炎癥細(xì)胞因子在膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎滑液中的表達(dá)及臨床意義

炎癥細(xì)胞因子在膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎滑液中的表達(dá)及臨床意義

王艷榮1，馬張穩(wěn)2，田紅英3*，郭姝彤4

(1.延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院2010級(jí)臨床二班；2.延安大學(xué)附屬醫(yī)院骨科四病區(qū)；

3.延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院病原學(xué)教研室；4.延安大學(xué)2013級(jí)碩士研究生，陜西延安716000)

摘要：目的探討炎癥細(xì)胞因子(IL-1、TNF-α、IL-6)在膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(KOA)滑液中的表達(dá)及其與KOA臨床分期的關(guān)系。方法選擇行膝關(guān)節(jié)鏡和人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的50例KOA患者為研究對(duì)象，并以30例單純半月板損傷患者為對(duì)照組，采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)方法分別測(cè)定滑液中IL-1、TNF-α、IL-6含量。結(jié)果與對(duì)照組比較，KOA組滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平顯著上升，相比較有顯著性差異(P<0.05)。IL-1、TNF-α水平隨著臨床分期的增加而逐漸升高，滑液中IL-1、TNF-α水平為：晚期>中期>早期，相比較均有顯著性差異(P<0.05)；IL-6水平隨著臨床分期的增加而下降，滑液中IL-6水平為：早期>中期>晚期，相比較均有顯著性差異(P<0.05)。IL-1、TNF-α與KOA臨床分期呈正相關(guān)性(r=0.567，0.583，P<0.05)，IL-6與KOA臨床分期呈負(fù)相關(guān)性(r=-0.486，P<0.05)。結(jié)論KOA患者滑液中存在IL-1、TNF-α、IL-6水平的高表達(dá)，IL-1、TNF-α隨著臨床分期的增加其含量逐漸上升，而IL-6隨著臨床分期的增加其含量逐漸降低。IL-1、TNF-α與骨性關(guān)節(jié)炎病變有密切關(guān)系，而KOA患者關(guān)節(jié)液中IL-6的含量不能直接反映出骨性關(guān)節(jié)炎的嚴(yán)重程度，但并節(jié)液中IL-6水平在診斷早期病變有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：IL-1；TNF-α；IL-6；骨性關(guān)節(jié)炎；膝關(guān)節(jié)骨；關(guān)節(jié)滑液

中圖分類號(hào)：R392

基金項(xiàng)目：陜西省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2013JK0768)；延安大學(xué)校級(jí)科學(xué)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：YDQ2013-05)

作者簡(jiǎn)介：王艷榮(1990—)，女，陜西渭南人，延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院2010級(jí)臨床本科學(xué)生。

通訊作者：*田紅英(1976—)，女，陜西渭南人，碩士研究生，主要從事腫瘤免疫方面的研究工作。

[收稿日期2014-11-15；責(zé)任編輯趙菊梅]

Expression of inflammatory cytokines in synovial fluid of knee

osteoarthritis and its clinical significance

WANGYan-rong1,MAZhang-Wen2,TIANHong-ying3*,GUOShu-tong4

(1.2010 grade clinical two class,Medical College of Yanan University;2. Four 3 ward Department

of orthopedics of Affiliated Hospital of Yanan University,Yanan University School of medicineetiology Office;

4.grade 2013 of Yanan University graduatestudent added grade or staff room of Shaanxi,Yanan 716000,China)

Abstract：Objective To explore the inflammatory cytokines (IL-1, TNF-α , IL-6) in knee osteoarthritis (KOA) expression in synovial fluid and its relationship with clinical KOA staging.Methods 50 cases of KOA patients underwent arthroscopic knee and knee arthroplasty as the objects of study, and 30 patients with simple meniscus injury patients as control group,using enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) method measuring the content of IL-1,TNF-α and IL-6 in synovial fluid.Results Compared with the control group,the content of IL-1,TNF-α and IL-6 in synovial fluid increased significantly in KOA group,and the data have significant differences(P<0.05).IL-1 and TNF-α level increased with clinical stage,and the order were: advanced stage>middle stage>early stage,which has statistically significant difference(P<0.05);the level of IL-6 decreased with clinical stage,the order was:early stage>middle stage>advanced stage,which has statistically significant difference(P

<0.05).IL-1,TNF-α was positively correlated with clinical stage in KOA group(r=0.567, 0.583,P<0.05),while IL-6 was negatively correlated (r=-0.486,P<0.05).Conclusion In synovial fluid,IL-1,TNF-α and IL-6 exit high expression in KOA patients.The level of IL-1、TNF-α gradually increased with the clinical stage,while IL - 6 gradually reduced.IL-1、TNF-α has close relationship with osteoarthritis pathological changes,the content of IL-6 in joint fluid of KOA patients cannot directly reflect the severity of osteoarthritis, but the level of IL-6 in section and liquid has certain reference value for early diagnosis of lesions.

