《Current Osteoporosis Reports》:Osteoporosis in Pediatric Orthopaedics: Congenital Diseases, Medical Management, and Perioperative Considerations
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综述目的:儿童骨质疏松症(pediatric osteoporosis)是一组异质性的原发性和继发性疾病,给骨科外科医师带来挑战。本综述总结儿童骨科实践中常见病况的证据、药物管理策略以及骨脆性儿童的围手术期照护。
近期发现:诊断方法已逐渐转向整合骨折特征、骨
综述目的:儿童骨质疏松症(pediatric osteoporosis)是一组异质性的原发性和继发性疾病,给骨科外科医师带来挑战。本综述总结儿童骨科实践中常见病况的证据、药物管理策略以及骨脆性儿童的围手术期照护。
近期发现:诊断方法已逐渐转向整合骨折特征、骨骼危险因素和骨密度(bone mineral density, BMD)。无论BMD如何,单次低创伤性椎体压缩骨折(low-trauma vertebral compression fracture)现在足以诊断儿童骨质疏松症。静脉双膦酸盐(intravenous bisphosphonates)仍是一线治疗,近期荟萃分析证实其可持续提高BMD,并在观察性研究中降低骨折风险。双膦酸盐通常给予已发生低创伤性椎体骨折的儿童,并考虑用于其他反复发生长骨骨折且伴低BMD的儿童。对于高风险疾病患儿,如Duchenne肌营养不良(Duchenne’s Muscular Dystrophy, DMD),早期双膦酸盐干预也可能有指征。生物制剂(biologic agents)正在临床试验和特定专科使用中兴起,但仍需进一步研究以理解其在儿童骨质疏松症中的作用。地舒单抗(Denosumab)在成骨不全症(osteogenesis imperfecta, OI)儿童中具有显著的反弹高钙血症(rebound hypercalcemia)风险,限制其仅用于选定适应证。抗硬化蛋白(anti-sclerostin)治疗在成骨不全症儿童中的一项大型试验的初步报告提示BMD显著增加,但骨折减少终点未达到,凸显BMD作为儿童骨脆性试验替代终点的局限性。
总结:为这一独特患者群体提供最佳照护需要骨科外科医师、内分泌科医师、遗传科医师和康复专科医师之间的多学科协作。循证管理包括术前骨健康评估、针对脆弱骨的术式调整、营养优化以及协调双膦酸盐用药时机。
引言(Introduction)
儿童骨质疏松症(pediatric osteoporosis)由国际临床骨密度学会(International Society of Clinical Densitometry, ISCD)定义为:显著骨折史合并骨密度(bone mineral density, BMD)Z-score ≤ -2.0,或存在一个或多个椎体压缩骨折且无局部疾病或高能量创伤,无论BMD如何。与成人骨质疏松主要反映年龄相关骨丢失不同,儿童骨质疏松源于遗传性疾病、儿童期慢性病和/或生长期骨量累积受损,而生长期是峰值骨量获得的关键窗口。对骨科外科医师而言,儿童骨质疏松的重要性不仅在于骨折风险增加,还在于其直接影响植入物选择、固定策略、畸形矫正、康复和围手术期咨询。当代诊断思路强调每处骨折的临床背景,包括部位、机制、复发性和相关危险因素,而非仅依赖骨折次数或单独密度测量。尽管DXA衍生的BMD仍是应用最广泛的评价指标,但其不能完全反映儿童骨强度,尤其在成骨不全症(osteogenesis imperfecta, OI)和神经肌肉疾病中,患儿可在BMD仅轻度降低时发生脆性骨折。本综述涉及三个临床相关领域:使儿童易患骨质疏松的先天性和遗传性疾病;当前医学与多学科管理;以及儿童骨质疏松对术前、术中、围手术期和术后照护的影响。
