《Bone》:Mapping the evidence: Effects of malnutrition and sarcopenia on fracture healing
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本研究系统评估肌少症和营养不良对骨折愈合的影响,发现两者均增加非愈合风险及术后并发症和死亡率,动物模型显示蛋白质缺乏导致骨痂质量下降。建议临床早期筛查并联合营养干预。
Maria V. Velasquez-Hammerle | Mason Garcia | Prateek Misra | Menooa Simonian | Nazanin Nafisi | Ahmad Hedayatzadeh Razavi | Olaia Rackauskas | Edward K. Rodriguez | Ashkan Vaziri | Ara Nazarian
肌肉骨骼转化创新计划,贝斯以色列女执事医疗中心,哈佛医学院,波士顿,马萨诸塞州,美国
摘要
目的
确定肌肉减少症和营养不良如何影响骨折愈合的结果,并确定其在筛查和骨折围期护理中的临床意义。
方法
通过PRISMA指南进行的搜索(PubMed/MEDLINE、Cochrane Central、Cochrane Library;最后一次搜索日期为2024年6月25日;仅考虑英文文献)发现了评估肌肉减少症或营养不良状态下骨折愈合的体内人类和动物研究。两位审稿人独立筛选记录、提取数据,并使用MINORS工具评估偏倚风险。主要结局指标为骨折不愈合(根据各研究的定义)。次要结局指标包括愈合时间、手术并发症、死亡率以及生物力学特性。由于数据异质性较大,采用了结构化的叙述性综合分析方法。
结果
共有12项研究符合纳入标准:7项人类研究(4项涉及营养不良,3项涉及肌肉减少症)和5项动物研究(均涉及营养不良)。大规模数据库研究表明,营养不良与较高的骨折不愈合风险(例如,比值比约为2.0)以及术后并发症和死亡率相关。不同研究中营养不良和肌肉减少症的定义各不相同,包括生化标志物、人体测量指标、基于影像的肌肉评估以及临床筛查工具。由于这种异质性,关联分析采用了研究层面的定义而非标准化的诊断阈值。小型临床队列研究显示,肌肉减少症与较高的骨折不愈合率相关;在一项随机试点研究中,饮食中的蛋白质/能量摄入结合运动可以改善功能并减轻疼痛,同时适度缩短愈合时间。动物模型显示,在蛋白质限制条件下,骨密度(BMD)和骨矿物质密度(BMC)降低,骨痂成分发生变化,早期机械强度减弱,但在重新喂养后部分恢复。研究间的异质性和中等至较差的研究质量限制了结果的普遍性。
结论
无论是人类还是动物数据均表明,营养不良和肌肉减少症会对骨折愈合产生不利影响,增加骨折不愈合和并发症的风险,并降低早期骨痂的质量。这些发现强调了在骨折患者中早期识别肌肉减少症和营养风险的重要性。尽管新兴数据表明针对性干预可能有益,但现有证据仍有限,因此在进行常规临床应用之前需要进行充分样本量的随机试验。
证据等级
系统评价,I级。
引言
肌肉减少症(即肌肉质量和功能的逐渐丧失)和营养不良在骨科患者中较为常见,被认为是导致脆弱性骨折和低骨密度的独立风险因素[1]。两者共同作用可能形成“骨肌减少症”,即肌肉和骨骼的联合恶化[2]。骨折的患病率很高且持续增长;2019年全球新发骨折病例约为1.78亿例[3],造成了巨大的残疾和成本负担[4],这凸显了预防和优化护理的必要性。
尽管营养不良[5]和肌肉减少症[7][8]与较差的骨科结局相关,但由于先前研究在营养不良、肌肉减少症和骨折愈合的定义、研究人群以及结局指标方面存在差异,因此其对骨折愈合的影响程度尚不明确。因此,难以汇总相关证据,也未得出可操作的阈值或筛查/管理方案。
尽管营养不良和肌肉减少症与不良的骨科结局相关,但它们对骨折愈合的具体影响程度和一致性仍不清楚。以往的研究在营养不良、肌肉减少症和骨折愈合的定义上存在不一致性,招募的人群也各不相同,报告的结局结果也多样化,这限制了数据汇总和临床应用。通过PRISMA指南进行的综合分析既标准化了核心结局指标,又清晰地展示了证据的应用范围(例如营养风险筛查和早期优化),同时避免了当前文献无法支持的过度机械性推断。
