杜凱月 劉亞平 楊星林 孫鳳娟 李健

1.濟(jì)南大學(xué) 山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250062 2.山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院附屬濟(jì)寧市第一人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，山東 濟(jì)寧 272011 3.濟(jì)寧市第一人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，山東 濟(jì)寧 272011 4.濟(jì)寧市第一人民醫(yī)院骨關(guān)節(jié)外科，山東 濟(jì)寧 272011

骨性關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)是老年人下肢殘疾的主要原因，其發(fā)病率正在逐漸上升[1]。由于治療骨性關(guān)節(jié)炎產(chǎn)生的費用數(shù)目巨大，給社會及個人帶來很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[2]。骨關(guān)節(jié)炎可以影響任何部位的滑膜關(guān)節(jié)，但原發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎常見于手、足、膝關(guān)節(jié)、脊柱及髖關(guān)節(jié)。研究結(jié)果顯示膝骨性關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)受多種共同因素的影響，如年齡、性別、雌激素、創(chuàng)傷等[3]。在絕經(jīng)期之前，原發(fā)性膝關(guān)節(jié)OA的患病率在男性和女性中相似。然而，在絕經(jīng)期之后，女性患病率明顯高于年齡匹配的男性[4]?；诮^經(jīng)期之后女性體內(nèi)激素的明顯變化，有研究指出，卵巢激素的撤出可能增加了女性膝關(guān)節(jié)OA的發(fā)生和進(jìn)展的風(fēng)險。體內(nèi)的雌激素包括雌酮、雌二醇(estradiol，E2)、雌三醇，其中雌二醇的活性最強(qiáng)，因此，在臨床研究中主要觀察血清雌二醇的水平。但是，既往關(guān)于雌激素與膝關(guān)節(jié)OA的臨床研究主要通過膝關(guān)節(jié)功能量表評定膝關(guān)節(jié)功能，具有一定的主觀性。本研究旨在觀察絕經(jīng)后女性膝關(guān)節(jié)OA患者的雌激素水平，并分別分析膝關(guān)節(jié)OA患者膝關(guān)節(jié)功能評分及磁共振T2值與雌激素水平的相關(guān)關(guān)系，以初步了解雌激素是否參與了膝關(guān)節(jié)OA的發(fā)生。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2016年3月至2017年2月來我院就診的絕經(jīng)期KOA患者121例作為試驗組，年齡50～78歲，平均64.26歲。選擇35名于我院健康查體中心體檢的正常絕經(jīng)后女性作為對照組。本研究通過醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，征得了每位受試者同意并簽署知情同意書。

1.2 納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)試驗組所有病例符和中華醫(yī)學(xué)會風(fēng)濕病學(xué)分會2010年頒布的骨關(guān)節(jié)炎診斷及治療指南中膝關(guān)節(jié)OA的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，對照組均不符合上述標(biāo)準(zhǔn)；(2)自然絕經(jīng)至少2年；(3)自愿參加本研究并完成相關(guān)檢查。

1.2.2排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)有嚴(yán)重心、腦、腎等原發(fā)性疾病；(2)合并有代謝及結(jié)締組織疾病，如糖尿病、甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等；(3)有智力或認(rèn)知功能障礙；(4)近1個月來使用非甾體類抗炎藥、雌激素、孕激素治療史；(5)有膝關(guān)節(jié)先天畸形、重大創(chuàng)傷、感染、手術(shù)病史；(6)既往長期行職業(yè)運(yùn)動鍛煉或從事重體力職業(yè)等增加膝關(guān)節(jié)負(fù)荷者；(7)有膝骨性關(guān)節(jié)炎家族史者。

1.3 研究方法

記錄受試者的年齡、身高、體重，并計算體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)，即體重(kg)/身高2(m2)。每位受試者均空腹10 h后，清晨7點肘正中靜脈采血6 mL，采用瑞士羅氏Cobas e 601免疫測定分析儀以電化學(xué)發(fā)光法檢測血清E2，采用羅氏Cobas 8000全自動生化分析儀以酶比色法檢測空腹血糖(fasting blood glucose，F(xiàn)BG)、總膽固醇(triglyceride，TC)、低密度膽固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、高密度膽固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、甘油三酯(triglyceride，TG)等指標(biāo)。對試驗組人員采用聯(lián)影X射線成像系統(tǒng)(uDR)行膝關(guān)節(jié)平片，膝關(guān)節(jié)X線拍片結(jié)果，圖像由2名經(jīng)過訓(xùn)練的放射科醫(yī)師分析，并根據(jù)Kellgren-Lawrence分級標(biāo)準(zhǔn)[6]對OA患者進(jìn)行分級。采用飛利浦3.0 T磁共振IngeniaⅡ行膝關(guān)節(jié)磁共振T2mapping成像，并獲取T2值。以美國西部Ontario和McMaster大學(xué)(The Western Ontario and McMaster Universities，WOMAC)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評分量表對每位受試者行膝關(guān)節(jié)功能評定。病例組121例，根據(jù)膝關(guān)節(jié)K-L分級結(jié)果，將0～I(xiàn)級病變定義為輕度OA組，共35例；II級病變定義為中度OA組，共44例；III-IV級病變定義為重度OA組，共42例。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 膝關(guān)節(jié)OA組和對照組資料的比較

