骨关节炎严重程度与血清IL-4和sIL-4R水平的相关性研究

2015-06-28陈文革杨朝晖刘清高鄢含坤

解放军医学杂志 2015年1期

陈文革，杨朝晖，刘清高，鄢含坤

陈文革，杨朝晖，刘清高，鄢含坤

目的探讨骨关节炎严重程度与血清白介素4(IL-4)和人可溶性IL-4受体(sIL-4R)的相关性。方法选择2011年5月－2013年5月收治的50例骨关节炎患者(观察组)，另选择同期50例健康体检者(对照组)，采用ELISA法检测两组血清IL-4和sIL-4R水平并进行组间比较。采用K&L评级法和WOMAC骨关节炎指数评价观察组患者骨关节炎严重程度，并分析其与血清IL-4和sIL-4R水平的关系。结果观察组血清sIL-4R水平(82.12±11.24ng/ml)显著高于对照组(30.67±5.23ng/ml)，差异有统计学意义(P<0.05)，但两组血清IL-4水平(分别为14.39±7.14、15.23±6.28ng/L)比较差异无统计学意义(P>0.05)。观察组患者血清sIL-4R水平与WOMAC指数呈正相关(r=0.313，P<0.05)；随K&L分级增加，血清sIL-4R水平逐渐递增，各分级比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论血清sIL-4R水平与骨关节炎严重程度相关，临床可以将其作为评估骨关节炎严重程度的指标。

骨关节炎；白细胞介素4；受体，白细胞介素4

骨关节炎是一种退行性病变，患者临床大多表现为关节疼痛和关节肿胀、畸形，以及不同程度的活动受限，严重影响日常生活和工作[1]。研究发现，细胞因子可能参与了骨关节炎的发生发展[2]。本研究纳入50例骨关节炎患者，探讨骨关节炎严重程度与血清白介素4(IL-4)和人可溶性IL-4受体(sIL-4R)的相关性，现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料湖北民族学院附属民大医院2011年5月－2013年5月收治的骨关节炎患者50例(观察组)，男15例，女35例，年龄49.1±2.3(35～81)岁，病程15.2±1.5(1～31)年。所有患者均经临床诊断确诊为骨关节炎。排除心血管疾病，肝肾疾病，肿瘤以及各种内分泌、结缔组织疾病患者。另从同期在本院接受体检的健康者中随机选择50例作为对照组。两组各项临床资料差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。所有研究对象均了解研究情况，并签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 血清IL-4和sIL-4R的检测于清晨抽取空腹静脉血，离心后收集上清，存放备用。采用人IL-4 ELISPOT检测试剂盒(深圳市炬英生物科技有限公司)，以ELISA法检测血清IL-4水平。采用sIL-4RELISA试剂盒(上海瓦兰生物科技有限公司)检测血清sIL-4R水平。具体操作均按照试剂盒说明书进行。

1.2.2 观察组骨关节炎程度评估 ①影像学评估。观察组患者行侧卧屈曲30°以及膝关节站立前后位、侧位X线检查，并按照K&L评级法(Kellgren and Lawrence Grading Score)[3]进行骨关节炎严重程度分级。由2名资深影像学医师分别对所有观察组患者进行分级，每位患者以最终分级结果中最严重的一级作为骨关节炎严重程度的最终等级，一共分为0～4五个等级。②WOMAC评估。按照WOMAC骨关节炎指数(Western Ontario and MeMaster Universities Osteoarthtitis Index)[4]制定出详细的骨关节炎严重程度评价表，评价表包括3个方面，即关节强直程度、疼痛程度以及关节功能。计算得出最终的加权总分，满分100分。由2名资深临床医师分别对所有观察组患者进行评分，每位患者以2个得分的平均分值作为最终得分。

1.3 统计学处理采用SPSS 15.0软件进行统计分析，计量资料以表示，组间比较采用t检验。采用Pearson双变量相关法分析观察组WOMAC骨关节炎指数与血清IL4、sIL-4R水平的相关性。采用Kruskal-Wallis秩和检验比较对照组及观察组不同K&L分级患者血清IL-4、sIL-4R水平的差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组血清sIL-4R、IL-4水平比较检测结果显示，观察组血清sIL-4R水平为82.12±11.24ng/ml，显著高于对照组(30.67±5.23ng/ml)，差异有统计学意义(t=5.71，P<0.05)，但两组血清IL-4水平(分别为14.39±7.14、15.23±6.28ng/L)差异无统计学意义(t=1.26，P>0.05)。

2.2 观察组骨关节炎严重程度与血清sIL-4R、IL-4水平的关系两组血清IL-4浓度在0～1.582pg/ml，差异无统计学意义。观察组血清sIL-4R水平显著高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关分析显示，观察组患者血清sIL-4R水平与WOMAC指数呈正相关(r=0.313，P<0.05)。根据K&L分级结果，将观察组患者分为K&L 1～4级组，以对照组为K&L 0级组。统计学分析显示，随K&L分级增加，血清sIL-4R水平呈递增趋势，组间比较差异有统计学意义(P<0.05，表1)。

表1 不同K&L分级组血清sIL-4R水平比较(±s)Tab. 1 Comparison of serum sIL-4R level in different K&L grading groups (±s)

(1)P<0.05 compared with control group (grade 0); (2)P<0.05 compared with grade 1; (3)P<0.05 compared with grade 2; (4)P<0.05 compared with grade 3

