ภาวะกระดูกเจริญผิดปกติและโรคพัฒนาการกระดูก

ภาวะกระดูกเจริญผิดปกติ หรือที่เรียกว่า osteochondrodysplasias เป็นกลุ่มโรคทางพันธุกรรมขนาดใหญ่และมีความหลากหลาย ซึ่งรบกวนการพัฒนา การเจริญเติบโต และความสมบูรณ์ของกระดูกและกระดูกอ่อน ภาวะเหล่านี้ทำให้เกิดรูปแบบเฉพาะของการเจริญเติบโตที่ไม่สมส่วน รูปร่างหรือความหนาแน่นของกระดูกผิดปกติ และกระดูกเปราะบาง และรวมกันเป็นหนึ่งในประเภทพื้นฐานของศัลยกรรมกระดูกเด็ก

Definition

ภาวะกระดูกเจริญผิดปกติและโรคพัฒนาการกระดูก คือความผิดปกติที่กำหนดโดยพันธุกรรมของการสร้าง การเจริญเติบโต การปรับรูปร่าง หรือการสะสมแร่ธาตุของโครงกระดูก ซึ่งส่งผลให้ขนาด รูปร่าง สัดส่วน หรือความแข็งแรงของกระดูกและกระดูกอ่อนผิดปกติไป

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมแนวคิดและการจำแนกประเภทของโรคพัฒนาการกระดูก กระบวนการระดับเซลล์และโมเลกุลของการสร้างกระดูกและกระดูกอ่อนที่ถูกรบกวน และรูปแบบทางคลินิกที่สามารถจดจำได้ที่เกิดขึ้น โดยใช้ภาวะกระดูกอ่อนไม่เจริญ (achondroplasia) และภาวะกระดูกเปราะ (osteogenesis imperfecta) เป็นตัวอย่างประกอบ นี่คือภาพรวมอ้างอิงของประเภทโรค ไม่ใช่แนวทางการวินิจฉัยหรือการจัดการ

Core questions

• กระบวนการระดับโมเลกุลและเซลล์ของการสร้างกระดูกอ่อนและกระดูกใดบ้างที่ถูกรบกวนในภาวะกระดูกเจริญผิดปกติ?
• โรคโครงกระดูกทางพันธุกรรมจำนวนมากถูกจัดกลุ่มและจำแนกเป็นระบบการจำแนกโรคที่สอดคล้องกันได้อย่างไร?
• รูปแบบที่สามารถจดจำได้ของการไม่สมส่วน ความผิดรูป และความเปราะบางใดบ้างที่แยกแยะภาวะกระดูกเจริญผิดปกติที่สำคัญ?
• โรคเหล่านี้ส่งผลต่อโครงกระดูกที่กำลังเติบโตอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป?

Key concepts

• ภาวะกระดูกอ่อนและกระดูกเจริญผิดปกติ (Osteochondrodysplasia)
• การสร้างกระดูกแบบ endochondral (Endochondral ossification)
• ภาวะเตี้ยแคระที่ไม่สมส่วน (rhizomelic, mesomelic, acromelic)
• กระดูกเปราะและความบกพร่องของคอลลาเจน
• ระบบการจำแนกโรคและการจำแนกตามพยาธิวิทยาโมเลกุล
• ความสัมพันธ์ระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์ (Genotype-phenotype correlation)
• รูปแบบที่เกี่ยวข้องกับ epiphyseal, metaphyseal และ spondylo-

Mechanisms

ภาวะกระดูกเจริญผิดปกติส่วนใหญ่เกิดจากการกลายพันธุ์ที่ส่งผลต่อโมเลกุลและการส่งสัญญาณที่ควบคุมการสร้างกระดูกแบบ endochondral (endochondral ossification) เมทริกซ์กระดูกอ่อน หรือเมทริกซ์กระดูก ในภาวะกระดูกอ่อนไม่เจริญ (achondroplasia) การกลายพันธุ์แบบ gain-of-function ของยีน fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3) จะยับยั้งการเพิ่มจำนวนของเซลล์กระดูกอ่อนที่แผ่นการเจริญเติบโตอย่างต่อเนื่อง ทำให้การเจริญเติบโตของกระดูกตามยาวช้าลง และทำให้เกิดภาวะเตี้ยแคระแบบ rhizomelic (Horton et al., 2007) ในภาวะกระดูกเปราะ (osteogenesis imperfecta) ความบกพร่องส่วนใหญ่มักเกิดกับคอลลาเจนชนิดที่ 1 ซึ่งทำให้เมทริกซ์กระดูกบกพร่อง ส่งผลให้กระดูกเปราะและกระดูกหักซ้ำๆ (Forlino & Marini, 2016) ความหลากหลายของโมเลกุลที่ได้รับผลกระทบเป็นพื้นฐานของระบบการจำแนกโรค (nosology) ที่กว้างขวางของภาวะเหล่านี้ ซึ่งจัดระเบียบตามเกณฑ์ทางคลินิก ทางรังสีวิทยา และทางโมเลกุลออกเป็นกลุ่มที่กำหนดไว้ (Mortier et al., 2019)