膝關(guān)節(jié)OA組與正常對照組的年齡、絕經(jīng)年齡、BMI、TG、TC、FBG、LDL-C、HDL-C之間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表1)；KOA組血清E2水平明顯低于對照組血清E2水平，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000)。

表1 KOA組及對照組資料比較Table 1 Comparison of data between KOA group and control group

2.2 輕、中、重度膝關(guān)節(jié)OA患者一般資料比較

輕、中、重度膝關(guān)節(jié)OA組組間年齡、BMI、TC、TG、FBG差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表2 輕、中、重度KOA組一般資料比較Table 2 Comparison of general data among mild, moderate, and severe groups of KOA patients

2.3 不同嚴(yán)重程度膝關(guān)節(jié)OA組組間E2、WOMAC評分、T2值比較

隨著KOA嚴(yán)重程度的加重，E2水平下降，WOMAC評分及T2值升高，組間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000)，見表3。

表3 不同嚴(yán)重程度KOA患者E2、WOMAC評分及T2值的比較Table 3 Comparison of E2, WOMAC score, and T2 value among patients with different severity of KOA

注：組間血清E2水平的比較采用獨立樣本Kruskal-Wallis檢驗，P=0.000。

Note: The independent sampleKruskal-Wallistest was used to measure the blood E2 level between groups,P=0.000.

2.4 相關(guān)性分析

膝關(guān)節(jié)OA組E2水平與WOMAC評分呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.651，P=0.000)，其與T2值亦呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.506，P=0.000)。

3 討論

骨性關(guān)節(jié)炎好發(fā)于下肢負(fù)重關(guān)節(jié)，如髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)，OA引起膝關(guān)節(jié)殘疾的概率男性為40%，女性為47%，在肥胖人群中比例顯著升高[7]。膝關(guān)節(jié)OA的確切病因目前尚未完全明確。女性與OA較高的患病率及其嚴(yán)重程度相關(guān)，并且比男性更容易受到手、足和膝關(guān)節(jié)OA的影響[8]。此外，女性在絕經(jīng)期OA的發(fā)病率明顯增加，以上均導(dǎo)致關(guān)于雌激素在OA中的作用的假說。

目前對于女性雌激素缺乏在膝關(guān)節(jié)OA的發(fā)生發(fā)展中所起作用的研究還處于早期階段，越來越多的研究證據(jù)表明，雌激素作用于分布在關(guān)節(jié)軟骨、滑膜和韌帶中的雌激素受體[9]，通過分子細(xì)胞水平上復(fù)雜的傳導(dǎo)途徑影響著關(guān)節(jié)組織的完整性。張俐等[10]通過切除大鼠雙側(cè)卵巢后，進(jìn)行疲勞運(yùn)動創(chuàng)建的去勢大鼠勞損性膝骨關(guān)節(jié)炎模型，可以模擬女性絕經(jīng)后雌激素下降而引起的一系列病理改變，結(jié)果顯示，去卵巢組大鼠膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)髁負(fù)重區(qū)關(guān)節(jié)軟骨部分缺失，軟骨軟化、可見壓跡，而對照組及假手術(shù)組大鼠的膝關(guān)節(jié)軟骨正?；虼笾抡?。本研究顯示，絕經(jīng)后膝關(guān)節(jié)OA組的雌二醇水平明顯低于絕經(jīng)后正常對照組的雌二醇水平，提示雌激素水平的下降可能導(dǎo)致了KOA的發(fā)生。

