来源：中华临床医师杂志（电子版）
膝骨关节炎（knee osteoarthritis, KOA）是中老年人常见的一种退行性疾病，主要表现为膝关节的疼痛、功能丧失或畸形。中国健康与养老追踪调查数据库显示，我国症状性KOA患病率为8.5%，其预防与治疗为医疗领域尤其是骨科医师带来极大的挑战[1]。2018年，中华医学会骨科学分会关节外科学组及吴阶平医学基金会骨科学专家委员会制定了膝骨关节炎阶梯治疗专家共识，其通过评价患者的主观疼痛程度和客观影像学检查，将KOA分为初期、早期、中期、晚期共4期，相应地确定了基础治疗、药物治疗、修复性治疗和重建性治疗4级阶梯治疗层次，指导医生根据患者KOA的不同程度进行相应治疗[2]。基础治疗和药物治疗可以贯穿于KOA患者疾病管理的全过程，而修复性治疗和重建性治疗等手术干预的“治疗窗”较窄，更具有阶梯性特点。近些年随着KOA阶梯治疗理念的提出和推广，越来越多的骨科临床医师对保膝手术治疗展现了极大的热情与积极性[3]，所谓保膝手术是相对于全膝关节置换术（total knee arthroplasty, TKA）的概念，即保留膝关节的解剖结构与功能，包括膝关节镜手术、膝关节周围截骨术、部分膝关节置换术。因此，我们认为有必要突出强调KOA阶梯化手术治疗的理念，以资参考。
1.第1阶梯：关节镜手术关节镜在KOA治疗的应用场景比较广泛，如游离体、半月板撕裂、滑膜病变、软骨病变等情况的处理。既往某些研究，例如2002年和2008年在新英格兰杂志发表的随机对照试验认为，关节镜清理术对KOA人群的治疗效果与假手术组无异，且相对于物理和药物治疗来说没有额外获益[4, 5]。这些结果使关节镜在KOA治疗中的应用备受争议。但随后大量学者对此类随机对照研究进行深入分析，发现了其潜在的许多不足，如设计缺陷、选择偏倚、交叉问题等[6, 7]。我们提出的第1阶梯关节镜手术主要包括关节镜下取出造成机械症状的游离体与部分半月板切除，以及关节镜下的软骨修复术。
1.1.部分半月板切除
我们认为半月板退变是KOA的早期表现。关节镜下部分半月板切除（arthroscopic partial meniscectomy, APM），即将撕裂的半月板修整至边缘稳定的状态。2016年欧洲运动创伤/膝关节外科/关节镜学会（European Society of Sports Traumatology, Knee Surgery, Arthroscopy, ESSKA）建立了关于半月板退变外科处理的共识[8]。共识提出，对于伴有KOA（K-L分级≥2）的膝关节疼痛，关节镜灌洗和清理（半月板、软骨、滑膜）的作用微乎其微，考虑手术不应该作为一线治疗。该共识将APM适应证总结如下：①保守治疗3月后；②持续疼痛伴随或不伴随半月板退变相关的机械症状；③X线正常但核磁可见半月板3级退变。若患者机械症状如弹响、绞索等发作频繁，可考虑提前手术干预。
关于关节镜术后向TKA的转化率，Abram等报告英格兰746,630名年龄范围在60-79岁的患者，在接受APM之后2年内行TKA的总体比例为16.5%[9]。Aprato等回顾性分析289例在50-70岁接受APM的患者并随访长达20年，报告总体TKA转化率为15.7%，且平均手术间隔为7年[10]。由此可见，APM在KOA治疗中的适应证较窄，需要我们在临床中严格把握，应作为半月板退变的二线治疗。
1.2.软骨修复术
