最终纳入8篇文献，共10个对照研究(“Hackl，2017年”包含3个随机对照研究)。其中，4篇为随机对照研究^[15-17，19]，4篇为非随机对照研究^[18，20-22]，多为30-124例的小样本量研究，共计613例骨不连患者；4篇研究中的观察组采用骨形态发生蛋白联合自体骨移植^{[16-17，19，22]}，2篇研究的观察组单用骨形态发生蛋白^[15，18]，1篇研究的观察组采用骨形态发生蛋白联合天然无机骨^[21]，1篇研究的观察组包含18例单用骨形态发生蛋白和8例骨形态发生蛋白联合自体骨移植的患者^[20]；纳入的8篇文献中所有对照组均为自体骨移植，且所有患者(包含观察组和对照组)均进行机械固定(髓内钉、钢板、螺钉、微创稳定系统、外固定等)。纳入文献质量评价及风险评估结果见图2，纳入研究的基本特征见表1，2。

2.2  Meta分析结果 

2.2.1  术后愈合率  8篇文献均报道了骨愈合的结果^[15-22]，共计613例患者，其中观察组254例，对照组359例。异质性检验提示各研究间存在不明显异质性(I2=35%，P=0.13)，故采用固定效应模型。Meta分析结果提示两组术后愈合率比较差异无显著性意义[RR=0.99，95%CI (0.92，1.05)，P=0.69]，见图3。

       对纳入的每项研究剔除1次，剩余研究做合并分析，此敏感性分析结果显示当剔除“Zimmermann，2009年”的研究后，异质性改变明显(I2=0%，P=0.79)，但对结果影响较小[RR=0.97，95%CI(0.92，1.02)，P=0.22]。分析产生异质性的原因：“Zimmermann，2009年”的研究中：①所有病例均有自体骨移植修复失败的既往史，骨形态发生蛋白作为全新的局部刺激物可能对这些患者具有更好的反应性。该研究结果认为在多次手术失败的病例中，骨形态发生蛋白具有更高的功效；②骨形态发生蛋白组的病例数相比对照组较少，也可能导致异质性产生。

       根据观察组干预措施，仅纳入4篇骨形态发生蛋白联合自体骨移植的研究^{[16-17，19，22]}。各组间无统计学异质性(I2=0%，P=0.89)，采用固定效应模型，结果显示骨形态发生蛋白联合自体骨移植与对照组的术后愈合率比较差异无显著性意义[RR=0.96，95%CI(0.89，1.04)，P=0.36]，见图4；仅纳入2篇单用骨形态发生蛋白的研究^[15，18]，两组研究间无统计学异质性(I2=0%，P=0.48)，采用固定效应模型，结果显示单用骨形态发生蛋白与对照组的术后愈合率比较差异无显著性意义[RR=0.84，95%CI(0.67，1.05)，P=0.13]，见图5。

根据骨不连部位，纳入5篇胫骨骨不连的研究进行合并分析^{[15-17，20-21]}，各组间存在较高异质性(I2=65%，P=0.02)，采用随机效应模型，结果显示骨形态发生蛋白或骨形态发生蛋白联合骨移植与对照组术后愈合率比较差异无显著性意义[RR=1.01，95%CI(0.90，1.13)，P=0.92]，见图6。敏感性分析结果显示，剔除“Zimmermann，2009年”的研究后，异质性明显减小，但对结果无明显改变。

综上，骨形态发生蛋白组与对照组术后愈合率差异无显著性意义，且观察组是否联合自体骨和骨不连部位对结果无明显影响。敏感性分析说明Meta分析结果稳定性较好。
2.2.2  术后感染率  4篇文献报道了术后感染情况^{[15-16，18，20]}，各研究间无统计学异质性(I2=0%，P=0.83)，故采用固定效应模型，结果显示骨形态发生蛋白或骨形态发生蛋白联合骨移植与对照组的术后感染率比较差异无显著性意义[RR=0.96，95%CI(0.53，1.77)，P=0.91]，见图7。



2.2.3  术后功能优良率  有3篇文献报道术后功能优良 率^[19，21-22]，各研究间无统计学异质性(I2=0%，P=0.63)，故采用固定效应模型，结果骨形态发生蛋白联合骨移植与对照组的术后功能优良率比较差异无显著性意义[RR=1.14，95%CI(0.96，1.35)，P=0.13]，见图8。另外，考虑到“Chen，2000年”的研究中观察组为骨形态发生蛋白联用天然无机骨，将其剔除后，发现对结果影响极小[RR=1.17，95%CI(0.95，1.43)，P=0.14]。



2.2.4  平均愈合时间  有2篇文献报道术后平均愈合时 间^[17，22]。各研究间异质性较低(I2=40%，P=0.17)，故采用固定效应模型，结果显示骨形态发生蛋白联合自体骨移植的术后平均愈合时间短于对照组[WMD=-1.24，95%CI (-1.70，-0.79)，P < 0.000 01]，见图9。