先天性及遗传性疾病易致儿童骨质疏松症(Congenital and Genetic Diseases Predisposing to Pediatric Osteoporosis)
成骨不全症(Osteogenesis Imperfecta):成骨不全症(OI)是最常见的遗传性骨骼脆性障碍,约每10,000至20,000例出生中发生1例。传统Sillence分类仍具临床实用性,而较新的疾病命名根据潜在受扰的分子通路对OI分组。在遗传多样人群中,多数病例由COL1A1或COL1A2的显性致病变异引起。然而,已发现许多额外基因,隐性型在近亲人群中是重要亚群。从骨科角度看,OI与反复长骨和椎体骨折、进行性畸形、肢体弯曲和脊柱侧弯相关,常需反复手术干预。该人群固定策略可因既有畸形、身材矮小和骨质量差而困难。Fassier-Duval telescoping rods仍是需要髓内稳定的生长中儿童的首选标准,因为其可适应纵向生长,并与早期装置相比减少反复关节切开。
神经肌肉疾病(Neuromuscular Disorders):儿童骨科常见的若干神经肌肉疾病与骨质疏松强相关,原因包括机械负荷减少、营养不良、青春期延迟、慢性炎症和药物效应。严重脑瘫患儿,尤其粗大运动功能分类系统(Gross Motor Function Classification System, GMFCS)IV和V级者,常有显著低BMD,并因非行走状态和高营养需求而尤其易发生远端股骨骨折和椎体骨折。Duchenne肌营养不良(Duchenne’s Muscular Dystrophy, DMD)呈现双重挑战,因为进行性活动不能与糖皮质激素相关骨丢失并存。在接受糖皮质激素治疗的DMD男孩中,椎体骨折常见,长骨骨折可使临界行走能力者永久失去行走能力。脊髓性肌萎缩和Rett综合征也与低骨密度、脊柱侧弯和脆性骨折相关,使手术计划复杂化。
继发性与医源性病因(Secondary and Iatrogenic Causes):糖皮质激素诱导的骨质疏松是最常见的继发性儿童骨质疏松,见于风湿病、白血病、炎症性肠病、肾病综合征和DMD患儿。加拿大儿童骨质疏松治疗研究(Canadian Study of the Treatment of Pediatric Osteoporosis, STOPP)项目数据显示,急性淋巴细胞白血病诊断时常见椎体骨折,风湿病中开始糖皮质激素后早期也可发生椎体骨折,凸显高危儿童基线和间隔脊柱监测的必要性。特发性青少年骨质疏松仍为排除性诊断,特征为青春期前起病、干骺端和椎体骨折、疼痛和行走困难,常在青春期前后部分或完全缓解。更广泛的基因检测通过揭示既往被归类为特发性疾病儿童的单基因脆性病因,减少了真正特发性病例的频率。
医学管理与多学科照护(Medical Management and Multidisciplinary Care)
双膦酸盐治疗(Bisphosphonate Therapy):静脉双膦酸盐仍是临床显著骨质疏松儿童医学管理的基石,尤其在OI和伴椎体骨折或反复脆性骨折的继发性骨质疏松中。周期性帕米膦酸(pamidronate)和间歇唑来膦酸(zoledronic acid)在儿科研究中持续改善腰椎BMD和椎体形态,近期荟萃分析证实继发性儿童骨质疏松可获得有意义的BMD获益,尽管多数研究的主要效能并非针对骨折结局。近期观察性数据也提示,唑来膦酸可降低原发性和继发性骨骼脆性儿童及青少年的骨折率。然而,这些发现主要来自队列研究,而非大型随机骨折终点试验。儿科经验在颌骨坏死(osteonecrosis of the jaw)方面仍令人安心,尚未在因骨质疏松接受治疗的儿童中报道。同样,非典型股骨骨折(atypical femur fractures)似乎不常见,且难以与潜在疾病严重度区分。
