Ⅱ型胶原C端肽诊断膝关节骨性关节炎的价值

李贵斌 刘 军 吴 歌 戴 彬

(一汽总医院骨科，吉林 长春 130011)

Ⅱ型胶原C端肽诊断膝关节骨性关节炎的价值

李贵斌 刘 军1吴 歌2戴 彬

(一汽总医院骨科，吉林 长春 130011)

目的 探讨关节液、血液、尿液中Ⅱ型胶原C端肽(CTX-Ⅱ)浓度与骨性关节炎(OA)程度之间的关系。方法 112例膝关节OA患者严格排除各项影响CTX-Ⅱ浓度的因素后纳入，抽取对照组、试验各组关节液、血液、尿液并通过酶联免疫吸附(ELISA)方法测定CTX-Ⅱ浓度，对病例关节炎程度进行Outerbridge评分，分成4组；1组≤6分，2组7～12分，3组13～18分和4组19～24分。结果 关节液、血液、尿液中CTX-Ⅱ浓度:OA各组较非OA组CTX-Ⅱ浓度升高明显(P<0.05)；2、3、4组同1组差异明显(P<0.05)；3、4组同2组差异明显(P<0.05)；4组同3组无明显差异(P>0.05)；当Outerbridge评分>12分时关节液、血液、尿液中CTX-Ⅱ浓度无明显差异，≤12分CTX-Ⅱ浓度随关节炎程度Outerbridge评分的增加而具有明显差异(P<0.05)。结论 ①关节炎病人血液与尿液中CTX-Ⅱ浓度水平同关节液中CTX-Ⅱ浓度水平变化趋势一致；②血与尿液中CTX-Ⅱ浓度可以作为早期诊断OA软骨破坏进程的有用指标；③CTX-Ⅱ不能用于严重软骨损伤进程的评价。

Ⅱ型胶原C端肽(CTX-Ⅱ)；骨性关节炎；关节液；尿液

骨性关节炎(OA)是关节周围软骨在力学及生物学等多方面的因素作用下导致的退变，是老年人经常罹患的一种常见疾病，以双膝关节发病率为最，软骨破坏是主要的病理改变。关节软骨的胶原纤维主要由Ⅱ型胶原纤维组成，其降解产物主要包括Ⅱ型胶原C端肽(CTX-Ⅱ)、新表位〔Ⅱ型胶原3/4C长片段(C2C)、Ⅰ型胶原(C1)、胶原新抗原表位(TⅡNE)〕、Ⅱ型螺旋片段等，CTX-Ⅱ近年来被认识到其数值变化与OA有关〔1,2〕，可作为判断软骨破坏程度评估的有用指标，其由Eyre等〔3〕于1987年在牛软骨中首先发现，为共价键组成的三螺旋片段，可在组织蛋白酶的作用下形成小分子多肽，Vos等〔4〕发现CTX-Ⅱ完全来自于成熟的结构胶原，并以小肽段的形式全部进入尿液中；在生物体中CTX-Ⅱ主要存在于血液、关节液及尿液中。本文主要检测膝关节OA患者血液、关节炎及尿液中CTX-Ⅱ的含量，分析关节软骨损伤程度与CTX-Ⅱ间关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2010年2月至2012年12月一汽总医院骨科住院治疗膝关节OA患者112例，男36例，女76例；年龄46～80岁，平均(63.2±8.57)岁。均行手术治疗，其中膝关节置换(TKA)25例，膝关节镜检查并治疗患者87例。对照组35例，男11例，女24例，其中胫骨上段骨折26例，股骨下段骨折9例，年龄45～73岁，平均(61.2±13.5)岁。均知情同意。两组年龄、性别构成无显著差异(P>0.05)。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：诊断符合美国风湿病协会骨性关节炎诊断标准(1996年版)；排除标准：①半年内进行过膝关节穿刺及注射治疗；②未进行皮质激素类药物治疗；③风湿及类风湿疾病，身体其他关节存在疼痛及不适；④同时存在颈椎及腰椎间盘突出症状或磁共振成像(MRI)证实存在腰椎或颈椎疾患；⑤全身性感染、代谢性关节疾病、关节肿瘤；⑥恶性肿瘤。

