徐羽，謝奇朋，陳少敏，葉涵濤，李飛達(dá)，水小龍

溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院，浙江 溫州 325027，1.骨科；2.檢驗科；3.康復(fù)科

膝骨關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis, KOA）作為一種常見的慢性退行性疾病，其主要特點為關(guān)節(jié)軟骨損傷、軟骨下骨破壞、滑膜炎癥、骨贅增生。KOA患者臨床上常表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛、僵硬、彈響和功能障礙，患者的日常生活、工作和活動深受影響。OA的進展取決于由于機械負(fù)荷和炎癥增加導(dǎo)致的軟骨破壞[1]。軟骨內(nèi)軟骨細(xì)胞的損傷能夠釋放與損傷相關(guān)的分子模式（damage associated molecular patterns, DAMPs）[2]。一般認(rèn)為原發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎是多種致病因素包括機械性和生物性因素的相互作用所致。由于發(fā)病機制與病因太過復(fù)雜和不明確，目前為止影像學(xué)改變是KOA早期發(fā)現(xiàn)和診斷的主要方法，但只有當(dāng)患者局部軟骨組織出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的損傷時經(jīng)X線檢查才會發(fā)現(xiàn)，因此影像學(xué)診斷缺乏特異性及敏感性[3]。目前尚缺乏有效逆轉(zhuǎn)和阻斷KOA進展的方法，探尋出一種可以用于早期診斷KOA的方法并采取有效的治療措施是我們應(yīng)該努力的方向。本研究主要探討損傷相關(guān)的分子模式在KOA的診斷、進展及預(yù)后判斷中的作用。

1 資料和方法

1.1 一般資料 從2020年10月1日至2021年1月1日在溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院住院的患者中選取經(jīng)全膝關(guān)節(jié)置換或膝關(guān)節(jié)鏡手術(shù)治療的KOA患者56例（試驗組），所有試驗組患者均符合由中華醫(yī)學(xué)會各科學(xué)分會制定的KOA的診斷標(biāo)準(zhǔn)，同時至少有一側(cè)膝關(guān)節(jié)符合KOA的放射性診斷標(biāo)準(zhǔn)，見表1。納入標(biāo)準(zhǔn)：①確診為KOA并在本院行膝關(guān)節(jié)置換或膝關(guān)節(jié)鏡清理者；②根據(jù)Kellgren-Lawrence（K-L）分級為2～4級者；③受試者簽署知情同意書。

表1 KOA的診斷標(biāo)準(zhǔn)

排除標(biāo)準(zhǔn)：①嚴(yán)重的糖尿?。虎陬愶L(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；③創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎；④近90 d內(nèi)有關(guān)節(jié)藥物注射史；⑤近90 d內(nèi)有止痛藥物服用史；⑥其他類型的骨關(guān)節(jié)??；⑦有糖皮質(zhì)激素藥物服用史；⑧系統(tǒng)性感染性疾?。虎嶙泽w免疫紊亂性疾??；⑩惡性、慢性疾病。隨機選取25例于2020年10月1日至2021年1月1日期間在溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院住院的體質(zhì)量指數(shù)（body mass index, BMI）與試驗組匹配的非KOA患者為對照組。研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核（編號：LCKY2019-34）。

1.2 K-L分級方法 K-L分級標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 K-L分級標(biāo)準(zhǔn)

1.3 樣本采集和測量方法 常規(guī)靜脈采血約5 mL，置含分離膠的橙色蓋真空采血管內(nèi)，2 h內(nèi)轉(zhuǎn)運至實驗室，接收標(biāo)本后在30 min內(nèi)將標(biāo)本離心（3 500 r/min，10 min）分離為血清和細(xì)胞組分，將血清分裝至潔凈EP管，全過程嚴(yán)格控制，避免溶血。