地舒单抗:选定使用与重要风险(Denosumab: Selected use and Important Risks):地舒单抗(Denosumab)因强效抗骨吸收作用,已被用于选定的儿科疾病,包括OI type VI和RANKL介导病变。然而,停药后反弹高钙血症(rebound hypercalcemia)是儿童中的主要限制。在儿科OI前瞻性比较数据中,约31%接受治疗的患者发生反弹高钙血症,且其中近半数发生高钙危象(hypercalcemic crisis)。目前,Denosumab不应被视为儿童骨质疏松的一线治疗,应保留给专家中心中经过仔细选择的适应证,并需密切生化监测和计划性转换策略。
新兴促合成治疗(Emerging Anabolic Therapies):促合成策略在儿童骨脆性中备受关注,因为其可能以不同于抗骨吸收治疗的方式改善骨大小和质量。Setrusumab是一种抗硬化蛋白(anti-sclerostin)抗体,早期研究显示对骨参数有利,但Ultragenyx于2025年12月关于3期ORBIT和COSMIC试验的新闻稿指出,尽管BMD显著增加,这些试验未达到主要骨折减少终点,进一步分析和正式发表仍待进行。这些研究尤其重要,因为其围绕骨折结局而非单纯BMD设计,强调BMD增加可能不能可靠预测儿童原发性骨质疏松中具有临床意义的骨折减少。Teriparatide在OI中的使用仍属研究性。临床经验主要限于成人,随机试验显示BMD增加,但骨折结局不一。儿科研究和使用最初受黑框警告限制,但基于成人上市后监测证据显示该药不增加骨肉瘤风险,该警告已被移除,不过生长中骨骼的安全性和骨骼效应仍不确定。目前,包含促合成阶段后抗骨吸收巩固的序贯治疗模型在概念上具有吸引力,但并非标准儿科实践。
营养与康复(Nutrition and Rehabilitation):充足的钙、维生素D、蛋白质摄入、活动能力和物理治疗仍是每位骨质疏松或骨脆性儿童治疗的基础。对于有风险的儿童和青少年,许多儿科骨专科医师将血清25-hydroxyvitamin D水平目标定为至少30 ng/mL,尽管人群层面对维生素D充足和佝偻病预防的建议更为保守。负重干预,包括站立架,对骨健康也至关重要。营养筛查和康复规划在大型重建手术前尤为重要,因为营养不良和长期制动可进一步损害骨健康和愈合。此外,在双膦酸盐输注前确保钙充足可减轻输注后低钙血症风险。对于无可识别维生素D缺乏的儿童和青少年,每日需求指南较不明确。婴儿补充有强烈共识,应至少接受400 IU/day以预防缺乏。儿童和青少年若无明确维生素D缺乏,每日需求指南较不明确;推荐补充时应考虑个体危险因素和维生素D需求。对于维生素D缺乏者,补充量一般与缺乏程度对应。
多学科照护(Multidisciplinary Care):儿童骨质疏松最有效的管理模式是多学科协作,通常包括儿科骨科、内分泌科或肾内科、放射科、遗传科、麻醉科、营养科和康复科。当儿童同时需要长期药物治疗和大型骨科手术时,这种协调方法尤为重要,因为药物时机、影像解读和术后活动计划均影响结局。DXA持续监测需要关注显著变化和生长相关的骨大小变化,而非仅关注绝对BMD。
围手术期考量(Perioperative Considerations)
术前评估与优化(Preoperative Assessment and Optimization):已知或疑似骨质疏松并考虑择期骨科手术的儿童应接受系统性术前骨健康评估。实验室评价通常包括血清钙、磷、肌酐、甲状旁腺激素(parathyroid hormone, PTH)、碱性磷酸酶、白蛋白和25-hydroxyvitamin D。青春期延迟和/或可能导致性腺功能减退的疾病患儿可能需要额外实验室检查,因为性腺激素暴露延迟可导致显著骨质疏松。影像通常包括腰椎和全身除头(total body less head)DXA,部分中心将侧位远端股骨DXA作为非行走儿童的有用选择。使用侧位脊柱成像或基于DXA的椎体骨折评估(vertebral fracture assessment, VA/VFA)在高危人群中越来越受推荐,因为许多椎体骨折临床上无症状,却具有骨质疏松诊断意义。儿科密度测量结果的解读需使用Z-score而非T-score,并必须对身材和/或青春期骨骼成熟延迟进行调整,以避免过度诊断。在选定的神经肌肉脊柱侧弯患者中,当低骨密度可能影响固定强度或可达到的矫正时,定量计算机断层扫描(quantitative computed tomography, QCT)可增加有用的体积数据以辅助手术计划。
