全膝关节置换术对晚期KOA患者IL-1β、SOD及TGF-β1水平的影响

刘立军 甘经岳 卢立军

膝关节骨性关节炎（Knee osteoarthritis，KOA）是临床较为常见的慢性骨关节疾病，其病理改变以膝关节软骨变性和继发性骨质增生为主［1］。KOA早期临床症状并不突出，若不及时治疗，随着病情进展晚期可出现膝关机疼痛、活动性障碍等症状，严重还可导致关节骨性增粗、畸形甚至肌肉萎缩。既往多采用保守药物进行治疗，虽能改善疾病症状，但对于晚期KOA 病情较为严重者效果并不理想［2］。据相关研究显示，膝关节置换术能有效改善KOA 患者疼痛、炎症反应等症状［3］。目前，对于全膝关节置换术治疗膝关节炎的有效性多以膝关节功能性评分为评价指标，骨性关节炎的有效性多以膝关节功能性评分为评价指标，可涉及到生物学、分子生物学和其他酶等复杂机制相互作用［4］。本研究采用全膝关节置换术治疗对晚期膝关节骨性关节炎，探讨其对患者膝关节白细胞介素-1β（Interleukin-1β，IL-1β）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）及转移生长因子-β1（Transforming growth factor-β1，TGF-β1）的影响。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年3月至2021年3月于大连市友谊医院进行KOA 治疗的154 例患者。纳入标准：（1）符合膝关节骨性关节炎诊断标准［5］：①年龄大于40 岁的中老年患者；②在最近1 个月内膝关节会反复疼痛；③早上有少于30 分钟的晨僵；④在X片下显示有囊性变、关节之间的缝隙变小、软骨下骨硬化、形成关节缘骨赘；⑤在活动时骨头会发出摩擦音；⑥关节液粘稠、清亮。（2）治疗1 个月内无服用激素、免疫制剂等药物；（3）符合临床手术指征；（4）患者及家属知情自愿参加并签署知情同意书。排除标准：（1）妊娠或哺乳期妇女；（2）临床资料不全者；（3）肝肾功能异常者；（4）合并代谢性骨病、严重骨质疏松和创伤。

根据医嘱中的治疗方法将其分为对照组（75例，常规治疗）和研究组（79 例，全膝关节置换术治疗），对照组男28 例，女47 例，年龄45～74 岁，平均年龄为（58.47±5.15）岁；病程1～14年，平均病程为（7.52±1.58）年；病变部位：左膝36 例，右膝29 例，双膝10 例。研究组男30 例，女49 例，年龄46～73岁，平均年龄为（57.29±5.24）岁；病程1～15年，平均病程为（8.06±1.64）年；病变部位：左膝37 例，右膝31 例，双膝11 例。两组一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究经院医学伦理委员会批准通过。

1.2 方法

对照组患者给予塞来昔布胶囊（石药集团欧意药业有限公司，国药准字H20203297，规格：0.2 g）口服，0.2 g/次，1 次/d；予以布洛芬缓释胶囊（华北制药股份有限公司，国药准字H20193365，0.3 g），口服0.3 g/次，2 次/d，连续治疗1 个月。

研究组患者接受全膝关节置换术治疗［6］。患者取仰卧位，行联合阻滞麻醉后消毒铺巾，将止血带绑于大腿上端，取患者膝正中切口并做长15 cm左右切口，依次切开皮肤和浅层深筋膜，经髌骨内侧切开关节囊并暴露关节腔，手术清除髌上囊、滑膜、磨损半月板、脂肪垫、交叉韧带。

1.3 观察指标

1.3.1 两组治疗后3 个月患者的治疗效果优良率比较

根据KOA 疗效标准［7］：经治疗后总分≥90分为优；经治疗后总分在75～89 分为良；经治疗后总分在60～74 分为较差；经治疗后总分＜60 分为差。

1.3.2 两组治疗前、治疗后3 个月的疼痛视觉比较

模拟评分法（Visual analogue scale，VAS）评分、膝关节评分（Hospital for special surgery，HSS）和膝关节活动度。VAS 评分［8］：分值0～10 分，得分越高则疼痛越剧烈；膝关节活动度采用关节角度尺对关节角度进行测量。

1.3.3 两组IL-1β、SOD 及TGF-β1 水平比较

于治疗前、治疗后3 个月抽取患者清晨空腹外周静脉血5.0 mL 常温静置10 min 后，置于离心机以离心半径为8 cm，3 500 r/min 分离血清10 min，保存于-60℃冰箱待测，采用比色法检测治疗前、治疗后3 个月血清中IL-1β、SOD 及TGF-β1，所有步骤均严格参考操作说明书进行。

1.3.4 两组治疗后3 个月并发症比较

包括：伤口感染、下肢静脉栓塞、疼痛。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0 统计软件包进行统计处理，计量资料以（）表示，行t检验；计数资料以n（%）表示，行χ2检验；以P＜0.05 表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组治疗效果优良率比较

治疗后1年研究组治疗总有效率为92.40%，明显高于对照组的49.33%，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 两组治疗效果优良率比较［n（%）］Table 1 Comparison of excellent and good rate of treatment effect between the two groups［n（%）］

2.2 两组VAS 评分、HSS 评分以及膝关节活动度比较

治疗前，两组VAS 评分、HSS 评分以及膝关节活动度比较差异无统计学意义（P＞0.05）；治疗后，两组VAS 评分与治疗前相比均降低，膝关节活动度以及HSS 评分与治疗前相比均升高，且研究组VAS 评分低于对照组，膝关节活动度以及HSS 评分高于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 两组VAS 评分、HSS 评分以及膝关节活动度比较（±s）Table 2 Comparison of VAS score，HSS score and knee range of motion between the two groups（±s）

