同种异体骨关节移植在骨肿瘤保肢手术中的应用
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作者：杨庆铭
单位：上海瑞金医院上海市伤骨科研究所 200025
关键词：
中华骨科杂志00zk14 进入80年代后期，骨肿瘤患者保肢手术替代截肢手术已成为重要发展趋势，特别是由于骨肿瘤综合治疗的积极效果，为保肢提供了基础，其中Enneking的骨肿瘤外科分期系统的推广与应用尤为重要，大大提高了手术的安全性、可靠性，使肢体保留成为可能。肿瘤切除后肢体重建方法很多，包括关节融合固定术、关节成形术、肢体旋转成形术、异体骨-假体复合移植术、同种异体骨关节移植术等。各种手术都有其自身的优、缺点，应根据患者具体情况与条件，选择合理的手术术式，最大限度地保留肢体功能。
早在1908年，Lexer最早实施了肿瘤切除后的异体骨关节移植术，并在1925年报告了长期的随访结果，肢体保留成功率达50%，但该手术的积极成果并未引起广泛的关注，直到1952年，Herndon、Chase、Curtis、Wilson以及以后的Campbell等竭尽努力，大量的动物实验报告又重新点燃了临床医生对该手术的浓厚兴趣。这些报告都指出，冷冻保存异体骨关节可以降低机体对异体骨的免疫反应。进入60年代，Ottolenghi、Parrish、Volkov等报告了大块异体骨关节移植的临床结果，取得良好的手术效果。
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大块异体骨关节移植是包括关节软骨、骨、肌腱、韧带的移植。多数作者认为，冷冻方法可以较长时间贮藏异体骨。异体骨关节移植的最大优点是可以精确获得与患者的形态和大小相匹配的缺损骨组织，而且是惟一的可以保留关节功能的方法，它不仅仅作为生物力学支持结构，而且还同时具有诱导骨生成的作用。不管异体移植骨导致免疫反应如何，但最终可能由于血清中出现能够中断识别免疫反应的抗体，从而改变了最后结局，保护移植骨，避免排异。当然，直至目前骨的异体移植免疫学仍未完全了解，幸好采用冷冻方法保存的异体骨关节并不产生强烈的免疫排异反应而影响临床最终结果。
以临床最常见的膝关节周围(股骨下端、胫骨上端)恶性肿瘤为例，如术前Enneking外科分期属ⅡB，那么完全有条件采用肿瘤大块切除异体骨关节重建，保留肢体，保留关节功能。尽管有较高的并发症，但其手术效果是肯定的。Enneking曾报告，异体骨关节移植术后5年，异体骨存活率达45%。
以下一些外科手术治疗原则，在膝部肿瘤保肢手术中需要遵循。(1)手术前通过X线检查，选择与患者解剖结构、形态相一致的同种异体骨；(2)选择合适的内固定，如加压钢板螺钉或交锁髓内钉等装置，达到供体骨与宿主骨牢固连接；(3)应根据骨肿瘤广泛性局部切除原则，移除病灶。切除范围通常以MRI为标准，截骨平面应超过髓腔内信号改变区域2～5cm；(4)膝关节附件结构，包括内、外侧侧副韧带、髌韧带、关节囊肌腱必须修复，这是术后关节功能恢复的重要基础；(5)异体骨表面必须有良好的软组织覆盖，伤口缝合不应有张力，如不符合要求，应按整形外科技术原则消除伤口张力，必要时可实施皮瓣移植术；(6)肢体固定8～10周后开始功能锻练，双腋杖肢体部分负重，支具保护6～12个月；(7)根据肿瘤性质和恶性程度决定是否需要辅助化疗或放疗。
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同种异体骨移植在肿瘤保肢手术中具有一定地位，是一个有效、安全的手术，但该手术本身带来一些亟待解决的基础理论研究问题，如移植与免疫、移植与感染、移植与化疗等等。下面就这些问题作一简要介绍:
一、骨与关节软骨的保存
同种异体骨移植在骨肿瘤保肢手术中的应用涉及面很广，既有理论上的问题，又有很多具体方法问题，而骨与关节软骨成功的保存是保肢手术首要步骤。早在上个世纪60年代，已有零星的尝试保存异体骨记载，但直到本世纪40年代初Inclan才首先选择性使用库存骨。在此以后各种各样贮藏骨组织技术包括煮沸、冷藏、冷冻、冷冻干燥、去矿化骨、去蛋白质骨等方法被采用。但临床医生在使用异体骨时，更关心的是库存骨的生物学和生物力学潜能如何，有无传播疾病的可能，以及受体对外来抗原的免疫反应存在与意义，也就是说，库存骨的有效性、安全性和生物相容性如何？
不管选择何种方法保存骨组织，它必须有效的保持生物学成骨潜能，但很遗憾直至目前除了一些组织形态学观察以外，有关自体骨或同种异体骨参与骨修复连接的生物学行为认识还很浮浅。Urist曾经提出异体骨与自体骨一样，可能通过体液物质调控一个刺激信号，使宿主植入床新骨形成。但以往采用定量监测血管侵蚀、陈旧骨基质吸收、新骨合成以及控制基质等方法还很粗糙，因此这些资料也很难完全理解。但临床经验表明，不论采用何种植骨，包括库存同种异体骨都能获得成功，骨折重新连接、良性骨囊腔骨缺损得到修复等等，这还包括同种异体大块骨软骨移植成功。然而，采用同种异体骨移植所出现的并发症明显增高，包括延迟连接、骨不连接、骨吸收、感染等，而影响生物学骨修复愈合预期因素还未了解。因此目前惟一能从临床经验得出如下观点，即同种异体骨，包括库存大块骨软骨移植可像自体骨组织一样，具有良好的生物学潜能，成为自体骨的有效替代生物材料，但异体骨的骨修复基础理论研究，特别涉及到有关分子生物学骨修复机理研究，还有很多领域有待探索，免疫反应对异体骨修复的影响也需要进一步澄清。
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自70年代末，美国肌肉骨骼组织库协会曾颁布一份“肌肉骨骼组织库实施要领”，目前世界各国几乎都严格按照这一个标准选择供体，贮存标本，有效地排除了潜在的严重传染性疾病，或骨与软骨的严重生物学特性缺损，或有感染、肿瘤、性病等传递的可能性。因此采集标本前，复习供体病史资料、了解有关监测化验数据十分重要。通常认为标本采集应在24h之内进行，可以按严格的无菌手术操作取材，但更为多见的是在清洁环境而非无菌条件取材、标本采集、分割、分类、包装，然后采用放射线消毒(10～35kGy)，或采用氧化乙烯处理。有作者认为经消毒处理后的标本有可能改变其生物学或生物力学特性。
经过临床反复实践，对采集后的标本可用多种方法加以处理并保存。深低温冷冻、冷冻干燥最为常用，冷冻温度可在-70℃～-196℃，或可采用真空冷冻干燥法，残余湿度保持在2%～5%，然后放置液氮内冷冻保存。深低温保存库存骨可降低免疫源性，而不改变机械特性，如果放置在-70℃贮藏，还可减少蛋白溶解酶活性，因此作为库存骨长期保存，-70℃是理想的环境。冷冻干燥骨也可明显降低免疫源性，但它的生物力学特性即机械强度明显减弱，因此这就不适宜作为一个支撑性的结构替代，在保肢手术中无应用价值。
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库存的骨组织处于非活性状态，而目前更为关心的是寻找一种方法，使软骨细胞保持活性。大块骨软骨移植如要获得成功，那么关节软骨基质内要保留多少有功能的软骨组织还不清楚。动物实验中均采用体积分数为8%的二(基)亚砜(Dimethylsulfoxide，DMSO)，或体积分数为10%的甘油(glycerol)可以保护软骨细胞免于死亡。软骨先经体积分数为10%的glycerol过滤30min，随后放置4℃冰箱冷藏18h，以便在深低温冷冻前预先冷保护透入。二(基)亚砜有很多优点，特别是穿透软骨性能好，但在人体内毒性度高，安全系数低，因此临床需谨慎应用。
