引用本文： 曹國瑞, 裴福興. 創傷性異位骨化的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(3): 386-394. doi: 10.7507/1002-1892.202110078 復制
異位骨化（heterotopic ossification，HO），即在軟組織和關節中出現成熟骨組織， 包括遺傳性HO和創傷后HO兩類，前者是一種進行性骨化癥，后者常見于關節手術 ［人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）、骨盆和肘關節手術等］ 術后、爆炸傷、神經損傷和燒傷等嚴重創傷[1-3]。有研究發現，股骨干骨折術后HO發生率達50%，嚴重燒傷后達60%，而戰爭相關爆炸傷后高達65%[4-5]。重度HO可導致嚴重疼痛、關節卡壓、關節活動受限等[6]，嚴重影響患者的功能康復和生活質量。口服非甾體抗炎藥（non-steroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs）和放射治療是創傷性HO常用預防措施，手術是常用治療手段。但由于創傷性HO的發病機制尚不清楚，相關預防和治療措施有效率低，缺乏特異性，且存在復發風險。本文擬對創傷性HO的病因、發病機制、病理進展、診斷、預防和治療方法等進行綜述，分析相關研究進展和存在的局限性，并對新型預防和治療措施進行展望。
1 病因
1.1 爆炸傷
作為一種高能量創傷，爆炸傷多合并機械損傷和高溫灼傷，常為多發傷。研究發現爆炸傷后HO發生率達60%以上，遠高于普通的創傷截肢患者[5，7]。多發傷、截肢、傷口面積和損傷嚴重程度等都是HO的獨立風險因素。Jaffin等[8]制作了可產生高能量爆炸沖擊波的裝置，利用爆炸沖擊波，成功構建了爆炸傷誘導的創傷性HO動物模型；Spear等[9]發現爆炸傷可激活和損傷內皮細胞，引起周圍組織病理學改變，促進炎癥細胞因子的表達。Polfer等[10]以大鼠為實驗對象，發現爆炸傷合并下肢截肢組的HO發生率遠高于單純截肢和單純爆炸傷組。Jaffe等[11]進一步發現引起大鼠HO的原因是爆炸波本身，與爆炸的介質無關，該研究為分析爆炸傷后HO的細胞和分子機制、病理生理學等提供了良好的動物模型。
1.2 手術
創傷性HO影響關節活動度，引起疼痛和功能障礙。HO多見于THA、骨盆骨折和肘關節骨折術后，Sagi等[12]發現髖臼骨折內固定術后患者HO發生率高達40%；Cheung等[13]發現單純肘關節脫位后HO發生率為3%，合并關節周圍骨折和腦外傷的患者HO發生率高達89%。不同手術入路手術后的HO發生率不同，肌肉損傷少的手術入路其HO發生率更低[14]。Newman等[15]發現微創THA后HO發生率低于常規切口手術。Anthonissen等[16]以大鼠為實驗對象，對照組采用常規手術入路，實驗組通過止血鉗夾閉制造額外肌肉損傷，發現肌肉損傷可顯著增加大鼠髖關節手術后HO發生率，表明肌肉損傷在創傷性HO中有重要作用。Li等[17]比較了小鼠腓腸肌內注射心臟毒素和BMP-2以及單純注射BMP-2、心臟毒素的HO發生率，發現在BMP-2誘導的創傷性HO小鼠模型上，肌肉損傷可以激活BMP通路，上調BMP-7表達，增加HO發生率，抑制BMP-7的活性則可抑制HO的發生。
1.3 神經損傷
神經源性HO常見于中樞神經損傷，包括腦損傷和脊髓損傷，發生率在10%～50%[18]，常見于損傷后數月，持續多年。神經源性HO常見于機體大關節，如髖、膝、肘、肩關節，損傷嚴重程度、損傷時間等都是神經源性HO的獨立風險因素；另外，合并神經損傷的外傷患者HO發生率遠高于單純外傷患者[19-20]。Debaud等[21]和Flierl等[22]以小鼠為研究對象，成功構建了腦損傷和脊髓損傷動物模型，為以后研究神經源性HO的發病機制、預防和治療措施提供了可能。
1.4 燒傷
HO是燒傷患者的常見并發癥之一，當燒傷面積超過全身面積20%時，HO發生風險明顯增加，尤其是男性和關節周圍皮膚燒傷的患者。燒傷導致的HO和神經源性HO相似，常見于關節周圍，比如肩關節和肘關節等，可能原因是關節周圍皮膚燒傷后形成瘢痕，限制了關節活動，為HO發生提供了條件[23]。大量研究發現，燒傷可以明顯增加小鼠肌腱損傷模型HO的發生率，小鼠后背部60℃灼傷加跟腱切開術已成為一種常用的構建創傷性HO模型的手段，可在其跟骨及軟組織周圍發現大量HO病灶[24-25]。
綜上，肌肉損傷在創傷性HO的發生、發展中具有重要作用，爆炸傷和多發傷患者發生HO可能性很高，合并神經損傷和燒傷可顯著增加HO發生率。
2 發病機制
骨骼形成和發育是一個高度協調的生理過程。當前，創傷性HO的發病機制尚不清楚，傳統研究認為創傷導致炎癥和局部低氧，激活Notch、TGF-β和BMP通路，促進MSCs增殖分化、血管發育和骨形成，進而誘導創傷性HO的發生、發展。神經損傷、肌肉損傷、爆炸傷等動物模型的成功構建，為研究HO的發病機制、尋找新的預防和治療手段奠定基礎。以下從炎癥反應、相關信號通路和組織低氧等方面闡述創傷性HO的發病機制。
2.1 炎癥反應
創傷，尤其是爆炸傷和燒傷，是引起機體炎癥反應的重要原因，而創傷誘導的炎癥是HO發生、發展的重要因素。Evans等[26]和Forsberg等[27]以爆炸傷士兵為研究對象，發現炎癥失調和促炎分子的相互作用可能驅動HO的形成，在HO患者的血清中IL-6、IL-10和單核細胞趨化蛋白1（monocyte chemoattractant protein 1，MCP-1）含量明顯升高。越來越多研究證實，炎癥細胞因子升高與HO的發生成正相關。有研究發現促炎癥細胞因子可同時促進MSCs向成骨細胞分化[28]。Sung等[29]在創傷性HO小鼠體內檢測到TNF-α、IL-1b、IL-6和MCP-1含量升高。Peterson等[30]發現燒傷部位的三磷酸腺苷水解和抑制炎癥反應可以降低燒傷后HO發生的風險。Qureshi等[31]發現雷帕霉素可以抑制爆炸傷后HO的發生，也可以抑制炎癥反應，表明HO和炎癥之間存在相關性。另外，NSAIDs是創傷性HO的預防和治療手段，進一步說明了炎癥和HO的相關性。
