(三)饮水中有机物中毒
早在1924年苏联学者什哈罗夫等用大骨节病区水饲喂家兔,结果发现家兔消瘦、骨骼生长停滞。1940年日本学者绪方知三郎等对我国东北大骨节病区饮水中有机物进行分析,结果表明,大骨节病发病率与水中KMNO4耗氧量呈平等关系。另外有许多学者用酸化萃取法自病区饮水中检测 出腐殖酸,并证明其含量与大骨节病发病率有关。1959年河南省地方病防治所和河南医学院的专家灵宝县病区的15个自然村饮水进行调查分析,结果发现,有5个自然村浅井水无任何防护措施;有10个自然村饮用自山坡自然渗淋而下的“淋山水”,水面泛起一层油状物。20世纪90年代以来河南省地方病所与武汉大学的研究者,采用色谱-质谱法,对豫西洛宁县大骨节病区饮水进行分析,结果发现下述三类有机污染物:1、含多个碳-碳双键的直链烷烃和环状烷烃;2、饱和或不饱和烷基酸及其酯类;3、结构中带有羧基、羟基、甲氧基的芳香烃及其衍生物。
二、大骨节病的流行特征
(一)地区分布
我国大骨节病主要分布于自东北至西南延伸的一条宽阔的带状区域内,其病区分布具有典型的地方性,呈灶状分布。病区主要分布于山区、半山区、丘陵地带,如大兴安岭、长白山、燕山、吕梁山、太行山、秦岭、巴山、青藏高原、陕北黄土高原、毛乌素沙漠及内蒙古高原。个别不愿地区例如东北松辽、松嫩平原亦有病区分布。病区范围波及15个省区,约297个县(市、旗),约有200万人患大骨节病。
大骨节病区多地处荒凉偏僻山区,其地理环境和生存条件恶劣,经济发展缓慢,群众居住条件简陋,生活水平低下,多处于“贫病交加”境地。可喜的是改革开放以来上述情况发生了巨大改变,人民生活水平的提高、生活条件的改善,使大骨节病发病率大幅度下降。
(二)人群分布
大骨节病从幼儿到高龄老人均可发生,但以8-15岁学龄儿童为高发人群。青少年时期是骨骼发育极为活跃的阶段,同时也是内分泌器官功能最活跃的时期,故最易遭受内外环境中致病因子的损伤。
大骨节病性别间差异不明显,但16岁以上的青年及成人患者,男性略高于女性。大骨节病的发病与病区居住年限无关,从外地迁入病区的外来人群,发病率高于本地人群。不同民族、职业发病率之间无差异,但农业人口高发,且有家庭多发倾向。
(三)时间分布
大骨节病病种长、进展缓慢,故很难确定发病准确时间,在实际工作中多根据患者自述出现症状的时段来确定发病时间,以每年开始发病的患者数与该年人口总数求出历年来发病率。大量的资料表明大骨节病在一年各季节中发病率有很大差别,在四季分明的温还地区,多发生于春季(3-4月份),暖带多发于(2-3月份),而寒冷地带多发于春夏之交(4-5月份)。上述结论尚有争议,因为大骨节病人早期症状不明显,绝大多数早已患有本病的人自觉症状多在春天加重。故本病的季节性多发问题有待于客观、灵敏、准确的判定方法来进一步证实。
三、大骨节病的病理改变
软骨是具有支持作用和分化成骨作用的特殊结缔组织,在体内分布于关节面、骺板等处。人出生后骨组织的成熟发育一般有两种形式,即骨膜内成骨和软骨内成骨,其中软骨内成骨是长管骨纵向生长增加、身高增长的主要机制。机体内环境的紊乱及外环境中理化、生物致病因素均可影响软骨内成骨作用,并可破坏骨骼板软骨、关节面软骨结构,进而影生长发育。
大骨节病基本的发病机制是软骨成骨作用障碍和骨骺板软骨、关节面软骨结构的破坏;基本的病理改变是透明软骨营养不良性变性、坏死、继而增生、修复、从而导致软骨内成骨障碍、骨生长发育停滞。上述病理改变不断加重,最终使病人出现关节增生畸形、身材矮小等特征。
(一)基本病理改变
采用病区水、粮食饲喂动物已成功地复制出大骨节病动物(恒河猴)病理模型,并发现动物四肢软骨出现营养不良性退行性改变。这种改变与大骨节病尸检时关节病理学改变相一致。基本的改变是四肢骺板软骨细胞柱排列紊乱、短小、稀疏;骺板和关节内小灶性基质红染、原纤维显现,或出现小片无细胞区;骺板下骨小梁稀少、排列不整齐等;尚可见到范围较大、较严重的软骨坏死性病灶。
(二)基本病变部位
1.关节软骨 关节软骨面上可见不同程度的软骨坏死灶。轻者关节软骨深层小范围软骨细胞轮廓消失,核红染,但病灶内见不到软骨细胞增生反应。严重者关节软骨内层可见软骨组织灶状或带状凝固坏死,病灶内软骨细胞消失或残留少数细胞;基质均匀红染;坏死灶内形成(与关节平行的)裂隙。坏死灶周围软骨细胞增生,形成软骨细胞团。