从理论上说，异体骨可在-70℃环境内长时间保存而不影响临床应用价值。冷冻库存骨在使用前可在手术室内复温解冻。
现有临床资料表明，我国库存骨已广泛应用，获得极大成功，并且成为骨肿瘤切除后肢体重建的重要条件。
二、异体骨关节移植与免疫反应
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早在本世纪初，临床上已有采用新鲜同种异体骨关节软骨移植的个别报告，但大量应用冷冻库存异体骨以修复骨组织还是近几十年的事。50年代出现大量的动物实验资料支持这个观点，以后Herndon、Chase Wilson直至近代Enneking Manking报道了临床应用资料，使这种骨重建方法得到较广泛应用。但异体骨组织移植后是否出现免疫反应已成为人们探讨的中心议题。除骨、软骨组织以外，脏器组织移植，必须要求供体与受体有良好的组织配型已得到广泛认同，而冷冻异体骨组织移植后免疫反应对其影响仍有很大争论。
Goldberg、Langer、Friedlaender等的动物实验资料表明组织不匹型的冷冻异体骨移植都有出现免疫排异反应的依据。Friedlaender以及Rodrigo等观察到冷冻干燥骨移植后出现HLA抗体。这些资料都提示供体与受体的组织相容性必须匹配，以减少排异免疫反应。
通常认为同种异体骨移植所出现的排异严重性，很大程度上取决于供体与受体之间组织相容性如何。大量实验与临床资料表明，人类中HLA染色体复合物(HLAChromosomal complex)是组织相容性最主要的决定因素。肾移植经验指出，如果供体-受体HLA相似，那么肾移植成功率远远超过供体-受体HLA不相似的病例。
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所有哺乳类动物实验资料显示，染色体上有一个称之为主要组织相容性复合体(major histo compatibitity complex)位点区，它对同种异体移植是否成功起到十分关键作用。目前已了解到人类有两种不同类型组织相容性复合体基因所编码的抗原，即Ⅰ型抗原(class-Ⅰantigen)和Ⅱ型抗原(class-Ⅱantigen)，前者在所有器官细胞上可表达，而Ⅱ型抗原主要是限制它们的分布，Ⅰ型抗原主要有HLA-A，HLA-B，HLA-C，而Ⅱ型抗原主要是HLA-D。
临床器官移植前，供体与受体交叉配型试验(cross-match test)即受体的血清与供体的淋巴细胞交配，如果出现阳性反应表明供体不适合，是移植的绝对禁忌证。70年代末80年代初对交叉配型阳性反应意义解释发生变化，目前认为有可能根据靶细胞和热反应对反应进行分类，如果移植时出现温型抗体(warm antibodies)，它与供体T细胞(抗HLA-A和B抗体)有反应，常可引起超急性排异，相反如果出现冷型抗体与B淋巴细胞反应，则可增强移植效果。
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动物实验资料显示，同种异体骨移植时，如果主要组织相容性复合体抗原不相配，那么它所产生体液和细胞免疫反应远远要比抗原相近所产生的免疫反应强烈和持久。由于同种异体骨主要免疫源性位于骨髓内Ⅱ型(classⅡ)细胞，而骨细胞只显示Ⅰ型(classⅠ)组织相容抗原，因此虽则有骨髓组织和无骨髓组织两者都能诱发免疫反应，但资料显示含有骨髓组织骨移植所产生的免疫反应远比没有骨髓组织来得强烈。
由于同种异体骨关节软骨移植，不仅仅皮质骨和松质骨，还包括骨髓内多种细胞，如髓细胞、骨细胞、软骨细胞、成骨细胞、纤维细胞、内皮细胞等的移植。因此必然会激发ClassⅠ抗原和ClassⅡ抗原的抗体形成，补体依赖细胞毒抗体主要趋向ClassⅠ差异(classⅠdifferenels)，而抗体依赖细胞毒可能趋向classⅡ差异，异体骨移植前冷冻处理可以降低免疫源性但不能完全消除，这种免疫源性降低对淋巴细胞不匹配骨移植最为明显，这可以从体液抗体滴度反应，而异体骨冷冻处理对细胞免疫影响较少，骨组织冷冻处理对免疫源性的降低取决于骨组织类型(皮质骨或松质骨)、组织抗原相容性等复杂因素。松质骨和组织不相配的骨组织经冷冻处理后，仍保留较多的抗原性。而皮质骨冷冻处理后，不论组织相容性匹配如何，都能减少抗体反应。
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与其他器官移植相反，骨与软骨细胞功能是通过其基质来调节的。无细胞死骨可与活骨具有相同的生物力学强度，但它不能修复。同种异体骨软骨移植不做血管吻合，因此很慢才侵蚀到骨基质，而允许异体骨的吸收，新的宿主骨形成，这一种形式移植尽管也受到供体抗原影响，但可能处于一个较低水平。实质性脏器移植，一旦血管再通后，受体立刻经受大量供体细胞抗原。而骨、软骨移植就不像实质性脏器，它所产生的排异也来得慢。这也可能由于骨与软骨有较大容量的细胞外基质成分，仅有较少的细胞数量有关。不带血管吻合的同种异体骨植入体内后，处于一个低水平免疫反应，尽管不存在异体脏器移植所出现的超急性排异反应，但仍给骨修复、塑形、重建带来不利影响。
三、化疗对骨组织的影响
保肢手术中很大一部分病例是恶性肿瘤，术后需要接受辅助化疗，以提高生存率。因此化疗药物对骨组织，特别对正常与病态的骨组织细胞水平的影响应有较全面了解，以便在异体骨移植骨结构塑形、重建或骨折修复愈合过程中有效地使用抗肿瘤异常增殖药物。
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目前辅助化疗最常用的药物有：(1)烷化剂，例如塞替派、环磷酰胺、氮芥；(2)抗代谢类药物，例如氨甲喋呤；(3)抗肿瘤抗生素，例如阿霉素、丝裂霉素；(4)激素类药物；(5)天然的抗肿瘤药，或其他植物碱，例如长春新碱(VCR)；(6)其他，例如顺铂(DDP)、干扰素等。骨肿瘤辅助化疗用药中，最常用的是氨甲喋呤(MTX)、阿霉素(ADR)、长春新碱(VCR)、顺铂(DDP)，所有这些药物的基础是它们能够干扰细胞的复制，无选择性地破坏所有细胞，包括正常细胞或肿瘤细胞，限制复制。那么化疗药物在哪几个环节上影响骨的塑形与重建呢？在这个问题叙述前，先对一些基本问题作一介绍:
尽管目前对骨修复重建有很深入的研究，但作为一个多种不同细胞作用最终结果，出现“骨塑形循环”(bone-remodeling cycle)机理还不是太了解，在静止状态(the resting state)骨被激活，随之出现破骨细胞骨吸收，之后在骨陷窝内出现骨吸收细胞消失(吸收相，the resorption phase)，紧跟着空腔陷窝被单核细胞所填充，此时陷窝内的细胞还不能称为成骨细胞(逆转相，reversal phase)，随后出现骨形成细胞(bone-forming cells)并沉淀类骨质，出现矿化，吸收空腔被填满(形成相，formation phase)，最终骨小梁又回复到静止状态，一旦使用干扰蛋白合成细胞复制药物后，骨小梁骨塑形立刻出现明显变化。