软骨修复术适用于KOA早期阶段出现的单独的软骨或骨软骨损伤。主要包括两部分技术，一部分是以微骨折为代表的骨髓刺激技术，通过在软骨下骨板制造多个穿孔或“微骨折”，暴露骨髓血管，形成血块附着在表面，进而化生为纤维软骨。虽然生物力学性能不如正常透明软骨，但早中期研究报道患者术后亦可获得疼痛缓解和膝关节功能的明显改善。可获更优结果的适应证包括①体重指数（body mass index, BMI）低于30 kg/m2；②年龄＜40岁；③缺损小于4cm2；④症状出现小于12个月[11]。另一部分是以自体骨软骨移植（osteochondral autologous transplantation, OAT）和自体软骨细胞移植（autologous chondrocyte implantation, ACI）为代表的软骨移植术。OAT从膝关节非负重区取骨软骨柱移植到软骨病变处覆盖缺损，但骨软骨柱与周围软骨间的纤维连接需要时间较长，多用于国际软骨修复协会（international cartilage repair society, ICRS）分级为3或4，面积在2-6cm2，深度为＜10mm的局灶性缺损[12]。ACI手术分两阶段，首先从膝关节非负重表面进行软骨活检，将样本送到实验室分离软骨细胞并培养，通常在初次手术6周后，再进行软骨移植手术。其主要适用于局灶面积1-4cm2，ICRS 3-4级的软骨缺损。ACI目前已发展至第三代技术，然而在临床中的使用仍处于初级阶段，且成本较高，需要进一步的长期研究证实疗效[13]。
2.第2阶梯：膝关节周围截骨术截骨矫形适合膝关节力线不佳来源于关节外畸形的单间室骨关节炎患者，主要包括股骨远端截骨和胫骨高位截骨。股骨远端内翻截骨主要应用于矫正膝外翻合并外侧间室骨关节炎，由于临床上存在外翻畸形的KOA患者仅占10%，故我们主要以胫骨高位截骨（high tibial osteotomy, HTO）为代表进行讲述。HTO的普及最早始于1965年Coventry的报道，但随着TKA的推广，其使用率一度下降。近年来，保膝理念被越来越多的骨科医生所接受，结合锁定钢板技术的进步，以内侧开放楔形截骨术式为主要代表的HTO再次获得青睐，其旨在通过卸载受累的膝内侧间室来减轻疼痛和延缓KOA进展[14]。
HTO的理想适应证包括：①症状性的单间室KOA；②畸形小于20°且主要来源于关节外；③年轻（一般<65岁）且活跃的患者；④正常范围的BMI；⑤轻度关节破坏(≤Ahlbäck 2级，关节间隙消失或几乎消失，但无骨磨损)；⑥无髌股关节炎；⑦良好的关节活动度（range of motion, ROM）≥100°且关节稳定性好[15-19]。然而得益于手术技术和材料的进步，HTO的适应证也在逐渐变宽，如年龄＞65岁、BMI＞27.5、髌股关节炎、外侧半月板病变、韧带不稳定等均不再作为绝对禁忌证，这些情况均有相关的优良临床结果报道[20-30]。
关于HTO术式选择开放楔形截骨（open wedge osteotomy, OWO）还是闭合楔形截骨（closing wedge osteotomy, CWO），理论上各有利弊。尽管以往的系统评价和meta分析并未发现两者在疼痛缓解、患者自报告评分以及再手术率方面有明显差异[31]，但是与CWO相比，OWO优点很多，包括单切口双平面矫正（理论上精确度更高、手术时间更短）、保留骨量、腓总神经损伤概率低、骨筋膜室综合征发生率低等[14, 23, 24]。此外，两者对髌骨高度、胫骨后倾角、下肢长度的影响不同，以上方面也是选择术式需要考量的因素[32-34]。
部分患者在HTO术后出现KOA进展，最终需要行TKA。而既往研究报道的10年和15年HTO术后假体在位率分别为74.7%-97.6%和66.0%-90.4%[15-17, 35, 36]，可见HTO在累及内侧间室的KOA治疗中获得了较好临床效果，为绝大多数患者推迟甚至避免了TKA手术。
3.第3阶梯：部分膝关节置换术单间室KOA，如果不伴有严重力线异常，且交叉韧带功能良好，可以实施单间室的人工关节置换术治疗，包括：①髌股关节置换术，适用于髌股关节OA；②单髁关节置换术，适用于单侧胫股关节OA。
3.1.髌股关节置换术