近年有研究認為，巨噬細胞作為炎癥反應的重要介質，可能是連接炎癥和HO發病機制的關鍵細胞[32-33]。眾所周知，HO的形成需要MSCs的參與和適宜的成骨微環境，MSCs分化為成骨細胞，是促進HO形成和發展的重要步驟[34]。有研究在共培養過程中，發現M1型巨噬細胞向M2型巨噬細胞極化可促進BMSCs成骨分化[35]，而清除巨噬細胞會影響MSCs成骨分化[36]。另一方面，最新研究表明巨噬細胞可以調節創傷后炎癥反應，甚至驅動HO的發生。Tirone等[37]應用清除了巨噬細胞的轉基因小鼠，研究發現受損骨骼肌中的巨噬細胞耗竭可促使內皮細胞向成骨細胞分化，增加HO的發生風險。但Kan等[38]卻持相反觀點，他們發現清除巨噬細胞會降低轉基因小鼠患HO的風險。綜上，巨噬細胞是研究炎癥反應和HO發病機制之間的重要紐帶，但巨噬細胞的活性和HO發生、發展之間的關系仍存在爭議，需要進一步研究。
2.2 TGF-β和BMP通路
TGF-β在重塑機體組織和維持穩態方面具有重要作用。傳統研究關于TGF-β對成骨的作用存在截然相反的兩種觀點，有研究認為TGF-β可促進成骨細胞分化[39]，另一方面有學者發現，抑制TGF-β活性可促進組織鈣化和HO發生[40]。可能的解釋是TGF-β通路存在依賴Smad3和不依賴Smad3的2條通路，依賴Smad3通路促進成骨細胞分化，促進HO發生，而不依賴Smad3通路通過絲裂原激活的蛋白激酶抑制成骨細胞分化[40]。Guerrero等[41]發現，TGF-β通過減少下游蛋白Smad1/5/8的核易位并避免Wnt通路激活來抑制HO發生。Wang等[42]的研究以小鼠為實驗對象，發現炎癥反應可提升TGF-β水平，促進MSCs聚集分化和HO發生，應用TGF-β中和抗體可抑制HO發生，應用TGF-β基因敲除小鼠進一步證實了該觀點，TGF-β可能是創傷性HO的一個治療靶點，但本研究并未對TGF-β的下游蛋白（Smad3）進行研究。
作為TGF-β家族的一員，自Urist[43]發現BMP可以誘導軟組織HO以來，該蛋白便獲得了廣泛研究。BMP作為骨生長的啟動因子，可促進MSCs分化為成骨細胞和骨細胞，產生鈣化機制。研究發現創傷性HO動物模型中BMP表達增加，而拮抗BMP可降低HO的發生率[44]。肌肉注射BMP-2和BMP-4常被用作構建動物模型體內成骨微環境的手段。Li等[17]發現，與單純注射心臟毒素或BMP-2相比，聯合注射BMP-2和心臟毒素后HO發生率顯著增加。大量研究發現創傷后機體BMP及其下游蛋白表達增加。Grenier等[45]發現創傷性HO患者體內BMP-9蛋白表達增加。另一項研究發現，與爆炸傷后無HO患者相比，HO患者傷口滲出物中BMP-2和Samd1表達增加[46]。諸多證據表明，BMP在HO的成骨微環境中發揮著重要作用，可能是構成成骨微環境的基礎因素。
2.3 低氧
機體在低氧條件下可產生低氧誘導因子1α（hypoxia inducible factor lα，HIF-1α），HIF-1α可促進血管生成和MSCs向軟骨細胞分化，血管生成又是HO形成和成熟的必備條件[47]。Wang等[42]認為損傷導致的炎癥和低氧是遺傳性HO的始動因子，低氧可促進BMP的表達，而抑制HIF-1α和提高氧濃度可抑制HO的發生。喻都等[48]在跟腱損傷HO大鼠模型上發現，損傷早期的跟腱及其周圍組織HIF-1α表達升高，提示局部低氧微環境在創傷性HO發病機制中起重要作用。Winkler等[49]發現低氧環境可引起人MSCs中成軟骨的基因和BMP-4表達升高，表明低氧可能增加MSCs的成軟骨活性。Lin等[50]以大鼠跟腱創傷性HO為研究載體，發現抑制HIF-1α可在初始階段抑制HO的發生。Agarwal等[51]發現創傷患者和創傷性HO小鼠模型體內的HIF-1α表達均上調，抑制HIF-1α表達可抑制HO產生，抑制MSCs凝結。綜上，HIF-1α可以作為遺傳性和創傷性HO的一個治療靶點。
3 病理進展
骨骼的發育過程包括膜內成骨和軟骨內成骨2種途徑，其中創傷性HO常被認為是軟骨內成骨途徑，主要包括炎癥、軟骨化、成骨和骨成熟4個階段，需要多種MSCs的參與[52-53]。在炎癥階段，創傷導致炎癥反應，炎癥細胞（巨噬細胞、中性粒細胞等）聚集，同時通過血管招募機體中的成骨干細胞、血管內皮細胞等，進而成纖維細胞聚集增生，出現纖維化[26]。但是各個階段之間進展的機制尚不清楚，一個合理的假說是纖維細胞增生伴隨著低氧和棕色脂肪組織的生成，形成一個有利于軟骨生成的低氧張力環境；另外MSCs大量分化成軟骨細胞，同時低氧促進新生血管生成，進一步促進骨軟骨分化；待氧含量逐步提高，會促進軟骨細胞成熟肥大和鈣化，分泌膠原基質，然后膠原基質逐步重塑和骨化，形成成熟的骨組織[54-55]。
另外，有研究[56]發現創傷性HO的發生可能是一種新的途徑，即鈣化成骨，細胞損傷釋放大量鈣離子形成鈣化顆粒。正常情況下，機體的巨噬細胞可吞噬肌肉中的鈣化顆粒，但巨噬細胞功能受損后，鈣化顆粒逐步沉積，進而形成病理性HO。
4 診斷方法
早期準確診斷是提高HO治療效果的關鍵，需要識別創傷性HO的高危因素，如肌肉損傷合并神經損傷和燒傷、多發傷等，早診斷、早干預。HO的診斷以影像學方法為主，可明確HO的分期和嚴重程度，再參考患者臨床癥狀，注意與燒傷、免疫系統疾病導致的關節強直、活動受限的鑒別診斷。HO的分期方法有Brooker分期、Della Valle分期和Schmidt and Hackenbroch分期，尤以Brooker分期常用，分為Ⅰ～Ⅳ期，Ⅲ期以上為重度HO，可出現疼痛、關節活動受限等癥狀[57]。
