韓 煜，何 悅

放射治療是口腔頜面-頭頸部惡性腫瘤綜合治療過程中的重要方法，被廣泛應用于惡性腫瘤的初期治療、手術輔助治療、放化療結合治療以及晚期或不可切除的惡性腫瘤的姑息治療[1-2]，但是放射治療同樣會對位于輻射場內的健康組織造成傷害，這種傷害在頭頸部區(qū)域尤為明顯。放射性頜骨壞死(Osteoradionecrosis of the jaws, ORNJ)是口腔頜面-頭頸腫瘤放療后發(fā)生的最嚴重并發(fā)癥之一，由Regaud[3]于1922年首次報道，發(fā)病率為5%～15%[4-6]，主要表現(xiàn)為口腔頜面部軟、硬組織的纖維化、頜骨壞死、死骨暴露、瘺管形成，溢膿，張口受限，面部畸形，伴有劇烈疼痛和惡臭，嚴重影響患者的生存質量甚至危及生命[7-8]，其病情進展不可逆轉且難以治療，是當代醫(yī)學面臨的一大難題。目前關于ORNJ的病因及發(fā)病機制尚不明確，主要有五種學說：“三要素”學說、“三低”學說、組織纖維萎縮學說、微血管栓塞學說和細菌感染學說，本文現(xiàn)將該病的病因學學說綜述如下。

1 “三要素”學說

1960年Gowgiel[9]鏡下觀察ORNJ標本發(fā)現(xiàn)了細菌的存在，骨髓腔充滿大量炎性細胞，提示細菌可能在ORNJ發(fā)病過程中起重要作用。在此基礎上Meyer[10]于1970年提出了放療、創(chuàng)傷和感染的“三要素”學說，認為放射性頜骨壞死是由于放療引起頜骨組織的活力喪失，各種原因導致的組織創(chuàng)傷為口腔細菌侵入頜骨創(chuàng)造了途徑，造成細菌侵入并引起廣泛的組織破壞形成經久不愈的感染性疾病，最終導致ORNJ的發(fā)生?！叭亍睂W說強調了創(chuàng)傷的重要性，指出拔牙造成的頜骨損傷以及頜骨手術所產生的尖銳骨突是誘發(fā)ORNJ發(fā)生的重要原因。該理論也指出，放療后的頜骨對細菌缺乏抵抗力，細菌侵入頜骨后感染迅速發(fā)展導致了放射性骨髓炎的發(fā)生，并可蔓延至整段頜骨、死骨暴露、不能愈合。放療、創(chuàng)傷和感染的“三要素”學說是首次提出的系統(tǒng)的ORNJ病因學理論，提出后的十余年內得到了學者的廣泛認同，奠定了抗生素治療ORNJ的理論基礎。但該學說存在一定的局限性，研究者未對病變頜骨組織進行微生物培養(yǎng)或頜骨組織切片進行驗證，同時該學說不能解釋在乏血管的組織中存在化膿性炎癥性組織破壞。

2 “三低”學說

“三要素”學說提出后的臨床研究顯示，無創(chuàng)傷和感染的自發(fā)性ORNJ占全部ORNJ的10%～48%[11-12]，進一步凸顯了“三要素”學說的局限性。針對其局限性，Marx[13]對12例放射性頜骨壞死患者的死骨組織進行組織病理學檢測，發(fā)現(xiàn)顯微鏡下ORNJ表現(xiàn)為骨細胞及成骨細胞壞死、破骨細胞增多、血管內皮細胞壞死、玻璃樣變，并伴小血管栓塞、骨髓腔纖維性變、結締組織中血管和細胞成分減少，病變區(qū)域組織整體呈現(xiàn)出低血管、低細胞、低氧的狀態(tài)。對壞死骨組織進行需氧菌、厭氧菌和真菌培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)僅在頜骨表面檢測到輕微的感染，且培養(yǎng)出的微生物種類復雜、無明確的致病菌，而在壞死骨深處未檢測到微生物感染、也無法培養(yǎng)出細菌或真菌。

基于以上發(fā)現(xiàn)Marx提出了以“低細胞-低氧-低血管密度”為核心的“三低”學說，認為ORNJ主要是由于放射線對輻照區(qū)域內組織細胞的直接損傷，細菌感染及創(chuàng)傷在ORNJ的發(fā)病過程中只起到污染作用，創(chuàng)傷只是導致ORNJ的一個協(xié)同因素。高劑量的放射線引起增生性內動脈炎，誘發(fā)組織缺血和缺血性骨壞死，缺血還導致成骨細胞和破骨細胞的死亡，共同造成了“低細胞活性、低血管密度、低氧含量”的環(huán)境，由持續(xù)性缺氧驅動的組織破壞導致細胞死亡和膠原分解超過細胞復制、膠原合成的速度，使代謝需求超過了機體供給，最終引起慢性不愈的傷口形成。

