楊 昆，解小彬，郭維忠，馬小軍，霍建鳳

創(chuàng)傷性膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)是由創(chuàng)傷引起，以關(guān)節(jié)軟骨退化變性、滑膜炎和軟骨增生為主要病理變化的一種疾病[1]。目前，該病發(fā)病機(jī)制尚未明確，且其發(fā)生和發(fā)展過程仍缺乏可靠的預(yù)測(cè)性指標(biāo)。然而，由于膝關(guān)節(jié)功能障礙，創(chuàng)傷性KOA患者日常生活可不同程度受到限制，故尋找有效預(yù)測(cè)指標(biāo)及干預(yù)措施有重要意義[2]。

近年有研究發(fā)現(xiàn)，KOA繼發(fā)性關(guān)節(jié)軟骨退化變性與細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解失衡有關(guān)，其中基質(zhì)金屬蛋白酶類(matrix metalloproteinases，MMPs)在這個(gè)過程中扮演重要角色[3-4]。此外，炎性介質(zhì)在KOA的發(fā)病中亦具有關(guān)鍵作用[5]。已有研究證實(shí)KOA的影像分級(jí)與血清中許多炎性標(biāo)志物有一定相關(guān)性，包括瘦素和白細(xì)胞介素-6(iterleukin，IL-6)等[6-8]。然而，現(xiàn)臨床上有關(guān)基質(zhì)金屬蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13，MMP-13)、瘦素和IL-6在KOA患者中的表達(dá)及其與凱爾格倫-勞倫斯(Kellgren-Lawrence，K-L)分級(jí)、關(guān)節(jié)功能關(guān)系方面的研究較少。本研究探討創(chuàng)傷性KOA患者血清MMP-13、瘦素和IL-6水平，并分析其預(yù)后影響因素，旨在為該病臨床診治提供參考，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年2月—2019年10月秦皇島市第二醫(yī)院收治的符合納入及排除標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)傷性KOA 65例作為創(chuàng)傷性KOA組，其中男35例，女30例；年齡28～72(45.17±6.39)歲；病程1～4(2.89±1.02)年;均為單側(cè)發(fā)病，其中左側(cè)30例，右側(cè)35例。另選取同期于該院健康體檢中心進(jìn)行體檢的健康體檢者50例作為健康對(duì)照組，其中男26例，女24例；年齡26～70(45.36±6.41)歲。兩組性別和年齡比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。另外，根據(jù)術(shù)前K-L分級(jí)將創(chuàng)傷性KOA 65例分為Ⅰ級(jí)組(17例)、Ⅱ級(jí)組(19例)、Ⅲ級(jí)組(15例)和Ⅳ級(jí)組(14例)4組。4組一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意執(zhí)行。

1.2納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①創(chuàng)傷性KOA組均符合創(chuàng)傷性KOA診斷標(biāo)準(zhǔn)[9]，且通過臨床表現(xiàn)和影像學(xué)檢查診斷為創(chuàng)傷性KOA;②至少有1側(cè)膝關(guān)節(jié)(左或右)遭受過創(chuàng)傷;③臨床資料完整;④患者和(或)其家屬簽署相關(guān)知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并其他嚴(yán)重感染性疾病者；②合并肝腎功能異常者；③非創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、化膿性關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)、糖尿病和膝機(jī)械損傷者。

1.3研究方法

1.3.1血清MMP-13、瘦素和IL-6水平檢測(cè)：采用無菌采血針抽取入選者晨起空腹外周血 3～5 ml，離心取上清液，-80℃凍存?zhèn)溆?。采用酶?lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)血清MMP-13、瘦素和IL-6水平，MMP-13檢測(cè)試劑盒購自上海森雄科技實(shí)業(yè)有限公司，瘦素和IL-6檢測(cè)試劑盒購自武漢優(yōu)爾生生物技術(shù)有限公司，所有操作均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。血清MMP-13、瘦素和IL-6的正常參考值參考以往文獻(xiàn)[10-12]。

1.3.2X線檢查和K-L分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：創(chuàng)傷性KOA組均于站立位下應(yīng)用Kodak DR 7500機(jī)進(jìn)行X線檢查，參數(shù)為66 kV、6 mAs、90 cm。將患者膝關(guān)節(jié)X線檢查結(jié)果按K-L分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[13]進(jìn)行分級(jí)，Ⅰ級(jí)：關(guān)節(jié)軟骨存在輕微骨贅；Ⅱ級(jí)：關(guān)節(jié)軟骨存在明顯骨贅，關(guān)節(jié)間隙輕度變窄；Ⅲ級(jí)：關(guān)節(jié)軟骨關(guān)節(jié)間隙中度變窄，軟骨下骨出現(xiàn)硬化；Ⅳ級(jí)：關(guān)節(jié)軟骨關(guān)節(jié)出現(xiàn)大量骨贅，關(guān)節(jié)間隙嚴(yán)重變窄，軟骨下骨硬化和畸形明顯。