4.1 影像學和超聲
X線片是診斷HO最常用的手段，可在軟組織或關節中發現骨形成，但該方法只能發現中晚期HO。研究發現放射性核素掃描可以發現早期HO，組織鈣化在受傷1周后可監測到[58]。另外，MRI和CT均可用于HO的早期診斷，通過調整信號和增加對比度，可區分早期HO和成熟骨[59]。超聲檢查常用于診斷脊髓損傷和髖關節術后HO，可在影像學檢查之前發現軟組織中的異常信號[60]。
4.2 拉曼光譜
拉曼光譜使用特定的振動曲線來區分化合物，該方法在小鼠模型上已成功應用[61]。Harris等[62]使用拉曼光譜可在戰爭傷患者中發現早期HO，由于敏感性、特異性高且無創，正逐步應用和推廣。Crane等[63]使用拉曼光譜在體外比較受傷組織與正常組織、鈣化HO組織和非鈣化HO組織的特點，與正常組織相比，HO組織的酰胺Ⅰ和Ⅲ光譜區域顯示出明顯差異；另外通過HO組織中的礦物質含量和密度可確定骨骼成熟度，從而判斷HO的階段。該研究表明拉曼光譜可能成為一種早期診斷HO的方法，在出現臨床癥狀之前早期干預，及時切除可能發展成HO的損傷組織。但是拉曼光譜需要配置相應的儀器和技師，限制了該方法使用，另外該方法只能監測單一損傷區域的HO病理變化，且分析區域較淺（一般是1～2 cm）[64]。Papour等[65]使用羥基磷灰石體外模擬骨組織，尋找與機體條件相符合的光照強度和速度，通過擴大照明面積，保證在采集方向上均勻可變的照明功率，可分析深層次的骨組織。
4.3 免疫學檢查
免疫學檢查，尤其是炎癥標記物，對預測HO的發生具有重要價值。研究發現HO患者血清中ALP升高，但該指標缺乏特異性[66]。Rodenberg等[67]的體外研究發現，基質金屬蛋白酶9是早期細胞外基質重組的生物標志物，可以作為診斷早期HO的生物因子。Forsberg等[27]的大數據研究表明，截肢、損傷嚴重程度、損傷面積、血清和傷口滲出物中的IL-3含量是爆炸傷后HO的獨立危險因素。Schurch等[68]以脊髓損傷患者為研究對象，發現在HO成熟之前，患者血液中的前列腺素E2會持續增加，該指標可能會用于HO的早期診斷。Alfieri等[69]選取87個戰爭創傷患者的肌肉組織，量化了190個與傷口愈合、成骨和血管基因相關的基因表達，嘗試尋找有效預測HO發生風險的模型，為優化HO預防手段和選擇HO手術時機提供了參考，但該方法需要進一步完善數據。
由于創傷性HO包括爆炸傷、神經損傷、外科手術后等許多病因，目前仍缺乏統一的HO診斷標準。對于早期HO的相關研究尚處于體外研究或者動物實驗階段，缺乏特異性和靈敏度高的診斷方法。臨床醫生應明確創傷性HO的危險因素，輔以其他檢查手段，早期診斷和治療HO。
5 預防措施
5.1 NSAIDs
由于創傷性HO常合并炎癥反應，作為抗炎藥物的NSAIDs常被用作預防HO的一線藥物。Kienapfel等[70]的隨機對照研究發現，THA術后口服NSAIDs（50 mg，每天4次，持續7周）和應用單劑量局部放射治療（600 cGy/d，術后第2～4天）預防HO效果相當。另一項研究表明，口服NSAIDs（20 mg，每天3次，持續6周）和應用單劑量局部放射治療（800 cGy/d，術后第1～3天）均可有效安全地預防骨盆骨折內固定術后HO。與局部放射治療相比，NSAIDs預防創傷性HO具有使用方便、無需特殊儀器、價格低廉的優勢[71]。大量研究發現，與不用NSAIDs的對照組相比，應用NSAIDs可顯著降低髖關節置換翻修術后HO發生率[72-73]。
當前，關于NSAIDs合適的使用劑量和時間仍缺乏統一標準。NSAIDs應用時機至關重要，建議創傷后立即應用，因NSAIDs主要用于HO的預防，當HO形成后，NSAIDs并不能阻斷HO的病理進展[74]。另外，NSAIDs主要應用于THA和骨盆骨折術后患者，對于其他原因導致的HO，尤其是戰爭傷相關HO，報道很少。對于戰爭創傷患者，由于常合并多系統創傷、長骨骨折、應激性胃炎等NSAIDs的禁忌證，因此限制了NSAIDs的應用；另一方面，這些患者的納入和隨訪十分困難。
NSAIDs的不良反應也是需要著重考慮的一個方面，由于并發癥少，選擇性環氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX-2）抑制劑可能是一個有效藥物。有研究發現骨折患者連續應用14 d COX-2抑制劑并不會影響骨折愈合，但隨訪時間較短，長時間應用該抑制劑的副作用尚不明確[43]。關于NSAIDs預防爆炸傷后HO的效果，仍處于動物實驗或者臨床前研究階段。
5.2 局部放射治療
低劑量局部放射治療是預防創傷后HO或防止HO復發的重要措施，尤其是針對THA或骨盆骨折內固定術后患者。自Coventry等[75]使用局部放射治療預防HO以來，越來越多研究者反復試驗尋找合適的放射治療劑量。常用的預防HO劑量為400～700 cGy，使用時間為術前24 h或術后72 h。Healy等[76]報道THA術后應用單次劑量700 cGy的患者HO發生率低于低劑量組（550 cGy）；Liu等[77]的研究支持這一觀點，他們認為700 cGy劑量優于400 cGy，同時更高劑量并不會帶來更高的有效性。當前預防HO推薦的常用劑量為700 cGy，單次局部放射治療的有效性優于多次放射治療，尤其是針對癥狀較輕的HO[78]。最新研究表明對于肘關節創傷患者，NSAIDs和局部放射治療防治HO效果相似，可根據患者特點選擇方案[79]。但Shapira等[80]認為對于THA患者，NSAIDs防治創傷性HO的效果優于局部放射治療。
影響局部放射治療有效性最主要的因素是應用時間，有研究建議術前24 h內或術后72 h內進行放射治療效果最佳，也有研究認為術后5 d內使用療效類似[78，81]。另外，大量研究表明術前或術后應用局部放射治療效果相似[78，81-82]。關于局部放射治療的安全性，Sheybani等[83]通過分析3 489例接受髖臼骨折切開復位內固定術或者THA患者臨床資料，認為局部放射治療并不會增加患者罹患惡性腫瘤、關節僵硬等并發癥的風險。