Clinical relevance

การตระหนักถึงภาวะกระดูกเจริญผิดปกติมีความสำคัญ เนื่องจากรูปแบบของการมีส่วนร่วมของกระดูกจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับประวัติธรรมชาติและปัญหาทางศัลยกรรมกระดูกและระบบที่อาจเกิดขึ้นร่วมด้วย ข้อมูลนี้อธิบายประเภทของโรคเพื่อการอ้างอิงและการศึกษา และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการจัดการผู้ป่วยรายบุคคล การวินิจฉัยอย่างเป็นทางการขึ้นอยู่กับการประเมินทางคลินิก ทางรังสีวิทยา และทางพันธุกรรม

Epidemiology

โดยส่วนใหญ่แล้ว ภาวะกระดูกเจริญผิดปกติแต่ละชนิดเป็นโรคหายาก แต่โดยรวมแล้วเป็นสาเหตุสำคัญของภาวะเตี้ยแคระที่ไม่สมส่วนและกระดูกเปราะในเด็ก ภาวะกระดูกอ่อนไม่เจริญ (achondroplasia) เป็นรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของภาวะเตี้ยแคระที่ไม่สมส่วน (Horton et al., 2007) และระบบการจำแนกโรคปี 2019 ได้จัดหมวดหมู่โรคโครงกระดูกทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันหลายร้อยชนิดออกเป็นหลายสิบประเภท (Mortier et al., 2019)

History

การอธิบายภาวะกระดูกเจริญผิดปกติในยุคแรกๆ อาศัยลักษณะทางคลินิกและทางรังสีวิทยา ซึ่งทำให้เกิดชุดของภาวะที่มีชื่อเรียกที่เพิ่มขึ้นและบางครั้งก็ไม่สอดคล้องกัน ระบบการจำแนกโรคระหว่างประเทศที่ต่อเนื่องกันได้นำความเป็นระเบียบมาสู่สาขาวิชานี้ และการรวมพันธุศาสตร์โมเลกุลเข้าด้วยกันทำให้สามารถจัดกลุ่มความผิดปกติโดยยีนและวิถีที่ใช้ร่วมกัน การแก้ไขระบบการจำแนกโรคโครงกระดูกทางพันธุกรรมปี 2019 แสดงถึงกรอบแนวคิดที่เป็นที่ยอมรับในปัจจุบัน (Mortier et al., 2019)

Key figures

• William A. Horton
• Antonella Forlino
• Joan C. Marini
• Geert Mortier

Seminal works

• mortier-2019
• horton-2007
• forlino-2016

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างภาวะกระดูกเจริญผิดปกติกับความผิดรูปแต่กำเนิดเพียงอย่างเดียวคืออะไร?

ภาวะกระดูกเจริญผิดปกติเป็นความผิดปกติที่กำหนดโดยพันธุกรรมโดยทั่วไปของการพัฒนาของกระดูกและกระดูกอ่อนที่ส่งผลกระทบต่อโครงกระดูกในวงกว้าง ในขณะที่ความผิดรูปแต่กำเนิดที่แยกเดี่ยวจะส่งผลกระทบต่อส่วนใดส่วนหนึ่งโดยเฉพาะ ภาวะกระดูกเจริญผิดปกติถูกจัดประเภทเป็นกลุ่มในระบบการจำแนกโรคอย่างเป็นทางการโดยพิจารณาจากลักษณะทางคลินิก ทางรังสีวิทยา และทางโมเลกุล

ภาวะกระดูกเจริญผิดปกติทั้งหมดถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบเดียวกันหรือไม่?

ไม่ ภาวะเหล่านี้มีความหลากหลายทางพันธุกรรม โดยมียีน วิถี และรูปแบบการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันไป บางชนิด เช่น ภาวะกระดูกอ่อนไม่เจริญ (achondroplasia) มักเกิดจากการกลายพันธุ์เด่นใหม่ ในขณะที่บางชนิดเป็นไปตามรูปแบบด้อยหรือรูปแบบอื่นๆ การจำแนกประเภทสะท้อนถึงความหลากหลายทางโมเลกุลนี้