Key words：IL-1; TNF-α ; IL-6; Osteoarthritis; Knee joint bone; Synovial fluid

骨性關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)是一種常見的慢性關(guān)節(jié)疾病。好發(fā)于負(fù)重較大的膝關(guān)節(jié)、手指關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、脊柱等部位。目前該病的病因及發(fā)病機(jī)制尚未完全弄清楚，以致臨床缺乏有效的治療手段。因此探求骨性關(guān)節(jié)炎的病因和發(fā)病機(jī)制，以便采取防治措施已成為醫(yī)務(wù)工作者面臨的課題之一。近年來(lái)的研究表明[1]，多種炎癥細(xì)胞因子如：白細(xì)胞介素1(IL-1)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素6(IL-6)在關(guān)節(jié)炎的病理發(fā)展過(guò)程中具有一定的作用。因此，本研究通過(guò)探討膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)滑液中IL-1和TNF-α的表達(dá)，以及IL-6和TNF-α與骨性關(guān)節(jié)炎的相關(guān)性，進(jìn)一步明確骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)理，為骨性關(guān)節(jié)炎早期診治提供參考。

1資料與方法

1.1一般資料

選擇2012-06～2014-06在我院行膝關(guān)節(jié)鏡及人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的50例原發(fā)性KOA患者為研究對(duì)象，均符合骨性關(guān)節(jié)炎診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]。排除創(chuàng)傷性、繼發(fā)性、類風(fēng)濕性、化膿性等其它類型的關(guān)節(jié)炎，合并有嚴(yán)重肝、腎、心、腦血管疾病、結(jié)締組織病、內(nèi)分泌及感染性疾病及各種腫瘤等。50例患者中，男31例，女19例；年齡45～72歲，平均(58.62±7.59)歲，根據(jù)中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合研究會(huì)風(fēng)濕類疾病專業(yè)委員會(huì)提出的標(biāo)準(zhǔn)[4]對(duì)KOA患者進(jìn)行臨床分期，早期17例，中期18例，晚期15例。另選擇同期在我院住院治療的單純半月板損傷的30例患者為對(duì)照組，男19例，女11例；年齡47～75歲，平均(59.60±6.78)歲，既往無(wú)骨性關(guān)節(jié)炎病史，經(jīng)診斷軟骨面光滑未及軟骨損傷。兩組在性別、年齡構(gòu)成等方面比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法

無(wú)菌條件下操作，取患者平臥位，行關(guān)節(jié)穿刺后抽取淡黃色關(guān)節(jié)液l mL樣品，置于-70℃冰箱中保存待用。滑液中IL-1、TNF-α、IL-6含量采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)方法測(cè)定，所用試劑盒為美國(guó)Biosource公司提供的ELISA試劑盒，嚴(yán)格按試劑盒說(shuō)明進(jìn)行操作。所采集的樣品在1周內(nèi)完成檢測(cè)。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2結(jié)果

2.1KOA組和對(duì)照組滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平比較

與對(duì)照組比較，KOA組滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平顯著上升，相比對(duì)照組有顯著性差異(P<0.05)。結(jié)果見表1。

表1　KOA組和對(duì)照組滑液中IL-1、TNF-α、IL-6

水平比較( ± s，pg/mL)

表1　KOA組和對(duì)照組滑液中IL-1、TNF-α、IL-6

組別nIL-1TNF-αIL-6對(duì)照組3025.09±8.36120.14±40.0519.18±6.39KOA組5090.16±30.05*431.73±137.06*124.07±43.53*

注：與對(duì)照組比較*P<0.05

2.2KOA組早、中、晚期滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平比較

IL-1、TNF-α水平隨著臨床分期的增加而逐漸升高，滑液中IL-1、TNF-α水平為晚期>中期>早期，相比較均有顯著性差異(P<0.05)；IL-6水平隨著臨床分期的增加而下降，滑液中IL-6水平為早期>中期>晚期，相比較均有顯著性差異(P<0.05)。結(jié)果見表2。

表2　KOA組早、中、晚期滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平比較( ± s，pg/mL)

表2　KOA組早、中、晚期滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平比較( ± s，pg/mL)

組別nIL-1TNF-αIL-6早期1754.64±18.21261.63±83.06152.67±53.57中期1886.26±28.75*413.04±131.12*133.83±46.96*晚期15135.11±45.04*#646.94±205.38*#79.94±28.05*#