采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay, ELISA）測定血清β-Amyloid（美國CUSBIO公司）濃度[4]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理方法 采用SPSS26.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析。計量資料符合正態(tài)分布用±s表示，2 組間比較用t檢驗；非正態(tài)分布用M（P25，P75）表示，2組間比較用Mann-WhitneyU檢驗。計數(shù)資料用百分比表示，用χ2檢驗。用非條件Logistic逐步回歸模型分析危險因素。相關(guān)性分析用Pearson相關(guān)或Spearman相關(guān)分析。繪制受試者工作特征（receiver operator characteristic curve, ROC）曲線評價血清β-Amyloid對KOA的預(yù)測價值。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況 本研究納入試驗組56 例，對照組25 例。兩組性別、年齡、BMI等基本情況差異無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05），見表3。KOA患者的β-Amyloid、C-反應(yīng)蛋白（C-reactionprotein, CRP）、血尿素氮（blood urea nitrogen, BUN）和尿酸顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），而高遷移率族蛋白B1（high mobility group protein B1, HMGB1）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（glutamic pyruvic transaminase, ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（glutamic oxaloacetic transaminase, AST）、總膽紅素（total bilirubin, TBIL）和血肌酐（creatinine, CREA）差異無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05），見表4。

表3 兩組患者一般情況

表4 兩組患者實驗室指標(biāo)的比較

2.2 非條件Logistic逐步回歸模型分析KOA危險因素 為進一步確定KOA的獨立危險因素，以KOA為因變量，單因素分析有統(tǒng)計學(xué)意義的指標(biāo)為自變量，擬合非條件Logistic回歸模型。結(jié)果顯示，β-Amyloid是KOA發(fā)生的獨立危險因素（OR=15.122，P=0.028），見表5。

表5 KOA危險因素的單因素和多因素Logistic回歸分析

2.3 血清β-Amyloid診斷KOA的ROC曲線 血清β-Amyloid診斷KOA的ROC曲線提示，其曲線下面積（area under curve, AUC）為0.752（0.636～0.867），β-Amyloid臨界值為0.770 ng/mL，特異度為60.0%，敏感度為85.5%，見圖1。

圖1 血清β-Amyloid診斷KOA的ROC曲線

2.4 不同嚴(yán)重程度KOA患者β-Amyloid水平比較

56例試驗組按照K-L分級分為K-L 2級8例、K-L 3/4級48例患者。β-Amyloid的表達(dá)在K-L 2級與K-L 3/4級間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=-2.093，P=0.041），見圖2。且β-Amyloid的表達(dá)與KOA嚴(yán)重程度分級呈顯著正相關(guān)（r=0.332，P=0.013），提示患者血清β-Amyloid越高，KOA越嚴(yán)重。

圖2 β-Amyloid在不同K-L分級KOA患者中的表達(dá)

2.5 血清β-Amyloid在KOA手術(shù)前后變化值與康復(fù)恢復(fù)時間分析 比較K-L 4級患者中有8例患者術(shù)前術(shù)后血清β-Amyloid的表達(dá)變化以及患者的住院時間，β-Amyloid在K-L 4級KOA患者術(shù)后較手術(shù)前顯著降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=3.749，P=0.002），見圖3。且KOA患者手術(shù)前后血清β-Amyloid變化值與患者住院時間呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.949，P＜0.001），提示KOA患者手術(shù)前后血清β-Amyloid下降越多的患者住院時間越短，康復(fù)恢復(fù)越快，見圖4。以疼痛、活動受限、關(guān)節(jié)畸形等為主要臨床表現(xiàn)，病理學(xué)變化表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨損傷、骨贅形成、軟骨下骨及半月板等組織的改變。據(jù)調(diào)查中國癥狀性KOA（診斷明確，存在臨床癥狀且需要就診）的患病率為8.1%，且女性患病率明顯高于男性[5]。其中，大于55歲的人群中約60%具有KOA的影像學(xué)表現(xiàn)，65歲以上的老年人KOA的發(fā)病率可達(dá)85%[6]。KOA發(fā)病受多種因素影響，包括遺傳、性別、種族、年齡、肥胖、關(guān)節(jié)過度活動和損傷等[7]。其致病機制復(fù)雜，原發(fā)性損傷常涉及機械應(yīng)力、炎癥、代謝、免疫、遺傳等因素，繼發(fā)性多由創(chuàng)傷、關(guān)節(jié)先天發(fā)育不良或醫(yī)源性損傷引起[8]。隨著社會的發(fā)展、人口老齡化的加快、肥胖人群比例的上升，膝骨關(guān)節(jié)創(chuàng)傷的增加，KOA發(fā)病率顯著增高。不僅對個人的生理功能、生活質(zhì)量造成嚴(yán)重?fù)p害，還導(dǎo)致了個人、家庭和社會的經(jīng)濟成本顯著增加。

