髋部结构分析与多发脆性骨折：来自大型横断面临床队列的证据

《Calcified Tissue International》：Hip Structural Analysis and Multiple Fragility Fractures: Evidence from a Large Cross-Sectional Clinical Cohort

　　

摘要专业翻译 髋部结构分析参数（hip structural analysis parameters, HSAP）与髋部骨折风险相关，但其与多发脆性骨折表型的关联此前尚未得到充分阐明。研究人员分析了2004年6月至2019年11月期间转诊患者的11项DXA衍生髋部结构分析参数。研究定义了五种互斥的骨折表型：无骨折、单次髋部骨折、单次非髋部骨折、多发非髋部骨折、以及包含至少一次髋部骨折的多发骨折。研究人员针对每个髋部结构分析参数分别拟合多项逻辑回归模型，结果以每标准差增加的比值比（odds ratio, OR）表示，并校正FRAX协变量及左侧股骨骨密度（bone mineral density, BMD）。所有检验均采用Benjamini-Hochberg错误发现率校正。另进行了右侧髋部敏感性分析以评估双侧一致性。研究共纳入35,647例患者（平均年龄64.5岁，82%为女性）。其中13,777例（38.6%）发生脆性骨折，包括1,044例（2.9%）单次髋部骨折、9,723例（27.3%）单次非髋部骨折、2,268例（6.4%）多发非髋部骨折、以及742例（2.1%）包含至少一次髋部骨折的多发骨折。经多重检验校正后，孤立性髋部或非髋部骨折表型未观察到有意义的关联。包含至少一次髋部骨折的多发骨折与更大的髋轴长度（OR 1.44，95% CI 1.28–1.63）、股骨颈直径（OR 1.24，95% CI 1.11–1.38）以及质心至股骨颈上缘距离（OR 1.35，95% CI 1.21–1.51）独立相关。髋部结构分析参数与包含至少一次髋部骨折的多发骨折显著相关，而非孤立性骨折表型，这可能反映了局部结构脆弱性与更广泛的生物力学不稳定性。

论文解读

一、研究背景与研究目的

骨质疏松症以骨密度（bone mineral density, BMD）降低和骨微结构退化为特征，使个体易发生低能量脆性骨折，显著增加发病率和死亡率。脆性骨折每年给英国国家医疗服务体系（NHS）造成约46亿英镑的经济负担，且随人口老龄化持续上升。由于骨质疏松在骨折发生前通常无症状，临床管理的核心在于骨折发生前识别高风险患者，以便及时启动抗骨吸收治疗。临床上常用FRAX和QFracture等骨折风险评估工具，其中FRAX整合了年龄、性别、体质指数（body mass index, BMI）、骨密度及类风湿关节炎等合并症。更新的FRAX版本拟纳入髋轴长度（hip axis length, HAL）等髋部结构分析（hip structural analysis, HSA）变量，反映学界对骨密度之外骨骼结构因素重要性的日益关注。

HSA可提供DXA衍生的股骨近端几何测量指标，包括髋轴长度、颈干角（neck-shaft angle, NSA）、股骨颈宽度、横截面积（cross-sectional area, CSA）、皮质厚度（cortical thickness, CT）、截面模量（section modulus, Z）和屈曲比（buckling ratio, BR）等。大型队列研究和荟萃分析已证实，更宽的股骨颈、更长的髋轴长度和更高的屈曲比可独立于骨密度增加髋部骨折风险。然而，既往研究大多聚焦于HSA参数与单一骨折事件（通常为髋部骨折）的关联，而HSA参数与多发脆性骨折表型之间的关系仍缺乏充分研究。鉴于初次骨折后一年内再次骨折风险可高达32%，且骨折级联效应具有重要临床意义，探讨髋部结构参数与多发骨折表型的关联具有重要价值。既往研究提示跌倒风险和饮酒是多发脆性骨折的重要预测因素，表明生物力学稳定性可能在骨折易感性中发挥关键作用。本研究旨在利用大型观察性临床队列，探讨HSA参数与多发脆性骨折发生风险之间的关联。