K&L grade 0 (n=50) 1 (n=19) 2 (n=13) 3 (n=10) 4 (n=8) Age (year) 49.62±8.34 51.41±7.47 52.61±9.05 57.21±11.01 65.81±6.32 sIL-4R level (pg/ml) 22.58±0.48 30.52±5.71(1) 40.55±18.4(1)(2) 42.63±15.41(1)(2)(3) 51.42±2.65(1)(2)(3)(4)Item

3 讨论

骨关节炎是一种对人体危害较大的疾病，患者大多表现出不同程度的关节疼痛。临床上对受累关节进行检查可发现关节肿胀和压痛，严重者甚至会出现肌肉萎缩和关节畸形等[5]。对于骨关节炎的发病机制，目前尚无明确结论，大多认为与遗传因素以及机体衰老等原因存在一定关系，其中应力因素在骨关节炎的病理改变中发挥着较为重要的作用[6]。研究发现，异常的应力作用于正常软骨组织，或正常的应力作用于异常软骨组织，均有可能导致骨关节炎出现不同程度的病理变化[7]。近年来，越来越多的学者开始关注细胞因子在骨关节炎发生发展中的作用。研究发现，细胞因子可能参与了骨关节炎的发病过程，并对人体软骨代谢以及软骨细胞凋亡等产生较大影响[8]。IL-4可抑制IL-1诱导软骨细胞合成基质金属蛋白酶，从而发挥保护软骨的作用，还可参与到软骨细胞应力信号的传导过程中，成为软骨细胞应力传导途径中十分重要的信号因子，并调节软骨细胞的功能和结构。IL-4还可以识别软骨细胞膜上的一种重要的溶解型受体，即sIL-4R，后者在浓度较高的情况下可导致IL-4效应下降[9]。

本研究选择50例骨关节炎患者和50例健康者，检测两组血清IL-4和sIL-4R水平并进行比较，同时分析骨关节炎患者骨关节炎严重程度与血清IL-4和sIL-4R水平的关系。结果显示，观察组血清sIL-4R水平显著高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。IL-4受体以细胞膜结合型受体和溶解型受体(sIL-4R)两种形式存在，sIL-4R由膜结合型受体裂解或经基因重组而成。高浓度sIL-4R可使IL-4效应降低，但本研究结果显示两组血清IL-4水平无明显差异(P>0.05)，表明骨关节炎患者软骨细胞在应力作用下IL-4合成未明显增加。相关分析显示，观察组患者血清sIL-4R水平与WOMAC指数呈正相关(r=0.313，P<0.05)。不同K&L分级组血清sIL-4R水平呈递增趋势，组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。该结果提示骨关节炎严重程度与血清sIL-4R水平相关，临床可以将血清sIL-4R水平作为评估骨关节炎严重程度的指标。但需要注意的是，本研究最终结果仅提示血清sIL-4R水平与骨关节炎严重程度具有相关性，且样本量偏小，因此，对于人血清sIL-4R是否可以作为临床诊断骨关节炎的特异标记物，仍需扩大样本数后进一步深入研究[10]。

综上所述，本研究结果表明，骨关节炎患者血清sIL-4R水平明显升高，而IL-4水平无明显变化；血清sIL-4R水平与骨关节炎严重程度相关，临床可将其作为评估骨关节炎严重程度的指标之一。

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Correlation between the severity of osteoarthritis and the serum levels of IL-4 and sIL-4R

CHEN Wen-ge, YANG Zhao-hui, LIU Qing-gao, YAN Han-kun
Department of Orthopedics, Minda Hospital, Hubei Institute for Nationalities, Enshi, Hubei 445000, China

ObjectiveTo explore the correlation between the severity of osteoarthritis and the serum levels of interleukin-4 (IL-4) and soluble IL-4 receptor (sIL-4R).MethodsFifty patients with osteoarthritis hospitalized from May 2011 to May 2013 were selected as study group, and 50 healthy individuals during the corresponding period were selected as control group. The serum levels of IL-4 and sIL-4R were determined by EILISA and compared between the two groups. The severity of osteoarthritis of patients in the study group was assessed by Kellgren and Lawrence (K&L) grading system and Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC). The relationship between both K&L grade and WOMAC scores and the serum levels of IL-4 and sIL-4R was analyzed.ResultsThe serum level of sIL-4R in the study group (82.12±11.24ng/ml) was significantly higher than that in control group (30.67±5.23ng/ml,P<0.05), but the levels of IL-4 in two groups were similar (14.39±7.14 and 15.23±6.28ng/L,P>0.05). The serum level of sIL-4R in the study group was positively correlated with the WOMAC scores (r=0.313,P<0.05). The sIL-4R levels were increased gradually along with the increase in K&L grade, and the difference between different grades was significant (P<0.05). Conclusion The serum level of sIL-4R is correlated with the severity of osteoarthritis, and may be used as an evaluation indicator of severity of osteoarthritis.

osteoarthritis; interleukin-4; receptors, interleukin-4

R684.3

0577-7402(2015)01-0063-03

10.11855/j.issn.0577-7402.2015.01.14

2014-09-20；

2014-11-29)

(责任编辑：胡全兵)

陈文革，副主任医师。主要从事骨关节疾病的临床研究

445000 湖北恩施湖北民族学院附属民大医院骨科(陈文革、杨朝晖、刘清高、鄢含坤)