TLRs/MyD88信号通路在膝骨性关节炎患者滑膜炎症中的作用

卢国良， 邹泽良， 潘耀成

(广东省佛山市中医院骨6科， 广东 佛山 528000)

膝骨性关节炎在中老年人中较为常见[1-2]，女性多于男性，多发于中老年人，主要是因为关节多年积累性劳损导致关节软骨退行性变，但膝骨性关节炎发病目前也有年轻化趋势，可以单侧发病，也可以双侧发病，60岁以上人群中，X片有膝骨性关节炎表现者约60%，其中35%～50%有一定的临床症状，主要临床表现为膝关节肿胀、疼痛、行走时疼痛加重，严重影响了患者的生活质量，给社会和家庭增加了大量负担[3]。膝骨性关节炎患者的主要病理生理过程是滑膜炎症、骨质增生、半月板损伤和髌骨软化等[4-6]。其中滑膜炎症时关节受到创伤或关节内病变刺激滑膜，而导致滑膜充血、水肿，导致滑液分泌过多，吸收减少，从而导致膝关节肿胀、疼痛[7-8]。且由于关节液中含有大量各种炎性因子，可以加速骨质增生、半月板损伤和髌骨软化的发展过程，最终导致膝骨性关节炎患者预后恶化[9-11]。因此探讨膝骨性关节炎患者滑膜炎症加重的机制，对防治膝骨性关节炎具有重要意义。Toll样受体/人髓样分化因子88(TLRs/MyD88)信号通路是一个促进炎症的通路，可能在膝骨性关节炎的发病中具有重要作用，但目前相关研究缺乏。本研究旨在探讨TLRs/MyD88信号通路在广东佛山地区膝骨性关节炎患者滑膜炎症中的作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料2017年1月-2019年1月，回顾性收集广东省佛山市中医院收治的膝骨性关节炎患者120例作为观察组，同时收集健康志愿者50例作为对照组，观察组纳入标准：(1)膝骨性关节炎；(2)年龄18～80岁；(3)同意参与本研究。排除标准：(1)肝肾功能不全；(2)感染；(3)心脑肺等重大病变；(4)溃疡性结肠炎等免疫系统疾病；(5)膝关节已行手术、关节镜、关节腔注射药物等特殊治疗；(6)凝血功能障碍。对照组纳入标准：(1)年龄18～75岁；(2)健康成人；(3)志愿参与本研究。排除标准：(1)X片显示有关节炎表现；(2)风湿、类风湿性关节炎；(3)感染；(4)溃疡性结肠炎等免疫系统疾病；(5)肝肾功能不全；(6)创伤性关节炎；(7)膝关节重大病变；(8)凝血功能障碍；(9)心脑肺重大疾病；(10)其他重大疾病。本研究通过本院伦理委员会批准(2017090)。2组年龄、性别、高血压病、糖尿病、高脂血症等一般资料比较差异无统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 2组一般资料比较/例(%)

1.2 观察指标(1)2组膝关节液中TLRs/MyD88信号通路相关炎症指标[肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1(IL-1)和基质金属蛋白酶-13 (MMP-13)]；(2)观察组滑膜中TLRs/MyD88信号通路中相关指标(TLR2、TLR4、MyD88)；(3)观察组病情严重度：滑膜厚度、Lysholm膝关节评分(Lysholm膝关节评分标准由Lysholm、Gillqui于1982年创办。Lysholm评分的可靠性、有效性和敏感性已被国际文献所证实，包括8大项问题，分别为疼痛、不安定度、闭锁感、肿胀度、跛行、楼梯攀爬、蹲姿、使用支撑物，8项评分的总分为100分，评分越高，关节功能越好)、髌上囊液体深度、髌下囊液体深度、关节腔液体深度。

1.3 检测方法(1)2组膝关节液中TLRs/MyD88信号通路相关炎症指标[肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1(IL-1)和基质金属蛋白酶-13(MMP-13)]：取坐位，病变膝弯曲90℃，常规碘伏消毒，膝关节穿刺，取关节液1～2 mL，3 000 r/min离心，取清液，使用Elisa法检测关节液中TNF-α、IL-1、MMP-13表达水平。(2)滑膜中TLRs/MyD88信号通路中相关指标(TLR2、TLR4、MyD88)：行关节镜检查，取小块滑膜组织，测定滑膜细胞中TLR2、TLR4、MyD88阳性百分比。

2 结果

2.1 2组患者关节液中TNF-α、IL-1和MMP-13的表达情况与对照组比较，观察组关节液中TNF-α、IL-1和MMP-13表达增加，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 2组患者关节液中TNF-α、IL-1和MMP-13的表达情况

