馬國(guó)濤，孫曉茹

(1平頂山市第一人民醫(yī)院，河南平頂山467000；2平頂山市中醫(yī)院)

rhOPG對(duì)聚乙烯顆粒刺激后人工關(guān)節(jié)置換術(shù)患者炎性反應(yīng)的影響及其機(jī)制

馬國(guó)濤1，孫曉茹2

(1平頂山市第一人民醫(yī)院，河南平頂山467000；2平頂山市中醫(yī)院)

目的 觀察聚乙烯顆粒刺激后人工關(guān)節(jié)置換術(shù)患者單核細(xì)胞炎性因子表達(dá)變化，探討重組人骨保護(hù)素(rhOPG)對(duì)患者術(shù)后炎癥反應(yīng)的抑制作用及機(jī)制。方法 將74例行人工關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者隨機(jī)分為觀察組和對(duì)照組各37例。兩組術(shù)后1年采集空腹靜脈血，制備外周血單核細(xì)胞懸液，加入1×109/mL聚乙烯顆粒進(jìn)行刺激，1次/d；觀察組在此基礎(chǔ)上加入10 ng/mL rhOPG，1次/d；共14天。兩組處理前后采用ELISA法檢測(cè)單核細(xì)胞炎性因子(TNF-α、CRP、IL-6)及骨橋蛋白(OPN)、凝血酶裂解的骨橋蛋白(NTOPN)表達(dá)。結(jié)果 與處理前比較，兩組處理后單核細(xì)胞TNF-α、CRP、IL-6表達(dá)均升高，但對(duì)照組升高更明顯(P均<0.05)。與處理前比較，觀察組處理后單核細(xì)胞OPN、NTOPN表達(dá)均降低，對(duì)照組處理后均升高，對(duì)照組處理后OPN、NTOPN表達(dá)均高于觀察組(P均<0.05)。結(jié)論 rhOPG可減輕聚乙烯顆粒引起的人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后炎性反應(yīng)；抑制單核細(xì)胞OPN、NTOPN表達(dá)可能是其相關(guān)機(jī)制。

人工關(guān)節(jié)置換術(shù)；重組人骨保護(hù)素；聚乙烯顆粒；骨橋蛋白；凝血酶裂解的骨橋蛋白

人工關(guān)節(jié)置換術(shù)在臨床應(yīng)用較為廣泛，關(guān)節(jié)假體無(wú)菌性松動(dòng)是其術(shù)后并發(fā)癥之一，與術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)不良及疼痛密切相關(guān)[1～3]。關(guān)節(jié)假體磨損產(chǎn)生的聚乙烯顆?？商岣咂乒羌?xì)胞的骨吸收功能，并引起相關(guān)炎性反應(yīng)，是假體無(wú)菌性松動(dòng)的重要原因[4]。重組人骨保護(hù)素(rhOPG)是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種對(duì)破骨細(xì)胞具有局部抑制作用的相關(guān)因子，但其對(duì)聚乙烯顆粒刺激后人工關(guān)節(jié)置換術(shù)患者炎性因子影響的研究較少。由于關(guān)節(jié)假體磨損產(chǎn)生聚乙烯顆粒是一個(gè)長(zhǎng)期、慢性過(guò)程，因此本研究對(duì)人工關(guān)節(jié)置換術(shù)患者給予聚乙烯顆粒刺激，觀察rhOPG對(duì)單核細(xì)胞炎性因子表達(dá)的影響，并探討其相關(guān)機(jī)制?，F(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2013年4月～2014年11月擬于平頂山市第一人民醫(yī)院行人工關(guān)節(jié)置換術(shù)患者74例，男46例、女28例，年齡45～80(62.89±5.46)歲；手術(shù)原因：膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎39例，髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎16例，股骨頭缺血性壞死14例，其他5例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡45～80歲；②符合人工關(guān)節(jié)置換術(shù)的手術(shù)指征。排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴肺、腎、肝、心等功能障礙者；②過(guò)敏體質(zhì)者；③存在手術(shù)禁忌證者；④精神疾病患者；⑤合并類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎及結(jié)締組織疾病者。將74例患者按照隨機(jī)數(shù)字表法分為觀察組和對(duì)照組，每組37例。兩組性別、年齡等一般資料均具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者均簽訂知情同意書(shū)。

1.2 外周血單核細(xì)胞懸液制備及聚乙烯顆粒處理 兩組入院后均參照張愛(ài)國(guó)[5]的方法行常規(guī)人工關(guān)節(jié)置換術(shù)。術(shù)后1年隨訪時(shí)采集空腹肘靜脈血，采用Ficoll密度梯度離心法分離單核細(xì)胞：于短中管中加入適量淋巴細(xì)胞分離液，取肝素抗凝靜脈血與等量Hanks液充分混勻，2 000 r/min離心15 min。吸取離心管中上、中層界面間的白色云霧層狹窄帶至另一離心管中，加入5倍體積Hanks液，1 500 r/min離心10 min，洗滌2次。末次離心后棄上清，加入含10%小牛血清的RPM164。重懸細(xì)胞，獲得單核細(xì)胞懸液。將1×109/mL聚乙烯顆粒2 mL加入單核細(xì)胞懸液進(jìn)行刺激，1次/d；觀察組在此基礎(chǔ)上加入10 ng/mL rhOPG 2 mL，1次/d；共14天。

