關(guān)節(jié)液中TNF-α、IL-1、MMPS水平對(duì)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的預(yù)后的評(píng)估價(jià)值*

何啟榮林偉文

論著

關(guān)節(jié)液中TNF-α、IL-1、MMPS水平對(duì)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的預(yù)后的評(píng)估價(jià)值*

何啟榮①林偉文②

目的：探討關(guān)節(jié)液中腫瘤壞死因子（TNF-α）、白介素-1（IL-1）、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPS）水平與膝骨性關(guān)節(jié)炎患者預(yù)后的關(guān)系及評(píng)估價(jià)值。方法：選取2012年1月-2015年2月本院收治的經(jīng)關(guān)節(jié)鏡檢查確診為膝骨性關(guān)節(jié)炎患者80例作為研究對(duì)象，軟骨的病變程度為Ⅰ～Ⅳ度，經(jīng)關(guān)節(jié)鏡下清理術(shù)治療后再給予玻璃酸鈉和雙醋瑞因治療，根據(jù)Shahariarre評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)將患者分為預(yù)后良好組和預(yù)后不良組，采用ELISA方法檢測(cè)患者治療前后TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9的含量，并作其與膝骨性關(guān)節(jié)炎病變程度Spearman相關(guān)分析，采用ROC曲線(xiàn)對(duì)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9的預(yù)后評(píng)估價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果：治療前TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9的含量與其病變的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)（r=0.820、0.850、0.802、0.638，P＜0.01）；預(yù)后良好組TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9含量明顯低于預(yù)后不良組，比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9含量的ROC曲線(xiàn)下面積分別為0.880、0.895、0.752、0.720。IL-1的敏感度為94.00%，特異度為64.00%；TNF-α的敏感度為87.00%，特異度為56.00%；MMP-3的敏感度為79.00%，特異度為42.00%；MMP-9的敏感度為70.00%，特異度為38.00%。結(jié)論：IL-1對(duì)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的影響是全方面的，能增強(qiáng)MMP-3和MMP-9對(duì)患者軟骨的降解和破壞，TNF-α能通過(guò)降低軟骨細(xì)胞的合成，加速軟骨的降解，且TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9的含量與患者的病變程度呈正相關(guān)，對(duì)患者的的預(yù)后評(píng)價(jià)有一定的評(píng)估價(jià)值。

膝骨性關(guān)節(jié)炎； TNF-α； IL-1； 預(yù)后

First-author’s address：The People’s Hospital of Lianjiang City，Lianjiang 524400，China

膝骨性關(guān)節(jié)炎是膝關(guān)節(jié)軟骨褪變、完整性破壞，軟骨下骨硬化，膝骨關(guān)節(jié)的邊緣和軟骨下骨均發(fā)生反應(yīng)性增生，骨贅逐漸形成的一種退行性骨關(guān)節(jié)病變。其發(fā)病率與年齡呈正相關(guān)，是中老年人的多發(fā)疾?。?-2］。大量資料研究證實(shí)，基質(zhì)金屬蛋白酶中的MMP-3和MMP-9在關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)的降解過(guò)程中起重要作用，與膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的病程的進(jìn)展密切相關(guān)［3-4］。國(guó)內(nèi)學(xué)者研究亦表明，采用抑制TNF-α和IL-1表達(dá)的藥物對(duì)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者進(jìn)行治療，能有效延緩病程的進(jìn)展，改善患者的預(yù)后，故TNF-α和IL-1的表達(dá)與膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)［5-7］。目前，臨床上關(guān)于TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9與膝骨性關(guān)節(jié)炎病變程度和預(yù)后情況的相關(guān)性研究甚少，故本研究采用Spearman相關(guān)性分析和ROC曲線(xiàn)對(duì)TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9與膝骨性關(guān)節(jié)炎病變程度的相關(guān)性及其對(duì)患者預(yù)后判斷的準(zhǔn)確性進(jìn)行探討分析，現(xiàn)報(bào)道如下。