圖3 β-Amyloid在KOA術(shù)前和術(shù)后中的表達(dá)比較

圖4 術(shù)前后血清β-Amyloid變化值與患者住院時間的相關(guān)性

本研究發(fā)現(xiàn)β-Amyloid分子在KOA患者中顯著升高，而在術(shù)后顯著下降。細(xì)胞膜上的淀粉樣蛋白前體（amyloid protein precursor, APP）經(jīng)β和γ蛋白酶的水解形成Mr 4 000左右的蛋白，稱為β-Amyloid（β-淀粉樣蛋白）。GLENNER等[9]1980年首先分離和測序了β-Amyloid，發(fā)現(xiàn)其通常兩種形式存在，分別

3 討論

KOA多發(fā)于中老年人，是一種退行性關(guān)節(jié)病變，為β-淀粉樣蛋白40（amyloid-β protein 40, Aβ40）和β-淀粉樣蛋白42（amyloid-β protein 42, Aβ42）。自從它被發(fā)現(xiàn)以來就與阿爾茲海默?。ˋlzheimer’s disease, AD）密切相關(guān)。β-Amyloid通過氧化應(yīng)激和Ca2+超載導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)凋亡因子激活，同時破壞線粒體使細(xì)胞的供能系統(tǒng)障礙，最終造成凋亡[10]。此外，β-Amyloid還可以激活神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，釋放細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)，產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，從而間接損傷神經(jīng)細(xì)胞[10-12]。本研究發(fā)現(xiàn)β-Amyloid在KOA中明顯升高，術(shù)后的β-Amyloid水平較術(shù)前明顯降低，表明其不僅能夠提示KOA的發(fā)生，還對KOA的預(yù)后有著一定的提示作用。根據(jù)此前在AD中的研究，機體APP和β-Amyloid的代謝受機體老化、毒素、感染、炎癥等外界因素的影響，發(fā)生紊亂引起β-Amyloid的異常釋放和沉積[13]。而從KOA發(fā)病機制上來看，在機械力學(xué)作用、炎癥、免疫代謝、遺傳等多因素作用下會誘發(fā)KOA[14]。推測在KOA患者中，可能正是因為炎癥反應(yīng)等因素作用，導(dǎo)致β-Amyloid代謝紊亂增加，進而引發(fā)線粒體損傷和神經(jīng)元細(xì)胞凋亡。線粒體的損傷進一步導(dǎo)致β-Amyloid代謝障礙和堆積，發(fā)展為β-Amyloid不斷堆積的惡性循環(huán)；β-Amyloid的堆積又損傷神經(jīng)細(xì)胞，釋放細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)，加強了炎癥反應(yīng)，進一步導(dǎo)致β-Amyloid累積。而手術(shù)清除了炎癥反應(yīng)灶，中斷了惡性循環(huán)，使得β-Amyloid降低。

非條件Logistic逐步回歸模型分析KOA的危險因素，結(jié)果顯示β-Amyloid是KOA患病的危險因素（OR=15.122），表明β-Amyloid與KOA的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。Spearman秩相關(guān)分析，提示β-Amyloid的表達(dá)量和KOA嚴(yán)重程度呈正相關(guān)；Pearson相關(guān)分析，提示患者手術(shù)前后β-Amyloid的表達(dá)變化和康復(fù)恢復(fù)時間呈負(fù)相關(guān)。綜上所述，β-Amyloid是KOA患病的危險因素，血清β-Amyloid水平可能成為一種評估KOA發(fā)生及預(yù)后的生物標(biāo)志物。

本研究樣本比較少，時間跨度短，下一步計劃納入更多患者進行進一步驗證?？祻?fù)恢復(fù)指標(biāo)近患者住院時間，指標(biāo)單一，下一步需增加功能活動康復(fù)指標(biāo)，做進一步的深入研究。