近年來，局部放射治療開始逐步應用于除THA外其他原因導致的HO患者。Müseler等[84]的隨機對照研究發現，局部放射治療（700 cGy）可以延緩脊髓損傷后患者髖關節周圍HO的進展，但相同劑量應用于肘關節外傷患者，效果并不明顯。然而局部放射治療的研究對象仍以髖關節周圍HO為主，對于其他部位的HO和爆炸傷、燒傷等導致的HO，其有效性和安全性有待商榷。
5.3 其他手段
雙磷酸鹽可以誘導破骨細胞凋亡，抑制羥基磷灰石晶體生長，減少鈣化，因而常被用作創傷性HO的預防藥物，尤其是當HO形成以后[85]。有研究發現雙磷酸鹽可顯著降低罹患神經損傷性HO的風險[74]，但效果仍存在爭議[86]。BMP通路抑制劑可能會有效預防早中期HO，但由于BMP受體存在于機體多個組織，無法做到靶向治療[87]。至于其他通路抑制劑，仍處于體外研究和動物實驗階段，如何實現精確的靶向治療，順利應用于臨床，還有待更多研究明確。
當前應用的預防措施主要是針對THA術后或髖關節周圍HO，對于其他原因和部位的HO研究甚少，尤其對于爆炸傷后HO。有研究發現局部放射治療對于爆炸傷后HO效果不佳，可能原因是爆炸傷患者經轉運后，錯過了術后72 h內放射治療的最佳時間窗，另外放射治療可能會增加傷口并發癥風險[88]。一項研究發現，對于爆炸傷后截肢的大鼠，應用局部放射治療和NSAIDs均不會顯著降低創傷后HO發生風險，對于爆炸傷導致的HO，需要新型預防措施[89]。
6 治療
6.1 保守治療
當預防措施失效、HO形成以后，需要進行HO治療。首先是保守治療，早期功能鍛煉和關節活動可能降低創傷后HO發生風險，但缺乏相關臨床研究支持。對于燒傷和脊髓損傷患者，是否進行早期功能鍛煉尚存在爭議。有學者反對過度鍛煉，認為會促進炎癥和增加HO發生風險；但也有學者認為鍛煉會增加關節活動度，促進患者康復[90]。對于股骨骨折或者膝關節術后患者，術后股四頭肌功能鍛煉有助于增強肌力，促進患者恢復和降低發生HO的風險[91]。
6.2 手術切除
對于Brooker Ⅰ、Ⅱ期HO，一般不需要特殊治療；Ⅲ期以上的HO常需要手術治療。手術切除是治療創傷性HO的首要手段，出現疼痛、活動受限等臨床癥狀是手術切除的適應證。目前關于HO手術治療的時機仍存在爭議，一般認為需要待HO發育成熟不再生長以后，即HO形成后12～18個月行手術治療，這樣可以降低HO復發風險，保證創傷組織的恢復[92]。也有研究報道應待HO形成6個月后再行手術治療，Pavey等[93]的大數據研究發現對于爆炸傷導致的HO，受傷后6～9個月行HO切除術可以明顯降低其復發風險；手術應盡量將HO組織，包括附近的神經和血管徹底切除，完全切除的復發率顯著低于部分切除。但目前關于神經損傷、燒傷等導致的HO手術時機，未見相關報道。HO復發最主要的風險因素是HO病史，因而對于有HO病史的患者，相關預防措施（局部放射治療、應用NSAIDs等）至關重要[94]。盡管手術是治療HO的首要手段，但手術本身也是一種創傷，會有出血和炎癥，也可構成HO形成的條件，因而如何有效預防術后HO的復發依然是臨床亟待解決的問題。
6.3 治療新進展
由于創傷性HO依舊缺乏簡便、安全、有效的治療手段，尋找HO治療的新方法一直是醫生和科研人員致力解決的問題。Peterson等[30]的細胞實驗和動物實驗研究發現，燒傷可以促進MSCs向成骨細胞分化，通過BMP-Smad通路促進HO形成，而促進燒傷部位三磷酸腺苷的水解從而降低機體內磷酸化Smad1/5/8蛋白表達，可以有效抑制燒傷后HO形成；另外，選擇性抑制Smad1/5/8蛋白可以達到相似的治療效果。Zimmermann等[95]發現使用棘霉素可以抑制HIF通路，與未使用棘霉素的對照組相比，可以顯著降低大鼠跟腱切除術后HO發生率。由于缺乏有效的預防手段且發病機制不明，爆炸傷導致的HO一直是治療難點。一項研究發現，爆炸傷后早期（受傷當天）局部應用萬古霉素可以顯著降低HO發生率，抑制骨髓和周圍軟組織感染，而術后3 d使用萬古霉素的有效性則大大降低，進一步證明創傷性HO早期治療的必要性[96]。Sinha等[97]研究發現，應用抗炎藥（皮質類固醇）和維甲酸激動劑可以抑制炎癥因子受體的活性，降低HO內部及其周圍組織中肥大細胞、巨噬細胞和MSCs的數量，從而抑制創傷性HO的發生。Pavey等[98]使用大鼠模型，進一步驗證維甲酸激動劑對于爆炸傷截肢合并感染導致HO的有效性，發現應用維甲酸激動劑可以抑制異位軟骨生成、成骨和血管生成，抑制殘端組織中成骨和成軟骨基因的表達，并促進軟骨細胞肥大，從而顯著降低HO發生率。然而，該藥物可能會抑制傷口愈合，其安全性仍待進一步驗證。綜上，當前創傷性HO的新型治療方法仍處于動物實驗階段，并未考慮相關臨床因素，其安全性和有效性仍需要大量臨床試驗加以驗證。另外，藥物聯合應用和傳統治療方法聯合應用是否效果更佳，也是一個亟待明確的問題。
7 總結和展望
創傷性HO是一個復雜的病理生理過程，具有不同的病因甚至不同的發病機制，需要多種細胞動員和參與。首先是創傷導致炎癥反應，進而血管生成、軟骨化、骨基質重塑和骨形成、骨成熟。然而有哪些細胞參與以及具體誘發因素和反應過程尚不明確，但相關動物模型的成功建立為研究HO發病機制提供了基礎。X線片是診斷創傷性HO最常用的手段，不過對早期HO并不敏感。局部放射治療和口服NSAIDs是常用的預防手段，但主要應用于THA和骨盆骨折內固定術后患者，對其他類型HO效果不明確。當前，創傷性HO仍缺乏安全且有效的治療方法，靶向治療是未來研究熱點，相關動物實驗結果展示了積極的應用前景，如何解決從動物實驗到臨床應用的諸多問題，讓靶向治療成功應用于患者是今后研究重點。
