 866 (86.8) | 350 (83.1) | 516 (89.4) | ||
| Female | 132 (13.3) | 71 (16.9) | 61 (10.6) | ||
| BMI/(kg/m2) | 23.0 (19.6, 26.0) | 22.2 (19.1, 25.3) | 23.5 (20.2, 26.2) | Z=-3.04 | 0.002 |
| Surgical side | χ2=0.07 | 0.796 | |||
| Left | 512 (51.3) | 218 (51.8) | 294 (51.0) | ||
| Right | 486 (48.7) | 203 (48.2) | 283 (49.1) | ||
| Age at onset/years | 21.0 (16.0, 23.0) | 19.0 (16.0, 23.0) | 21.0 (18.0, 24.0) | Z=-3.58 | < 0.001 |
| Age at diagnoses/years | 29.0 (22.0, 38.0) | 28.00 (21.0, 37.0) | 29.0 (22.0, 39.0) | Z=-1.93 | 0.054 |
| Age at surgery/years | 40.0 (31.0, 50.0) | 38.0 (29.0, 50.0) | 41.0 (32.0, 50.0) | Z=-1.71 | 0.087 |
| Diagnostic delay/years | 8.0 (4.0, 16.0) | 8.0 (4.0, 15.0) | 8.0 (4.0, 16.0) | Z=-0.62 | 0.537 |
| Treatment interval/years | 19.0 (12.0, 28.0) | 19.0 (12.0, 28.0) | 20.0 (12.0, 27.0) | Z=-0.62 | 0.534 |
| RDCI | 0 (0, 0) | 0 (0, 0) | 0 (0, 0) | Z=-0.26 | 0.794 |
| HLA-B27 positive (hips) | 908 (91.0) | 383 (91.0) | 525 (91.0) | χ2=0.00 | 0.994 |
| Hb/(g/L) | 134.0 (118.0, 145.0) | 135.0 (118.0, 146.0) | 134.0 (118.0, 145.0) | Z=-0.38 | 0.707 |
| ESR/(mm/h) | 22.0 (11.0, 40.0) | 23.0 (11.0, 41.0) | 22.0 (10.0, 39.0) | Z=-0.98 | 0.326 |
| CRP/(mg/L) | 12.6 (5.4, 28.7) | 14.8 (6.2, 31.0) | 12.2 (5.3, 26.1) | Z=-1.87 | 0.062 |
| ALB/(g/L) | 42.4 (39.3, 45.4) | 42.2 (39.3, 45.2) | 42.5 (39.4, 45.7) | Z=-0.38 | 0.700 |
| BASDAI | 3.9 (2.9, 5.1) | 3.8 (2.9, 5.0) | 3.9 (2.9, 5.1) | Z=-0.48 | 0.634 |
| BASFI | 57.0 (45.0, 74.0) | 59.5 (45.8, 75.0) | 56.0 (45.0, 72.0) | Z=-1.38 | 0.166 |
| HHS | 36.0 (25.0, 44.0) | 34.0 (23.0, 41.0) | 37.0 (25.0, 45.0) | Z=-4.08 | < 0.001 |
| SF-12 MCS | 43.0 (38.4, 48.8) | 43.0 (38.2, 48.9) | 43.2 (38.5, 48.7) | Z=-0.80 | 0.424 |
| SF-12 PCS | 33.4 (25.6, 38.7) | 33.9 (25.6, 38.7) | 33.1 (26.0, 38.7) | Z=-0.43 | 0.671 |
| Bony ankyloses (hips) | 401 (40.2) | 167 (39.7) | 234 (40.6) | χ2=0.08 | 0.778 |
| Protrusion (hips) | 148 (14.8) | 61 (14.5) | 87 (15.1) | χ2=0.07 | 0.796 |
| Dislocation (hips) | 98 (9.8) | 46 (10.9) | 52 (9.0) | χ2=1.01 | 0.316 |
| OFR | 1.5 (1.2, 1.7) | 1.5 (1.2, 1.7) | 1.5 (1.2, 1.8) | Z=-1.28 | 0.201 |