术中技术调整(Intraoperative Technique Modifications):儿科骨质疏松中的植入物选择应考虑骨质量差、既有畸形以及通过植入物位置预防未来骨折。因此,髓内植入物常被优先选择,因其能够保护整个受累骨。然而,许多骨质量差并伴畸形的患者可能需要截骨以利于这些植入物通过。在儿科人群中,骨骼未成熟带来额外挑战。在OI长骨手术中,当解剖条件允许时,telescoping intramedullary implants仍是首选策略,因为其提供纵向支撑并适应生长。手术技术应通过限制热产生以及在定位和固定全过程中轻柔操作,尽量减少额外骨损伤。术后可考虑通过支具或石膏进行补充固定。低BMD骨中的脊柱固定常需更加注意螺钉轨迹、固定密度和辅助措施以改善把持力。需要增强时,儿童中磷酸钙骨水泥通常优于聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA),因为其具有骨传导性并与骨整合。然而,使用必须根据解剖和适应证个体化。在神经肌肉脊柱侧弯中,骨盆固定和更广泛构建计划常取决于骨盆倾斜、行走状态和骨质量,而非仅取决于诊断。
麻醉考量(Anesthetic Considerations):OI和DMD患儿需要专门的麻醉计划。在OI中,小心体位和气道管理很重要,因为转运和颈部操作可导致骨折。某些肌松药如succinylcholine应避免,因为肌束颤动可能诱发骨折。在DMD中,避免succinylcholine和挥发性麻醉药,因为存在横纹肌溶解以及危及生命的高钾血症和心律失常风险。该患者群体在大手术前必须进行术前心脏和肺评估。
围手术期双膦酸盐时机(Bisphosphonate Timing Around Surgery):围手术期双膦酸盐时机仍是骨科团队的实际问题。现有观察性证据和专家共识提示,双膦酸盐通常可在骨折固定后约2至4周恢复,且无明确愈合受损证据。相反,计划性截骨常在术前和术后管理为数月无治疗间隔,直至放射学愈合确立。近期针对医学复杂神经肌肉脊柱侧弯儿童的脊柱数据提示,在选定患者中,当与手术团队仔细协调时,术前唑来膦酸可安全使用。
未来方向(Future Directions):近期治疗发展既凸显了当前儿科骨研究的进展,也显示了其局限。ORBIT和COSMIC Setrusumab试验尽管BMD效应有利,但主要结果为阴性,表明未来研究必须继续优先关注骨折结局和以患者为中心的功能指标,而非仅依赖密度测量改善。其他有前景的方向包括通过标准化成像方法改善椎体骨折检测、更广泛获得遗传诊断和解读,以及开发超越DXA的、更精确量化骨质量和微结构的方法,包括外周定量CT和骨小梁评分(trabecular bone score)。这些进展可能最终使临床医师能够更早、更精确地识别哪些儿童需要预防性干预、哪些最可能从靶向治疗中获益,以及如何在脆弱骨中个性化手术计划和植入物选择。
结论(Conclusion):儿童骨质疏松位于内分泌学、遗传学、康复学和骨科手术的交叉点。对儿科骨科外科医师而言,最佳照护取决于识别骨脆性的潜在原因、使用标准化儿科诊断标准、将医学治疗与手术计划整合,并进行跨专科协调。静脉双膦酸盐仍是多数临床显著骨质疏松儿童的标准药物基础。与此同时,Denosumab和新兴促合成治疗应谨慎并有选择地使用,直至获得更强的儿科安全性和骨折结局数据。