注：與早期組比較*P<0.05；與中期比較#P<0.05

2.3滑液中炎性因子水平與KOA臨床分期的相關(guān)性分析

經(jīng)Pearman相關(guān)分析結(jié)果表明，L-1、TNF-α與KOA臨床分期呈正相關(guān)性(r=0.567，0.583，P<0.05)，IL-6與KOA臨床分期呈負(fù)相關(guān)性(r=-0.486，P<0.05)。

3討論

骨性關(guān)節(jié)炎是由于軟骨細(xì)胞、軟骨下骨及細(xì)胞外基質(zhì)三者降解與合成失衡引起的病變，在骨性關(guān)節(jié)炎病理進(jìn)程中多種細(xì)胞因子發(fā)揮了重要作用。IL-1是重要的致炎細(xì)胞因子，在機(jī)體發(fā)生急慢性炎癥時(shí)，它會(huì)引發(fā)急性期蛋白的合成、發(fā)熱等全身性癥狀，在局部則引起組織破壞性病變和炎癥[3]。IL-1在正常軟骨細(xì)胞中合成的量極少，而在病變的軟骨和滑膜中存在較多。但是IL-1是否能夠反映出骨性關(guān)節(jié)炎病性進(jìn)展尚缺乏系統(tǒng)研究。腫瘤壞死因子-α(TNF-α)在骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生過(guò)程中對(duì)關(guān)節(jié)軟骨起著重要的破壞作用，TNF-α和IL-1的生物學(xué)作用相似，二者可協(xié)同抑制前列腺素的合成，在骨性關(guān)節(jié)炎的病變過(guò)程中起著同樣的作用[4]。另外，骨性關(guān)節(jié)炎軟骨中TNF-α較IL-1易于受到TNF-α降解的刺激物的影響。有研究認(rèn)為[5]，IL-1在關(guān)節(jié)軟骨炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)方面占有主要地位，而在關(guān)節(jié)腫脹方面TNF-α則發(fā)揮著作用，二者在誘導(dǎo)過(guò)程中均呈高表達(dá)。本研究發(fā)現(xiàn)，KOA患者滑液中IL-1和TNF-α含量顯著高于對(duì)照組，而且隨著臨床分期的增加其含量逐漸升高。且IL-1和TNF-α含量與KOA臨床分期存在正相關(guān)。提示滑液IL-1和TNF-α的含量隨著KOA的病情發(fā)展而逐漸增高。

IL-6是由骨髓基質(zhì)細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞、成骨細(xì)胞等合成的細(xì)胞因子。IL-6可以激活T細(xì)胞和B細(xì)胞而產(chǎn)生急相蛋白，參與多種生理和病理過(guò)程。IL-6在體外培養(yǎng)的正常成骨細(xì)胞和正常軟骨細(xì)胞原位中可以產(chǎn)生。以早期出現(xiàn)軟骨破壞后，激活了這種機(jī)制，導(dǎo)致IL-6含量增加[6]。本研究發(fā)現(xiàn)IL-6在骨性關(guān)節(jié)炎患者的滑液中過(guò)度表達(dá)，這與體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。但有關(guān)IL-6在骨關(guān)節(jié)炎中的作用尚不明確。一般認(rèn)為，IL-6在退行性骨關(guān)節(jié)病及骨關(guān)節(jié)炎中，是引起關(guān)節(jié)破壞和炎癥發(fā)生的重要因子。但后來(lái)的研究認(rèn)為[7]，IL-6起到了保護(hù)骨性關(guān)節(jié)炎軟骨的作用，以早期出現(xiàn)軟骨破壞后，激活了這種機(jī)制，導(dǎo)致IL-6含量增加。本研究結(jié)果顯示，KOA患者滑液中IL-6含量顯著高于對(duì)照組，而且隨著臨床分期的增加而下降，各組之間差異均有顯著性。相關(guān)性分析提示，IL-6含量與KOA臨床分期存在負(fù)相關(guān)。說(shuō)明KOA滑液中的IL-6含量隨著KOA的病情發(fā)展而逐漸下降。

綜上所述，KOA患者滑液中存在IL-1、TNF-α、IL-6水平的高表達(dá)，IL-1、TNF-α隨著臨床分期的增加其含量逐漸上升，而IL-6隨著臨床分期的增加其含量逐漸降低。因此，我們認(rèn)為IL-1和TNF-α對(duì)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生、發(fā)展起到一定的作用，骨性關(guān)節(jié)炎病變與IL-1、TNF-α密切相關(guān)，這可能是骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制之一。而KOA患者關(guān)節(jié)液中IL-6的含量不能直接反映出骨性關(guān)節(jié)炎的嚴(yán)重程度，但并節(jié)液中IL-6水平在診斷早期病變有一定的參考價(jià)值。

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