滑液炎症因子IL-15、IL-17、IL-18的表达对髁突骨质缺损的诊断意义

贾梦莹， 许颖捷， 曾雪敏， 龚忠诚

(1新疆医科大学， 2新疆医科大学第一附属医院/附属口腔医(学)院颌面肿瘤外科， 3新疆维吾尔自治区口腔医学研究所， 乌鲁木齐 830054)

颞下颌关节骨关节病(temporomandibular joint osteoarthritis，TMJOA)多由结构紊乱病(internal derangement，ID)发展而来，为颞下颌关节紊乱病的晚期阶段，以关节区疼痛，张口受限为主要临床表现，影响患者的生活质量，主要病理学表现为髁突软骨不同程度的破坏、退变，关节进行性损伤，滑膜慢性炎症[1]。然而ID亦可伴随炎症反应，目前ID与TMJOA的关系仍存在部分在争议[2]，由于ID与骨关节炎(osteoarthritis，OA)没有特意性的诊断指标，单纯通过锥束计算机断层扫描(cone beam computed tomography，CBCT)检查，观察髁突骨质结构与关节腔间隙的变化[3]，指导关节腔玻璃酸钠注射，使得颞下颌关节紊乱病的治疗缺乏特异性，可能造成过度治疗的发生。由此探索特异性诊断OA的指标尤为重要。

髁突是颞下颌关节重要组成部分，其结构的完整性有赖于生长的微环境，髁突软骨由滑膜分泌滑液所滋养，滑液的成分直接影响髁突生长的微环境，目前髁突骨质的破坏多聚焦于促炎因子与抑炎因子、合成代谢与分解代谢的失衡，因此滑液的炎性指标对诊断OA具有重要意义，白介素1β(interlukin-1β，IL-1β)以及肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor，TNF-α)等促炎因子与髁突退行性变成正相关已经被阐明[4]，其通过诱导软骨基质降解，抑制蛋白多糖的合成，促进髁突软骨细胞的凋亡，加速滑膜炎症，髁突骨质结构的破坏。而白介素15(interlukin-15，IL-15)、白介素17(interlukin-17，IL-17)、白介素(interlukin-18，IL-18)是近年在膝关节等大关节滑液中研究较多的致炎因子，由于颞下颌关节的解剖结构与原发性膝关节存在不同，其可能的细胞学机制[5]，滑液表达量亦存在差异，故本研究主要筛查在原发性关节中具有促炎作用的炎症因子IL-15、IL-17、IL-18在伴髁突骨质缺损OA与不伴髁突骨质缺损ID患者关节滑液中的表达差异，为特异性诊断骨关节病提供线索，并且为OA的发病机制及治疗提供靶向治疗的新思路。

1 资料与方法

1.1 研究对象根据纳入标准和排除标准纳入各组研究对象，要求患者均来自2018年10月-2019年4月就诊于新疆医科大学第一附属医院颞下颌关节专病门诊及颌面外科专家门诊且由同一专家诊断为TMD的患者。根据临床表现以及CBCT检查，筛查出无髁突骨质破坏的ID组与髁突骨质缺损OA组, 每组各30例。病例纳入标准：(1)无自身免疫性疾病或内分泌系统疾病者；(2)近期无服用激素及免疫类药物；(3)近期无颞下颌关节外伤病史；(4)非妊娠期及哺乳期妇女患；(5)无严重的心血管、肝、肾及其他内分泌系统疾病；(6)非恶性肿瘤患者；(7)非急性或慢性感染期患者。排除标准：(1)凡不满足上诉要求者；(2)滑液存在血液干扰者；(3)不愿意配合关节腔治疗的患者。

1.2 研究分组本研究将研究对象分为2组，每组30例，无髁突骨质破坏的ID组：即有关节症状，根据诊断RDC/TMD[6]诊断标准可诊断为颞下颌关节结构紊乱病，且CBCT影像学检查，未见髁突骨质破坏者，共30例。伴髁突骨质破坏OA组：不伴有其他结构异常者，且根据CBCT检查，可见病变侧髁突骨质不连续以及毛刺、囊性变、骨赘增生、硬化、吸收等，均可纳入，共30例。

1.3 研究方法

1.3.1 滑液收集与冻存 上述患者均行关节腔盥洗术与关节腔玻璃酸钠注射治疗术收集关节盥洗液为滑液。(1)关节腔盥洗及玻璃酸钠注射术：告知患者及家属关节腔注射的意义，获取患者知情同意，签署知情同意书后行注射治疗。患者取坐式头侧位，耳屏前常规消毒，头偏向健侧，患侧耳屏前1 cm处使用3 mL利多卡因穿刺，麻醉盥洗，穿刺时针尖斜向前、上、内，抵髁突后斜面后退约1 mm，回抽，推注药物，回抽，冲洗关节腔中的免疫物质，收集滑液，随后同一位点注射玻璃酸纳1.5 mL(总体积为2.5 mL，一般注射1.5 mL)。(2)收集好关节滑液后，离心机离心(12 000 r/min，15 min，4℃)后取上清液，于-80°冰箱冻存。

1.3.2 检测内容 (1)相关炎症因子包括IL-15、IL-17、IL-18，采用高敏感度、高特异性的夹心法酶联免疫吸附实验(ELISA)测定2组关节液中IL-15、IL-17、IL-18的表达差异。严格按照(武汉博士德)IL-15、IL-17、IL-18的ELISA试剂盒操作程序进行，使用酶标仪分析法在酶标仪上于 450 nm处测 OD值。检测时以空白对照孔调零后测各孔的 OD 值，若样品孔中的 OD 值大于阴性对照孔的 2.1 倍，即为阳性。(2)测定结果分析：计算各样品的OD值；绘制标准曲线；将样品的OD值带入回归方程，求出浓度，统计录入。