由于上述病变(坏死和修复)过程交替出现,致使关节面凹凸不平,大本外观上可见不规则的裂隙、纹沟、丘样隆起、骨赘形成、骨端增粗,从而表现出变形性关节病外观。
2.骨骺板软骨 在骺板软骨的各层均可见到灶状、片状和带状软骨坏死灶,周围有软骨细胞增生所形成的细胞团。在坏死病灶内可见来自骨髓腔的纤维组织增生、侵入等修复现象。病变严重者,骨骺板可形成整层穿通,以致骨骺板部分或全部消失、融合。
贯穿骺板全层的坏死病灶,内部崩解形成裂隙。坏死灶在吸收、骨化的过程中,以规则的软骨内成骨和膜内成骨的方式形成骨化组织,导致骨干与骺板的早期骨性愈合。这种骺板与骨干的愈合可从骺板中央开始,逐渐向四周扩大,最终导致骨骼板部分或完全消失,此时该管状骨纵向生长停止。因此可以认为骺板与骨干的(坏死后)骨性愈合,是造成管状纵向生长信止、患者发生身材矮小、短肢、短指(趾)、畸形的病理基础。
四、大骨节病的临床表现
(一)症状与体征
大骨节病病程进展缓慢,早期可无明显自觉症状,常在不知不觉中手指、脚趾、肘、踝等关节增粗、弯曲、变形。随着病情发展病人可有乏力、食欲不振、肌肉酸痛、四肢麻木(或蚁走感)等症状,部分病人出现四肢关节晨起性僵硬,并伴有疼痛。劳动或天气变化时加重。
由于关节僵硬、疼痛,可使患者行走、下蹲、弯腰、抬臂困难,严重者影响生活和劳动能力,重症晚期病人短肢、短指(趾)、畸形,出现身材矮小,四肢出现不均匀性短缩。患者尺骨、桡骨特别短,致使手指不能触及大转子处;胫骨、腓骨缩短,并出现弯曲变形,致使步态不稳,走路左右摇摆。
大骨节病患者体征非常独特,早期即可出现手指末节粗大如鹅头状,并向掌侧弯曲。随着病情进展,关节增粗、变形,肌肉萎缩等改变出现于指间关节、足趾、踝、腕、掌指关节处;中期可发展至肘、膝关节;晚期累及户关节、髋关节及脊柱关节。对关节增粗部位触诊时呈骨样感觉,但患者并不感有压痛。指间关节增粗后外观如“算盘珠”状,触诊时可摸到一横行结节(赫伯登结节)。手腕部可变得扁宽或厚窄,并向尺侧(或桡侧)倾斜,尺骨茎突隆起。增粗的肘关节屈曲位弯曲,伸展受限。膝关节粗大,可呈“X”或“O”型弯曲。踝关节、足趾关节增粗,活动受限。由于关节增粗变形、活动范围受限,致使肌肉废用性萎缩,例如大小鱼际肌、肱二头肌、肱三头肌及腓肠肌等。
(二)X线表现
大骨节病由于年龄、病变部位、病变性质、轻重程度不一,使X线征象颇为复杂,但最基本的X线改变有以下6种。
1.干骺端先期钙化带模糊、凹陷、不整,或呈波浪状;
2.干骺端先期钙化带凹陷、硬化、增宽;
3.骨端骨性关节面毛糙、不整、凹陷;
4.骨端囊状改变、骨质缺损、骨刺或变形、粗大;
5.骨骺变形与干骺端早期闭合,或骨骺溶解、裂碎;
6.骨质疏松、骨纹理紊乱,骨干短缩、变形,关节变形并伴有关节腔内游离碎骨块;
以上变化可见于掌指骨、腕骨、尺骨、桡骨、肱骨、胫骨、腓骨、股骨及足踝部骨骼。
(三)大骨节病的实验室检验指标
大骨节病是一种进行性、营养不良性软骨组织病,其实验室指标多能反映机体低硒、胶原代谢紊乱、内分泌失调等病理改变。经常开展的实验室检验指标有以下几种。
1.血清、毛发、尿中硒水平 病区人群调查显示,患者上述生物标本中硒水平明显低于非病区。
2.谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)此酶的活性中心是含硒氨基酸,在体内催化一系列生化反应,阻止过氧化物的产生、堆积、从而减少组织过氧化物损伤。大骨节病区人群调查测定结果显示,GSH-Px活性均值明显低于非病区人群。
3.与胶原代谢有关的指标 由于软骨组织中富含胶原蛋白,近年来有诸多研究者检测分析了软骨组织中硫酸软骨素的硫酸化程度,同时分析了大骨节病患者尿中羟脯氨酸、羟赖氨酸排出量明显高于非病区人群,从而证实了大骨节病患者胶原代谢紊乱。
4.其他代谢酶活性 对大骨节病患者血清酶活性测定发现,血清碱性磷酸酶、谷草转氨酶、乳酸脱氢酶、羟丁酸脱氢酶等活性显著升高,从而反映了大骨节病存在着机体组织代谢功能紊乱。
