创伤性膝骨关节炎患者血清IL-6，TNF-α，瘦素水平表达与影像学K-L分级的相关性 *

赵 娜，康利宝

(榆林市第二医院a.检验科；b.输血科，陕西榆林 719000)

骨关节炎(osteoarthritis，OA)是一种退行性关节病，常见于负重关节，以关节软骨退化为主要特征[1]。创伤性骨关节炎(post-traumatic osteoarthritis，PTOA)是继发关节损伤后的一种并发症，约占OA的12%，其中膝关节损伤较为常见[2]。近年来，随着社会的发展，交通意外、运动损伤不断增多，关节损伤的患者逐渐增多，PTOA的发病率也呈现逐渐增加的趋势。目前，PTOA的发病机制仍不清晰，PTOA的发生、发展过程缺乏可预测性，早期诊断困难，缺乏特异性干预措施，严重影响病人的日常生活。因此，加强对PTOA发生与发展的研究将有助于改善PTOA患者的关节功能，提高其生活质量。

研究显示，细胞因子级联反应所致的合成代谢和分解代谢信号失衡以及炎症介质的产生在OA的发病中具有关键的作用[3]。已证实OA的影像分级与血清中许多炎症标志物具有一定的相关性，如IL-6，TNF-α和瘦素等[4-6]。此外，发现瘦素水平增高与骨关节炎影像学变化相关是一个独立预测因子。但目前关于PTOA患者血清中促炎症因子(IL-6，TNF-α和瘦素)与凯尔格伦-劳伦斯分级(kellgren-lawrence grade，K-L分级)关系方面的研究较少。本研究旨在探讨创伤性膝骨关节炎患者血清中促炎症因子表达情况与K-L分级之间的关系，希望为早期临床诊断和治疗PTOA提供参考和帮助。

1 材料与方法

1.1 研究对象 收集2013年1月～2017年12月榆林市第二医院确诊并住院的PTOA患者63例，其中女性38例(60.3%)，男性25例(39.7%)，平均年龄52.30±9.97岁。同期选取榆林市第二医院健康体检中心正常体检者30例为健康对照组(healthy controls，HC)，其中女性17例(53.3%)，男性13例(46.7%)，平均年龄51.40±10.69岁。PTOA患者纳入标准；①所有患者均符合2010年中华风湿病学会制定的骨关节炎诊断标准[7]，且通过临床表现和影像学检查可诊断为PTOA。②所有患者至少有一侧膝关节(左或右)遭受过膝关节创伤。K-L分级对影像学严重程度进行评估，Ⅰ级：关节软骨存在轻微骨赘；Ⅱ级：关节软骨存在明显的骨赘，关节间隙轻度变窄；Ⅲ级：关节软骨关节间隙中度变窄，软骨下骨出现硬化；Ⅳ级：关节软骨关节出现大量骨赘，关节间隙严重变窄，软骨下骨硬化及畸形明显。其中Ⅰ级11例，Ⅱ级18例，Ⅲ级19例，Ⅳ级15例。排除标准：非创伤性关节炎、类风湿关节炎、化脓性关节炎、痛风、糖尿病和膝盖机械损伤等。两组研究对象在年龄、性别构成比等一般资料方面比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 试剂和仪器 TGL-16M台式高速冷冻离心机(上海卢湘仪离心机仪器有限公司)；IL-6检测试剂盒和TNF-α检测试剂盒、瘦素水平检测试剂盒(中国武汉优尔生生物技术有限公司)。

1.3 方法 采用无菌采血针抽取受试对象晨起空腹外周血3～5 ml，离心取上清液，-80℃冻存备用。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清中IL-6，TNF-α和瘦素水平。操作严格按照试剂盒说明书进行。

2 结果

2.1 PTOA组和健康对照组的人口学特征 见表1。两组年龄、性别及BMI比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 PTOA患者及健康对照者的人口学特征

2.2 PTOA组和健康对照组血清促炎症因子水平的检测 见表2。与HC组相比，血清促炎症因子(IL-6，TNF-α，瘦素)在PTOA组中明显增高(均P<0.001)。

表2 PTOA组和健康对照组血清促炎症因子水平比较

2.3 血清促炎症因子水平与膝关节受损程度的关系 见表3。通过K-L分级对PTOA患者影像学严重程度进行评估，分为4组。结果显示4 组间血清促炎症因子(IL-6，TNF-α，瘦素)水平比较，差异均有统计学意义(均P<0.001)，且血清促炎症因子(IL-6，TNF-α，瘦素)水平随着膝关节损伤严重程度增加而增高(见图1)。相关性分析显示，血清IL-6与TNF-α(r=0.458)、瘦素(r=0.563)呈正相关，TNF-α与瘦素(r=0.692)呈正相关(均P<0.001)，见图2。