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抗肿瘤抗生素，例如阿霉素(ADR)，或抗代谢类药物，例如氨甲喋呤(MTX)是两类最常用的骨肿瘤辅助治疗药物。为了正确评估化疗药物在骨细胞水平上的影响，有两种不同类型细胞生物行为需要认识。第一种类型蛋白合成对发挥正常细胞功能和体内平衡至关重要，例如蛋白合成对于各种酶以及结构蛋白产生是必需的，当核DNA转录到mRNA时，蛋白合成便启动，随后翻译到核糖体以形成多肽；第二种类型，细胞必需能复制自己，也就是需要DNA的复制。
现在已经了解到，阿霉素(ADR)至少部分作用到核DNA水平上，它能直接嵌入DNA的双螺旋内，改变DNA的模板性质，抑制DNA转录，阻断RNA聚合酶的作用，抑制RNA的合成，最终影响到蛋白合成。
氨甲喋呤(MTX)是叶酸代谢的强烈竞争抑制剂，它可抑制二氢叶酸还原酶的活性，阻断该酶功能，使叶酸不能转变为具有生理活性的四氢叶酸而发挥辅酶作用，因而使脱氧尿苷酸不能转变为脱氧胸腺嘧啶核苷酸，阻止DNA的合成，干扰mRNA、rRNA、tRNA，最终影响到蛋白合成。
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动物实验资料显示使用阿霉素(ADR)或氨甲喋呤(MTX)可明显改变骨塑形的参数。从骨吸收参数来看，虽则有破骨细胞表面覆盖的骨小梁增加，与正常骨组织情况相比，骨吸收与骨形成出现不平衡，而趋向骨体积容量减少。但目前动物标本上还不了解破骨细胞究竟是吸收更多的骨组织，还是吸收得一样多，还是吸收较少骨组织，这还需要进一步阐明。从动物标本中还显示阿霉素抑制吸收影响超过氨甲喋呤，实验表明，使用阿霉素后纯骨小梁骨量减少11.5%，而氨甲喋呤可以引起骨量减少26.9%。
从骨形成参数来看，不管服用ADR还是MTX，这两组实验报告均显示类骨质参数的紊乱。在MTX治疗组，表现在有类骨质覆盖的骨小梁面积百分比减少，类骨质的绝对量和类骨质厚度明显减少。正如前面提到的，不论ADR或MTX，它们都能抑制蛋白合成，因而影响到类骨质，但是由于这两个药性质和生化损害严重度不一，因此它们所出现病损程度也不一。服用ADR后，如果mRNA能被转录，那么相对较正常蛋白能合成，但如果采用MTX，即使mRNA能被转录，核苷酸合成的紊乱将减少rRNA和tRNA，后两者将要影响蛋白翻译。因此MTX既可影响到转录又可影响到翻译，所以产生抑制蛋白合成的影响远远要比ADR影响大。
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动物实验显示使用ADR、MTX后矿化率轻度减少，类骨质量和类骨质厚度均减少。矿化率的减少实际上是反应基质合成的减少，而不是这两个化学制剂直接影响矿化程序的结果。
ADR和MTX同样可显示影响骨形成率下降，骨小梁量可下降接近60%，抗肿瘤药物对成骨细胞毒性作用主要表现在类骨质量和厚度减少，但成骨细胞总的量没有减少，由骨形成细胞(bone-forming cells)所覆盖的骨小梁面积百分比没有减少，而破骨细胞数量和它们所表现出的活性与未接受治疗的动物相似，而吸收率情况还不太清楚。
这类药物临床使用后，患者常可出现明显副作用。例如MTX常可引起药物性骨质疏松、骨痛，还可引起自发性骨折，一旦发生骨折，即使积极的外科治疗也很难奏效，尤其是白血病患儿。以上这些表现是在正常骨组织上使用这类药物后的反应，如果化疗过程中发生病理性骨折，或使用异体骨关节移植病例，常常导致骨折不连接、延迟连接或骨连接不良而引起骨碎片形成、骨面塌陷，使大块异体骨与宿主骨连接率下降，同时还增加伤口深部感染的机会。
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以上一些骨形成、骨吸收等数据资料是动物实验结果，与人体还有很大差异，但骨塑形、细胞生理控制机理是相似的，因此实验资料可为临床大块异体骨关节移植时，如何选择化疗药物及预防可能出现的副作用有一个较全面认识。
四、异体骨关节移植与感染
正如前面所讨论的，侵袭性骨肿瘤或恶性骨肿瘤切除后，采用骨关节移植重建骨结构完整具有很多优点，异体骨关节移植可对骨缺损提供最佳匹配性，提供正常形态关节面，允许肌肉、肌腱、韧带重新再连接，更为重要的是，异体骨结构成为自体骨组织长入的基质。然而该手术有很高的手术并发症，术后感染即是所有并发症中最为灾难性的，也是造成手术失败最常见的原因之一。
异体骨关节移植术后感染发生率与手术种类、手术范围密切相关。良性、退行性或创伤性骨缺损病例，异体骨移植后很少发生感染，相反恶性或侵袭性骨肿瘤，术后感染发生率高达7%～13%。通常认为这与病变性质、手术视野暴露范围与时间、软组织剥离范围和组织缺血程度密切相关。此外还与异体骨组织表面软组织覆盖、术后血肿形成、伤口愈合等情况有关。由于恶性骨肿瘤术后常需要辅助化疗，因此有不少文献讨论术后化疗对发生感染的影响。Luck、Moor等认为术后辅助化疗是感染发生率高的重要原因；而Dick、Strauch等认为恶性骨肿瘤术后辅助化疗并不是异体骨移植的禁忌证，并且可得到很好的治疗结果。
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当考虑术后感染时，术前、术中、术后均可因伤口细菌污染而导致术后感染。术前异体骨组织污染所致的可能性很小。Tomford复习303例异体骨移植病例，术后仅有1例感染的原因归咎于异体骨污染，这种组织污染形式有可能，但发生可能性很少，除非对所有异体骨在植入前常规细菌培养，以便明确植入物有无污染。
术中伤口污染可能来自患者自身、手术医生或手术环境，如果说术后感染是由于术中因素导致感染的话，那么手术医生起到关键因素。手术医生往往是细菌携带者，由于操作不慎、手套破损未及时更换、手术操作不规范、手术器械污染、手术粗糙止血不严密或死腔残留都可发生术后感染，导致手术失败。当然因保肢手术操作较复杂，手术时间较长，手术视野空气灰尘污染也是感染因素。
手术后期，各种因素可能是导致术后异体骨感染失败的重要原因，术后的局部因素包括伤口血肿处理不当、钢针钉道感染、局部皮肤坏死，或全身因素，包括机体免疫力低下、组织抗感染能力下降，或机体其他部位感染病灶血源性传播等。其中局部伤口问题和处理是否得当可能是术后感染最重要因素。大量文献都提到异体骨表面软组织覆盖的重要性，异体骨周围丰富血供的肌肉组织覆盖是抗感染的重要防线，这对胫骨上端骨肿瘤保肢手术尤为重要。由于胫骨上端内侧无肌肉组织覆盖，术后引起伤口问题尤为突出，因此推荐手术时将腓肠肌内侧头游离、前置，如有皮肤缺损，肌肉表面可游离皮片移植，消灭创面，术后伤口引流很重要，通常异体骨移植后，伤口渗出较多，应予以注意。