2.2.5  二次手术率  2篇文献提供了可靠的术后二次手术情况^[16，20]，两组间异质性较低(I2=17%，P=0.27)，故采用固定效应模型，结果显示骨形态发生蛋白或骨形态发生蛋白联合自体骨移植与对照组的二次手术率比较差异无显著性意义[RR=0.89，95%CI(0.51，1.56)，P=0.69]，见图10。

2.2.6  手术时间和出血量  2篇文献报道了手术时间^[18，22]、出血量^[18]，但由于两研究间骨形态发生蛋白组的干预措施有差异，未采取合并分析。“Yin，2017年”的研究中报道了手术时间的比较，包括骨形态发生蛋白联合自体骨移植组26例和对照组21例，手术时间分别为(70.96±13.34) min和(101.67±12.78) min，两组比较差异有显著性意义(P < 0.01)，表明骨形态发生蛋白联合自体骨移植组比对照组的手术时间更短。“Tressler，2011年”的研究报道了手术时间和术中出血量的比较，包括单用骨形态发生蛋白组19例和对照组74例，手术时间分别为(168.9±86.5)，(257.9±93) min，两组比较差异有显著性意义(P < 0.01)，表明单用骨形态发生蛋白组比对照组的手术时间更短；术中出血量分别为(331.6±357.2)，(554.6±447.8) mL，两组比较差异有显著性意义(P=0.02)，表明单用骨形态发生蛋白组比对照组的术中出血量更少。

2.2.7  住院时间和住院费用  2篇文献分别报道了住院时间^[18]、住院费用情况^[22]。“Tressler，2011年”的研究报道了住院时间的比较，单用骨形态发生蛋白组住院时间为(3.2±2.6) d，对照组住院时间为(3.8±2.5) d，两组住院时间的比较差异无显著性意义(P=0.37)。“Yin，2017年”的研究报道了平均住院费用的比较，骨形态发生蛋白联合自体骨移植组和对照组的住院费用分别为(2.65±0.34)，(2.14±0.35)万元，两组比较差异有显著性意义(P < 0.01)，表明骨形态发生蛋白联合自体骨移植组比对照组的住院费用更高。

2.3  发表偏倚分析  使用RevMan 5.1软件对文献进行发表偏倚分析。通过漏斗图进行评价发表偏倚时，原则上纳入的研究数不应少于10篇，否则会导致漏斗图的检验能力下降。此次Meta分析共纳入8篇文献，但包含了10个对照研究，因此有必要进行发表偏倚漏斗图分析。对术后愈合率进行偏倚风险评估，结果显示漏斗图呈散点不对称分布，表明研究可能存在一定的发表偏倚，见图11。

骨不连是长骨骨折后的常见并发症，患病率为2.5%-46%，取决于骨、软组织和血管结构损伤的位置和严重程度^[1]。骨不连的治疗涉及机械固定和生物学修复，通常需要自体骨移植以协助骨愈合。目前自体骨是唯一具有成骨、骨诱导、骨传导性质的移植物，仍然是骨移植材料的“金标准”^[1-2]。由于髂嵴的祖细胞和生长因子丰富并且较易获取等优点^[1-2]，成为移植骨的主要来源。然而，获取自体骨会造成轻微(9%-39%)甚至严重(0.76%-25%)的并发症^[3-4]，如感染、血肿、供区慢性疼痛、疝气、遗留瘢痕等^[2，5]。同时，自体骨的质量在不同年龄及个体间存在差异^[6-7]，因此在临床应用中还存在一定局限性。

随着骨组织工程及骨生物学的发展，骨形态发生蛋白在修复骨组织方面的独特优势受到广泛关注。骨形态发生蛋白是转化生长因子β超家族的一员，通过诱导间充质干细胞向成骨细胞分化，从而促进骨愈合^[8-9]。目前仅有2种骨形态发生蛋白(重组骨形态发生蛋白2和重组骨形态发生蛋白7)通过美国食品和药物管理局批准用于商业治疗^[10]。据报道，对骨不连患者进行外科清创和固定后加入骨形态发生蛋白，可使术后愈合率高达92.3%^[11]。有学者认为骨形态发生蛋白能够替代自体骨移植^[12-13]。然而根据DAI等^[14]的一项Meta分析认为，骨形态发生蛋白仍未能取代自体骨移植而成为治疗胫骨急性骨折和骨不连的最终方案。由于该研究的样本量小且研究对象未特定为骨不连患者，需要纳入更多随机对照试验来进行强有力的分析。为此，文章对采用骨形态发生蛋白和自体骨移植治疗四肢长骨骨不连的研究进行系统评价，进一步评估骨形态发生蛋白相比自体骨移植治疗四肢长骨骨不连的优势和不足，为今后的研究及临床应用提供参考。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

