CTX-Ⅱ检测对早期KOA患者的诊断价值研究

赵伊婷 何云 马洁

膝关节骨性关节炎(knee osteoarthritis，KOA)是骨关节炎常见类型，病因复杂，多认为与劳损、膝关节退行性病变等因素有关，据报道，KOA发生率逐年升高[1]。目前，临床诊断KOA多依靠影影像学手段，该检查方法虽可观察患者病变情况，但敏感性欠佳，且无法准确反映病情变化情况，应用存有局限[2]。相关研究显示，多种炎性因子与KOA病情严重程度有关，但关节腔穿刺检测炎性因子属于有创操作，部分患者接受度低[3]。研究指出，关节软骨主要成分Ⅱ型胶原蛋白降解产物Ⅱ型胶原羧基端端肽(C-telopeptide of CⅡ，CTX-Ⅱ)会进入机体循环系统，且主要代谢途径为尿液[4]。而KOA病情严重程度多根据软骨损伤评估，由此猜测，CTX-Ⅱ可用于预测早期临床KOA发生风险，但目前笔者所见相关研究较少。鉴于此，本研究探讨CTX-Ⅱ检测对早期临床KOA患者的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2020年8月至2021年5月我院体检中心体检60例健康者，纳为A组；另选取主诉关节疼痛、关节活动受限，影像学检查提示膝关节阴性60例疑似早期KOA患者，纳为B组；另选取Kellgren Ⅰ级[5]确诊60例KOA患者，纳为C组。A组：男34例，女26例；年龄40～65岁，平均年龄(52.41±3.35)岁；体重指数(body mass index，BMI)17.4～24.6 kg/m2，平均(21.03±1.01)kg/m2；民族：汉族22例，维吾尔族31例，其他7例。B组：男33例，女27例；年龄41～65岁，平均年龄(52.51±3.37)岁；BMI 17.3～24.8 kg/m2，平均(21.02±1.00)kg/m2；民族：汉族23例，维吾尔族32例，其他5例。C组：35例，女25例；年龄40～64岁，平均年龄(52.63±3.23)岁；BMI 17.3～24.9 kg/m2，平均(21.12±1.03)kg/m2；民族：汉族21例，维吾尔族33例，其他6例。3组年龄、性别比、BMI和民族比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究经过医院伦理委员会批准，患者同意本项研究，并签署研究知情同意书。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准：KOA符合《骨关节炎诊疗指南(2018年版)》[6]相关诊断标准，且经X线检查提示关节间隙变窄、关节缘可见骨赘；年龄40～65岁；精神正常，可配合研究。

1.2.2 排除标准：具有手术治疗指征；入组前接受免疫抑制剂或抗风湿药治疗；近2周服用影响软骨代谢药物；合并类风湿关节炎；合并肝功能异常、心肌炎等重要脏器疾病；合并感染性肺炎、流感等感染性疾病。

1.3 方法

1.3.1 血清、尿液CTX-Ⅱ检测:取所有对象空腹肘静脉血5 ml，置于肝素抗凝管内，以3 000 r/min转速离心10 min，取血清置于-80℃冰箱内贮存、待检；另采取清晨尿标本10 ml，以3 000 r/min转速离心10 min，取上层清液置于-80℃冰箱内贮存、待检，注意尿标本需为中段尿，且尿液采集前受检对象需清洗尿道口；血清、尿液CTX-Ⅱ均采用酶联免疫吸附试验法测定，检测试剂盒均购自上海纪宁实业有限公司，检验流程严格按照试剂盒说明书进行。

1.3.2 基线资料调查:设计基线资料调查问卷，询问KOA患者相关基线资料，内容包括：性别(男、女)、年龄(≥60岁、<60岁)、BMI(≥20 kg/m2、<20 kg/m2)、民族(汉族、维吾尔族、其他)、关节手术史(患者主诉有、无)、骨性关节炎家族史[既往家族成员(不仅限于祖孙直系亲属)患过骨性关节炎]、关节损伤史(患者主诉有、无)、病程(≥1年、<1年)、软骨损伤程度(患者均进行膝关节MRI检查，依据Recht分级[7]评估软骨损伤程度，0级：软骨正常；Ⅰ级：软骨内可见局灶性低信号，分层结构消失；Ⅱ级：软骨表面轮廓轻度不规则，软骨缺损，但深度≤全层厚50%；Ⅲ级：软骨表面轮廓中度不规则，软骨缺损，深度>全层厚50%，但未完全脱落；Ⅳ级：软骨全层缺损，可见软骨下骨质，软骨下骨质信号改变或不改变)等。

2 结果

2.1 3组患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比较 C组血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A组和B组，且B组血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 3组患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比较 n=60,ng/L,M(P25,P75)

2.2 不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比较 病程≥1年、软骨损伤程度Ⅱ～Ⅳ级的KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于病程<1年、软骨损伤程度0～Ⅰ级患者，差异有统计学意义(P<0.05)；其他不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比较

2.3 各主要变量与KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平的关系分析 将KOA患者血液、尿液CTX-Ⅱ水平作为因变量，将2.1中差异有意义的变量作为自变量并赋值(病程X1：1=≥1年，0=<1年；软骨损伤程度X2：1=≥Ⅱ～Ⅳ级，0=0～Ⅰ级)，经多元线性回归分析分别得到方程：Y=600.700+215.813X1+244.344X2、Y=1 175.293+123.980X1+111.654X2，其中回归模型的F值分别为35.982、94.231，R2分别为0.383、0.619，调整后R2分别为0.372、0.612；结果显示，病程较长、软骨损伤严重均是老年KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ过表达的重要影响因素(P<0.05)。见表3、4。