据估计，单纯髌股关节OA患病率高达21%，其中有明显临床症状的患者约占8%[37, 38]。自20世纪50年代以来，髌股关节置换术（patellofemoral arthroplasty, PFA）一直是TKA治疗单纯髌股关节OA的替代方法。单纯髌股关节OA的诊断有时候比较困难，患者常有髌前、髌骨深面或髌周疼痛，伴随髌骨倾斜或骨擦音，其诊断需要通过Merchant位X线，甚至是CT或MRI来证实。PFA适用于单纯髌股关节全厚度软骨磨损且恰当保守治疗后无效的KOA患者。禁忌证包括伴随胫股关节OA、髌骨低位、髌骨不稳未矫正、胫股外翻＞8°、内翻＞5°、ROM受限（至少要屈膝110°到伸膝欠10°）[39]。
目前第二代解剖型PFA获得了令人鼓舞的结果。Van der List等基于1995至2015年包含9619例PFA的文献系统评价，得出5年假体在位率为91.7%，10年假体在位率为83.3%，15年假体在位率为74.9%，20年假体在位率为66.6% [40]。一项随访至少8年的PFA与TKA治疗单纯髌股关节OA的比较研究结果显示，尽管PFA的10年假体在位率稍低（92.3% vs 100%，无统计学意义），但平均住院日更短，可获得与TKA相当的功能效果和满意度[41]。且对于相对年轻的患者，一项成本效益研究表明，第二代PFA比TKA更有效，假体在位率及活动评分均更高[42]。
因此，我们可以看到，对于单纯髌股关节OA，第二代PFA获得的成功，使其不失为一种替代TKA的有效方法。
3.2.单髁关节置换术
19世纪50年代Mckeever提出，仅累及单间室的胫股关节OA没必要将整个关节置换，由此单髁关节置换术（unicompartmental knee arthroplasty, UKA）面世。由于没有明确的指征限制，早期对UKA的热情导致了一系列较差的结果，随后进入沉寂期。90年代UKA再次兴起是源于Kozinn和Scott对其适应证的明确要求：①年龄>60岁；②体重<82 kg；③低活动水平需求；④无或轻度静息痛；⑤ROM>90°；⑥屈曲畸形<5°；⑦胫股内翻<10°，外翻<15°，并可纠正；⑧前交叉韧带完好、无内外半脱位；⑨可伴有轻中度髌股关节受累[43]。时至今日仍被视为UKA手术的经典标准。1991年Goodfellow等提出前内侧KOA的概念[44]，并于1998年开始推广第三代牛津UKA，其具有与股骨假体高度形合的活动衬垫设计，同时改进了工具以方便微创植入，在Nuffield中心报道了较好的结果[45]。此后，Murray等报道称Kozinn&Scott关于髌股关节破坏、肥胖、年轻、高活动水平等方面的限制并不适用于牛津UKA[46]。
2019年发表的综合各国关节登记系统的数据显示，UKA术后的假体在位率，15年为76.5%，20年为71.6%，25年为69.8%[47]。因此，在把握好前内侧KOA适应证的基础上，UKA作为更加微创的手术方式，在康复更快的同时，也获得了优良的临床结果。
4.第4阶梯：全膝关节置换术TKA适用于合并两个间室以上的严重KOA，尤其伴有各种畸形时，是KOA阶梯化手术治疗的最终阶梯，具备着为前面手术治疗方式托底的能力。TKA自19世纪70年代发展至今，已是成熟且规范的手术。主要的假体类型包括后稳定型、后交叉韧带保留型、髁限制型和旋转铰链型，以前两种类型最为常用。
经过了几十年的持续发展，关于TKA的研究依然保持着活力，且不断推陈出新。在手术精准方面，借助导航和机器人辅助的技术的发展，获得了更优的假体安装位置和力线对准[48]。在下肢对线方面，为了复原膝关节自然的动力学特点，动力学对线或有限的动力学对线理念被提出，研究结果显示，其在未增加早中期假体失败风险的基础上，获得了同等或略胜一筹的患者自报告评分[49, 50]。在假体设计方面，为实现高屈曲和恢复膝关节自然运动等效果的特性在大部分新一代产品中体现出来，如内轴膝、解剖型假体组件、渐变半径股骨髁等[51-53]。在假体固定方面，水泥型TKA目前仍是金标准，但生物固定存在长期稳定的好处，更适合具有良好骨质的年轻患者，国外生物型TKA的使用量逐渐增加，且研究报道了与水泥型TKA相当的功能结果和假体在位率[54]。