利益沖突 所有作者聲明，在文章撰寫過程中不存在利益沖突
作者貢獻聲明 曹國瑞負責綜述的構思與設計、查閱文獻及撰寫論文；裴福興對文章的知識性內容作批評性審閱
異位骨化（heterotopic ossification，HO），即在軟組織和關節中出現成熟骨組織， 包括遺傳性HO和創傷后HO兩類，前者是一種進行性骨化癥，后者常見于關節手術 ［人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）、骨盆和肘關節手術等］ 術后、爆炸傷、神經損傷和燒傷等嚴重創傷[1-3]。有研究發現，股骨干骨折術后HO發生率達50%，嚴重燒傷后達60%，而戰爭相關爆炸傷后高達65%[4-5]。重度HO可導致嚴重疼痛、關節卡壓、關節活動受限等[6]，嚴重影響患者的功能康復和生活質量。口服非甾體抗炎藥（non-steroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs）和放射治療是創傷性HO常用預防措施，手術是常用治療手段。但由于創傷性HO的發病機制尚不清楚，相關預防和治療措施有效率低，缺乏特異性，且存在復發風險。本文擬對創傷性HO的病因、發病機制、病理進展、診斷、預防和治療方法等進行綜述，分析相關研究進展和存在的局限性，并對新型預防和治療措施進行展望。
1 病因
1.1 爆炸傷
作為一種高能量創傷，爆炸傷多合并機械損傷和高溫灼傷，常為多發傷。研究發現爆炸傷后HO發生率達60%以上，遠高于普通的創傷截肢患者[5，7]。多發傷、截肢、傷口面積和損傷嚴重程度等都是HO的獨立風險因素。Jaffin等[8]制作了可產生高能量爆炸沖擊波的裝置，利用爆炸沖擊波，成功構建了爆炸傷誘導的創傷性HO動物模型；Spear等[9]發現爆炸傷可激活和損傷內皮細胞，引起周圍組織病理學改變，促進炎癥細胞因子的表達。Polfer等[10]以大鼠為實驗對象，發現爆炸傷合并下肢截肢組的HO發生率遠高于單純截肢和單純爆炸傷組。Jaffe等[11]進一步發現引起大鼠HO的原因是爆炸波本身，與爆炸的介質無關，該研究為分析爆炸傷后HO的細胞和分子機制、病理生理學等提供了良好的動物模型。
1.2 手術
創傷性HO影響關節活動度，引起疼痛和功能障礙。HO多見于THA、骨盆骨折和肘關節骨折術后，Sagi等[12]發現髖臼骨折內固定術后患者HO發生率高達40%；Cheung等[13]發現單純肘關節脫位后HO發生率為3%，合并關節周圍骨折和腦外傷的患者HO發生率高達89%。不同手術入路手術后的HO發生率不同，肌肉損傷少的手術入路其HO發生率更低[14]。Newman等[15]發現微創THA后HO發生率低于常規切口手術。Anthonissen等[16]以大鼠為實驗對象，對照組采用常規手術入路，實驗組通過止血鉗夾閉制造額外肌肉損傷，發現肌肉損傷可顯著增加大鼠髖關節手術后HO發生率，表明肌肉損傷在創傷性HO中有重要作用。Li等[17]比較了小鼠腓腸肌內注射心臟毒素和BMP-2以及單純注射BMP-2、心臟毒素的HO發生率，發現在BMP-2誘導的創傷性HO小鼠模型上，肌肉損傷可以激活BMP通路，上調BMP-7表達，增加HO發生率，抑制BMP-7的活性則可抑制HO的發生。
1.3 神經損傷
神經源性HO常見于中樞神經損傷，包括腦損傷和脊髓損傷，發生率在10%～50%[18]，常見于損傷后數月，持續多年。神經源性HO常見于機體大關節，如髖、膝、肘、肩關節，損傷嚴重程度、損傷時間等都是神經源性HO的獨立風險因素；另外，合并神經損傷的外傷患者HO發生率遠高于單純外傷患者[19-20]。Debaud等[21]和Flierl等[22]以小鼠為研究對象，成功構建了腦損傷和脊髓損傷動物模型，為以后研究神經源性HO的發病機制、預防和治療措施提供了可能。
1.4 燒傷
HO是燒傷患者的常見并發癥之一，當燒傷面積超過全身面積20%時，HO發生風險明顯增加，尤其是男性和關節周圍皮膚燒傷的患者。燒傷導致的HO和神經源性HO相似，常見于關節周圍，比如肩關節和肘關節等，可能原因是關節周圍皮膚燒傷后形成瘢痕，限制了關節活動，為HO發生提供了條件[23]。大量研究發現，燒傷可以明顯增加小鼠肌腱損傷模型HO的發生率，小鼠后背部60℃灼傷加跟腱切開術已成為一種常用的構建創傷性HO模型的手段，可在其跟骨及軟組織周圍發現大量HO病灶[24-25]。
綜上，肌肉損傷在創傷性HO的發生、發展中具有重要作用，爆炸傷和多發傷患者發生HO可能性很高，合并神經損傷和燒傷可顯著增加HO發生率。
2 發病機制
骨骼形成和發育是一個高度協調的生理過程。當前，創傷性HO的發病機制尚不清楚，傳統研究認為創傷導致炎癥和局部低氧，激活Notch、TGF-β和BMP通路，促進MSCs增殖分化、血管發育和骨形成，進而誘導創傷性HO的發生、發展。神經損傷、肌肉損傷、爆炸傷等動物模型的成功構建，為研究HO的發病機制、尋找新的預防和治療手段奠定基礎。以下從炎癥反應、相關信號通路和組織低氧等方面闡述創傷性HO的發病機制。
2.1 炎癥反應
創傷，尤其是爆炸傷和燒傷，是引起機體炎癥反應的重要原因，而創傷誘導的炎癥是HO發生、發展的重要因素。Evans等[26]和Forsberg等[27]以爆炸傷士兵為研究對象，發現炎癥失調和促炎分子的相互作用可能驅動HO的形成，在HO患者的血清中IL-6、IL-10和單核細胞趨化蛋白1（monocyte chemoattractant protein 1，MCP-1）含量明顯升高。越來越多研究證實，炎癥細胞因子升高與HO的發生成正相關。有研究發現促炎癥細胞因子可同時促進MSCs向成骨細胞分化[28]。Sung等[29]在創傷性HO小鼠體內檢測到TNF-α、IL-1b、IL-6和MCP-1含量升高。Peterson等[30]發現燒傷部位的三磷酸腺苷水解和抑制炎癥反應可以降低燒傷后HO發生的風險。Qureshi等[31]發現雷帕霉素可以抑制爆炸傷后HO的發生，也可以抑制炎癥反應，表明HO和炎癥之間存在相關性。另外，NSAIDs是創傷性HO的預防和治療手段，進一步說明了炎癥和HO的相關性。
