目的:骨移植是人类最常见的组织移植。同种异体骨移植与实质器官移植有所不同,诱发的宿主免疫排斥反应一般不引起危及生命的严重后果,但免疫排斥反应导致炎症反应的延长,移植愈合的延迟,软骨退化,结果往往干扰移植骨愈合,影响治疗效果。本研究利用实验模型小鼠,系统、动态地观察与宿主免疫反应平行的同种异体骨移植的成骨指标和免疫因子表达,并利用临床病例研究同种异体骨移植患者成骨和宿主免疫反应,为建立用于预测和诊断同种异体骨移植排斥反应的细胞因子的定性和定量检测指标和方法提供依据。方法:一、实验模型小鼠:取昆明小鼠的双侧肱骨、股骨和胫骨,制成冷冻干燥脱脂脱钙异体骨,辐照灭菌,植入15只小鼠胫前肌群内,于移植术后1、2、3、4、5周分别将小鼠处死,切取移植骨及周围肌肉组织。另取3只未植入移植骨的昆明小鼠作对照组,切取胫前肌肉。①用ELISA法测定血清中骨钙素(carboxyglutamic acid-containing protein, BGP)水平。②用3H-TdR掺入法测定脾淋巴细胞刺激指数。③所取组织制成石蜡切片,HE染色及白介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)、白介素-6(nterleukin-6, IL-6)、白介素-10(nterleukin-10, IL-10)免疫组织化学染色(Immunohistochemistry, IHC),并用Western blot法测定IL-1β、IL-6和IL-10表达,作半定量分析。④用PCR法检测移植局部肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factorα,TNFα) mRNA水平。二、临床病例:取7例临床骨移植患者血清,7名正常人血清作为对照,用放射免疫法分析血清骨钙素(BGP)和肿瘤坏死因子(TNF)含量。结果:一、实验模型小鼠:①植入辐照同种异体骨后1周,血清骨钙素含量升高到48.8ng/ml,第2周降低到正常水平。②接受辐照大段同种异体骨移植后5周内脾淋巴细胞刺激指数降低。③首次动态观察小鼠植入异体骨后植骨局部抑炎因子IL-10的表达,IL-10随着移植后时间延长逐渐增多,在第4周达到峰值,之后降低。随着移植后时间延长,免疫反应部位IL-1β、IL-6逐渐增多,在第3周达到峰值,然后逐渐下降。④移植局部TNFαmRNA表达水平在移植后升高,在第3周达到峰值,第4、5周降低。二、临床病例:骨移植患者血清骨钙素浓度为0.274ng/ml,高于正常人,差异显著(p<0.05);骨移植患者血清肿瘤坏死因子浓度为2.676ng/ml,高于正常人,差异显著(p<0.05)。血清骨钙素和肿瘤坏死因子浓度呈弱的负相关。结论:1)植入辐照同种异体骨后1周,血清骨钙素含量升高,第2周降低到正常水平。反映了异位植骨早期成骨细胞的成骨功能活跃。2)辐照大段同种异体骨移植后5周内脾淋巴细胞刺激指数降低。3)移植局部炎症因子IL-1β、IL-6和TNFα在骨移植后升高,在第3周达到峰值,之后逐渐下降。4)移植局部抑炎因子IL-10在骨移植后第4周达到峰值,之后降低。抑炎因子与促炎因子的表达呈时间先后顺序。5)骨移植患者血清骨钙素和肿瘤坏死因子含量均高于正常人。血清骨钙素和肿瘤坏死因子含量呈弱的负相关。血清骨钙素是同种异体骨移植后重要的成骨指标,在移植后早期升高。炎症因子IL-1β、IL-6、TNFα和抑炎因子IL-10是骨移植后重要的宿主免疫反应指标。血清骨钙素和肿瘤坏死因子含量呈弱的负相关。