二、研究方法与关键技术

研究人员利用英格兰西北部区域DXA服务2004年6月至2019年11月期间转诊患者的临床数据，共纳入35,647例患者（平均年龄64.53岁，82%为女性）。扫描采用GE Lunar Prodigy系统，按照国际临床骨密度学会指南操作，常规获取双侧股骨和腰椎图像。研究定义了五种互斥的骨折表型：无骨折、单次髋部骨折、单次非髋部骨折、多发非髋部骨折、以及包含至少一次髋部骨折的多发骨折。统计分析采用多项逻辑回归模型，每个HSA参数单独建模以避免共线性，结果以每标准差增加的比值比表示，校正年龄、性别、BMI、糖皮质激素使用、类风湿关节炎、过量饮酒、吸烟、骨折家族史及左侧股骨总BMD。所有检验经Benjamini-Hochberg错误发现率校正。主要分析采用左侧髋部数据，另以右侧髋部数据进行敏感性分析以评估双侧一致性。

三、研究结果

基线特征比较：三组（无骨折、单次骨折、多发骨折）在年龄、BMI、髋轴长度、强度指数、股骨头至最小截面惯性矩距离、截面惯性矩、横截面积、质心至股骨颈上缘距离、屈曲比及左侧股骨总BMD等方面存在显著差异。总体上，骨折负担增加伴随股骨强度和结构指标下降，屈曲比随骨折负担增加而升高。髋部骨折患病率从单次骨折组的9.7%升至多发骨折组的24.7%。

左侧髋部HSA与多发脆性骨折：以无骨折为参照，经多重检验校正后，未发现任何HSA参数与单次髋部骨折、单次非髋部骨折或多发非髋部骨折表型显著相关。但在包含至少一次髋部骨折的多发骨折组中，多个几何参数在校正后仍显著相关，包括髋轴长度（OR 1.44，95% CI 1.28–1.63）、股骨颈直径（OR 1.24，95% CI 1.11–1.38）、截面惯性矩（OR 1.25，95% CI 1.09–1.42）和质心至股骨颈上缘距离（OR 1.35，95% CI 1.21–1.51），均为每1个标准差增加的比值比。值得注意的是，将单次髋部骨折与包含至少一次髋部骨折的多发骨折直接比较时，未发现显著关联。

敏感性分析：右侧髋部分析显示，与左侧结果总体相似。包含至少一次髋部骨折的多发骨折组中，髋轴长度（OR 1.37，95% CI 1.22–1.54）、强度指数（OR 0.82，95% CI 0.73–0.92）、股骨颈直径（OR 1.20，95% CI 1.07–1.33）和质心至股骨颈上缘距离（OR 1.30，95% CI 1.17–1.45）在校正后仍显著。髋轴长度、股骨颈直径和质心至股骨颈上缘距离在左右两侧均显著，支持这些关联的双侧一致性；右侧髋部还额外显示与较低强度指数的显著关联。

补充分析：未校正模型中多个HSA参数与单次髋部、单次非髋部及多发非髋部骨折相关，但校正FRAX相关变量后这些关联不再显著。部分HSA参数与包含至少一次髋部骨折的多发骨折的关联在校正后仍保持显著，且具有相对的双侧一致性。

四、讨论与结论

本研究的核心发现是HSA参数与包含至少一次髋部骨折的多发骨折这一最严重骨折表型显著相关，而孤立性骨折表型未显示显著关联，提示股骨近端几何结构可能与更广泛的骨折易感性相关。质心至股骨颈上缘距离增大可能反映骨皮质质心向下移位，在侧向跌倒时增加上侧皮质的拉伸应力；更宽的股骨颈可能伴随不成比例的较薄皮质；更长的髋轴长度可能增加冲击时经股骨颈传递的弯曲力。这些发现共同支持股骨近端几何结构在骨折机械易感性中的作用。然而，多发骨折表型中包含非髋部骨折，提示这些关联可能无法仅由局部髋部生物力学解释。髋部结构可能与局部BMD和身体成分相关，不良脂肪分布与跌倒风险增加相关，提示骨密度、局部组织成分和股骨近端几何结构的组合可能共同促成更复杂的骨折表型。本研究的局限性包括横断面设计无法确定骨折时间顺序、患者自我报告骨折可能存在回忆偏倚、以白人女性患者为主可能限制普适性、部分表型样本量较小可能降低统计效力，以及缺乏抗骨质疏松治疗信息可能影响结果。

研究结论：HSA参数与包含至少一次髋部骨折的多发脆性骨折相关，这是本研究考察的最严重骨折表型。更大的髋轴长度、股骨颈直径和质心至股骨颈上缘距离与该表型相关。这些发现提示股骨近端几何结构的特定方面可能与更严重的脆性骨折表型相关，超越了孤立性髋部/非髋部骨折甚至多发非髋部骨折。未来需开展前瞻性研究，以确定HSA是否能改善多发骨折的预测，以及其关联是否独立于骨折顺序、BMD、跌倒和其他骨折风险决定因素。