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一旦感染，仅靠清创、抗生素应用很难奏效，Lord曾报告仅1/5病例感染能够得到控制。保留异体骨获得成功的病例几乎都是单一革兰阳性菌种感染所致，而临床感染病例往往都是混合多菌种感染，不少是革兰阴性杆菌所致。因此不少病例最终将异体骨取出，彻底清创，伤口才得以控制，个别病例不得不采用截肢办法以控制感染。
如取出异体骨，感染控制后，可有几个选择达到自体重建目的。大多数患者肢体保留是有可能的，清创、取出异体骨后手术操作中最重要的是消灭死腔、保持肢体长度、外固定支架或采用含抗生素骨水泥填塞以保持间距。术后给予有效足量抗生素是必要的，通常应在临床感染征象基本控制，体温正常后继续抗生素静脉给药2周，口服抗生素6周，术后ESR、CPR测定可监视病灶活动情况，如每月1次，连续3次正常，可认为感染已得到控制。第2次手术前伤口局部机械刺激(例如局部理疗)2周，局部伤口无任何不适可接受手术。
第2次手术方案应根据患者具体情况加以选择，可采用带血管游离骨移植、自体骨移植，如仍采用异体骨，应慎重考虑。异体骨移植后排异可能性十分复杂，临床排异反应与术后感染之间区别有时十分困难，如果是排异反应引起发热应采用免疫抑制剂，而后者需要清创、抗生素治疗。一般认为，经过适当处理的异体骨很少发生排异反应。Friedlander曾报告，虽然在一组43例中发现9例出现供体特异性抗HLA抗体，但没有发现临床不良后果，其中有1例出现低热，但经抗生素治疗，症状控制，另1例出现皮疹。Mankin的150例大块异体骨移植，无一例出现临床排异。Lord认为感染可能是异体骨轻微排异反应中的一个征象，他指出感染病例中骨不连接发生率明显高于非感染病例组，并认为可能是由于缺乏良好的组织相容性所致。Volkov认为如果异体骨移植后出现排异，往往表现为伤口有较大量的无菌性渗出，伴有伤口边缘坏死。同时很可能在早期无菌性炎症反应基础上继发感染。因此如果术后出现发热，同时伴有持续的大量无菌性渗出应考虑感染。
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五、异体骨骨折与处理
骨肿瘤保肢手术采用大块异体骨关节移植的最重要并发症之一是异体骨骨折，也是影响手术成败的关键因素。
据美国波士顿麻省总院报告的500多例异体骨关节软骨移植病例，其中274例有完整资料的长期随访病例中发生异体骨骨折43例占16%。绝大多数临床报告骨折发生率为12%～20%。尽管近几年，骨折发生率有下降趋势，约占8%左右，但骨折仍旧是异体骨移植手术的最重要也是最不能控制的并发症之一。发生骨折的病例与不发生骨折病例相比较，没有明显区别。惟一的区别是发生骨折病例组，其自体残端与异体骨连接部位的骨不连接发生率显著升高。
异体骨移植手术后6个月以内很少发生骨折，但此后，骨折发生率逐渐增加，至术后第2～3年间达到高峰。至术后3年内，发生骨折病例占整个骨折病例的75%以上，手术4年以后很少发生骨折。
异体骨关节移植术后可有三种类型的骨折发生。第一种类型，发生率很低，从某种角度来看，它不能算真正的骨折，而应该是异体骨溶解。它可以在手术后不久就发生，溶解速度快，因此有些学者怀疑这可能是免疫反应的结果；第二种类型，骨折通过异体骨骨干。这是发生骨折最多的一种类型，它通常发生在术后1年内，男性多见，而且往往伴有自体骨残端与异体骨交接处的骨不连接；第三种类型，骨折发生在关节内，发生率不高，骨折发生的时间较迟，多见女性。
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异体骨关节软骨移植后造成骨折因素很多，包括:
1.肿瘤性质:创伤性、退行性变或良性肿瘤切除后异体大块骨关节软骨移植，很少发生骨折。相反侵袭性良性肿瘤、低度或高度恶性肿瘤患者异体骨移植后，骨折发生率明显增加。可能由于病例选择不当，未按照Enneking外科分期标准严格选择，以致术后不久肿瘤的局部复发导致移植骨组织侵袭而骨折。
2.肿瘤部位:肿瘤的解剖部位与异体骨移植后发生骨折有明显关系，通常在下肢，尤其是股骨下端，胫骨上、下端，骨折发生率明显高于股骨上端和上肢。
3.手术操作:手术操作是引起术后骨折的常见原因，如固定不牢固、不恰当，或移植骨干上钻孔打洞，造成局部薄弱环节，容易引起骨折。有些作者分析异体骨的固定所使用的装置对骨折产生的影响。但由于采用不同的统计分析方法，结果是不一样的。如采用卡方检验(Chi-squareχ2)分析钢板固定与骨折的关系，结果无显著相关性(P>0.05)。如用Cox成比例危险因素(Cox proportional hazards)估价，可发现钢板固定可明显增加骨折的发生率，而使用交锁髓内钉骨折发生率下降。
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4.化疗影响因素:接受化疗者，其骨折发生率是否明显高于不接受化疗病例？就目前资料来看，不少作者认为辅助化疗可增加骨折发生率，这可能由于接受化疗者都是低度或高度恶性肿瘤而需做较广泛切除，软组织大量丧失有关。
5.异体骨再血管化的影响:从骨折发生时间分析，可观察到术后6个月之内和4年以后很少发生骨折，这与移植骨块再血管化速度密切相关，异体骨关节移植后靠爬行替代,骨块的再血管化，最终自身骨组织逐渐替代异体骨，因此骨塑形重建需要很长时间才能完成，如果术后没有给予很好的支具保护，过早、过重地负荷，必然造成移植骨组织机械应力集中而断裂。目前对骨组织再血管化骨吸收引起的骨折仍有不同意见，一种认为由于软骨下骨较快的再血管化，吸收加快，使骨强度下降，造成骨折。但也有作者不同意这种观点，他们认为骨折是发生在异体骨没有再血管化的部位，或宿主骨组织未长入替代异体骨的部位。因为他们在手术时发现，表面有血管分布的异体骨不发生骨折，相反发生骨折部位的异体骨表面往往无血管分布。他们认为如果还没有血管化的异体骨有结构上的缺陷，作为一个非生物植入物常可因疲劳过度而引起机械性失败。此外还有作者认为这可能与机体免疫反应有关，因为从一些临床标本发现没有再血管化的异体骨表面往往有一层肉芽组织覆盖，它很容易从异体骨表面上剥离。但也有资料报告，组织抗原配型和抗原不配型的动物实验观察，这两组再血管化速度没有多大区别，测定反应抗体水平，实验资料也不支持对异体骨的植入有抗体反应。
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几乎所有异体骨骨折病例均需要手术治疗，以恢复骨结构完整性和连续性。
第一种类型，即属于骨溶解型，处理这种类型骨折，惟一可考虑将移植骨块去除，重新植入自体或异体骨，有望达到骨结构恢复。
第二种类型，骨折线通过异体骨骨干，可根据骨折部位、移位程度、异体骨骨质量等的不同情况，选择合适方法加以处理。如无明显异位，骨质量良好，可保守处理，继续固定；或可再次切开复位，采用或更换内固定装置器械，植入自体松质骨，不少病例可获得骨性连接；或切除异体骨重新植入自体骨；或采用带血管蒂腓骨游离移植，多数病例经再次手术获得骨性连接，仍有部分患者需要再次手术干扰。有统计报告，此型骨折病例，从发现骨折至重新再连接约需要1年半。
第三种类型，即关节内骨折，治疗应根据骨折大小、累及程度加以选择，如再次切开复位、内固定、自体骨植入，或可根据骨折范围选择常规或定制假体。