2.2 观察组滑膜中TLR2、TLR4和MyD88的表达情况滑膜细胞中TLR2阳性细胞比为(53.93±12.73)%，TLR4阳性细胞比为(59.73±14.74)%，MyD88阳性细胞比为(63.85±15.96)%。

2.3 膝骨性关节炎患者相关指标与TLRs/MyD88信号通路的相关性分析膝骨性关节炎患者滑膜厚度为(0.48±0.16)mm，Lysholm膝关节评分为(64.74±8.82)分，髌上囊液体深度为(0.60±0.28)cm，髌下囊液体深度为(0.56±0.12)cm，关节腔液体深度为(0.47±0.26)cm。滑膜厚度、髌上囊液体深度、髌下囊液体深度、关节腔液体深度与TLR2、TLR4、MyD88、TNF-α、IL-1、MMP-13均显著正相关(P<0.05)。膝骨性关节炎患者Lysholm膝关节评分与TLR2、TLR4、MyD88、TNF-α、IL-1、MMP-13均显著负相关(P<0.05)。见表3。

表3 膝骨性关节炎患者相关指标与TLRs/MyD88信号通路的相关性分析

3 讨论

滑膜炎症是膝骨性关节炎患者重要的病理生理过程，是一种无菌性炎症，在骨性关节炎患者中，主要由关节内损伤引起，滑膜炎症可导致关节液大量生成，关节液吸收障碍，进而导致关节积液，导致患者疼痛；滑膜炎症还可以侵袭膝关节软骨，加速膝关节软骨的退变过程。本研究结果显示，TLRs/MyD88信号通路的相关指标在膝骨性关节炎患者关节液和滑膜组织中增高，说明TLRs/MyD88信号通路在膝骨性关节炎患者中可能被激活，且这些异常增高的指标与滑膜厚度、Lysholm膝关节评分、髌上囊液体深度、髌下囊液体深度、关节腔液体深度相关，说明TLRs/MyD88信号通路可能与膝骨性关节炎患者滑膜炎症的关节内其他病变有关。

膝骨性关节炎是一种长期、慢性的炎症病变，以软骨退变、滑膜炎症等为主要临床特征。但软骨退变、滑膜炎症的发病机制尚不明确。但目前研究已经证实多种炎症信号通路参与了膝骨性关节炎的发展过程，这些炎症信号通路参与了软骨细胞代谢、细胞增殖、分化、凋亡、合成等过程，如果终止炎性信号通路，则可以延缓骨性关节炎患者的发展过程。Zhang等[12]的研究显示姜黄素可以通过阻断TLR4/MYD88/NF-kappab信号通路降低膝骨关节炎大鼠关节内炎症。动物研究也显示TLR4参与了膝骨性关节炎大鼠滑膜炎症的发展过程，表现为TLR4表达水平越高，关节内炎症越严重，滑膜病变越严重，关节软骨破坏越厉害[13]。说明TLRs/MyD88信号通路可能参与了膝骨性关节炎的发展过程。支持本研究。TLR可以归类至模式识别受体家族，参与了炎症转移，属于固有基质细胞的跨膜蛋白，在先天免疫反应进化上属于保守程度较高的受体。TLR通畅包含三个部分，即胞外配体识别区、跨膜区、胞内信号区，这三部分具有不同的生物学作用。胞外配体识别区可以识别NAMPs、PAMPs；跨膜区可以通过与包膜结合而固定受体；胞内信号区则可以识别细胞外的富亮氨酸重复序列、细胞内Toll/白介素1受体结构域[14-15]，募集下游信号转接蛋白。TLR信号通路由TLR2、TLR4等与PAMPs结合，形成配体聚合物，进一步可通过募集衔接蛋白如MyD88，激活TLRs/MyD88信号通路，TLRs/MyD88信号通路被激活后，形成级联反应，分泌大量的炎症因子，包括TNF-α、IL-1、MMP-13[16-17]。目前TNF-α[18-20]、IL-1[21-22]、MMP-13[23-24]表达增高已经被证实与膝骨性关节炎患者病情严重度有关，可以促进关节软骨病变、滑膜炎症的发展过程，导致患者预后不良。但本研究未能在基因水平上证明TLRs/MyD88信号通路对膝骨性关节炎患者滑膜炎症的影响，这是本文的一个主要不足。

综上所述，TLRs/MyD88信号通路可能在膝骨性关节炎患者中被激活，加速膝关节退变的发展过程。