“三低”學說的提出是ORNJ發(fā)病機制研究歷史中的一座里程碑，長期在學術界居于主導地位，基于該學說提出的高壓氧(hyperbaric oxygen, HBO)治療也長期作為ORNJ的標準保守治療方式，其治療作用在很長一段時間里得到了廣泛認可。同年Marx[14]根據(jù)患者對高壓氧治療的臨床效果將ORNJ分為Ⅰ～Ⅲ三期，為頜骨放射性骨壞死的研究做出了巨大貢獻。最初有關HBO治療ORNJ的研究多取得了積極的結果[15-16]，但近年來高壓氧治療的確切療效逐漸受到不同程度的質疑[17-20]，Annane等[21]進行的一項多中心、隨機、雙盲、安慰劑對照試驗臨床試驗結果顯示，重度下頜骨放射性骨壞死患者沒有從高壓氧治療中獲益，甚至因為HBO組比安慰劑對照組效果更差(治愈率分別為19%和32%)而提前終止?！叭汀睂W說的統(tǒng)治地位已受到挑戰(zhàn)。

3 放射誘導纖維萎縮學說

近年來對ORNJ的研究發(fā)現(xiàn)，在ORNJ發(fā)生過程中放射線對細胞的損傷早于輻照區(qū)域內的血管病變，2004年Delanian等[22]提出了放射誘導組織纖維萎縮(radiation-induced fibroatrophic theory, RIF)的新觀點。根據(jù)RIF學說，ORNJ包括連續(xù)進展的三個階段：①纖維化前期：常在放療后幾個月出現(xiàn)，臨床上無明顯癥狀，內皮細胞改變?yōu)楸酒谥饕慕M織學變化，放射線導致局部組織、內皮細胞等的損傷，受損的組織細胞釋放大量的氧自由基(reactive oxygen species，ROS)，產生趨化因子吸引白細胞到達損傷部位，引發(fā)一系列的急性炎癥反應，從而促使多核細胞及其他巨噬細胞產生更多的ROS，導致血管內皮破壞、血管栓塞、局部缺血、最后組織壞死。內皮細胞天然屏障破壞后，結締組織直接暴露，激活間質細胞成纖維活性。②纖維化期：常發(fā)生在放療后幾年內，由于失去血管內皮細胞屏障，各種細胞因子滲入，ROS介導的細胞因子釋放，如轉化生長因子-β1、腫瘤壞死因子-α、成纖維細胞生長因子-β、結締組織生長因子、白細胞介素-1、白細胞介素-4、白細胞介素-6 等，促使成纖維細胞轉化為肌成纖維細胞，使肌成纖維細胞表型持續(xù)存在。這些肌成纖維細胞異常增殖、大量分泌細胞外基質(extracellular matrix, ECM)成分，ECM過度沉積、不斷吞噬周圍組織。此期組織學檢查中可見片狀活躍的RIF區(qū)域，紊亂的細胞外基質中包含大量激活的成纖維細胞或肌成纖維細胞，乏細胞區(qū)域可見致密硬化的細胞外基質中包含衰老的纖維細胞。③纖維萎縮期：可持續(xù)至放療后5～30年，此期肌成纖維細胞最終也凋亡、消失，細胞外基質濃縮和改建，形成少細胞、少血管且纖維化的頜骨，頜骨壞死最終形成。

RIF學說提出后逐漸得到了學者們的肯定和推崇，已成為目前ORNJ發(fā)病機制的主流學說[23-25]。隨后，何悅等[26]提出了放射誘導的纖維萎縮機制在放射性頜骨壞死的發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要作用的觀點，認為在頜骨及其周圍組織中存在上皮細胞、內皮細胞、平滑肌細胞、成纖維細胞、骨髓基質干細胞等肌成纖維細胞(myofibroblast, MFB)的分化來源，而肌成纖維細胞的抗凋亡特性及異常分泌細胞外基質成分的能力可能是頜骨放射性骨壞死起源的重要原因之一；宗春琳等[27]認為MFB可能是放射性頜骨壞死的關鍵效應細胞，MFB長期快速增生，產生大量的細胞外基質蛋白、分泌膠原并造成組織張力升高，使受放射區(qū)域組織合成和降解平衡被破壞，骨間質減少而被低活性的纖維組織所替代最終在各種物理化學刺激影響下發(fā)生放射性頜骨壞死，這種影響可能持續(xù)至放療后幾十年，進一步補充完善了RIF學說。