1.1  文献检索  由2名研究者独立通过计算机检索PubMed、Elsevier、Web of Science、Cochrane Library、CNKI及万方等数据库建库至2019年4月发表的文献。以“bone morphogenetic protein，BMP，Osteogenic protein-1，nonunion，long bone，autologous bone graft”为英文检索词，以“骨形态发生蛋白，成骨蛋白1，骨不连，长骨，自体骨移植”为中文检索词进行检索。对关键词逐一进行检索，并采取主题词和自由词相结合的方式进行检索(bone morphogenetic protein OR BMP OR Osteogenic protein-1) AND(autologous bone graft OR long bone) AND (nonunion)，(“骨形态发生蛋白”OR“成骨蛋白1”)AND(“自体骨移植”OR “长骨”)AND(骨不连)，同时手动检索相关文献及纳入文献的参考文献。

1.2  纳入和排除标准

纳入标准：①研究类型：国内外公开发表的关于骨形态发生蛋白与自体骨移植治疗骨不连的随机和非随机的临床对照试验，文种仅限于中、英文；②研究对象：年龄18岁及以上，胫骨、腓骨、股骨、尺骨、桡骨及肱骨骨不连的患者，骨折不愈合大于6个月；③干预措施：观察组采用骨形态发生蛋白或骨形态发生蛋白联合骨移植，对照组采用自体骨移植。

排除标准：①患者发生感染且未控制；②病理性骨折、先天性骨不连；③随访不足6个月、数据不全或有错误的文献；④综述、会议报道及无法获取全文的文献；⑤重复发表的文献。

1.3  文献筛选与质量评价  由2名研究者根据纳入和排除标准分别独立对文献进行筛选。筛选过后，由2名研究者根据统一的数据提取表独立提取文献中的数据，提取后进行交叉核对。然后，由2名研究者独立阅读纳入的文献，并根据Cochrane Reviewer's Handbook 5.1的质量评价标准对纳入文献进行偏倚风险评估：①随机序列的产生；②分配方案隐藏；③对研究者和受试者设盲；④对测评者设盲；⑤结局数据不完整；⑥选择性报告研究结果；⑦其他来源偏倚。以上过程中存在异议时，均由第3名研究者进行裁决。

1.4  结局指标  主要指标包括术后愈合率和术后感染率；次要指标包括术后功能优良率、平均愈合时间、二次手术率、手术时间和术中出血量、住院时间和住院费用。

长骨骨折不愈合伴随着高并发症率和长期预后不良的可能性^[23]，给患者带来生理及心理上的痛苦，同时也承受更多的经济负担。众多因素影响着骨折愈合的时间，包括：骨折类型、骨折部位、手术剥离程度、骨折端稳定程度、感染、机械固定不良、血液供应不足、营养不良和慢性疾病等^[6，24]。大多数骨折在20周内愈合，骨折6个月内未完全愈合被定义为骨不连^[25]。骨折愈合延迟或骨不连时，在骨折部位进行局部生物刺激可诱导骨组织修复。目前，自体骨移植仍然是其他治疗选择必须进行比较的“金标准”^{[1-2，20，22]}，然而获取自体骨的同时会造成供体部位的慢性疼痛和瘢痕，甚至会导致血管神经损伤和深部感染等严重并发症^[3]；并且可用的自体骨移植物存在尺寸、形状和数量的限制；此外，不同年龄和个体间的自体骨材料存在差异^[6-7]，如骨质较差的老年人、慢性疾病患者及由于“遗传因素”阻碍骨愈合的患者^[6]。

骨形态发生蛋白是一种可溶性骨基质糖蛋白，通过诱导未分化间充质干细胞的迁移、增殖和分化，形成成骨细胞和成软骨细胞，然后合成胶原蛋白并形成钙化骨组织，促进骨组织修复及血管形成^[9]。过去的研究表明，骨形态发生蛋白不仅能有效促进骨不连愈合，还能减少感染和疼痛^{[7，12-13，16，26-27]}。据报道，将骨形态发生蛋白用于治疗骨不连的愈合率高达90%以上^[11，13]。但也有学者认为在骨移植术中加入骨形态发生蛋白无任何优势，并且还会增加治疗费用^[28-29]。HACKL等^[17]不建议在翻修手术中使用额外的重组骨形态发生蛋白作为肱骨、股骨和胫骨无菌性骨不连的辅助治疗，他们认为单纯自体骨移植同样有效并且费用更少。鉴于骨移植替代品和相关产品的巨大市场潜力，骨形态发生蛋白的发展可能很大程度上由行业驱动，而不是基于客观的有效性和安全性数据^{[23，25，29]}。由于研究的设计、纳入标准及骨不连的类型等存在差异，使得这些研究难以进行比较。目前仅有2项Meta分析研究纳入了骨不连患者并进行了评估，SCHENKER等^[30]的分析结果表明骨形态发生蛋白组的愈合率更高，但DAI等^[14]的分析结果认为二者的愈合率、二次手术率和感染率均无显著差异。同样，这2项研究均受到样本量小及文献质量不高的限制。