1.3 血液、关节、尿液标本的收集保存 血液及尿液标本均为入院后次日晨间留取，血液留取2 ml，尿液留取3～5 ml，血液以4 500 r/min离心20 min，留取上清液分装于冻存管中，尿液保存于试管中冻存于-80℃低温冰箱待测。行关节镜手术病例取髌下外侧入路，穿刺后抽取关节液原液0.5～5 ml，关节置换病人在手术切开关节囊后直视下抽取关节液1～5 ml，对照组同样取髌下外侧入路，穿刺抽取关节液0.5～1 ml，在术后2 h内以4 500 r/min离心20 min，留取上清液分装于冻存管中，保存于-80℃低温冰箱待测。

1.4 关节软骨损伤程度评价标准及分组 采用Outerbridge评分法对于软骨损伤程度进行系统评价〔5〕：将膝关节软骨面分成6个区域，分别为髌骨面、股骨髌面、股骨内侧髁、股骨外侧髁、胫骨内侧髁和胫骨外侧髁，每个区域按损伤程度分为0～4分。0分：关节面软骨正常；1分：关节面软骨表面软化，大小不计；2分：关节软骨有破裂和裂隙形成，≤1.5 cm2；3分：关节软骨有破裂和裂隙形成，>1.5 cm2；4分：关节软骨下骨暴露，大小不计。膝关节6个区域得分相加即得到关节软骨损伤程度分值，分值越高代表损伤程度越重，其范围为0～24分。分组：根据关节镜或关节置换时对于关节面的观察结果即Outerbridge评分数值分成4组；1组≤6分；2组7～12分；3组13～18分；4组19～24分。

1.5 CTX-Ⅱ含量测定 采取酶联免疫吸附法(ELISA)对标本进行测定(试剂盒购自美国ADL公司)，检测前将标本从-80℃冰箱取出，在37℃恒温水箱中解冻，用标本稀释液将关节液和血液标本做1∶100倍稀释，尿液标本采用原液，将各标本取出100 μl加入到已经包被有单抗的96孔反应板中，摇匀后于37℃恒温孵育120 min，弃去液体，在滤纸上印干，洗板3次，甩干，加入检测溶液100 μl，37℃恒温孵育60 min，弃去液体，印干，洗板，甩干，每孔加入底物工作液100 μl，于37℃避光反应30 min，最后每孔加入50 μl终止液混匀，立即于450 nm波长下测量各孔光密度(OD值)，计算得出各标本数据。

1.6 统计学方法 采用SPSS17.0统计软件进行t、χ2检验。

2 结 果

OA各组较对照组CTX-Ⅱ浓度升高明显(P<0.05)，2、3、4组同1组差异显著(P<0.05)；3、4组同2组差异显著(P<0.05)；4组同3组无统计学差异(P>0.05)；当Outerbridge评分>12分，关节液中CTX-Ⅱ浓度无明显差异(P>0.05)，≤12分时，CTX-Ⅱ浓度随评分增加差异明显(P<0.05)。见表1。

组别nOuterbridge评分关节液t/P值血液t/P值尿液t/P值对照组35-182.2±101.31176.2±102.19185.2±102.31组65.33±0.55283.3±77.13-2.32/0.02631)308.3±36.55-3.10/0.00351)287.5±71.71-2.34/0.02441)2组2910.01±1.73356.3±71.00-7.80/0.00001);-2.26/0.03122)363.3±79.15-8.06/0.00001);-1.65/0.10822)346.3±72.31-7.13/0.00001);-1.82/0.07932)3组4114.59±1.47405.5±39.25-13.03/0.00001);-6.20/0.00002);-3.71/0.00043)398.5±47.16-11.97/0.00001);-4.48/0.00002);-2.33/0.02313)391.5±56.42-11.09/0.00001);-4.07/0.00022);-2.93/0.00463)4组3620.05±1.41398.4±40.21-11.87/0.00001);-5.62/0.00002);-3.00/0.00393);-0.78/0.47164)411.5±51.21-12.32/0.00001);-4.72/0.00002)-2.96/0.00433);-1.18/0.24164)409.4±53.92-11.60/0.00001);-4.90/0.00002);-4.03/0.00023);-1.43/0.16164)

1)与对照组比较；2)与1组比较；3)与2组比较；4)与3组比较

3 讨 论

CTX-Ⅱ能反映胶原纤维的代谢情况，从而反映软骨的病理变化，从其开始被人们发现以来其同骨性关节炎之间的关系就开始广泛被人们研究，但一般主要研究关节液中〔6,7〕CTX-Ⅱ同骨性关节炎之间关系，对于外周体液(血液和尿液)中CTX-Ⅱ的含量同骨关节炎的研究则少见于报道，而实际临床工作中，抽取关节液因其传统观念及有创性的原因，往往在症状较轻或门诊非住院状态下很难被患者接受，因此迫切需要能被患者容易接受，微创或无创伤的检查方式辅助临床对于OA的早期诊断，Lohmander等〔8〕研究发现CTX-Ⅱ降解后形成小分子肽，其完全以原型的模式经过血液进入尿液排出体外，其化学性质稳定、可靠。