(收稿日期：1999-05-05), http://www.100md.com
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关键词：
中华骨科杂志00zk14 进入80年代后期，骨肿瘤患者保肢手术替代截肢手术已成为重要发展趋势，特别是由于骨肿瘤综合治疗的积极效果，为保肢提供了基础，其中Enneking的骨肿瘤外科分期系统的推广与应用尤为重要，大大提高了手术的安全性、可靠性，使肢体保留成为可能。肿瘤切除后肢体重建方法很多，包括关节融合固定术、关节成形术、肢体旋转成形术、异体骨-假体复合移植术、同种异体骨关节移植术等。各种手术都有其自身的优、缺点，应根据患者具体情况与条件，选择合理的手术术式，最大限度地保留肢体功能。
早在1908年，Lexer最早实施了肿瘤切除后的异体骨关节移植术，并在1925年报告了长期的随访结果，肢体保留成功率达50%，但该手术的积极成果并未引起广泛的关注，直到1952年，Herndon、Chase、Curtis、Wilson以及以后的Campbell等竭尽努力，大量的动物实验报告又重新点燃了临床医生对该手术的浓厚兴趣。这些报告都指出，冷冻保存异体骨关节可以降低机体对异体骨的免疫反应。进入60年代，Ottolenghi、Parrish、Volkov等报告了大块异体骨关节移植的临床结果，取得良好的手术效果。
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大块异体骨关节移植是包括关节软骨、骨、肌腱、韧带的移植。多数作者认为，冷冻方法可以较长时间贮藏异体骨。异体骨关节移植的最大优点是可以精确获得与患者的形态和大小相匹配的缺损骨组织，而且是惟一的可以保留关节功能的方法，它不仅仅作为生物力学支持结构，而且还同时具有诱导骨生成的作用。不管异体移植骨导致免疫反应如何，但最终可能由于血清中出现能够中断识别免疫反应的抗体，从而改变了最后结局，保护移植骨，避免排异。当然，直至目前骨的异体移植免疫学仍未完全了解，幸好采用冷冻方法保存的异体骨关节并不产生强烈的免疫排异反应而影响临床最终结果。
以临床最常见的膝关节周围(股骨下端、胫骨上端)恶性肿瘤为例，如术前Enneking外科分期属ⅡB，那么完全有条件采用肿瘤大块切除异体骨关节重建，保留肢体，保留关节功能。尽管有较高的并发症，但其手术效果是肯定的。Enneking曾报告，异体骨关节移植术后5年，异体骨存活率达45%。
以下一些外科手术治疗原则，在膝部肿瘤保肢手术中需要遵循。(1)手术前通过X线检查，选择与患者解剖结构、形态相一致的同种异体骨；(2)选择合适的内固定，如加压钢板螺钉或交锁髓内钉等装置，达到供体骨与宿主骨牢固连接；(3)应根据骨肿瘤广泛性局部切除原则，移除病灶。切除范围通常以MRI为标准，截骨平面应超过髓腔内信号改变区域2～5cm；(4)膝关节附件结构，包括内、外侧侧副韧带、髌韧带、关节囊肌腱必须修复，这是术后关节功能恢复的重要基础；(5)异体骨表面必须有良好的软组织覆盖，伤口缝合不应有张力，如不符合要求，应按整形外科技术原则消除伤口张力，必要时可实施皮瓣移植术；(6)肢体固定8～10周后开始功能锻练，双腋杖肢体部分负重，支具保护6～12个月；(7)根据肿瘤性质和恶性程度决定是否需要辅助化疗或放疗。
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同种异体骨移植在肿瘤保肢手术中具有一定地位，是一个有效、安全的手术，但该手术本身带来一些亟待解决的基础理论研究问题，如移植与免疫、移植与感染、移植与化疗等等。下面就这些问题作一简要介绍:
一、骨与关节软骨的保存
同种异体骨移植在骨肿瘤保肢手术中的应用涉及面很广，既有理论上的问题，又有很多具体方法问题，而骨与关节软骨成功的保存是保肢手术首要步骤。早在上个世纪60年代，已有零星的尝试保存异体骨记载，但直到本世纪40年代初Inclan才首先选择性使用库存骨。在此以后各种各样贮藏骨组织技术包括煮沸、冷藏、冷冻、冷冻干燥、去矿化骨、去蛋白质骨等方法被采用。但临床医生在使用异体骨时，更关心的是库存骨的生物学和生物力学潜能如何，有无传播疾病的可能，以及受体对外来抗原的免疫反应存在与意义，也就是说，库存骨的有效性、安全性和生物相容性如何？
不管选择何种方法保存骨组织，它必须有效的保持生物学成骨潜能，但很遗憾直至目前除了一些组织形态学观察以外，有关自体骨或同种异体骨参与骨修复连接的生物学行为认识还很浮浅。Urist曾经提出异体骨与自体骨一样，可能通过体液物质调控一个刺激信号，使宿主植入床新骨形成。但以往采用定量监测血管侵蚀、陈旧骨基质吸收、新骨合成以及控制基质等方法还很粗糙，因此这些资料也很难完全理解。但临床经验表明，不论采用何种植骨，包括库存同种异体骨都能获得成功，骨折重新连接、良性骨囊腔骨缺损得到修复等等，这还包括同种异体大块骨软骨移植成功。然而，采用同种异体骨移植所出现的并发症明显增高，包括延迟连接、骨不连接、骨吸收、感染等，而影响生物学骨修复愈合预期因素还未了解。因此目前惟一能从临床经验得出如下观点，即同种异体骨，包括库存大块骨软骨移植可像自体骨组织一样，具有良好的生物学潜能，成为自体骨的有效替代生物材料，但异体骨的骨修复基础理论研究，特别涉及到有关分子生物学骨修复机理研究，还有很多领域有待探索，免疫反应对异体骨修复的影响也需要进一步澄清。
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自70年代末，美国肌肉骨骼组织库协会曾颁布一份“肌肉骨骼组织库实施要领”，目前世界各国几乎都严格按照这一个标准选择供体，贮存标本，有效地排除了潜在的严重传染性疾病，或骨与软骨的严重生物学特性缺损，或有感染、肿瘤、性病等传递的可能性。因此采集标本前，复习供体病史资料、了解有关监测化验数据十分重要。通常认为标本采集应在24h之内进行，可以按严格的无菌手术操作取材，但更为多见的是在清洁环境而非无菌条件取材、标本采集、分割、分类、包装，然后采用放射线消毒(10～35kGy)，或采用氧化乙烯处理。有作者认为经消毒处理后的标本有可能改变其生物学或生物力学特性。
经过临床反复实践，对采集后的标本可用多种方法加以处理并保存。深低温冷冻、冷冻干燥最为常用，冷冻温度可在-70℃～-196℃，或可采用真空冷冻干燥法，残余湿度保持在2%～5%，然后放置液氮内冷冻保存。深低温保存库存骨可降低免疫源性，而不改变机械特性，如果放置在-70℃贮藏，还可减少蛋白溶解酶活性，因此作为库存骨长期保存，-70℃是理想的环境。冷冻干燥骨也可明显降低免疫源性，但它的生物力学特性即机械强度明显减弱，因此这就不适宜作为一个支撑性的结构替代，在保肢手术中无应用价值。
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库存的骨组织处于非活性状态，而目前更为关心的是寻找一种方法，使软骨细胞保持活性。大块骨软骨移植如要获得成功，那么关节软骨基质内要保留多少有功能的软骨组织还不清楚。动物实验中均采用体积分数为8%的二(基)亚砜(Dimethylsulfoxide，DMSO)，或体积分数为10%的甘油(glycerol)可以保护软骨细胞免于死亡。软骨先经体积分数为10%的glycerol过滤30min，随后放置4℃冰箱冷藏18h，以便在深低温冷冻前预先冷保护透入。二(基)亚砜有很多优点，特别是穿透软骨性能好，但在人体内毒性度高，安全系数低，因此临床需谨慎应用。