国外的关节登记系统的数据显示，约80%的患者可以使用人工全膝关节假体超过25年，这是颇为可观的临床结果[47]。因此，作为KOA手术治疗的最终阶梯，TKA提供了坚实的长期保障。
5.局限性我们所提出的KOA阶梯化手术治疗理念，不可避免有一定的局限性。我们基于不同的手术方式进行阶梯划分，虽然易于在临床上根据不同手术的适应证“按图索骥”，但KOA的疾病进展是一个连续过程，难免会有未能覆盖的疾病时期，且各手术阶梯适应证之间有所重叠，为临床决策带来一定挑战。
在临床中争议较大的是HTO和UKA，以及UKA和TKA之间的选择。其中UKA和HTO虽然均适用于内侧间室KOA患者，但UKA注重前内侧KOA的指征，存在骨对骨的磨损，而HTO一方面对于磨损的容忍度要低于UKA，另一方面更注重胫骨的关节外畸形。理论上HTO在骨储备和恢复活跃运动能力方面更具优势，而UKA术后的临床效果可预期性强，并发症率低，恢复快[55]。UKA和TKA存在适应证上的重叠，主要高发在病情中晚期的前内侧KOA人群中。Price等通过UKA和TKA治疗终末期前内侧KOA的配对比较研究，证实两者均是优秀的解决方案，然而，UKA在1年随访内可获得更优的患者自报告评分，并且达到更好的患者可接受症状状态[56]。此外，根据2003至2012年的英格兰和威尔士关节登记系统数据显示，虽然UKA术后8年翻修率是TKA的2.12倍，但TKA术后死亡率，住院时长，血栓、心梗、中风等并发症，再入院率均高于UKA[57]。
我们的手术阶梯还有待进一步细化，未来关于骨骼解剖和骨关节炎发病机制等方面的研究可能会催生新的骨关节炎分期分型和新的手术治疗方法，因此，关于阶梯化手术治疗理念体系的构建工作任重道远，需要在临床和科研方面的持续探索中不断完善。
6.小结我们提出的KOA阶梯化手术治疗理念，就像是一座武器库，将治疗KOA的成熟且证明有效的手术方式纳入其中，并根据其对膝关节的解剖结构的保留程度，分成不同的阶梯。其根本目的在于把握好手术指征，实现治疗的个性化、精准化、微创化、智能化，尽量做降阶梯的手术，避免因错过低阶梯的治疗手段，使手术不得不升级，带来更多骨和软组织的损失，这也是我们依据目前的手术方式，设立阶梯化治疗方案的主要目的。需要注意的是，这一理念依托于保膝理念，又不执着于保膝。在尽可能降阶梯的同时，重视综合考虑患者自身特点，如年龄、合并症情况、活动能力、生活诉求、经济情况等等，以维护其长远的健康利益。虽然手术方法均为舶来品，但“因地制宜”、不“削足适履”的思想却闪耀着中华民族的智慧，希望国内骨科广大同仁能够在KOA患者的外科管理中，践行阶梯化手术治疗的理念，这一理念体系也将在国内骨科的实践和回馈中得到不断优化。
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专家简介
关振鹏
北京大学医学部教授、博士生导师，北京大学首钢医院副院长、骨科主任、主任医师，兼任新疆医科大学外聘博士生导师、硕士生导师。北京市石景山区“景贤计划”顶尖人才。
国际矫形与创伤外科协会（SICOT）中国部常务理事会委员，中国老年学和老年医学学会老年骨科分会常委兼总干事、创新转化学组组长、关节学组副组长，中国老年学和老年医学学会骨质疏松分会关节专委会副主任委员，中国研究型医院学会关节外科专业委员会关节结核与炎性关节病研究学组副组长及关节外科专业委员会常务委员，北京医学会骨科学分会常务委员。
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