本研究结果同李正南等〔9〕关节液中CTX-Ⅱ浓度变化趋势结果相一致。提示当关节软骨开始破坏早期，CTX-Ⅱ浓度就明显高于正常，并且该种升高趋势随破坏程度增加而增加，Outerbridge评分>12趋于平衡，因发现CTX-Ⅱ降解后完全经过血液进入尿液排出体外〔8〕，推测该种变化的趋势可能源于身体内部原本CTX-Ⅱ含量较少，因此当关节软骨开始破坏初始，CTX-Ⅱ大量产生，进入关节液、血液、尿液造成CTX-Ⅱ浓度较大的提升，而关节软骨破坏到一定程度，CTX-Ⅱ产生及经过尿液排出体外形成一种平衡，因而其浓度则不再出现大的波动。本文提示CTX-Ⅱ浓度可以辅助诊断OA，能对于Outerbridge评分≤12分以内的关节软骨破坏程度进行一定程度上的揭示，该观点同Sarukawa等〔10〕观点相一致。

综上，血液与尿液中CTX-Ⅱ浓度水平变化同关节液浓度水平变化趋势一致；血与尿液中CTX-Ⅱ浓度可以作为早期诊断OA软骨破坏进程的有用指标；CTX-Ⅱ不能用于严重软骨损伤进程的评价。本文不足之处在于，对照组膝关节是否正常，因伦理等原因不能行膝关节镜检查，只能单纯凭借症状及膝关节X线、MRI检查来确定，因此存在一定程度上的误差。

1 Cooper C,Adachi JD,Bardin T,elal.How to define responders in osteoarthritis〔J〕?Curr Med Res Opin,2013;29(6):719-29.

2 Lotz M,Martel-Pelletier J,Christiansen C,etal.Value of biomarkers in osteoarthritis:current status and perspectives〔J〕.Postgrad Med J,2014;90(1061):171-8.

3 Eyre DR,Apon S,Wu JJ,etal.Collagen type Ⅸ:evidence for covalent linkages to type Ⅱ collagen in cartilage〔J〕.FEBS Lett,1987;220(2):337-41.

4 Vos LM,Kuijer R,Huddleston Slater JJ,etal.Alteration of cartilage degeneration and inflammation markers in temporomandibular joint osteoarthritis occurs proportionally〔J〕.J Oral Maxillofacial Surg,2013;71(10):1659-64.

5 Outerbridge RE.Theetiology of chondromalacia patellae〔J〕.Bone Joint Surg,1961;43(6):752-7.

6 刘潮坚，蔡拉加,石昭宏，等.膝骨性关节炎关节滑液CTX-Ⅱ的表达及其临床意义〔J〕.现代医院，2011;11(5)：18-9.

7 Sowers MF.Longitudinal changes of serum COMP and urinary CTX-Ⅱ predict X-ray defined knee osteoarthritis severity and stiffness in women〔J〕.Osteoarthritis Cartilage,2009;17(12):1609-14.

8 Lohmander LS,Atley LM,Pietka TA,etal.The release of crosslinker peptides from type Ⅱ collagen inro human synovial fluid is increased soon after joint injury and in osteoarthritis〔J〕.Arthritis Rheum,2003;48(11):3130-9.

9 李正南，卫小春,张志强，等.膝关节液中生物学标记物Ⅱ型胶原羧基端端肽的检测及临床意义〔J〕.中华关节外科杂志，2008;2(2)：177-9.

10 Sarukawa J，Takahashi M,Doi M,etal.A longitudinal analysis of urinary biochemical markers and bone mineral density in STR/Orimice as a model of spontaneous osteoarthritis〔J〕.Arthritis Rheum,2010;62(2):463-71.

〔2015-03-18修回〕

(编辑 苑云杰)

1 徐州市中心医院骨科 2 一汽总医院药剂科

戴 彬(1963-)，男，主任医师，主要从事骨关节疾病及创伤研究。

李贵斌(1974-)，男，博士，副主任医师，主要从事骨创伤及关节外科研究。

R684.3

A

1005-9202(2017)07-1735-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.07.072