膝骨性关节炎患者血清相关标志物水平变化及其临床意义

余志强，王新华，周勇军，易　斌

(1.益阳市中心医院检验科，湖南益阳 413000；2中南大学湘雅医院检验科，湖南长沙 410008)

·临床研究·

膝骨性关节炎患者血清相关标志物水平变化及其临床意义

余志强1，王新华1，周勇军1，易斌2△

(1.益阳市中心医院检验科，湖南益阳 413000；2中南大学湘雅医院检验科，湖南长沙 410008)

摘要:目的探讨血清白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子(TNF-α)水平在膝骨性关节炎患者中的变化及临床意义。方法应用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测90例膝骨性关节炎患者血清IL-1、IL-6和TNF-α水平，并以90例健康体检者作对照。结果膝骨性关节炎患者血清中IL-1、IL-6和TNF-α水平均高于对照组，且差异具有统计学意义(P<0.05)；随着病变程度加重，血清中IL-1、IL-6和TNF-α水平显著升高(P<0.05)；相关性分析表明，IL-1、IL-6水平与TNF-α水平呈正相关(r=0.671，0.625；P<0.05)，IL-1与IL-6呈正相关(r=0.748，P<0.05)。结论血清IL-1、IL-6和TNF-α水平与膝骨性关节炎的发生发展密切相关，反映了膝骨性关节炎病情轻重及关节损伤程度，对病情和预后判断有重要价值。

关键词:膝骨性关节炎；白细胞介素-1；白细胞介素-6；肿瘤坏死因子

膝骨性关节炎(KOA)是一种以慢性进行性骨关节退行性变为主要病理特征的一类疾病，关节软骨退变是KOA病理变化的关键，其确切病因及发病机制目前尚不甚清楚。越来越多的研究表明，炎症在KOA发病机制中可能起重要作用，细胞因子通过影响软骨基质分解与合成代谢的平衡参与KOA的形成及进展，其中白细胞介素-1(IL-1)及其受体拮抗蛋白(IL-1 Ra)家族成员起着关键性作用，有望成为治疗的新靶点[1]。白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子(TNF-α)是关节炎病理过程中促进软骨基质降解和关节软骨破坏的重要炎症细胞因子，可刺激破骨细胞分化和生长，也可以提高破骨细胞活性，其表达与活性增强和骨性关节炎发病机制存在着密切的关系[2]。本研究同时测定健康人及KOA患者血清中的IL-1、IL-6和TNF-α的水平，探讨其与膝骨关节炎的病变严重程度的关系，以期阐明其在KOA发生中所起的作用。

1资料与方法

1.1一般资料收集2013年1月至2013年12月本院住院的各期KOA患者90例。其中男35例，女55例，年龄32～76岁，平均(54.9±13.1)岁，临床诊断标准参照1986年美国风湿病协会所制定标准，排除炎症、肿瘤、结缔组织病、创伤及其他自身免疫性疾病。根据X线片Altman和Ahlback X线片分级法[3]及膝关节镜诊断分为早、中、晚期三组：其中KOA早期组25例，膝关节X线片分级为1级，男10例，女15例，年龄34～72岁，平均(52.3±14.1)岁，病程为0.5～1年；KOA中期组37例，KOA患者膝关节X线片分级为2～3级，男15例，女22例，年龄36～75岁，平均(53.4±13.6)岁，病程为1～2年；KOA晚期组28例，KOA患者膝关节X线片分级为4级以上，男10例，女18例，年龄36～75岁，平均(62.1±12.8)岁，病程为2年以上。对照组90例，均为本院健康体检者，无膝痛病史，X线片未见有膝关节病变，其中男40例，女60例；年龄28～76岁，平均(50.7±13.4)岁。在采集患者血清时记录患者同期的临床、实验室资料。

1.2方法所有研究对象均晨起空腹静脉采血5 mL，3 000 r/min离心15 min，分离血清置-20 ℃保存待测。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清IL-1、IL-6和TNF-α水平，试剂盒由上海森雄科技实业公司和深圳晶美公司提供，严格按说明书进行测定。

2结果

2.1KOA组和对照组的血清IL-1、IL-6和TNF-α水平的比较与对照组比较，KOA患者血清中IL-1、IL-6和TNF-α水平均明显升高，且差异具有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1　　各组血清IL-1、IL-6和TNF-α水平的比较

*：P<0.05，与对照组比较。

2.2KOA患者不同严重程度各组血清IL-1、IL-6和TNF-α水平的比较比较不同严重程度的KOA患者血清IL-1、IL-6和TNF-α水平，结果显示，随着病情分期越高，血清IL-1、IL-6和TNF-α水平越高，且差异具有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2　　KOA患者不同分期各组血清IL-1、IL-6和TNF-α