从理论上说，异体骨可在-70℃环境内长时间保存而不影响临床应用价值。冷冻库存骨在使用前可在手术室内复温解冻。
现有临床资料表明，我国库存骨已广泛应用，获得极大成功，并且成为骨肿瘤切除后肢体重建的重要条件。
二、异体骨关节移植与免疫反应
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早在本世纪初，临床上已有采用新鲜同种异体骨关节软骨移植的个别报告，但大量应用冷冻库存异体骨以修复骨组织还是近几十年的事。50年代出现大量的动物实验资料支持这个观点，以后Herndon、Chase Wilson直至近代Enneking Manking报道了临床应用资料，使这种骨重建方法得到较广泛应用。但异体骨组织移植后是否出现免疫反应已成为人们探讨的中心议题。除骨、软骨组织以外，脏器组织移植，必须要求供体与受体有良好的组织配型已得到广泛认同，而冷冻异体骨组织移植后免疫反应对其影响仍有很大争论。
Goldberg、Langer、Friedlaender等的动物实验资料表明组织不匹型的冷冻异体骨移植都有出现免疫排异反应的依据。Friedlaender以及Rodrigo等观察到冷冻干燥骨移植后出现HLA抗体。这些资料都提示供体与受体的组织相容性必须匹配，以减少排异免疫反应。
通常认为同种异体骨移植所出现的排异严重性，很大程度上取决于供体与受体之间组织相容性如何。大量实验与临床资料表明，人类中HLA染色体复合物(HLAChromosomal complex)是组织相容性最主要的决定因素。肾移植经验指出，如果供体-受体HLA相似，那么肾移植成功率远远超过供体-受体HLA不相似的病例。
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所有哺乳类动物实验资料显示，染色体上有一个称之为主要组织相容性复合体(major histo compatibitity complex)位点区，它对同种异体移植是否成功起到十分关键作用。目前已了解到人类有两种不同类型组织相容性复合体基因所编码的抗原，即Ⅰ型抗原(class-Ⅰantigen)和Ⅱ型抗原(class-Ⅱantigen)，前者在所有器官细胞上可表达，而Ⅱ型抗原主要是限制它们的分布，Ⅰ型抗原主要有HLA-A，HLA-B，HLA-C，而Ⅱ型抗原主要是HLA-D。
临床器官移植前，供体与受体交叉配型试验(cross-match test)即受体的血清与供体的淋巴细胞交配，如果出现阳性反应表明供体不适合，是移植的绝对禁忌证。70年代末80年代初对交叉配型阳性反应意义解释发生变化，目前认为有可能根据靶细胞和热反应对反应进行分类，如果移植时出现温型抗体(warm antibodies)，它与供体T细胞(抗HLA-A和B抗体)有反应，常可引起超急性排异，相反如果出现冷型抗体与B淋巴细胞反应，则可增强移植效果。
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动物实验资料显示，同种异体骨移植时，如果主要组织相容性复合体抗原不相配，那么它所产生体液和细胞免疫反应远远要比抗原相近所产生的免疫反应强烈和持久。由于同种异体骨主要免疫源性位于骨髓内Ⅱ型(classⅡ)细胞，而骨细胞只显示Ⅰ型(classⅠ)组织相容抗原，因此虽则有骨髓组织和无骨髓组织两者都能诱发免疫反应，但资料显示含有骨髓组织骨移植所产生的免疫反应远比没有骨髓组织来得强烈。
由于同种异体骨关节软骨移植，不仅仅皮质骨和松质骨，还包括骨髓内多种细胞，如髓细胞、骨细胞、软骨细胞、成骨细胞、纤维细胞、内皮细胞等的移植。因此必然会激发ClassⅠ抗原和ClassⅡ抗原的抗体形成，补体依赖细胞毒抗体主要趋向ClassⅠ差异(classⅠdifferenels)，而抗体依赖细胞毒可能趋向classⅡ差异，异体骨移植前冷冻处理可以降低免疫源性但不能完全消除，这种免疫源性降低对淋巴细胞不匹配骨移植最为明显，这可以从体液抗体滴度反应，而异体骨冷冻处理对细胞免疫影响较少，骨组织冷冻处理对免疫源性的降低取决于骨组织类型(皮质骨或松质骨)、组织抗原相容性等复杂因素。松质骨和组织不相配的骨组织经冷冻处理后，仍保留较多的抗原性。而皮质骨冷冻处理后，不论组织相容性匹配如何，都能减少抗体反应。
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与其他器官移植相反，骨与软骨细胞功能是通过其基质来调节的。无细胞死骨可与活骨具有相同的生物力学强度，但它不能修复。同种异体骨软骨移植不做血管吻合，因此很慢才侵蚀到骨基质，而允许异体骨的吸收，新的宿主骨形成，这一种形式移植尽管也受到供体抗原影响，但可能处于一个较低水平。实质性脏器移植，一旦血管再通后，受体立刻经受大量供体细胞抗原。而骨、软骨移植就不像实质性脏器，它所产生的排异也来得慢。这也可能由于骨与软骨有较大容量的细胞外基质成分，仅有较少的细胞数量有关。不带血管吻合的同种异体骨植入体内后，处于一个低水平免疫反应，尽管不存在异体脏器移植所出现的超急性排异反应，但仍给骨修复、塑形、重建带来不利影响。
三、化疗对骨组织的影响
保肢手术中很大一部分病例是恶性肿瘤，术后需要接受辅助化疗，以提高生存率。因此化疗药物对骨组织，特别对正常与病态的骨组织细胞水平的影响应有较全面了解，以便在异体骨移植骨结构塑形、重建或骨折修复愈合过程中有效地使用抗肿瘤异常增殖药物。
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目前辅助化疗最常用的药物有：(1)烷化剂，例如塞替派、环磷酰胺、氮芥；(2)抗代谢类药物，例如氨甲喋呤；(3)抗肿瘤抗生素，例如阿霉素、丝裂霉素；(4)激素类药物；(5)天然的抗肿瘤药，或其他植物碱，例如长春新碱(VCR)；(6)其他，例如顺铂(DDP)、干扰素等。骨肿瘤辅助化疗用药中，最常用的是氨甲喋呤(MTX)、阿霉素(ADR)、长春新碱(VCR)、顺铂(DDP)，所有这些药物的基础是它们能够干扰细胞的复制，无选择性地破坏所有细胞，包括正常细胞或肿瘤细胞，限制复制。那么化疗药物在哪几个环节上影响骨的塑形与重建呢？在这个问题叙述前，先对一些基本问题作一介绍:
尽管目前对骨修复重建有很深入的研究，但作为一个多种不同细胞作用最终结果，出现“骨塑形循环”(bone-remodeling cycle)机理还不是太了解，在静止状态(the resting state)骨被激活，随之出现破骨细胞骨吸收，之后在骨陷窝内出现骨吸收细胞消失(吸收相，the resorption phase)，紧跟着空腔陷窝被单核细胞所填充，此时陷窝内的细胞还不能称为成骨细胞(逆转相，reversal phase)，随后出现骨形成细胞(bone-forming cells)并沉淀类骨质，出现矿化，吸收空腔被填满(形成相，formation phase)，最终骨小梁又回复到静止状态，一旦使用干扰蛋白合成细胞复制药物后，骨小梁骨塑形立刻出现明显变化。
