动力化上关节囊重建术后冈上肌脂肪化进展早期临床观察及其机制初步研究

作     者：靳宝雍 

作者单位：中国人民解放军陆军军医大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周兵华

授予年度：2023年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

主      题：不可修复巨大肩袖撕裂 脂肪浸润 上关节囊重建 动力化 牵伸应力 

摘      要：巨大肩袖撕裂(Massive Rotator Cuff Tears,MRCT)是一种严重影响肩关节功能的疾病,占所有肩袖疾病的10%至40%。MRCT被定义为肩袖撕裂前后直径大于5厘米或累及肩袖两个及以上肩袖肌腱的撕裂。MRCT手术失败率和术后再撕裂率较高,这既增加了治疗成本,也加重了患者的痛苦和经济负担。另外MRCT如未得到合适治疗,冈上肌肌肉脂肪浸润常常进展性发展,而冈上肌肌肉脂肪浸润往往导致较差的远期临床疗效。当MRCT肩袖腱性部分在术中被充分松解后,仍不能将肩袖肌腱残端固定在肩袖肌腱足印区时被定义为不可修复巨大肩袖撕裂(Irreparable massive rotator cuff tear,IMRCT)。IMRCT常规手术临床效果较差,是肩关节外科领域的治疗难点。上关节囊重建术(Superior Capsule Reconstruction,SCR)是由日本大阪医科大学Teruhisa Mihata教授2012年首次提出用来针对IMRCT的治疗方式,具体手术方式为通过利用自体阔筋膜,将阔筋膜内侧端连接至肩关节盂上表面,外侧端连接至肩袖足迹区。临床上已经证实,SCR有效地恢复了IMRCT患者盂肱关节静力稳定性,明显改善了肩关节功能;然而SCR没有对冈上肌肌腱残端进行处理,冈上肌的动力化作用未能恢复,同时冈上肌脂肪化也未得到改善。前期文献报道:临床上肩关节肩袖肌肉脂肪浸润与肩袖肌腱断裂后肌肉失去力学刺激有关,同时脂肪干细胞的体外牵伸实验也证实能显著减少其成脂分化,以上说明:牵伸应力与脂肪浸润密切相关。基于此,我们针对部分冈上肌肌腱残端仍有1cm的IMRCT患者,设计了动力化SCR手术方式,即在经典SCR基础上将冈上肌肌腱残端与阔筋膜进行缝合来恢复冈上肌肌肉的牵伸应力。动力化SCR理论上具有恢复冈上肌肌腱的牵伸应力的潜力,但其对肩袖肌肉脂肪浸润的改善和临床疗效尚不明确,且动力化SCR是否在改善冈上肌肌肉脂肪浸润和临床效果方面优于经典SCR尚无报道。纤维脂肪祖细胞(Fibro/Adipogenic Progenitor,FAP)是肌肉中脂肪浸润的主要来源细胞,它是一群具有向成纤维细胞和脂肪细胞分化的多潜能干细胞。在肌肉发生急性损伤后,FAP细胞被激活,并且大量增殖来支持肌肉的损伤修复,随后被从肌肉中清除掉,而清除障碍会导致肌肉的脂肪产生。单细胞测序结果提示,FAP细胞大量表达Wnt2、Wnt5a和Wnt11,且WNT通路参与牵伸应力对多种细胞生长、增殖和分化的调控。但是牵伸应力是否能抑制FAP细胞的成脂分化及其潜在机制尚不明确。因此,本研究首先评价了动力化SCR治疗IMRCT术后磁共振影像学变化,然后对比分析了动力化SCR与经典SCR术后冈上肌肌肉脂肪化的改善及临床疗效。最后,初步探讨了牵伸应力刺激对FAP细胞成脂分化作用及其潜在机制。方法回顾性分析了2019年9月至2022年12月,在西南医院运动医学中心行自体阔筋膜动力化与经典SCR治疗IMRCT患者,共23例。术前及末次随访时分别采用Goutallier分级、视觉模拟评分(Visual Analogue Scale,VAS)、肩关节活动度、Constant评分及美国肩肘外科协会(American Shoulder and Elbow Surgeons,ASES)评分对冈上肌脂肪浸润情况、肩关节疼痛和肩关节功能进行评价。基础研究部分,使用流式分选技术,从小鼠下肢全部肌肉中获取FAP细胞。将FAP细胞分为非牵伸组和牵伸组,通过对牵伸组的FAP细胞进行体外24h、1Hz、8%形变的牵伸后,采用蛋白质印迹分析和实时定量PCR等方法,对比分析成脂相关的细胞因子和成脂标志物的表达情况,同时也明确WNT通路在这一过程中的变化情况。结果23例动力化和经典SCR患者全部得到随访,平均随访时间23.9个月。动力化SCR患者末次随访时,冈上肌肌肉脂肪浸润程度较术前有明显改善(P0.05)。动力化SCR组患者冈上肌肌肉脂肪浸润的改善相比经典SCR组有明显差异(P0.05)。牵伸应力增加了FAP细胞与成脂抑制相关的细胞因子释放,包括IL-33、WISP1、IL-6和Thbs1。牵伸应力同时也减少了FAP细胞成脂标志物的表达,包括AP2、PPARγ和CEBPα。在牵伸