*：P<0.05，与KOA早期比较；▲：P<0.05，与KOA中期比较。

2.3KOA患者血清IL-1、IL-6和TNF-α水平相关性分析相关性分析结果表明，IL-1、IL-6水平与血清TNF-α水平呈显著正相关(r=0.671，0.625；P<0.05)，IL-1与IL-6呈显著正相关(r=0.748，P<0.01)。

3讨论

目前已经认识到KOA的发生、发展与许多细胞因子密切相关，它们与脂源性炎症介质(如前列腺素、白三烯类化合物等)协同作用，共同加强软骨细胞的分解代谢，引起软骨细胞释放的蛋白聚糖酶和基质金属蛋白酶(MMPs)等水解酶增加，从而导致软骨组织损伤。因此，细胞因子水平测定有助于判断KOA软骨病变的程度、预后和疗效，可能成为KOA早期诊断的有效辅助方法。但各种因子产生的量、激活的时间、受体的数量及各细胞因子之间的相互作用都有待于进一步研究[4]。本研究旨在探讨IL-1、IL-6和TNF-α等细胞因子在KOA患者的变化，以研究其在KOA发病机制中的作用，并为其治疗提供科学理论依据。

本研究结果表明，KOA患者血清中IL-1、IL-6和TNF-α水平均高于对照组(P<0.05)；随着病变程度加重，血清中IL-1、IL-6和TNF-α水平显著增加，差异具有统计学意义(P<0.05)，提示IL-1、IL-6和TNF-α可能参与KOA的炎症过程，可能与KOA疾病严重程度有关，是反映病变程度的指标，为通过检测血清中IL-1、IL-6和TNF-α水平来辅助诊断KOA提供了一定的依据。武永利等[5]研究结果显示，KOA患者血清IL-1和IL-6的水平明显高于健康对照组，可以推测KOA患者的病情程度，说明IL-1和IL-6在KOA发病机制中起着一定作用。这与本研究结果一致。

IL-1被认为是导致软骨功能衰退最具影响力的细胞因子之一，对模型兔KOA的研究发现IL-1在关节腔内保持高水平，说明IL-1是骨关节炎中起主要调控作用的炎性介质，对KOA的发生具有促动作用，同时对骨性关节炎引起的继发病理过程也有一定的影响[6]。在体外研究证实动物关节腔内注射重组的IL-1可以成功地诱发KOA，再现IL-1对关节软骨的破坏作用，直接证明了IL-1在KOA致病机理中的重要作用[7]。由于IL-1在KOA致病机理中的重要作用，科学研究中可通过研制药物抑制IL-1的炎性反应，减轻滑膜炎症，以缓解KOA的潜能，会是未来研究治疗KOA有效药物的一个方向。IL-6具有广泛的生物学活性，可刺激软骨和滑膜细胞产生前列腺素和胶原酶，导致关节软骨进行性破坏，是介导软骨破坏的重要因子。有研究表明IL-6主要通过两方面作用于KOA患者，一方面可促进淋巴细胞分泌免疫球蛋白，加重滑膜与关节的炎症，另一方面还可协同IL-1抑制软骨细胞合成蛋白聚糖，导致软骨基质缺失[8]。TNF-α 能促进KOA和正常关节软骨合成MMPS、前列腺素E2、NO，从而抑制胶原和蛋白多糖的合成，并促进其降解，最终抑制软骨细胞的生成，加速软骨细胞凋亡，破坏节软骨，从而在骨性关节炎的发生过程中对关节软骨起着重要的破坏作用[9]。相关性分析结果表明：IL-1、IL-6水平与TNF-α水平呈正相关(r=0.675，0.642；P<0.05)，IL-1与IL-6呈正相关(r=0.712，P<0.05)。TNF-α能诱导IL-1和IL-6等细胞因子的产生，能够加重IL-1和IL-6对关节软骨的破坏，TNF-α既协同IL-1的作用，又激活IL-6基因，诱导IL-6的生成，三者有着协同作用，能介导对关节组织的破坏，在KOA的发生发展中有可能起着决定性作用[10]。

综上所述，KOA的炎性反应是一个极为复杂的过程，IL-1、IL-6和TNF-α参与了KOA的发病过程，并且与病情严重程度密切相关。

参考文献

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DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.10.052

文献标识码：A

文章编号：1673-4130(2016)10-1417-03

(收稿日期：2016-01-07)