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抗肿瘤抗生素，例如阿霉素(ADR)，或抗代谢类药物，例如氨甲喋呤(MTX)是两类最常用的骨肿瘤辅助治疗药物。为了正确评估化疗药物在骨细胞水平上的影响，有两种不同类型细胞生物行为需要认识。第一种类型蛋白合成对发挥正常细胞功能和体内平衡至关重要，例如蛋白合成对于各种酶以及结构蛋白产生是必需的，当核DNA转录到mRNA时，蛋白合成便启动，随后翻译到核糖体以形成多肽；第二种类型，细胞必需能复制自己，也就是需要DNA的复制。
现在已经了解到，阿霉素(ADR)至少部分作用到核DNA水平上，它能直接嵌入DNA的双螺旋内，改变DNA的模板性质，抑制DNA转录，阻断RNA聚合酶的作用，抑制RNA的合成，最终影响到蛋白合成。
氨甲喋呤(MTX)是叶酸代谢的强烈竞争抑制剂，它可抑制二氢叶酸还原酶的活性，阻断该酶功能，使叶酸不能转变为具有生理活性的四氢叶酸而发挥辅酶作用，因而使脱氧尿苷酸不能转变为脱氧胸腺嘧啶核苷酸，阻止DNA的合成，干扰mRNA、rRNA、tRNA，最终影响到蛋白合成。
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动物实验资料显示使用阿霉素(ADR)或氨甲喋呤(MTX)可明显改变骨塑形的参数。从骨吸收参数来看，虽则有破骨细胞表面覆盖的骨小梁增加，与正常骨组织情况相比，骨吸收与骨形成出现不平衡，而趋向骨体积容量减少。但目前动物标本上还不了解破骨细胞究竟是吸收更多的骨组织，还是吸收得一样多，还是吸收较少骨组织，这还需要进一步阐明。从动物标本中还显示阿霉素抑制吸收影响超过氨甲喋呤，实验表明，使用阿霉素后纯骨小梁骨量减少11.5%，而氨甲喋呤可以引起骨量减少26.9%。
从骨形成参数来看，不管服用ADR还是MTX，这两组实验报告均显示类骨质参数的紊乱。在MTX治疗组，表现在有类骨质覆盖的骨小梁面积百分比减少，类骨质的绝对量和类骨质厚度明显减少。正如前面提到的，不论ADR或MTX，它们都能抑制蛋白合成，因而影响到类骨质，但是由于这两个药性质和生化损害严重度不一，因此它们所出现病损程度也不一。服用ADR后，如果mRNA能被转录，那么相对较正常蛋白能合成，但如果采用MTX，即使mRNA能被转录，核苷酸合成的紊乱将减少rRNA和tRNA，后两者将要影响蛋白翻译。因此MTX既可影响到转录又可影响到翻译，所以产生抑制蛋白合成的影响远远要比ADR影响大。
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动物实验显示使用ADR、MTX后矿化率轻度减少，类骨质量和类骨质厚度均减少。矿化率的减少实际上是反应基质合成的减少，而不是这两个化学制剂直接影响矿化程序的结果。
ADR和MTX同样可显示影响骨形成率下降，骨小梁量可下降接近60%，抗肿瘤药物对成骨细胞毒性作用主要表现在类骨质量和厚度减少，但成骨细胞总的量没有减少，由骨形成细胞(bone-forming cells)所覆盖的骨小梁面积百分比没有减少，而破骨细胞数量和它们所表现出的活性与未接受治疗的动物相似，而吸收率情况还不太清楚。
这类药物临床使用后，患者常可出现明显副作用。例如MTX常可引起药物性骨质疏松、骨痛，还可引起自发性骨折，一旦发生骨折，即使积极的外科治疗也很难奏效，尤其是白血病患儿。以上这些表现是在正常骨组织上使用这类药物后的反应，如果化疗过程中发生病理性骨折，或使用异体骨关节移植病例，常常导致骨折不连接、延迟连接或骨连接不良而引起骨碎片形成、骨面塌陷，使大块异体骨与宿主骨连接率下降，同时还增加伤口深部感染的机会。
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以上一些骨形成、骨吸收等数据资料是动物实验结果，与人体还有很大差异，但骨塑形、细胞生理控制机理是相似的，因此实验资料可为临床大块异体骨关节移植时，如何选择化疗药物及预防可能出现的副作用有一个较全面认识。
四、异体骨关节移植与感染
正如前面所讨论的，侵袭性骨肿瘤或恶性骨肿瘤切除后，采用骨关节移植重建骨结构完整具有很多优点，异体骨关节移植可对骨缺损提供最佳匹配性，提供正常形态关节面，允许肌肉、肌腱、韧带重新再连接，更为重要的是，异体骨结构成为自体骨组织长入的基质。然而该手术有很高的手术并发症，术后感染即是所有并发症中最为灾难性的，也是造成手术失败最常见的原因之一。
异体骨关节移植术后感染发生率与手术种类、手术范围密切相关。良性、退行性或创伤性骨缺损病例，异体骨移植后很少发生感染，相反恶性或侵袭性骨肿瘤，术后感染发生率高达7%～13%。通常认为这与病变性质、手术视野暴露范围与时间、软组织剥离范围和组织缺血程度密切相关。此外还与异体骨组织表面软组织覆盖、术后血肿形成、伤口愈合等情况有关。由于恶性骨肿瘤术后常需要辅助化疗，因此有不少文献讨论术后化疗对发生感染的影响。Luck、Moor等认为术后辅助化疗是感染发生率高的重要原因；而Dick、Strauch等认为恶性骨肿瘤术后辅助化疗并不是异体骨移植的禁忌证，并且可得到很好的治疗结果。
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当考虑术后感染时，术前、术中、术后均可因伤口细菌污染而导致术后感染。术前异体骨组织污染所致的可能性很小。Tomford复习303例异体骨移植病例，术后仅有1例感染的原因归咎于异体骨污染，这种组织污染形式有可能，但发生可能性很少，除非对所有异体骨在植入前常规细菌培养，以便明确植入物有无污染。
术中伤口污染可能来自患者自身、手术医生或手术环境，如果说术后感染是由于术中因素导致感染的话，那么手术医生起到关键因素。手术医生往往是细菌携带者，由于操作不慎、手套破损未及时更换、手术操作不规范、手术器械污染、手术粗糙止血不严密或死腔残留都可发生术后感染，导致手术失败。当然因保肢手术操作较复杂，手术时间较长，手术视野空气灰尘污染也是感染因素。
手术后期，各种因素可能是导致术后异体骨感染失败的重要原因，术后的局部因素包括伤口血肿处理不当、钢针钉道感染、局部皮肤坏死，或全身因素，包括机体免疫力低下、组织抗感染能力下降，或机体其他部位感染病灶血源性传播等。其中局部伤口问题和处理是否得当可能是术后感染最重要因素。大量文献都提到异体骨表面软组织覆盖的重要性，异体骨周围丰富血供的肌肉组织覆盖是抗感染的重要防线，这对胫骨上端骨肿瘤保肢手术尤为重要。由于胫骨上端内侧无肌肉组织覆盖，术后引起伤口问题尤为突出，因此推荐手术时将腓肠肌内侧头游离、前置，如有皮肤缺损，肌肉表面可游离皮片移植，消灭创面，术后伤口引流很重要，通常异体骨移植后，伤口渗出较多，应予以注意。
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一旦感染，仅靠清创、抗生素应用很难奏效，Lord曾报告仅1/5病例感染能够得到控制。保留异体骨获得成功的病例几乎都是单一革兰阳性菌种感染所致，而临床感染病例往往都是混合多菌种感染，不少是革兰阴性杆菌所致。因此不少病例最终将异体骨取出，彻底清创，伤口才得以控制，个别病例不得不采用截肢办法以控制感染。