1.3.3膝關(guān)節(jié)功能評(píng)價(jià)：采用美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會(huì)評(píng)分(knee society score，KSS)[14]和美國特種外科醫(yī)院膝關(guān)節(jié)評(píng)分(hospital for special surgery knee score，HSS)[11]評(píng)價(jià)創(chuàng)傷性KOA患者膝關(guān)節(jié)功能，2種評(píng)分滿分均為100分，得分越高表示患者膝關(guān)節(jié)功能越好。

1.3.4治療及隨訪情況：所有創(chuàng)傷性KOA患者均行膝關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)，術(shù)后隨訪12個(gè)月并記錄末次隨訪時(shí)膝關(guān)節(jié)功能，隨訪方式以來院復(fù)查為主，隨訪截至2020年10月31日。根據(jù)Lysholm膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[15]將創(chuàng)傷性KOA患者分為預(yù)后良好(70～100分)組和預(yù)后不良(<70分)組。

1.4觀察指標(biāo) 收集所有入選者臨床資料，比較創(chuàng)傷性KOA組和健康對(duì)照組及術(shù)前不同K-L分級(jí)4組血清MMP-13、瘦素和IL-6水平，應(yīng)用Pearson相關(guān)性分析探討血清MMP-13、瘦素和IL-6水平與美國KSS和HSS的相關(guān)性，應(yīng)用單因素和多因素Logistic回歸分析探討創(chuàng)傷性KOA患者預(yù)后影響因素。

2 結(jié)果

2.1創(chuàng)傷性KOA組和健康對(duì)照組血清MMP-13、瘦素和IL-6水平比較 創(chuàng)傷性KOA組血清MMP-13、瘦素和IL-6水平均高于健康對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見表1。

表1 創(chuàng)傷性KOA患者和健康體檢者兩組血清MMP-13、瘦素和IL-6水平比較

2.2術(shù)前不同K-L分級(jí)4組血清MMP-13、瘦素和IL-6水平比較 創(chuàng)傷性KOA患者術(shù)前不同K-L分級(jí)4組血清MMP-13、瘦素和IL-6水平總體比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；隨著創(chuàng)傷性KOA患者術(shù)前K-L分級(jí)增高，血清MMP-13、瘦素和IL-6水平逐漸升高，術(shù)前不同K-L分級(jí)4組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 創(chuàng)傷性KOA患者術(shù)前不同K-L分級(jí)4組血清MMP-13、瘦素和IL-6水平比較

2.3創(chuàng)傷性KOA患者血清MMP-13、瘦素和IL-6水平與美國KSS、HSS相關(guān)性 Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，創(chuàng)傷性KOA患者血清MMP-13、瘦素和IL-6水平與美國KSS和HSS均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05或P<0.01)，見表3。

表3 創(chuàng)傷性KOA患者血清MMP-13、瘦素和IL-6水平與美國KSS、HSS Pearson相關(guān)性分析結(jié)果

2.4創(chuàng)傷性KOA患者預(yù)后影響因素的單因素分析 單因素分析結(jié)果顯示，術(shù)前K-L分級(jí)、術(shù)中軟骨Outerbridge分級(jí)[8]和血清MMP-13、瘦素、IL-6水平與創(chuàng)傷性KOA患者預(yù)后有關(guān)(P<0.05或P<0.01)，見表4。

表4 創(chuàng)傷性KOA患者預(yù)后影響因素的單因素分析

2.5創(chuàng)傷性KOA患者預(yù)后影響因素的多因素Logistic回歸分析 多因素Logistic回歸分析結(jié)果顯示，術(shù)前K-L分級(jí)、術(shù)中軟骨Outerbridge分級(jí)和血清MMP-13、瘦素、IL-6水平是影響創(chuàng)傷性KOA患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05或P<0.01)，見表5。

表5 創(chuàng)傷性KOA患者預(yù)后影響因素的多因素Logistic回歸分析

3 討論

創(chuàng)傷性KOA以關(guān)節(jié)疼痛和活動(dòng)功能障礙為主要臨床表現(xiàn)，隨著疾病發(fā)展可導(dǎo)致殘疾，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。目前，臨床上對(duì)創(chuàng)傷性KOA的發(fā)生和發(fā)展過程預(yù)測(cè)仍缺乏特異性手段，早期進(jìn)行診斷及病情評(píng)估比較困難，故尋找有效預(yù)測(cè)手段對(duì)更好地管理創(chuàng)傷性KOA患者有重要意義。

