强直性脊柱炎主要影响中轴骨，外周关节及关节外结构也可受累。强直性脊柱炎与组织相容性抗原HLAB27关系密切，其在世界范围的发病率大概与此抗原的阳性率成比例。但B27与疾病的严重程度无关。

骨盆和脊柱周围韧带附着点是强直性脊柱炎发病的主要部位，附着点炎与邻近骨髓的水肿相关，终形成骨化的侵蚀性病变。

骶髂关节炎常是AS的早期表现之一，包括附着点炎和滑膜炎。早期病变肉芽组织及炎症细胞在韧带和骨膜区浸润、软骨下骨髓水肿。随后出现滑膜炎，进而形成血管翳、新骨岛。被侵蚀的关节边缘逐渐被再生的纤维软骨骨化所替代，终，关节间隙完全消失。

脊柱的早期病变为炎性肉芽组织侵润盘状软骨的纤维环和椎骨缘连接处。逐渐纤维环被侵蚀，形成骨赘，持续的软骨化骨，终在相邻椎体间形成桥。这个过程的上行性进展导致放射学上的“竹节样脊柱”。脊柱的其他病变包括广泛的骨质疏松、椎间盘边缘椎体的侵蚀、椎体方形变、椎间盘骨边界的炎症和破坏。

强直性脊柱炎的外周关节炎表现为滑膜增生、淋巴样侵润及血管翳形成，但该过程没有出现RA中见到的滑膜绒毛过度增生、纤维素沉积、溃疡以及浆细胞。

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