如取出异体骨，感染控制后，可有几个选择达到自体重建目的。大多数患者肢体保留是有可能的，清创、取出异体骨后手术操作中最重要的是消灭死腔、保持肢体长度、外固定支架或采用含抗生素骨水泥填塞以保持间距。术后给予有效足量抗生素是必要的，通常应在临床感染征象基本控制，体温正常后继续抗生素静脉给药2周，口服抗生素6周，术后ESR、CPR测定可监视病灶活动情况，如每月1次，连续3次正常，可认为感染已得到控制。第2次手术前伤口局部机械刺激(例如局部理疗)2周，局部伤口无任何不适可接受手术。
第2次手术方案应根据患者具体情况加以选择，可采用带血管游离骨移植、自体骨移植，如仍采用异体骨，应慎重考虑。异体骨移植后排异可能性十分复杂，临床排异反应与术后感染之间区别有时十分困难，如果是排异反应引起发热应采用免疫抑制剂，而后者需要清创、抗生素治疗。一般认为，经过适当处理的异体骨很少发生排异反应。Friedlander曾报告，虽然在一组43例中发现9例出现供体特异性抗HLA抗体，但没有发现临床不良后果，其中有1例出现低热，但经抗生素治疗，症状控制，另1例出现皮疹。Mankin的150例大块异体骨移植，无一例出现临床排异。Lord认为感染可能是异体骨轻微排异反应中的一个征象，他指出感染病例中骨不连接发生率明显高于非感染病例组，并认为可能是由于缺乏良好的组织相容性所致。Volkov认为如果异体骨移植后出现排异，往往表现为伤口有较大量的无菌性渗出，伴有伤口边缘坏死。同时很可能在早期无菌性炎症反应基础上继发感染。因此如果术后出现发热，同时伴有持续的大量无菌性渗出应考虑感染。
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五、异体骨骨折与处理
骨肿瘤保肢手术采用大块异体骨关节移植的最重要并发症之一是异体骨骨折，也是影响手术成败的关键因素。
据美国波士顿麻省总院报告的500多例异体骨关节软骨移植病例，其中274例有完整资料的长期随访病例中发生异体骨骨折43例占16%。绝大多数临床报告骨折发生率为12%～20%。尽管近几年，骨折发生率有下降趋势，约占8%左右，但骨折仍旧是异体骨移植手术的最重要也是最不能控制的并发症之一。发生骨折的病例与不发生骨折病例相比较，没有明显区别。惟一的区别是发生骨折病例组，其自体残端与异体骨连接部位的骨不连接发生率显著升高。
异体骨移植手术后6个月以内很少发生骨折，但此后，骨折发生率逐渐增加，至术后第2～3年间达到高峰。至术后3年内，发生骨折病例占整个骨折病例的75%以上，手术4年以后很少发生骨折。
异体骨关节移植术后可有三种类型的骨折发生。第一种类型，发生率很低，从某种角度来看，它不能算真正的骨折，而应该是异体骨溶解。它可以在手术后不久就发生，溶解速度快，因此有些学者怀疑这可能是免疫反应的结果；第二种类型，骨折通过异体骨骨干。这是发生骨折最多的一种类型，它通常发生在术后1年内，男性多见，而且往往伴有自体骨残端与异体骨交接处的骨不连接；第三种类型，骨折发生在关节内，发生率不高，骨折发生的时间较迟，多见女性。
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异体骨关节软骨移植后造成骨折因素很多，包括:
1.肿瘤性质:创伤性、退行性变或良性肿瘤切除后异体大块骨关节软骨移植，很少发生骨折。相反侵袭性良性肿瘤、低度或高度恶性肿瘤患者异体骨移植后，骨折发生率明显增加。可能由于病例选择不当，未按照Enneking外科分期标准严格选择，以致术后不久肿瘤的局部复发导致移植骨组织侵袭而骨折。
2.肿瘤部位:肿瘤的解剖部位与异体骨移植后发生骨折有明显关系，通常在下肢，尤其是股骨下端，胫骨上、下端，骨折发生率明显高于股骨上端和上肢。
3.手术操作:手术操作是引起术后骨折的常见原因，如固定不牢固、不恰当，或移植骨干上钻孔打洞，造成局部薄弱环节，容易引起骨折。有些作者分析异体骨的固定所使用的装置对骨折产生的影响。但由于采用不同的统计分析方法，结果是不一样的。如采用卡方检验(Chi-squareχ2)分析钢板固定与骨折的关系，结果无显著相关性(P>0.05)。如用Cox成比例危险因素(Cox proportional hazards)估价，可发现钢板固定可明显增加骨折的发生率，而使用交锁髓内钉骨折发生率下降。
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4.化疗影响因素:接受化疗者，其骨折发生率是否明显高于不接受化疗病例？就目前资料来看，不少作者认为辅助化疗可增加骨折发生率，这可能由于接受化疗者都是低度或高度恶性肿瘤而需做较广泛切除，软组织大量丧失有关。
5.异体骨再血管化的影响:从骨折发生时间分析，可观察到术后6个月之内和4年以后很少发生骨折，这与移植骨块再血管化速度密切相关，异体骨关节移植后靠爬行替代,骨块的再血管化，最终自身骨组织逐渐替代异体骨，因此骨塑形重建需要很长时间才能完成，如果术后没有给予很好的支具保护，过早、过重地负荷，必然造成移植骨组织机械应力集中而断裂。目前对骨组织再血管化骨吸收引起的骨折仍有不同意见，一种认为由于软骨下骨较快的再血管化，吸收加快，使骨强度下降，造成骨折。但也有作者不同意这种观点，他们认为骨折是发生在异体骨没有再血管化的部位，或宿主骨组织未长入替代异体骨的部位。因为他们在手术时发现，表面有血管分布的异体骨不发生骨折，相反发生骨折部位的异体骨表面往往无血管分布。他们认为如果还没有血管化的异体骨有结构上的缺陷，作为一个非生物植入物常可因疲劳过度而引起机械性失败。此外还有作者认为这可能与机体免疫反应有关，因为从一些临床标本发现没有再血管化的异体骨表面往往有一层肉芽组织覆盖，它很容易从异体骨表面上剥离。但也有资料报告，组织抗原配型和抗原不配型的动物实验观察，这两组再血管化速度没有多大区别，测定反应抗体水平，实验资料也不支持对异体骨的植入有抗体反应。
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几乎所有异体骨骨折病例均需要手术治疗，以恢复骨结构完整性和连续性。
第一种类型，即属于骨溶解型，处理这种类型骨折，惟一可考虑将移植骨块去除，重新植入自体或异体骨，有望达到骨结构恢复。
第二种类型，骨折线通过异体骨骨干，可根据骨折部位、移位程度、异体骨骨质量等的不同情况，选择合适方法加以处理。如无明显异位，骨质量良好，可保守处理，继续固定；或可再次切开复位，采用或更换内固定装置器械，植入自体松质骨，不少病例可获得骨性连接；或切除异体骨重新植入自体骨；或采用带血管蒂腓骨游离移植，多数病例经再次手术获得骨性连接，仍有部分患者需要再次手术干扰。有统计报告，此型骨折病例，从发现骨折至重新再连接约需要1年半。
第三种类型，即关节内骨折，治疗应根据骨折大小、累及程度加以选择，如再次切开复位、内固定、自体骨植入，或可根据骨折范围选择常规或定制假体。
(收稿日期：1999-05-05), http://www.100md.com