1.3.3 质量控制 同一位临床诊疗经验丰富的颞下颌关节专家对患者行关节腔玻璃酸钠注射术及关节腔盥洗术；局部利多卡因注射量相同，回抽滑液总体积相同。

2 结果

2.1 患者一般资料颞下颌关节紊乱病患者共60例，伴髁突骨质破坏OA组与不伴髁突破坏ID组患者各30例，男性23例，女性37例，不伴髁突破坏ID组患者中可复性盘前移位19例，不可复性盘前移位患者11例。

2.2 IL-15、IL-17、IL-18的表达IL-15、IL-17、IL-18在上述2组患者的滑液中的表达见表1，IL-15在伴髁突骨质破坏的骨关节病与不伴髁突骨质破坏的结构紊乱病组均有低浓度表达，2组表达差异无统计学意义(P>0.05)。而IL-17、IL-18在伴髁突骨质破坏的骨关节病组高浓度表达，而在不伴髁突骨质破坏的结构紊乱病组低浓度表达，2组表达存在统计学差异(P<0.05)。

表1 不伴髁突骨质破坏的ID组与伴髁突骨质破坏的 OA组滑液中IL-15、IL-17、IL-18的表达浓度(pg/mg)

3 讨论

本研究通过滑液炎症因子的分析，表明了IL-17、IL-18高表达于伴髁突骨质破坏OA组，高表达的IL-17、IL-18可能改变了颞下颌关节的局部微环境，参与髁突退变，对髁突骨质破坏具有诊断意义；而低浓度表达的IL-15在2组表达无差异，颞下颌关节滑液仅能检出微量的IL-15，提示IL-15对TMJOA的诊断意义不大。IL-15、IL-17、IL-18都是促炎因子，IL-15的检出浓度低可能与颞下颌关节滑液量小，局部组织来源较少有关，其次IL-15的研究在类风湿性关节炎、以及免疫系统性疾病的致炎作用较成熟，本研究IL-15表达量检出较少可能与颞下颌关节骨关节病中免疫炎症细胞参与量少有相关性。而IL-17、IL-18的高表达可能与其在关节炎中已证明的致炎机制密切联系，在颞下颌关节中局部存在强烈致炎作用。

IL-17、IL-18在骨性关节炎中的致炎机制已被部分阐明，相关研究报道IL-17是主要由辅助性Th17细胞产生的以二聚体形式存在的促炎因子，通过激活中性粒细胞和引导前炎性因子发挥致炎作用，在诱导软骨破坏方面，可促进巨噬细胞、树突状细胞分泌破坏细胞基质为主的基质金属蛋白酶，促进软骨细胞释放一氧化氮(nitric oxide，NO)，介导软骨破坏，软骨细胞基质的降解；在诱导骨破坏方面，可促进成骨细胞分泌核转录因子κB(nuclear transcription factors kappa B，NF-κB)配体受体激动剂，从而促进破骨细胞形成及骨侵蚀[7]；在诱导软骨凋亡方面，IL-17亦可与其受体结合活化软骨细胞核因子NF-κB，进一步通过此途径促进细胞形态改变，产生凋亡反应。除此IL-17可以增加关节炎软骨中软骨血管生成[9]，上调血管内皮生长因子的表达量，引导免疫细胞参与，加速局部炎症反应。IL-17亦与致炎因子存在协同作用，研究表明IL-17局部上调IL-8与IL-1β的表达[10]，形成一个炎症放大的网络，促进软骨进一步损伤。

IL-18是以非活性前体存在的致炎因子，参与固有免疫及体液免疫，IL-18可诱导辅助性 T 细胞产生干扰因子-γ和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子，促进 T 细胞增殖，增强自然杀伤细胞的作用，加强 T细胞表面抗原介导的细胞毒效应，参与组织炎症损伤反应[11],同时IL-18也是细胞焦亡释放的必要炎性因子。相关研究证明IL-18在骨关节病的发展中，通过与巨噬细胞表面受体结合，诱导IL-1β，TNF-α等强烈致炎作用的炎症因子产生，进一步刺激NO，前列腺素E2的产生，诱导软骨基质降解，抑制蛋白多糖的合成，促进颞下颌关节破坏[12]，其次通过IL-18与T细胞表面受体结合，启动胞内信号通路，促进T淋巴细胞增殖，放大免疫炎症反应。

研究证明IL-17、IL-18在膝关节炎滑液中均较正常人较高表达[13]，与关节病变的严重程度成正相关。通过上述 IL-17、IL-18在骨关节炎中的致炎基础，与本实验伴骨质破坏的骨关节炎患者滑液中IL-18、IL-17的高浓度表达相一致，证明了IL-17、IL-18 2种致炎因子的诊断意义，可能是加速髁突骨质破坏的原因。促炎因子并不是独立存在，而是相互协同放大局部免疫炎症反应，髁突生长的内环境改变，引起关节软骨的退行性改变，纤维松解，胶原纤维暴露，软骨成分被免疫识别，局部产生抗体、免疫复合物，刺激体液以及细胞免疫，恶性循环不断往复，导致 TMD 病程迁延，进一步破坏，髁突形态完全受损。本研究提示IL-17、IL-18可能根据上述某种致炎机制参与软骨破坏的恶性循环，IL-17、IL-18的高浓度表达对髁突骨质破坏意义重大，目前靶向药物治疗研究趋于成熟，在针对疾病的特异性治疗方面具有指导意义。通过IL-17，IL-18相关途径的抑制剂治疗可能成为TMJOA治疗的新靶点，可以使颞下颌关节紊乱病的个体化治疗成为现实。