图1 不同分级血清中促炎症因子(IL-6，TNF-α，瘦素)水平

表3 PTOA不同分级血清促炎症因子水平

图2 PTOA患者血清促炎症因子(IL-6，TNF-α，瘦素)水平间的关系

3 讨论

PTOA主要是由创伤引起的以关节软骨的退化变性和继发的软骨增生、骨化为主要病理变化，以关节疼痛、活动功能障碍为主要临床表现的一种疾病，随着疾病的发展可致患者残疾，严重影响患者的生活质量[8]。目前，对于PTOA的发生、发展过程预测仍然缺乏特异性的手段，早期诊断及病情评估比较困难。PTOA患者的主要治疗方式包括早期的保守治疗以及晚期的手术治疗(人工关节置换手术)[8]。手术治疗为侵入性治疗，对患者的伤害较大，治疗费用较高，而且容易出现并发症。早期PTOA患者关节和软骨出现轻微损伤时，其影像学表现无明显改变且没有典型的临床症状，当出现关节狭窄、变形、疼痛以及功能障碍等时，多数PTOA患者已处于晚期[9-10]。因此，寻找有效地手段对疾病进行早期诊断、病情评估，制定合理的治疗方案，更好地管理PTOA患者极为重要。

生物标记物作为一种简便而快捷的生物指标，不仅可以在分子水平揭示疾病的发病机制，还可以在一定程度上为临床医生对于疾病的诊断及病情评估提供参考依据。已报道VCAM-1，EGF，VEGF-A，IL-6，TNF-RI，YKL-40，MMP-1，MMP-3，瘦素、抵抗素、SAA和CRP这十二种促炎因子结合能较好地反映类风湿性关节炎(RA)的临床症状，对RA患者评估有临床应用价值，因此，被用于RA检测的生物标记物[20，23-24]。TNF-α，IL-6和瘦素是体内常见的促炎因子，血清表达水平升高会激发体内自身免疫疾病[21]。研究表明，OA患者中促炎症因子水平显著升高，可加速关节软骨的破坏，加重滑膜炎症，导致OA的恶化[11-13]。众所周知，IL-6，TNF-α和瘦素是常见的促炎细胞因子。IL-6是由T细胞、B细胞和巨噬细胞分泌的促炎细胞因子，可以刺激滑膜细胞增殖和细胞活化，导致滑膜血管翳形成和基质金属蛋白酶的产生，导致关节软骨破坏[14-15]。TNF-α由活化的巨噬细胞、单核细胞、成纤维细胞、肥大细胞和NK细胞产生的，参与炎症反应，可以增加软骨、软骨下骨的破坏，是软骨基质降解的重要介质[16]。瘦素是一种由脂肪细胞分泌的激素，瘦素受体属于Ⅰ型炎症因子受体超家族，是细胞炎症网络中的一员。当机体瘦素水平增高后可促进软骨细胞中的基质金属蛋白酶等的合成，致软骨损伤，进一步诱发骨质增生，最终导致OA[17-19]。IL-6，TNF-α和瘦素引起OA恶化的机制已被阐明。但有关血清促炎症因子水平与PTOA影像学严重程度之间的关系研究极少。

本研究主要探讨PTOA患者血清中促炎症因子水平表达与影像学严重程度之间的关系，为早期临床诊断和病情评估提供一定的参考和帮助。本研究显示血清促炎症因子(IL-6，TNF-α，瘦素)水平在PTOA患者中是显著增高的，且与K-L分级具有相关性。血清中促炎症因子水平越高，K-L 分级显示PTOA患者膝关节损伤越严重。这说明血清中促炎症因子水平能反映关节损伤病变程度。表明这些促炎症因子(IL-6，TNF-α，瘦素)可以作为生物标记物来预测疾病的发生、发展。但本次研究的样本量较少，可能存在一定误差，因此我们需进一步扩大样本量来确定促炎症因子与PTOA患者的关系。