表3 各主要变量与KOA患者血清CTX-Ⅱ水平的关系分析

表4 各主要变量与KOA患者尿液CTX-Ⅱ水平的关系分析结果

2.4 血清、尿液CTX-Ⅱ水平预测KOA发生风险价值分析 血清、尿液CTX-Ⅱ水平预测KOA发生风险的AUC分别为0.883、0.900，均有一定预测价值，且在二者cut-off值分别取650.435 ng/L、730.800 ng/L时，预测价值最佳。见表5，图1。

图1 血液、尿液CTX-Ⅱ水平预测KOA发生风险价值ROC图

表5 血清、尿液CTX-Ⅱ水平预测KOA发生风险价值分析

2.5 KOA患者血清与尿液CTX-Ⅱ水平相关性分析 经双变量Pearson直线相关检验分析得知，KOA患者血清与尿液CTX-Ⅱ水平呈正相关(r=0.396，P<0.001)。见图2。

图2 KOA患者血清与尿液CTX-Ⅱ水平相关性散点图

3 讨论

KOA作为常见退行性病变，发生率6%～40%，且具有高致残率的特点，严重影响患者身心健康[8]。目前，膝关节置换术是治疗KOA最有效的外科手段，可遏制疾病进展，改善患者生活质量，但KOA形成速度缓慢，多需经历数十年时间，而寻求早期预测、评估KOA病情变化指标，对疾病的早期防治有积极意义[9]。

X线是临床评估KOA病情严重程度的常用影像学技术，该技术具有操作简单、价格低廉等优势，利于患者接受，但实践发现，约50%的膝关节疼痛患者经X线检查提示膝关节影像学特征无改变；同时若膝关节伴有X线检查特征改变，说明关节软骨已出现不可逆损伤[10,11]。因此，单纯依据影像学检查并不能准确评估KOA病情，且无法预测疾病发生风险，应用存有局限。随着分子生物学的发展，有研究指出，可通过检测KOA患者关节腔积液炎性因子水平，以评估KOA病情严重程度[12]。但临床研究发现，传统炎性因子无法反映关节软骨损伤情况，且受个体、组织差异影响，炎症指标敏感性不佳，因此仍需寻求其他有效指标[13]。

膝关节结构复杂，包括软骨、韧带、滑膜等多种结构，其中软骨作为由胶原、聚糖等固相成分组成的无血管、神经组织，其结构完整性破坏情况是KOA病变主要病变表现[14]。研究发现，Ⅱ型胶原蛋白是膝关节软骨胶原中的主要成分，占软骨湿重的10%～20%[15]。另有研究显示，膝关节软骨损伤后Ⅱ型胶原蛋白经基质金属蛋白酶介导降解会生成CTX-Ⅱ，而此产物经肾脏代谢不会被降解[16,17]。贾博等[18]研究显示，KOA患者CTX-Ⅱ表达与软骨组织、半月板损伤程度及滑膜增生程度存在一定关系，可以反映KOA病变程度。 结合上述研究猜想，CTX-Ⅱ与KOA患者病情严重程度、病情进展存在一定关系，且可用于预测KOA发生风险。本研究结果显示，C组血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A组、B组，且B组血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A组，说明KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ表达均较非KOA患者及健康人群升高；通过比较不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平发现，病程≥1年、软骨损伤程度Ⅱ-Ⅳ级KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于病程<1年、软骨损伤程度0～Ⅰ级患者；进一步经多元线性回归分析结果显示，病程长、软骨损伤严重均是老年KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ高表达的影响因素。分析原因在于，随着病程延长、软骨严重损伤，Ⅱ型胶原蛋白被降解后会大量生成CTX-Ⅱ，进入循环系统，后再通过肾脏排除体外，从而增加血、尿液CTX-Ⅱ表达量[19,20]。

本研究通过绘制ROC曲线发现，血清、尿液CTX-Ⅱ水平预测KOA发生风险均有一定价值，当二者cut-off值分别取650.435 ng/L、730.800 ng/L时，可获得最佳预测价值，且随着水平升高，风险增加，证实可将CTX-Ⅱ用于预测KOA发生风险。但尿液CTX-Ⅱ预测KOA发生风险价值AUC(0.900)高于血清CTX-Ⅱ(0.883)，这一结果说明尿液CTX-Ⅱ预测价值优于血清，分析原因可能与CTX-Ⅱ经肾脏代谢有关，同时血清CTX-Ⅱ易受炎症水平、个体差异等因素影响，因此可能研究价值不及尿液CTX-Ⅱ[21]。对此建议未来将疑似KOA患者尿液CTX-Ⅱ水平作为首选观察指标。同时本研究还对血清与尿液中的CTX-Ⅱ行变量间的相关性检查，结果显示，KOA患者血清与尿液CTX-Ⅱ水平呈正相关，说明血清与尿液CTX-Ⅱ水平之间存在一定影响，其中一者可能会随着另一者水平升高而升高，降低而降低，但二者之间具体影响机制尚未明确，未来仍需进一步研究加以验证。

综上所述，早期KOA患者受病程长、软骨损伤严重等因素影响，血清、尿液CTX-Ⅱ呈过表达，未来可考虑检测患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平变化，以评估早期KOA发生风险。