1.3 單核細(xì)胞炎性因子檢測(cè) 兩組處理前后采用ELISA法檢測(cè)單核細(xì)胞TNF-α、CRP、IL-6及骨橋蛋白(OPN)、凝血酶裂解的骨橋蛋白(NTOPN)表達(dá)，嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。

2 結(jié)果

與處理前比較，兩組處理后單核細(xì)胞TNF-α、CRP、IL-6表達(dá)均升高，但對(duì)照組升高更明顯(P均<0.05)；見(jiàn)表1。與處理前比較，觀察組處理后單核細(xì)胞OPN、NTOPN表達(dá)均降低，對(duì)照組處理后均升高且均高于觀察組(P均<0.05)；見(jiàn)表2。

表1 兩組處理前后單核細(xì)胞TNF-α、CRP、IL-6 表達(dá)比較

注：與同組處理前比較，*P<0.05；與對(duì)照組處理后比較，#P<0.05。

表2 兩組處理前后單核細(xì)胞OPN、NTOPN 表達(dá)比較

注：與同組處理前比較，*P<0.05；與對(duì)照組處理后比較，#P<0.05。

3 討論

人工關(guān)節(jié)材料在長(zhǎng)期應(yīng)用中假體-骨、假體-假體界面間摩擦或者關(guān)節(jié)面活動(dòng)能夠產(chǎn)生大量微小顆粒，可激活機(jī)體內(nèi)炎性細(xì)胞，促使其分泌多種與骨吸收相關(guān)的細(xì)胞因子，使初始固定良好的假體出現(xiàn)松動(dòng)[6，7]。目前人工關(guān)節(jié)無(wú)菌性松動(dòng)的機(jī)理尚不十分明確，金屬聚乙烯磨損碎屑在遠(yuǎn)期假體松動(dòng)的發(fā)生中具有重要作用[8]。

巨噬細(xì)胞可以產(chǎn)生各種細(xì)胞因子，且其吞噬顆粒后能夠釋放多種炎癥介質(zhì)，如前列腺素E2(PGE2)、TNF、IL-6、CRP、IL-1等，誘導(dǎo)破骨細(xì)胞形成或直接提高破骨細(xì)胞的骨吸收功能。OPN主要是由血管平滑肌細(xì)胞、破骨細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及上皮細(xì)胞等分泌的一種蛋白質(zhì)，其相對(duì)分子量為44×103～75×103，主要在炎癥組織的細(xì)胞外液以及礦化組織的細(xì)胞外基質(zhì)中表達(dá)。OPN在骨骼內(nèi)含量豐富，能與一系列細(xì)胞表面受體結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞聚集，并黏附介導(dǎo)重要的細(xì)胞-細(xì)胞與細(xì)胞-基質(zhì)間反應(yīng)[9，10]。OPN能與細(xì)胞整合素αvβ3整聯(lián)蛋白以及透明質(zhì)酸受體CD44作用，參與廣泛的生理病理過(guò)程，包括骨代謝、傷口愈合、炎癥、腫瘤以及免疫反應(yīng)等[11，12]。凝血酶作用于OPN分子內(nèi)保守的凝血酶切割位點(diǎn)168RS169，使OPN分子N末端中的159RGD161位點(diǎn)暴露；裂解后的OPN暴露新位點(diǎn)162SVVYGLR168，成為了NTOPN，可呈劑量依賴性促進(jìn)其與細(xì)胞結(jié)合。研究顯示，NTOPN能夠調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞的存活及凋亡[13]。本研究對(duì)照組聚乙烯顆粒刺激后單核細(xì)胞TNF-α、CRP、IL-6及OPN、NTOPN表達(dá)均升高，說(shuō)明聚乙烯顆?？梢鹑斯りP(guān)節(jié)置換術(shù)后患者的炎性反應(yīng)，并增加單核細(xì)胞OPN、NTOPN表達(dá)。

骨保護(hù)素是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種破骨細(xì)胞局部抑制因子，在破骨細(xì)胞分化過(guò)程中，破骨細(xì)胞骨保護(hù)素與分化因子的表達(dá)平衡被打破，骨代謝平衡向骨吸收方向傾斜[14]。在破骨細(xì)胞分化成熟過(guò)程中，骨保護(hù)素與破骨細(xì)胞祖細(xì)胞表面受體結(jié)合，通過(guò)NK-κB受體活化因子配體與破骨細(xì)胞細(xì)祖細(xì)胞膜上的NK-κB受體活化因子結(jié)合，經(jīng)過(guò)Akt途徑、NK-κB途徑、JNK途徑等介導(dǎo)破骨細(xì)胞的成熟[15]。本研究結(jié)果顯示，觀察組處理后單核細(xì)胞TNF-α、CRP、IL-6表達(dá)升高，OPN、NTOPN表達(dá)降低，說(shuō)明rhOPG可減輕聚乙烯顆粒引起的人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者的炎性反應(yīng)，其機(jī)制可能為抑制單核細(xì)胞OPN、NTOPN表達(dá)。

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