因此,本综述采用PRISMA指南进行系统评价,并绘制了涵盖人类和动物研究的证据图谱。其主要目的是总结营养不良和肌肉减少症的定义/测量方法,并使用研究层面的定义评估它们与骨折愈合状态之间的关联;当未明确指定时,延迟愈合被定义为愈合超过预期的3-6个月而没有进展,而骨折不愈合则定义为约9个月(或更早出现临床/影像学上的愈合停止)[9]。次要结局指标包括愈合时间、骨痂/骨骼的机械特性、术后并发症(如手术部位感染、伤口问题)以及死亡率。由于暴露因素和结局指标的定义差异较大,采用了结构化的叙述性综合方法,该方法预先规定了报告特定研究的效应估计值,并突出显示了具有共识的结果,而非合并不可比较的数据,从而提供临床相关的指导,并识别出需要进一步研究的领域。
文献检索
2024年6月25日,根据PRISMA 2020指南,在PubMed(MEDLINE)、Cochrane Central注册库(CENTRAL)和Cochrane Library进行了全面检索。医学图书馆员协助制定了检索策略:(“sarcopenia”[MeSH] OR sarcopenia[tiab] OR “malnutrition”[MeSH] OR malnutrition[tiab] AND (“bone fracture”[tiab] OR “fracture healing”[tiab] OR “fractures, bone”[MeSH] OR “fracture healing”[MeSH])。检索时间范围为……
研究选择与特征
保留并逐字报告了各研究中关于营养不良、肌肉减少症以及骨折愈合的定义,以保持透明度并避免在不同研究设计之间进行不适当的统一处理。共有12项研究符合纳入标准(7项人类研究;5项动物研究)。各筛选阶段的流程及计数器/分母数据(识别记录、去重、标题/摘要筛选、全文评估及排除原因)在PRISMA图中展示(图1)。
总结
总体而言,大规模注册分析和小型临床队列研究均支持营养不良是骨折不愈合和并发症的独立风险因素;早期证据表明,如果不通过针对性的营养和锻炼措施进行干预,肌肉减少症可能会加重愈合过程。动物模型通过显示蛋白质/热量限制下的骨痂成分和机械强度缺陷,证实了这一生物学现象。然而,由于研究中定义和结局指标的异质性,这些发现尚需进一步验证。
讨论
本系统评价综合了12项研究(7项人类研究和5项动物研究),探讨了肌肉减少症和营养不良与骨折愈合之间的关系。大规模行政数据集和小型临床队列的研究均显示,营养不良与较高的骨折不愈合风险及术后并发症和死亡率相关[13][15][16]。有限的临床数据表明,如果不加以干预,肌肉减少症也可能恶化愈合过程。
结论
尽管存在研究异质性,但人类和动物研究结果的一致性表明,营养不良和肌肉减少症是具有临床意义的、可改变的风险因素,会导致愈合延迟、骨折不愈合和并发症。虽然需要更高质量、标准化试验来确定确切的效应大小,但现有证据支持将系统筛查和早期优化作为骨折护理的合理组成部分。这些发现强调了早期识别肌肉减少症和营养风险的重要性。
作者贡献声明
Maria V. Velasquez-Hammerle:撰写初稿、方法学设计、数据分析。
Mason Garcia:撰写与编辑、方法学设计、数据分析。
Prateek Misra:撰写与编辑、数据分析。
Menooa Simonian:撰写与编辑、数据分析。
Nazanin Nafisi:撰写与编辑、数据分析。
Ahmad Hedayatzadeh Razavi:撰写与编辑、数据分析。
关于写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
作者在本研究中未使用任何AI工具。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。