| CFI | 3.2 (2.6, 3.8) | 3.2 (2.6, 3.8) | 3.2 (2.6, 3.8) | Z=-0.15 | 0.882 |
| NSA/(°) | 141.0 (135.0, 148.0) | 141.0 (135.0, 148.0) | 141.0 (134.0, 148.0) | Z=-0.08 | 0.939 |
Data are presented as n (%) or M (P25, P75). BMI, body mass index; RDCI, rheumatic disease comorbidity index; HLA-B27, human leucocyte antigen-B27; Hb, hemoglobin; ESR, erythrocyte sedimentation rate; CRP, C-reactive protein; ALB, albumin; BASDAI, Bath ankylosing spondylitis disease activity index; BASFI, Bath ankylosing spondylitis functional index; HHS, Harris hip score; SF-12, short form 12-item health survey; MCS, mental component summary; PCS, physical component summary; OFR, obturator foramen ratio; CFI, canal flare index; NSA, neck shaft angle. |
axSpA患者术前基线骨性融合、髋臼内陷和脱位的整体发生率分别为40.2%、14.8%和9.8%，中位OFR、CFI和NSA分别为1.5 (1.2, 1.7)、3.2 (2.6, 3.8)和141.0° (135.0°, 148.0°)。
2.2 参数趋势分析
在axSpA患者术前基线的影像学参数中，仅有OFR呈现显著的上升趋势(P=0.001, 图 2)。
疾病相关参数和实验室检查结果中，Hb(P < 0.001)、ALB(P < 0.001)、SF-12 PCS(P=0.005)和HHS(P=0.003)呈现显著的上升趋势，ESR(P < 0.001)、CRP(P < 0.001)、BASDAI(P=0.013)和BASFI(P < 0.001)呈现显著的下降趋势(图 3)。
图3 实验室检查结果和疾病相关参数的趋势分析Figure 3 Trend analysis of laboratory test results and disease-related parameters Hb, hemoglobin; ESR, erythrocyte sedimentation rate; CRP, C-reactive protein; ALB, albumin; PCS, physical component summary; HHS, Harris hip score; BASDAI, Bath ankylosing spondylitis disease activity index; BASFI, Bath ankylosing spondylitis functional index. |
2.3 数据的组间比较
根据axSpA患者的手术时间, 将998例髋关节分成2001—2012年入院组(n=421)和2013—2024年入院组(n=577)，组间比较结果显示，两组患者的性别(P=0.004)、BMI(P=0.002)、发病年龄(P < 0.001)、HHS(P < 0.001)差异有统计学意义，但两组患者的影像学参数(骨性融合、髋臼内陷、脱位、OFR、CFI和NSA)差异均无统计学意义(表 1)。
3 讨论
目前从国际上来看，axSpA在进入生物制剂时代后患者的整体预后改善显著，对于脊柱截骨手术和THA的需求显著下降，但也有研究显示，axSpA的手术数量有上升趋势，一方面与axSpA的诊断扩大化有关，另一方面是源于患者人群的老龄化和退行性改变[14]。目前国内尚无关于axSpA髋关节手术重建的流行病学和趋势分析的报道。本课题研究团队曾在2022年报道了567例axSpA合并髋关节终末期受累患者接受805例THA治疗的术前基线数据分布特征[15]。之后8年(2013—2020年)的病例在双侧置换比例、发病年龄、诊断年龄、手术年龄、髋关节活动范围、BASFI、Hb、ALB、CRP、基线HHS、SF-12 PCS、SF-12 MCS等方面与前面8年(2005—2012年)的病例存在明显差异。上述这些结果提示，近年来中轴型脊柱关节炎终末期髋关节受累患者在整体疾病活动度、功能水平、全身营养状态及髋关节受损程度和功能状态等方面改善显著。本研究着眼于998例axSpA终末期髋关节受累的影像学参数在为期24年间的分布规律和动态变化规律(趋势分析)，趋势分析和组间比较结果发现，近年来axSpA患者的某些重要基线参数(包括人口学参数、疾病相关参数、实验室检查数据)已经出现了显著提高的趋势，提示患者的疾病活动度和功能状态改善明显；但与之相伴的影像学参数结果中，只有OFR呈现显著的上升趋势，其余参数则未见明显的上升或下降趋势，这说明axSpA一旦发展到终末期受累阶段，髋关节受累的严重程度并不会随着疾病活动度的降低而有所缓解。