此次Meta分析结果显示，与自体骨移植相比：①骨形态发生蛋白无论是否联合骨移植均未明显提高患者骨不连的愈合率；②联合自体骨移植时骨折愈合时间更短，但治疗费用更高；③单用骨形态发生蛋白能够减少手术时间和出血量；④应用骨形态发生蛋白在感染率、二次手术率及改善术后功能方面无明显优势。理论上，在骨移植术中额外使用骨形态发生蛋白的手术时间会比单纯骨移植术更长，然而“Yin，2017年”的研究结论却与之相矛盾^[22]。由于相关文献缺乏对手术时间及方法的具体描述，目前骨形态发生蛋白使用对自体骨移植手术时间产生的影响尚无定论。

据报道，骨形态发生蛋白的骨诱导效果并不优于自体骨移植^{[16，18，31]}。数据显示骨形态发生蛋白相比自体骨移植产生的骨愈合率更低，然而两者差异未达到统计学意义。尽管使用骨形态发生蛋白是有效且安全的，但其缺乏内在的生物力学强度，相比之下无菌长骨干骨不连的成功骨愈合更多地依赖于标准的骨不连治疗方案，采用根治性切除骨不连组织，恢复解剖轴和扭转，以及坚固的机械固定，而不是额外应用信号蛋白。通过此次研究发现，骨形态发生蛋白能为自体骨移植提供一种可行的替代方法，同时也是自体骨移植物的安全佐剂，然而鉴于其高成本，早期研究不建议将其作为治疗骨不连的常规手段。与之相反，最新的成本效益研究支持在治疗持续性骨不连中使用骨形态发生蛋白^[29，32-34]。考虑到长期住院、药物治疗、反复手术失败和残疾所造成的费用，早期使用骨形态发生蛋白在治疗骨质和软组织损伤严重的病例时可能具有成本效益^[29，32-34]。综上所述，单用骨形态发生蛋白的优势在于缩短手术时间和减少术中出血量，理论上还能避免因取骨造成的供骨区并发症，因此能够为自身骨质较差、手术耐受性差的老年人及不愿自体取骨的患者提供一种新的治疗选择；骨形态发生蛋白联合自体骨移植具有加速骨折愈合的潜在优势，但目前的证据暂不支持该方案的推广应用，今后仍需要大规模的临床研究对其疗效及经济学效益进行综合分析。

此次Meta分析的局限性：①纳入文献包含非随机对照研究，部分研究未具体说明隐藏分配和盲法操作，存在一定的偏倚风险；②由于纳入的均为小样本量研究，导致总样本量仍较少，尚缺乏足够的说服力；③长骨不愈合最常发生在胫骨，纳入样本中超过半数的病例为胫骨骨不连患者，会增加偏倚风险；④部分研究未具体描述随访时间，可能导致术后并发症、二次手术情况等未被报道；⑤许多独立变量因素可以影响骨折不愈合，并且每种骨折类型治疗所固有的细微差异难以避免，今后的研究需要多中心、随机化来控制与骨折不愈合相关的先前存在因素；⑥研究的结局指标和干预措施(机械固定方式、自体骨移植的量和方式、骨形态发生蛋白的剂量和种类)均未完全一致，需要纳入更多大样本、多中心的随机对照试验，并进行亚组分析。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

文题释义：
骨形态发生蛋白：一种分泌性的多功能蛋白，是转化生长因子β超家族的一员，通过诱导未分化间充质干细胞的迁移、增殖和分化，形成成骨细胞和成软骨细胞，从而促进骨愈合。
骨不连：在骨折之后没有骨愈合，需要在愈合之前进行额外的治疗。确定骨折是否为骨不连所需的时间长度尚未明确，一般认为骨折6个月内未完全愈合被定义为骨不连，但美国食品和药物管理局将其定义为9个月。

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文章首次针对四肢长骨骨不连患者，将骨形态发生蛋白的临床应用疗效进行Meta分析。通过Meta分，将实验组与自体骨移植的对照组进行比较，并分别评价单用骨形态发生蛋白和骨形态发生蛋白联合自体骨移植与“金标准”相比的优势和不足。并结合经济学效益，对以下2个问题进行探讨：①骨形态发生蛋白能否成为自体骨移植的替代方案；②自体骨移植术中是否有必要额外使用骨形态发生蛋白。通过本次系统评价，为今后关于骨形态发生蛋白的研究方向及临床应用提供参考。

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