創(chuàng)傷性KOA由多種原因造成，關(guān)鍵病理基礎(chǔ)為局部關(guān)節(jié)長時(shí)間炎性刺激，即使關(guān)節(jié)軟骨耐磨性較強(qiáng)，但關(guān)節(jié)機(jī)械損傷后，關(guān)節(jié)滑膜可促使大量炎性介質(zhì)聚集，最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨炎性損傷[16]。有研究表明，創(chuàng)傷性KOA患者中促炎因子增加可加速關(guān)節(jié)軟骨破壞，加重滑膜炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致病情惡化[17]。瘦素和IL-6是常見的促炎因子，瘦素和IL-6引起KOA惡化的機(jī)制已被闡明[18]。瘦素是一種由脂肪細(xì)胞分泌的激素，為細(xì)胞炎癥網(wǎng)絡(luò)中的一員。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，機(jī)體瘦素水平增高可促進(jìn)軟骨細(xì)胞中MMPs等合成，致軟骨損傷，進(jìn)一步誘發(fā)骨質(zhì)增生，導(dǎo)致創(chuàng)傷性KOA發(fā)生[19]。IL-6是一種多效性細(xì)胞因子，在炎癥反應(yīng)發(fā)生后，IL-6率先生成且水平迅速升高并在2 h達(dá)高峰[20]。有研究指出，IL-6可刺激滑膜細(xì)胞增殖和活化，導(dǎo)致滑膜血管翳形成和MMPs產(chǎn)生，加速關(guān)節(jié)軟骨的破壞[21]。本研究結(jié)果顯示，創(chuàng)傷性KOA組血清瘦素和IL-6水平均高于健康對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表明在創(chuàng)傷性KOA發(fā)生和發(fā)展的病理過程中，炎性因子活化發(fā)揮著重要作用。本研究Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，創(chuàng)傷性KOA患者血清瘦素和IL-6水平與美國KSS、HSS均呈負(fù)相關(guān)。表明創(chuàng)傷性KOA患者關(guān)節(jié)液中炎癥反應(yīng)狀態(tài)與關(guān)節(jié)功能下降關(guān)系密切，提示通過減輕創(chuàng)傷性KOA患者關(guān)節(jié)局部炎性損傷程度可能有助于提高關(guān)節(jié)功能，改善預(yù)后[22]。

MMP-13又稱膠原酶3，為唯一能夠裂解膠原分子中三維螺旋結(jié)構(gòu)的酶，對(duì)膠原具有特異性，是目前在軟骨破壞中研究較多的膠原酶指標(biāo)[23]。有研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)節(jié)軟骨損傷后滑膜液中的Ⅱ型膠原抗體可阻礙軟骨細(xì)胞DNA、硫酸多糖和膠原的合成，加重軟骨損傷[24]。MMP-13作用底物主要表達(dá)于滑膜液及軟骨中，可使Ⅱ型膠原變性裂解，故Sirikaew等[25]認(rèn)為MMP-13水平增高是軟骨破壞并形成惡性循環(huán)的原因之一。本研究結(jié)果顯示，創(chuàng)傷性KOA組血清MMP-13水平高于健康對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；創(chuàng)傷性KOA患者血清MMP-13水平隨著術(shù)前K-L分級(jí)增高而升高；創(chuàng)傷性KOA患者血清MMP-13與美國KSS和HSS均呈負(fù)相關(guān)。提示MMP-13在創(chuàng)傷性KOA發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。

此外，本研究采用單因素和多因素Logistic回歸分析探討創(chuàng)傷性KOA患者預(yù)后影響因素，結(jié)果顯示術(shù)前K-L分級(jí)、術(shù)中軟骨Outerbridge分級(jí)和血清MMP-13、瘦素、IL-6水平是影響創(chuàng)傷性KOA患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。分析其原因在于當(dāng)影像學(xué)或關(guān)節(jié)鏡檢查創(chuàng)傷性KOA病變進(jìn)展為Ⅲ或Ⅳ級(jí)時(shí)，常代表出現(xiàn)了較嚴(yán)重的關(guān)節(jié)軟骨退變，此時(shí)軟骨下骨結(jié)構(gòu)和正常肢體力學(xué)傳導(dǎo)出現(xiàn)繼發(fā)性改變，可引起關(guān)節(jié)囊和韌帶退行性病變[26]。這也提示當(dāng)影像學(xué)或關(guān)節(jié)鏡檢查創(chuàng)傷性KOA病變進(jìn)展為Ⅲ或Ⅳ級(jí)時(shí)，除需清除關(guān)節(jié)腔內(nèi)炎性因子和改善內(nèi)環(huán)境紊亂外，還要采取其他綜合治療，以改善患者預(yù)后[27]。

綜上所述，創(chuàng)傷性KOA患者血清MMP-13、瘦素和IL-6水平升高，且其水平與術(shù)前K-L分級(jí)、膝關(guān)節(jié)功能密切相關(guān)。術(shù)前K-L分級(jí)、術(shù)中軟骨Outerbridge分級(jí)和血清MMP-13、瘦素、IL-6水平是影響創(chuàng)傷性KOA患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。