Delanian等[28]根據(jù)本理論提出了己酮可可堿聯(lián)合生育酚的抗纖維化治療方案并在一項Ⅱ期臨床試驗中進行了初步驗證，為ORNJ的臨床治療提供了新的方向。最新meta分析結果顯示使用上述藥物治療方案治療ORNJ時，完全恢復或顯著改善的比例計算為62.7%(標準差3.4%，95%置信區(qū)間55.8%～69.1%)，28%的患者疾病無進展且不需要進一步的手術治療，僅在7%的病例中疾病進展、需要進行手術干預，提示己酮可可堿聯(lián)合生育酚的抗纖維化治療方案對ORNJ是有效的[17]，近年來多項有關抗纖維化治療ORNJ的臨床研究同樣顯示出積極的治療效果[29-33]，也更進一步證明了RIF學說的可靠性。

4 微血管栓塞學說

血管減少和組織纖維化是終末期ORNJ的共同特征，多年來一直有學者主張微血管栓塞學說，認為在骨組織經輻射后受損的同時，血管也因輻射發(fā)生一系列形態(tài)及功能上的變化，并成為導致ORNJ發(fā)生的重要原因之一。放射治療后的早期，頜骨內的血管內膜腫脹，局部血流速率增加將骨髓間充質干細胞帶到受照射的骨骼區(qū)域[34]，后期則因血管壁增厚和內皮增生突向管腔，造成血管狹窄和閉塞，導致局部血供銳減或終止，加速ORNJ的進展。有學者通過構建放射性頜骨壞死動物模型發(fā)現(xiàn)放療對血管內皮細胞的損傷導致局部血流減少在放射性頜骨壞死的發(fā)生、發(fā)展過程中起著關鍵作用，研究發(fā)現(xiàn)放療后15 d頜骨內血管的血流降至正常組織的50%以下，微血管損傷的發(fā)生早于骨重塑功能的喪失和骨破壞的出現(xiàn)，這一結果說明表明微血管損傷可能在ORNJ的發(fā)生中起關鍵作用[35]。

5 細菌感染學說

Marx[13]由于未能在壞死骨深處檢測到微生物感染，而在“三低”學說中提出ORNJ是一種無菌性壞死、細菌感染僅在ORNJ中起表面污染作用的觀點，多年來被廣泛認可。然而隨著微生物檢測手段及技術的進步，這一觀點也受到了挑戰(zhàn)。Store等[36]通過DNA-DNA雜交技術對12例無骨質外露、骨膜完整的放射性壞死下頜骨深髓標本進行了細菌檢測并在所有樣本中均檢測到了大量細菌DNA，以厭氧菌為主，其中牙齦卟啉單胞菌濃度最高，其次是具核梭桿菌多形亞種，并在所有樣本中均檢測到了放線菌、直腸彎曲菌和侵蝕艾肯菌。作者提出細菌感染可能是導致ORNJ的另一種組織破壞機制，輻照后的頜骨喪失了對細菌的抵抗能力，并且輻射會在骨骼內引發(fā)一種髓內的炎性反應，擴散后形成“放射性骨髓炎”，以厭氧菌為主的細菌髓內感染，可能在ORNJ的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮遠比表面污染物更重要的作用。

綜上所述，ORNJ的確切發(fā)病機制目前仍不明確，“三低”學說是曾經較為普遍接受的理論但存在一定局限性；“三要素”學說在“三低”學說提出后曾一度被推翻，但在細菌感染學說的補充下再次得到一定認可；微血管栓塞學說提出微血管損傷可能在ORNJ的發(fā)生中起關鍵作用；RIF學說是目前能更好解釋ORNJ病理生理過程的學說，其認為放射線引起成纖維細胞與肌成纖維細胞過度增殖與分化、細胞外基質過度沉積與改建、并最終導致骨壞死的發(fā)生，相關細胞生物學和分子生物學研究也支持該理論，但是ORNJ發(fā)病過程中肌成纖維細胞的來源及其分子調控機制研究較少，仍有待于進一步深入的研究。