五、大骨节病的预防措施与治疗原则
大骨节病是一种以缺硒为主的多病因生物地球化学性疾病,因此应采取综合性预防措施。综合全国范围内大骨节病防治经验,可采取补硒、改水、改粮、合理营养、改善环境条件、加强人群复查等综合性防治举措。
(一)预防措施
(1).补硒措施:把亚硒酸钠粉剂配成水溶液,喷洒到食盐中,制成1/60000的硒盐。如每人每日摄入15g硒盐,可从盐中摄取130ug的硒,再考虑膳食中的硒(约20ug),每人每日总摄硒量达150ug,此剂量即可满足人体需要,又不至于引起硒中毒。
(2)亚硒酸钠片:每片含亚硒酸钠1.0mg,1-5岁0.5mg,6-10岁1.0mg,10岁以上及成人2.0mg,每周服用一次。按上述剂量连续口服7-10次后,改为半月口服一次。
(3)富硒酵母:按含硒量计5岁以下25ug,6-10岁50ug,10岁以上75ug,每日一次。或把上述剂量乘以7,作为每周一次的口服剂量。
(4)高硒鸡蛋:每个高硒鸡蛋含硒约60ug,可隔2-3天食用一个。
(5)田间粮食作物施硒:将1.0克亚硒酸钠溶于10-20升水,然后在扬花期喷洒到0.067㎞粮食作物上,亦需在灌浆期2-3喷洒次。在土壤偏碱地区,也可按每亩玉米或小麦喷施亚硒酸钠20g,或把亚硒酸钠均匀混入玉米、小麦专用化肥中,制成富硒底肥,在播种时施入田间。如无严重洪水或涝灾,施富硒底肥一次可维持3年。
(6)含硒食物:在经济条件许可的前提下,适当增加含硒丰富的食物,如动物肝脏、禽蛋、鱼类、芝麻、蘑菇、大蒜等。
2.改水措施
(1)选择水质较好的生活饮用水水源:应水量充沛,水温恒定(冬夏均在14℃左右),感官性状良好,水中有鱼虾存活,水流经过之处生长有水芹菜等绿色植物。
(2)净化水质:可采用吸附或过滤方法对病区饮用水进行净化,例如对浅层地下水水井可在掏净后于井底加硫磺(每吨水25㎏),上层覆以砂石。另外可修造小型过滤池,其滤料为硫磺、碎煤粒、细沙、粗沙、棕树皮等。上述办法均可有效地去除水中有毒有害物质,坚持数年,大骨节病发病率会明显下降。
3.改良措施
(1)改旱田为水田:在以玉米小麦为主食的病区,扩大水稻种植面积,使大米在主食中比例增加至30%以上,可使大骨节病发病率明显下降;若大米比例达80%以上,基本可以控制大骨节病的发病。
(2)改自产粮为供应粮或非病区粮:病区居民主食中供应粮或非病区粮应超过50%,或达到90%以上,基本上可以控制大骨节病的发生。
(3)防止粮食霉变:粮食收获后彻底晒干、烘干,并置于通风干燥处存放,认防止产毒霉菌污染。
(4)膳食结构多样化:在没有条件实行旱田改水田或自产粮改供应粮的地区,应改变膳食结构,降低小麦、玉米在主食中的比例,增加大豆、小米摄入量。另外多种、多储、多吃蔬菜,力争达到每人每天摄入0.5kg(净重),以增加维生素和无机盐的摄入量,同时教育儿童克服不爱吃菜等偏食、挑食习惯。
4.人群筛查措施 大骨节病的早期发现主要依靠X线拍片,因此凡生活在大骨节病区的儿童,从断奶时起每年进行一次右手(包括腕关节在内)的X线拍片,一旦发现手指间关节干骺端或骨端异常,即可按大骨节病治疗。少数儿童右手部X线片可能无异常,但主诉有关节疼痛,检查时发现关节运动不灵活、手指向掌侧弯曲或手指末节向掌侧下垂,也应按大骨节病治疗。
(二)治疗原则
1.早期治疗 大骨节病治疗效果的好坏取决于能否“早发现、早确诊、早治疗”。对于早期患者除各种(如前所述)含硒制剂外,可运用解毒、抗氧化制剂,临床上经常选用的药物有维生素C、维生素E、葡萄糖醛酸钠、硫酸软骨素、复方硫酸钠等。同时可应用活血化淤、止痛通络中草药,如三七、丹参、桑寄生、独活、川羌等。上述中西医结合举措可明显阻止病情进展。
2.中晚期治疗 若未能早期发现,待关节增粗、变形后,治疗效果不佳,但仍可采取中西医结合方案,以便减轻疼痛、保护关节。具体手段包括药物治疗、物理治疗、手术治疗等。河南省地方病防治所的研究人员采用“经皮穿刺减压术”治疗晚期疼痛剧烈的大骨节病患者,具有良好的疗效。其基本原理在于打破了“骨内微循环障碍与骨内压增高互为因果”的恶性循环,对关节僵硬、疼痛难忍、步履蹒跚具明显的缓解作用。