基于[18F]NaF-PET-MRI定量评估骨关节炎患者附着点骨重塑与临床症状的关联性研究

本研究针对骨关节炎（OA）疼痛机制不明确的临床难题，通过[18F]NaF-PET-MRI技术定量分析附着点骨重塑与患者报告结局的关联。研究发现髌前区示踪剂摄取量与运动功能（KOOSSPORTS）、生活质量（KOOSQOL）和髌股关节症状（KOOSPFJ）显著相关（p<0.001），为理解退行性疾病的症状产生机制提供了新的影像学生物标志物。

　　

骨关节炎作为最常见的关节退行性疾病，长期以来存在影像学表现与临床症状不匹配的"治疗悖论"。虽然滑膜炎、骨髓水肿样病变（BMELLs）和软骨损伤已被确认为疼痛的相关因素，但肌腱韧带附着点（enthesis）这一被称为"附着点器官"的特殊结构在骨关节炎中的作用却鲜有关注。附着点不仅是风湿性疾病的主要炎症靶点，在机械性附着点病中更是应对超生理应力的关键区域。这种机械性病变通常伴随肌腱本身增厚和水肿，虽然也存在某些附着点骨髓水肿，但通常比炎症性附着点病轻微。

为探索附着点生物力学应力与临床症状的关联，加州大学旧金山分校研究团队在《Osteoarthritis and Cartilage》发表了一项创新性研究，采用[¹⁸F]NaF-PET-MRI技术定量评估骨关节炎患者的附着点骨重塑过程。[¹⁸F]NaF作为一种功能性示踪剂，能够敏感地检测骨转换和灌注的细微变化，近年来在肌肉骨骼疾病成像中日益受到重视，特别是在与MRI联合使用的混合成像背景下。

本研究采用前瞻性观察性设计，纳入68名受试者的135个膝关节（包括10名健康对照），所有参与者均接受3.0T一体化PET-MRI扫描。关键技术方法包括：同步采集[¹⁸F]NaF PET和三维质子密度脂肪抑制快速自旋回波（3D PD fs FSE）序列；使用膝关节损伤和骨关节炎结局评分（KOOS）量化患者报告结局；采用简化版全器官磁共振成像评分（WORMS）半定量评估软骨损伤、BMELLs和滑膜炎；通过手动勾画感兴趣区域（ROI）计算最大标准化摄取值（SUV_MAX）；应用广义估计方程（GEE）进行统计学分析并校正多重检验。

研究结果

研究受试者和患者报告结局

研究人群平均年龄48.8±10.4岁，女性占58.8%（40/68）。患者报告结局显示日常活动能力（KOOS_ADL）受损最轻（平均93.1±9.7），而运动功能（KOOS_SPORT）和生活质量（KOOS_QOL）分别显示中度受损（平均76.3±23.4和68.7±25.4）。上下楼梯疼痛评分极低（VAS平均0.3±0.7）。

描述性影像学发现

胫骨结节骨性异常较少见（3.7%，5/135），而髌骨异常更常见（65.9%，89/135）。未观察到附着点骨髓水肿。病例组在滑膜炎、BMELLs和软骨评分方面均显著高于对照组（p<0.05）。髌骨平均SUV_MAX为2.0±1.9，胫骨结节为2.6±1.5，两组间无显著差异。

reader内和reader间一致性

附着点病变评估的reader间一致性良好至优秀（Cohen's kappa 0.63-0.89），reader内一致性同样较高（kappa 0.64-0.89）。定量示踪剂摄取评估的组内相关系数（ICC）在髌骨为0.88，胫骨为0.98。

附着点骨转换与患者特定因素

广义估计方程显示，附着点病变与骨转换无显著关联，但年龄与两个区域的骨转换均呈正相关（beta 0.03，95%CI 0.01-0.06）。女性性别无显著关联，BMI与胫骨骨转换呈正相关（0.08；95%CI 0.00，0.15）。

附着点骨转换与疼痛

髌前区SUV_MAX与KOOS亚量表运动功能（beta -2.68，p<0.001）、生活质量（beta -2.97，p<0.001）和髌股关节症状（beta -2.28，p=0.001）显著相关。这种关联性强于BMELLs，与滑膜炎相当但未达到多重校正后的统计学显著性。胫骨结节示踪剂摄取与临床结局无显著关联。

研究结论与讨论表明，这是首项将[¹⁸F]NaF PET定量的附着点骨转换增加与患者报告结局相关联的研究。髌骨附着点骨转换与患者报告结局（特别是运动功能、生活质量和髌股关节特异性症状）的关联性，在调整已建立的关节损伤影像学标志物后仍然显著，表明PET评估的附着点骨重塑为了解退行性疾病症状产生机制提供了补充信息。

有趣的是，胫骨附着点的关联性不显著，这一发现可与临床描述的"跳跃者膝"（jumper's knee）相印证，后者也主要影响近端而非远端髌骨附着点。本研究人群中的附着点示踪剂摄取并不高（平均SUV_MAX值2.0-2.5），远低于轴向脊柱关节炎（axSpA）研究中报道的值（高达21.4），强调了在此特定研究领域中定量方法的重要性。

在人口学协变量中，只有年龄与髌前区示踪剂摄取程度存在（有限的）关联，这与肌腱弹性随年龄下降而增加附着点张力的生理变化相符。男女之间差异稀疏可能因为不到一半女性受试者处于绝经后状态。

关于附着点病理学的影像学标志物，由于采用的成像协议主要针对软骨病理学，因此未优化对肌腱、附着点或骨髓病理的成像——例如，可能遗漏了非常细微的骨髓水肿和较小的骨性不规则。此外，在附着点炎症条件下，注射对比剂后的增强被视为敏感标志物，了解灌注与骨转换之间的关系本可提供更全面的附着点病理生物学图景。

尽管[¹⁸F]NaF PET MRI在临床常规成像中的广泛应用可能因成本过高而受到限制，但本研究发现在非炎症性疾病中的应用可能有助于从常规MRI或超声中开发影像学生物标志物，或验证定量CT获得的骨纹理生物标志物或超短/零回波时间成像（UTE/ZTE）等先进MR成像技术。这类附着点应力的先进成像标志物在多种炎症性和退行性疾病中具有重要价值，包括轴向脊柱关节炎和银屑病关节炎，以及非特异性腰痛、弥漫性特发性骨肥厚和骨关节炎。

该研究的局限性包括成像协议主要针对软骨病理学，可能遗漏细微病变；仅评估最大示踪剂浓度而未深入分析摄取模式；样本量限制了下亚组和敏感性分析。尽管如此，[¹⁸F]NaF PET作为骨重塑的替代标志物为附着点生物学提供了新见解，促进了对退行性疾病中影像学发现与患者报告结局不完全一致的理解，为在不同风湿性疾病（包括骨关节炎和脊柱关节炎）中解析疼痛的机械性与炎症性触发因素提供了补充信息。