近年有研究認為，巨噬細胞作為炎癥反應的重要介質，可能是連接炎癥和HO發病機制的關鍵細胞[32-33]。眾所周知，HO的形成需要MSCs的參與和適宜的成骨微環境，MSCs分化為成骨細胞，是促進HO形成和發展的重要步驟[34]。有研究在共培養過程中，發現M1型巨噬細胞向M2型巨噬細胞極化可促進BMSCs成骨分化[35]，而清除巨噬細胞會影響MSCs成骨分化[36]。另一方面，最新研究表明巨噬細胞可以調節創傷后炎癥反應，甚至驅動HO的發生。Tirone等[37]應用清除了巨噬細胞的轉基因小鼠，研究發現受損骨骼肌中的巨噬細胞耗竭可促使內皮細胞向成骨細胞分化，增加HO的發生風險。但Kan等[38]卻持相反觀點，他們發現清除巨噬細胞會降低轉基因小鼠患HO的風險。綜上，巨噬細胞是研究炎癥反應和HO發病機制之間的重要紐帶，但巨噬細胞的活性和HO發生、發展之間的關系仍存在爭議，需要進一步研究。
2.2 TGF-β和BMP通路
TGF-β在重塑機體組織和維持穩態方面具有重要作用。傳統研究關于TGF-β對成骨的作用存在截然相反的兩種觀點，有研究認為TGF-β可促進成骨細胞分化[39]，另一方面有學者發現，抑制TGF-β活性可促進組織鈣化和HO發生[40]。可能的解釋是TGF-β通路存在依賴Smad3和不依賴Smad3的2條通路，依賴Smad3通路促進成骨細胞分化，促進HO發生，而不依賴Smad3通路通過絲裂原激活的蛋白激酶抑制成骨細胞分化[40]。Guerrero等[41]發現，TGF-β通過減少下游蛋白Smad1/5/8的核易位并避免Wnt通路激活來抑制HO發生。Wang等[42]的研究以小鼠為實驗對象，發現炎癥反應可提升TGF-β水平，促進MSCs聚集分化和HO發生，應用TGF-β中和抗體可抑制HO發生，應用TGF-β基因敲除小鼠進一步證實了該觀點，TGF-β可能是創傷性HO的一個治療靶點，但本研究并未對TGF-β的下游蛋白（Smad3）進行研究。
作為TGF-β家族的一員，自Urist[43]發現BMP可以誘導軟組織HO以來，該蛋白便獲得了廣泛研究。BMP作為骨生長的啟動因子，可促進MSCs分化為成骨細胞和骨細胞，產生鈣化機制。研究發現創傷性HO動物模型中BMP表達增加，而拮抗BMP可降低HO的發生率[44]。肌肉注射BMP-2和BMP-4常被用作構建動物模型體內成骨微環境的手段。Li等[17]發現，與單純注射心臟毒素或BMP-2相比，聯合注射BMP-2和心臟毒素后HO發生率顯著增加。大量研究發現創傷后機體BMP及其下游蛋白表達增加。Grenier等[45]發現創傷性HO患者體內BMP-9蛋白表達增加。另一項研究發現，與爆炸傷后無HO患者相比，HO患者傷口滲出物中BMP-2和Samd1表達增加[46]。諸多證據表明，BMP在HO的成骨微環境中發揮著重要作用，可能是構成成骨微環境的基礎因素。
2.3 低氧
機體在低氧條件下可產生低氧誘導因子1α（hypoxia inducible factor lα，HIF-1α），HIF-1α可促進血管生成和MSCs向軟骨細胞分化，血管生成又是HO形成和成熟的必備條件[47]。Wang等[42]認為損傷導致的炎癥和低氧是遺傳性HO的始動因子，低氧可促進BMP的表達，而抑制HIF-1α和提高氧濃度可抑制HO的發生。喻都等[48]在跟腱損傷HO大鼠模型上發現，損傷早期的跟腱及其周圍組織HIF-1α表達升高，提示局部低氧微環境在創傷性HO發病機制中起重要作用。Winkler等[49]發現低氧環境可引起人MSCs中成軟骨的基因和BMP-4表達升高，表明低氧可能增加MSCs的成軟骨活性。Lin等[50]以大鼠跟腱創傷性HO為研究載體，發現抑制HIF-1α可在初始階段抑制HO的發生。Agarwal等[51]發現創傷患者和創傷性HO小鼠模型體內的HIF-1α表達均上調，抑制HIF-1α表達可抑制HO產生，抑制MSCs凝結。綜上，HIF-1α可以作為遺傳性和創傷性HO的一個治療靶點。
3 病理進展
骨骼的發育過程包括膜內成骨和軟骨內成骨2種途徑，其中創傷性HO常被認為是軟骨內成骨途徑，主要包括炎癥、軟骨化、成骨和骨成熟4個階段，需要多種MSCs的參與[52-53]。在炎癥階段，創傷導致炎癥反應，炎癥細胞（巨噬細胞、中性粒細胞等）聚集，同時通過血管招募機體中的成骨干細胞、血管內皮細胞等，進而成纖維細胞聚集增生，出現纖維化[26]。但是各個階段之間進展的機制尚不清楚，一個合理的假說是纖維細胞增生伴隨著低氧和棕色脂肪組織的生成，形成一個有利于軟骨生成的低氧張力環境；另外MSCs大量分化成軟骨細胞，同時低氧促進新生血管生成，進一步促進骨軟骨分化；待氧含量逐步提高，會促進軟骨細胞成熟肥大和鈣化，分泌膠原基質，然后膠原基質逐步重塑和骨化，形成成熟的骨組織[54-55]。
另外，有研究[56]發現創傷性HO的發生可能是一種新的途徑，即鈣化成骨，細胞損傷釋放大量鈣離子形成鈣化顆粒。正常情況下，機體的巨噬細胞可吞噬肌肉中的鈣化顆粒，但巨噬細胞功能受損后，鈣化顆粒逐步沉積，進而形成病理性HO。
4 診斷方法
早期準確診斷是提高HO治療效果的關鍵，需要識別創傷性HO的高危因素，如肌肉損傷合并神經損傷和燒傷、多發傷等，早診斷、早干預。HO的診斷以影像學方法為主，可明確HO的分期和嚴重程度，再參考患者臨床癥狀，注意與燒傷、免疫系統疾病導致的關節強直、活動受限的鑒別診斷。HO的分期方法有Brooker分期、Della Valle分期和Schmidt and Hackenbroch分期，尤以Brooker分期常用，分為Ⅰ～Ⅳ期，Ⅲ期以上為重度HO，可出現疼痛、關節活動受限等癥狀[57]。
4.1 影像學和超聲