表2 两组VAS 评分、HSS 评分以及膝关节活动度比较（±s）Table 2 Comparison of VAS score，HSS score and knee range of motion between the two groups（±s）

注：与治疗前比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05。

组别对照组研究组t 值P 值n 75 79 HSS 评分（分）治疗前25.89±5.87 26.24±5.47 0.383 0.702治疗后71.35±6.32a 79.85±6.67ab 8.109 0.000 VAS 评分（分）治疗前7.35±1.28 7.64±1.25 1.422 0.157治疗后3.98±0.58a 2.07±0.44ab 24.212 0.000膝关节活动度（°）治疗前22.35±6.46 22.57±6.34 0.213 0.831治疗后28.57±6.74a 35.36±6.27ab 6.476 0.000

2.3 两组血清IL-1β、SOD 及TGF-β1 比较

治疗前，两组血清IL-1β、SOD 及TGF-β1 比较差异无统计学意义（P＞0.05）；治疗后，两组血清SOD、TGF-β1 与治疗前相比均升高，血清IL-1β 与治疗前相比均降低，且研究组血清SOD、TGF-β1高于对照组，血清IL-1β 低于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 两组血清IL-1β、SOD 及TGF-β1 比较（±s）Table 3 Comparison of serum IL-1β，SOD and TGF-β1 between the two groups（±s）

表3 两组血清IL-1β、SOD 及TGF-β1 比较（±s）Table 3 Comparison of serum IL-1β，SOD and TGF-β1 between the two groups（±s）

注：与治疗前比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05。

祖别对照组研究组t 值P 值n 75 79 IL-1β（ng/mL）治疗前36.45±8.07 36.57±7.82 0.094 0.926治疗后24.83±6.23a 16.54±6.21ab 8.267 0.000 SOD（nU/mL）治疗前5.59±0.67 5.48±0.74 0.965 0.336治疗后11.84±1.08a 17.36±1.35ab 27.927 0.000 TGF-β1（pg/mL）治疗前7.38±1.02 7.55±1.87 0.695 0.488治疗后12.74±2.65a 16.04±2.42ab 8.076 0.000

2.4 两组并发症发生率比较

两组并发症发生率比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4。

表4 两组并发症发生率比较［n（%）］Table 4 Comparison of the incidence of complications between the two groups［n（%）］

3 讨论

KOA 是中老年人较为常见的慢性进行性关节疾病，目前该病因及发病机制尚未明确，临床认为该病与年龄、肥胖、损伤等因素均有关［7-8］。膝关节软骨变薄、断裂、磨损甚至消失以及周围骨性关节面磨损等均为KOA 的主要病理改变，患者可表现为膝关节局部疼痛、稳定性降低等症状，严重可导致膝关节内外翻畸形，其中膝关节内翻占据多数，从而增加膝关节内翻负荷，使内侧关节面磨损变薄甚至消失，进一步加重膝关节疼痛和不稳定性，影响患者的正常生活及工作［9］。目前临床对于治疗KOA一般使用药物及早期功能训练等保守治疗，但对于晚期膝关节骨性关节炎疗效并不突出。因此，对于治疗晚期或病情较重的患者常主张手术治疗。

近年来，随着外科技术及医疗器械的不断发展，治疗KOA 的术式由关节清理术、截骨术等逐渐向全膝关节置换术过渡。全膝关节置换术常被用于治疗创伤性关节炎、膝关节内外翻畸形以及膝关节不稳定等疾病治疗，均取得不错的效果［10］。Clement 等［11］研究证实，全膝关节置换术能有效改善患者膝关节功能、矫正关节内外翻畸形，增强关节稳定性，改善患者疼痛症状，且手术优良率高达90%以上，给晚期严重膝关节疾病患者提供了治愈的可能性。本研究将全膝关节置换术应用于晚期KOA 治疗中，利用生物型人膝关节假体帮助患者恢复膝关节工功能，提高其膝功能活动性及稳定性，同时能对膝关节周围组织进行有效清除，进而改善患者疼痛症状。本研究结果显示，观察组HSS 评分以及膝关节活动度评分均高于对照组，VAS 评分低于对照组，且手术优良率为92.40%，说明全膝关节置换术能有效改善晚期KOA 患者膝功能功能及活动度，减轻疼痛症状，具有较好的治疗效果，与上述研究基本一致。

魏增永等［12］研究发现，细胞因子对于关节软骨代谢具有重要调节作用，其中SOD 为人体重要的自由清除剂，是检测机体血氧自由基水平的常用指标，其数值的高低能间接反映机体细胞受自由基攻击的严重程度。IL-1β 能诱导软骨细胞和滑膜细胞的自分泌，促进软骨及滑膜组织蛋白金属酶、辅助B细胞生长、诱导内皮细胞粘附因子的表达，还能帮助滑膜细胞的软骨合成并释放前列腺素E2和胶原酶，SOD 与IL-1β 联合具有较强的抗炎作用。邓紫婷等［13］通过实验发现，KOA 关节软骨对TGF-β1 的敏感度比正常软骨高的多，TGF-β1 可促进骨质增生，在关节软骨的修复过程中占有重要位置。本结果显示，研究组血清SOD 高于对照组，血清IL-1β、TGF-β1 低于对照组，表明全膝关节置换术能促进骨损伤修复，缓解关节炎症发展趋势，与上述研究相似。另一方面，观察组与对照组相比并未出现明显并发症，提示经全膝关节置换术后不会增加并发症的发生，具有较好的安全性。

综上所述，全膝关节置换术能改善晚期KOA患者膝功能及活动度，促进骨损伤修复，减轻疼痛症状及炎症反应，具有较好的安全性。