膝關(guān)節(jié)軟骨為透明軟骨，主要由軟骨細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)組成。關(guān)節(jié)軟骨的細(xì)胞外基質(zhì)主要有3種，即水、Ⅱ型膠原纖維和蛋白多糖聚合物。水約占關(guān)節(jié)軟骨重量的80%，關(guān)節(jié)軟骨表層含水量最豐富，深層則逐漸減少。膝關(guān)節(jié)OA患者膝關(guān)節(jié)軟骨的水分含量及膠原纖維的排列方式發(fā)生改變。磁共振T2-mapping成像技術(shù)的出現(xiàn)，可以通過準(zhǔn)確地測量T2弛豫時間來定量分析關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)組織成分的變化[11]。T2-mapping成像軟骨病變信號的出現(xiàn)應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于X線平片的變化，因此可以識別膝關(guān)節(jié)OA的早期病變。另外，楊綠林[12]通過對膝關(guān)節(jié)軟骨退變病理分級及T2值的相關(guān)性分析顯示，隨軟骨退變程度的增加，T2值也明顯升高，各級之間差異均存在統(tǒng)計學(xué)意義。在本研究中，對試驗組每位膝關(guān)節(jié)OA患者均行膝關(guān)節(jié)MR T2mapping成像，從而獲取T2值，結(jié)果顯示，隨膝關(guān)節(jié)OA嚴(yán)重程度的加重，T2值升高，與上述研究結(jié)果相同。因此，采用核磁共振的技術(shù)手段，可以直接通過T2值的變化預(yù)測軟骨的退變程度，用以評估膝關(guān)節(jié)OA的嚴(yán)重程度。

梁海波等[13]的一項納入76例女性膝關(guān)節(jié)OA患者的研究結(jié)果顯示，絕經(jīng)前后女性膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的血清雌二醇水平均隨K-L分級升高及年齡增加而減低，美國特種外科醫(yī)院膝關(guān)節(jié)評分(hospital for special surgery knee score，HSS)與血清雌二醇水平呈正相關(guān)關(guān)系。提示女性膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的嚴(yán)重程度與血清雌二醇水平呈負(fù)相關(guān)。本研究顯示，年齡匹配后，膝關(guān)節(jié)OA組的雌二醇水平明顯低于正常組。此外，雌二醇分別與膝關(guān)節(jié)軟骨T2值及WOMAC評分進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果提示隨雌二醇水平下降，膝關(guān)節(jié)軟骨T2值升高、WOMAC評分升高，即膝關(guān)節(jié)OA嚴(yán)重程度增加，這與上述研究結(jié)果一致?？梢酝茰y，雌激素可能在膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展中起到保護(hù)性作用。

女性在絕經(jīng)前，雌激素主要由卵巢產(chǎn)生并釋放入血，從而發(fā)揮多種生理作用。絕經(jīng)后女性的雌激素水平明顯下降，因為絕經(jīng)后女性卵巢幾乎不再分泌雌激素，循環(huán)中較低水平的雌激素主要來自腎上腺皮質(zhì)和卵巢的雄烯二酮經(jīng)周圍組織中芳香化酶轉(zhuǎn)化的雌酮。此外，乳房內(nèi)脂肪組織的間充質(zhì)細(xì)胞、成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞，血管內(nèi)皮和主動脈平滑肌細(xì)胞，以及大腦中的許多位點均可產(chǎn)生少量的雌激素[14]。上述組織、器官的功能狀態(tài)可能會導(dǎo)致絕經(jīng)后女性的雌激素水平的差異。然而，絕經(jīng)后女性雌激素水平差異的具體機(jī)制尚未完全明確，因此通過干預(yù)內(nèi)源性雌激素生成的方式提高體內(nèi)雌激素水平存在一定的困難。

Yang等[15]的研究指出，行卵巢切除術(shù)后的SD大鼠制作骨性關(guān)節(jié)炎的模型，實驗組給予雌激素或黃體酮替代治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)聯(lián)合雌激素和黃體酮激素治療能明顯減少軟骨退變。一項病例對照研究[16]發(fā)現(xiàn)，雌激素替代治療顯著降低血清軟骨低聚基質(zhì)蛋白的水平，它與軟骨變性相關(guān)，表明雌激素治療可能是預(yù)防關(guān)節(jié)退化的新型治療方式。然而，雌激素具體通過何種機(jī)制對膝關(guān)節(jié)OA發(fā)病起保護(hù)作用，尚需要進(jìn)一步基礎(chǔ)實驗或大樣本臨床實驗進(jìn)行證實。圍絕經(jīng)期及絕經(jīng)后雌激素替代治療的療效及相關(guān)風(fēng)險，也需要進(jìn)一步大樣本多中心的前瞻性研究提供循證醫(yī)學(xué)依據(jù)。