X線片是診斷HO最常用的手段，可在軟組織或關節中發現骨形成，但該方法只能發現中晚期HO。研究發現放射性核素掃描可以發現早期HO，組織鈣化在受傷1周后可監測到[58]。另外，MRI和CT均可用于HO的早期診斷，通過調整信號和增加對比度，可區分早期HO和成熟骨[59]。超聲檢查常用于診斷脊髓損傷和髖關節術后HO，可在影像學檢查之前發現軟組織中的異常信號[60]。
4.2 拉曼光譜
拉曼光譜使用特定的振動曲線來區分化合物，該方法在小鼠模型上已成功應用[61]。Harris等[62]使用拉曼光譜可在戰爭傷患者中發現早期HO，由于敏感性、特異性高且無創，正逐步應用和推廣。Crane等[63]使用拉曼光譜在體外比較受傷組織與正常組織、鈣化HO組織和非鈣化HO組織的特點，與正常組織相比，HO組織的酰胺Ⅰ和Ⅲ光譜區域顯示出明顯差異；另外通過HO組織中的礦物質含量和密度可確定骨骼成熟度，從而判斷HO的階段。該研究表明拉曼光譜可能成為一種早期診斷HO的方法，在出現臨床癥狀之前早期干預，及時切除可能發展成HO的損傷組織。但是拉曼光譜需要配置相應的儀器和技師，限制了該方法使用，另外該方法只能監測單一損傷區域的HO病理變化，且分析區域較淺（一般是1～2 cm）[64]。Papour等[65]使用羥基磷灰石體外模擬骨組織，尋找與機體條件相符合的光照強度和速度，通過擴大照明面積，保證在采集方向上均勻可變的照明功率，可分析深層次的骨組織。
4.3 免疫學檢查
免疫學檢查，尤其是炎癥標記物，對預測HO的發生具有重要價值。研究發現HO患者血清中ALP升高，但該指標缺乏特異性[66]。Rodenberg等[67]的體外研究發現，基質金屬蛋白酶9是早期細胞外基質重組的生物標志物，可以作為診斷早期HO的生物因子。Forsberg等[27]的大數據研究表明，截肢、損傷嚴重程度、損傷面積、血清和傷口滲出物中的IL-3含量是爆炸傷后HO的獨立危險因素。Schurch等[68]以脊髓損傷患者為研究對象，發現在HO成熟之前，患者血液中的前列腺素E2會持續增加，該指標可能會用于HO的早期診斷。Alfieri等[69]選取87個戰爭創傷患者的肌肉組織，量化了190個與傷口愈合、成骨和血管基因相關的基因表達，嘗試尋找有效預測HO發生風險的模型，為優化HO預防手段和選擇HO手術時機提供了參考，但該方法需要進一步完善數據。
由于創傷性HO包括爆炸傷、神經損傷、外科手術后等許多病因，目前仍缺乏統一的HO診斷標準。對于早期HO的相關研究尚處于體外研究或者動物實驗階段，缺乏特異性和靈敏度高的診斷方法。臨床醫生應明確創傷性HO的危險因素，輔以其他檢查手段，早期診斷和治療HO。
5 預防措施
5.1 NSAIDs
由于創傷性HO常合并炎癥反應，作為抗炎藥物的NSAIDs常被用作預防HO的一線藥物。Kienapfel等[70]的隨機對照研究發現，THA術后口服NSAIDs（50 mg，每天4次，持續7周）和應用單劑量局部放射治療（600 cGy/d，術后第2～4天）預防HO效果相當。另一項研究表明，口服NSAIDs（20 mg，每天3次，持續6周）和應用單劑量局部放射治療（800 cGy/d，術后第1～3天）均可有效安全地預防骨盆骨折內固定術后HO。與局部放射治療相比，NSAIDs預防創傷性HO具有使用方便、無需特殊儀器、價格低廉的優勢[71]。大量研究發現，與不用NSAIDs的對照組相比，應用NSAIDs可顯著降低髖關節置換翻修術后HO發生率[72-73]。
當前，關于NSAIDs合適的使用劑量和時間仍缺乏統一標準。NSAIDs應用時機至關重要，建議創傷后立即應用，因NSAIDs主要用于HO的預防，當HO形成后，NSAIDs并不能阻斷HO的病理進展[74]。另外，NSAIDs主要應用于THA和骨盆骨折術后患者，對于其他原因導致的HO，尤其是戰爭傷相關HO，報道很少。對于戰爭創傷患者，由于常合并多系統創傷、長骨骨折、應激性胃炎等NSAIDs的禁忌證，因此限制了NSAIDs的應用；另一方面，這些患者的納入和隨訪十分困難。
NSAIDs的不良反應也是需要著重考慮的一個方面，由于并發癥少，選擇性環氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX-2）抑制劑可能是一個有效藥物。有研究發現骨折患者連續應用14 d COX-2抑制劑并不會影響骨折愈合，但隨訪時間較短，長時間應用該抑制劑的副作用尚不明確[43]。關于NSAIDs預防爆炸傷后HO的效果，仍處于動物實驗或者臨床前研究階段。
5.2 局部放射治療
低劑量局部放射治療是預防創傷后HO或防止HO復發的重要措施，尤其是針對THA或骨盆骨折內固定術后患者。自Coventry等[75]使用局部放射治療預防HO以來，越來越多研究者反復試驗尋找合適的放射治療劑量。常用的預防HO劑量為400～700 cGy，使用時間為術前24 h或術后72 h。Healy等[76]報道THA術后應用單次劑量700 cGy的患者HO發生率低于低劑量組（550 cGy）；Liu等[77]的研究支持這一觀點，他們認為700 cGy劑量優于400 cGy，同時更高劑量并不會帶來更高的有效性。當前預防HO推薦的常用劑量為700 cGy，單次局部放射治療的有效性優于多次放射治療，尤其是針對癥狀較輕的HO[78]。最新研究表明對于肘關節創傷患者，NSAIDs和局部放射治療防治HO效果相似，可根據患者特點選擇方案[79]。但Shapira等[80]認為對于THA患者，NSAIDs防治創傷性HO的效果優于局部放射治療。
影響局部放射治療有效性最主要的因素是應用時間，有研究建議術前24 h內或術后72 h內進行放射治療效果最佳，也有研究認為術后5 d內使用療效類似[78，81]。另外，大量研究表明術前或術后應用局部放射治療效果相似[78，81-82]。關于局部放射治療的安全性，Sheybani等[83]通過分析3 489例接受髖臼骨折切開復位內固定術或者THA患者臨床資料，認為局部放射治療并不會增加患者罹患惡性腫瘤、關節僵硬等并發癥的風險。