在本研究选取的6个影像学参数中，反映髋关节整体破坏程度的是骨性融合和脱位，反映髋臼侧侵蚀程度的是髋臼内陷，反映骨盆代偿性后倾改变的是OFR，反映股骨近端形态学变化的是CFI和NSA。众所周知，axSpA的主要病理改变是附着点炎。髋关节作为axSpA最为常见和典型的外周受累大关节，其受累一旦进展到终末期，主要的病理特征就是大量新骨形成，相应的影像学改变就是骨性融合。骨性融合将给患者造成严重的髋关节畸形和功能受限，最终导致生活质量的显著下降，成为THA绝对的手术适应证。我们曾在2023年回顾性分析了137例合并髋关节骨性融合的axSpA患者的218例髋关节，与非骨性融合的409例axSpA患者的髋关节相比较，平均随访103(61，146)个月，两组临床随访结果显示，骨性融合组患者的HHS从术前的33.0(17.5，44.0)分提高至末次随访时的86.0(78.0，94.0)分(P < 0.001)，但显著低于非骨性融合组(P < 0.001)；骨性融合组的BASDAI和BASFI均显著高于非骨性融合组(P均 < 0.001)；骨性融合组患者术后穿鞋袜困难程度显著高于非骨性融合组(P=0.035)[4]。上述研究结果提示，axSpA合并髋关节骨性融合的患者行THA重建存在较高的并发症风险，虽整体疗效值得肯定，但总体临床疗效逊于非骨性融合患者。本研究中，骨性融合的整体发生率高达40.2%，而且在24年的趋势分析中未见下降趋势，这给手术团队在技术层面形成了极高挑战，因此，我们再次强调对于axSpA髋关节受累早期识别和干预的意义，一旦发展到终末期甚至是骨性融合阶段，将给临床诊疗造成极大的困难。
髋臼内陷是类风湿关节炎合并终末期髋关节受累的经典影像学改变，以往文献报道其发生率可高达24.5%[16]。我们曾在2022年评估了532例行THA手术重建的axSpA髋关节的髋臼内陷问题，结果发现，髋臼内陷的发生率高达19.4%，且与合并炎性肠病、HHS和SF-12 PCS相关[17]。本研究中，998例axSpA髋关节的髋臼内陷发生率为14.8%，在趋势分析中未见下降趋势。类风湿关节炎最为典型的病理改变是持续性关节内滑膜炎症，随病程进展不断侵蚀关节囊、关节软骨、软骨下骨，最终导致关节畸形甚至融合性改变。与之相比，axSpA特征性的附着点炎的病理改变使其外周关节的滑膜炎症改变程度远不及类风湿关节炎，这就在很大程度上解释了两病例组在髋臼内陷发生率方面的差异。髋臼内陷的存在同样会给手术团队形成技术挑战，包括髋臼旋转中心的恢复、特殊臼杯和近端垫块的选择和定制等。
骨盆后倾是axSpA的另一经典解剖学和病理改变，是对脊柱胸腰椎后凸畸形的代偿性改变，可从骨盆正位X线片上获得的OFR进行间接判断[12]。本研究的趋势分析提示，OFR显著上升(P=0.001)，即骨盆后倾呈现加重趋势，这种骨盆后倾同样会给后续的手术重建造成负面影响。理论上看，THA术中应在功能位置放置臼杯以代偿骨盆倾斜所带来的影响。但是，axSpA的长期新骨形成和软组织挛缩造成的屈髋畸形会导致髋关节周围顺应性下降，易引起髋关节术后畸形复发且髋关节活动度再次受限，从而使得脱位率下降[5, 18]。因此，外科手术需平衡骨盆后倾和软组织顺应性差两方面对于术后关节稳定性和活动度的影响，在确保不脱位的前提下尽可能改善髋关节活动度。
本研究存在以下局限性，首先，作为回顾性队列研究，存在选择偏倚，特别是选取的axSpA病例只是全部手术病例中影像学资料完备的患者，并不能代表axSpA接受THA的整体患者人群；其次，回顾性研究的设计限制了本研究中对照组的设置，即无法提供axSpA非手术病例的影像学数据进行比较，以分析axSpA髋关节受累的自然病程，同时也无法评估药物治疗等因素对于髋关节影像学参数的影响；第三，axSpA的主要受累部位是中轴骨，在髋关节终末期受累阶段也将不可避免地合并脊柱椎体的骨桥形成和后凸畸形，遗憾的是，本研究并未提供axSpA中轴骨受累的影像学参数，特别是改良Stoke强直性脊柱炎脊柱评分(modifed Stoke ankylosing spondylitis spine score，mSASSS)[19]，因而难以评估axSpA脊柱对于髋关节受累程度和变化趋势的影响；第四，由于本中心在术前未常规进行骨盆和髋关节的CT扫描，因而无法获得骨盆前平面和前后倾变化的确切指标，本研究选取的反映骨盆前后倾变化的参数OFR也只是一个间接反映骨盆后倾的粗略影像学指标。
综上所述，本研究通过对行THA手术重建的998例axSpA髋关节的术前X线片进行评估，结果发现其影像学参数并未随疾病活动度的控制和功能状态的缓解而出现改善趋势，这就对后续的外科重建提出了诸多技术挑战，应强调进一步优化针对axSpA行THA手术重建的外科技术和围手术期的管理策略。