近年來，局部放射治療開始逐步應用于除THA外其他原因導致的HO患者。Müseler等[84]的隨機對照研究發現，局部放射治療（700 cGy）可以延緩脊髓損傷后患者髖關節周圍HO的進展，但相同劑量應用于肘關節外傷患者，效果并不明顯。然而局部放射治療的研究對象仍以髖關節周圍HO為主，對于其他部位的HO和爆炸傷、燒傷等導致的HO，其有效性和安全性有待商榷。
5.3 其他手段
雙磷酸鹽可以誘導破骨細胞凋亡，抑制羥基磷灰石晶體生長，減少鈣化，因而常被用作創傷性HO的預防藥物，尤其是當HO形成以后[85]。有研究發現雙磷酸鹽可顯著降低罹患神經損傷性HO的風險[74]，但效果仍存在爭議[86]。BMP通路抑制劑可能會有效預防早中期HO，但由于BMP受體存在于機體多個組織，無法做到靶向治療[87]。至于其他通路抑制劑，仍處于體外研究和動物實驗階段，如何實現精確的靶向治療，順利應用于臨床，還有待更多研究明確。
當前應用的預防措施主要是針對THA術后或髖關節周圍HO，對于其他原因和部位的HO研究甚少，尤其對于爆炸傷后HO。有研究發現局部放射治療對于爆炸傷后HO效果不佳，可能原因是爆炸傷患者經轉運后，錯過了術后72 h內放射治療的最佳時間窗，另外放射治療可能會增加傷口并發癥風險[88]。一項研究發現，對于爆炸傷后截肢的大鼠，應用局部放射治療和NSAIDs均不會顯著降低創傷后HO發生風險，對于爆炸傷導致的HO，需要新型預防措施[89]。
6 治療
6.1 保守治療
當預防措施失效、HO形成以后，需要進行HO治療。首先是保守治療，早期功能鍛煉和關節活動可能降低創傷后HO發生風險，但缺乏相關臨床研究支持。對于燒傷和脊髓損傷患者，是否進行早期功能鍛煉尚存在爭議。有學者反對過度鍛煉，認為會促進炎癥和增加HO發生風險；但也有學者認為鍛煉會增加關節活動度，促進患者康復[90]。對于股骨骨折或者膝關節術后患者，術后股四頭肌功能鍛煉有助于增強肌力，促進患者恢復和降低發生HO的風險[91]。
6.2 手術切除
對于Brooker Ⅰ、Ⅱ期HO，一般不需要特殊治療；Ⅲ期以上的HO常需要手術治療。手術切除是治療創傷性HO的首要手段，出現疼痛、活動受限等臨床癥狀是手術切除的適應證。目前關于HO手術治療的時機仍存在爭議，一般認為需要待HO發育成熟不再生長以后，即HO形成后12～18個月行手術治療，這樣可以降低HO復發風險，保證創傷組織的恢復[92]。也有研究報道應待HO形成6個月后再行手術治療，Pavey等[93]的大數據研究發現對于爆炸傷導致的HO，受傷后6～9個月行HO切除術可以明顯降低其復發風險；手術應盡量將HO組織，包括附近的神經和血管徹底切除，完全切除的復發率顯著低于部分切除。但目前關于神經損傷、燒傷等導致的HO手術時機，未見相關報道。HO復發最主要的風險因素是HO病史，因而對于有HO病史的患者，相關預防措施（局部放射治療、應用NSAIDs等）至關重要[94]。盡管手術是治療HO的首要手段，但手術本身也是一種創傷，會有出血和炎癥，也可構成HO形成的條件，因而如何有效預防術后HO的復發依然是臨床亟待解決的問題。
6.3 治療新進展
由于創傷性HO依舊缺乏簡便、安全、有效的治療手段，尋找HO治療的新方法一直是醫生和科研人員致力解決的問題。Peterson等[30]的細胞實驗和動物實驗研究發現，燒傷可以促進MSCs向成骨細胞分化，通過BMP-Smad通路促進HO形成，而促進燒傷部位三磷酸腺苷的水解從而降低機體內磷酸化Smad1/5/8蛋白表達，可以有效抑制燒傷后HO形成；另外，選擇性抑制Smad1/5/8蛋白可以達到相似的治療效果。Zimmermann等[95]發現使用棘霉素可以抑制HIF通路，與未使用棘霉素的對照組相比，可以顯著降低大鼠跟腱切除術后HO發生率。由于缺乏有效的預防手段且發病機制不明，爆炸傷導致的HO一直是治療難點。一項研究發現，爆炸傷后早期（受傷當天）局部應用萬古霉素可以顯著降低HO發生率，抑制骨髓和周圍軟組織感染，而術后3 d使用萬古霉素的有效性則大大降低，進一步證明創傷性HO早期治療的必要性[96]。Sinha等[97]研究發現，應用抗炎藥（皮質類固醇）和維甲酸激動劑可以抑制炎癥因子受體的活性，降低HO內部及其周圍組織中肥大細胞、巨噬細胞和MSCs的數量，從而抑制創傷性HO的發生。Pavey等[98]使用大鼠模型，進一步驗證維甲酸激動劑對于爆炸傷截肢合并感染導致HO的有效性，發現應用維甲酸激動劑可以抑制異位軟骨生成、成骨和血管生成，抑制殘端組織中成骨和成軟骨基因的表達，并促進軟骨細胞肥大，從而顯著降低HO發生率。然而，該藥物可能會抑制傷口愈合，其安全性仍待進一步驗證。綜上，當前創傷性HO的新型治療方法仍處于動物實驗階段，并未考慮相關臨床因素，其安全性和有效性仍需要大量臨床試驗加以驗證。另外，藥物聯合應用和傳統治療方法聯合應用是否效果更佳，也是一個亟待明確的問題。
7 總結和展望
創傷性HO是一個復雜的病理生理過程，具有不同的病因甚至不同的發病機制，需要多種細胞動員和參與。首先是創傷導致炎癥反應，進而血管生成、軟骨化、骨基質重塑和骨形成、骨成熟。然而有哪些細胞參與以及具體誘發因素和反應過程尚不明確，但相關動物模型的成功建立為研究HO發病機制提供了基礎。X線片是診斷創傷性HO最常用的手段，不過對早期HO并不敏感。局部放射治療和口服NSAIDs是常用的預防手段，但主要應用于THA和骨盆骨折內固定術后患者，對其他類型HO效果不明確。當前，創傷性HO仍缺乏安全且有效的治療方法，靶向治療是未來研究熱點，相關動物實驗結果展示了積極的應用前景，如何解決從動物實驗到臨床應用的諸多問題，讓靶向治療成功應用于患者是今后研究重點。
利益沖突 所有作者聲明，在文章撰寫過程中不存在利益沖突
作者貢獻聲明 曹國瑞負責綜述的構思與設計、查閱文獻及撰寫論文；裴福興對文章的知識性內容作批評性審閱