1　資料與方法

1.1一般資料 選取2012年1月-2015年2月本院收治的經(jīng)關(guān)節(jié)鏡檢查確診為膝骨性關(guān)節(jié)炎患者80例，軟骨的病變程度為Ⅰ～Ⅳ度，其中Ⅰ度23例，Ⅱ度24例，Ⅲ度18例，Ⅳ度15例；男42例，女38例；年齡45～70歲，平均（55.30±6.60）歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）存在心肝腎功能不全者；（2）神志不清，無(wú)法配合研究工作者；（3）兩周內(nèi)已經(jīng)接受過(guò)關(guān)節(jié)腔內(nèi)藥物注射，應(yīng)用非甾體或其他激素類(lèi)藥物治療者；（4）有全身嚴(yán)重感染者。所有患者均簽署知情同意書(shū)，且本研究已獲得倫理學(xué)委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2方法 經(jīng)關(guān)節(jié)鏡檢查確診為膝骨性關(guān)節(jié)炎的80例患者均給予關(guān)節(jié)鏡下清理術(shù)治療后，再給予玻璃酸鈉和雙醋瑞因治療。（1）關(guān)節(jié)鏡下清理術(shù)：患者取仰臥位，并采用硬膜外麻醉法進(jìn)行麻醉，首先進(jìn)行膝關(guān)節(jié)的常規(guī)檢查，并結(jié)合病史，記錄膝關(guān)節(jié)部位的軟骨剝脫情況以及滑膜增生的情況等。然后在關(guān)節(jié)鏡下，用大量生理鹽水進(jìn)行術(shù)中灌注沖洗工作，去除增生肥厚的滑膜和游離體，清除有脫落風(fēng)險(xiǎn)的骨贅和關(guān)節(jié)內(nèi)游離的極不穩(wěn)定的軟骨碎片，修整半月板，松解外側(cè)狹窄的髕支持帶，清理軟骨內(nèi)側(cè)的增生性滑膜，并對(duì)暴露處行微骨折術(shù)。術(shù)后對(duì)患肢進(jìn)行加壓包扎，術(shù)畢；（2）關(guān)節(jié)鏡下清理術(shù)后，給予玻璃酸鈉2 mL（20 mg，華熙福瑞達(dá)生物醫(yī)藥有限公司，批準(zhǔn)文號(hào)：國(guó)藥準(zhǔn)字H20113379）關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射，1 次/周，共5周；雙醋瑞因（50 mg，昆明積大制藥有限公司，批準(zhǔn)文號(hào)：國(guó)藥準(zhǔn)字J20060018）口服，2 次/d，共12周；（3）TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9含量的測(cè)定：治療前后對(duì)所有患者進(jìn)行關(guān)節(jié)液的抽取，并采用ELISA雙抗體夾心法對(duì)關(guān)節(jié)液中的TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9含量進(jìn)行測(cè)定，ELISA試劑盒產(chǎn)自美國(guó)R&D System公司。試驗(yàn)的主要儀器設(shè)備為酶標(biāo)儀（美國(guó)Hyperion MRIII型）。

1.3評(píng)價(jià)指標(biāo) Shahariarre評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)：疼痛完全消失，腫脹消退，關(guān)節(jié)功能正常；良：疼痛和腫脹明顯減輕，無(wú)壓痛，關(guān)節(jié)功能基本正常；差：疼痛和腫脹及關(guān)節(jié)功能無(wú)改善或更差［8］。根據(jù)Shahariarre評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，將患者分為預(yù)后良好組和預(yù)后不良組，預(yù)后良好組為優(yōu)和良的患者，預(yù)后不良組為Shahariarre評(píng)分差的患者。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 使用SPSS 16.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以（±s）表示，多樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析，兩樣本均數(shù)比較采用t檢驗(yàn)，TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9與病變程度的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析，用ROC曲線(xiàn)對(duì)TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9與患者預(yù)后的敏感性和特異性進(jìn)行分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1治療前不同病變程度的TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9水平比較 隨著病變程度的加重，關(guān)節(jié)液中的TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9含量亦隨之增高，比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見(jiàn)表1。

2.2不同預(yù)后組之間TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9水平比較 預(yù)后良好組TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9的含量明顯低于預(yù)后不良組，比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見(jiàn)表2。

表1　治療前不同病變程度的TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9水平比較（±s）

表1　治療前不同病變程度的TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9水平比較（±s）

病變程度分級(jí)　TNF-α（pg/mL）　IL-1（μg/L）　MMP-3（μg/L）　MMP-9（μg/L）Ⅰ度（n=23）　22.23±6.25　38.10±8.56　1234.22±126.01　228.26±33.50Ⅱ度（n=24）　 44.25±19.56　78.26±13.50　2372.28±425.80　286.90±35.02Ⅲ度（n=18）　 76.62±22.08　142.55±25.68　3189.90±428.90　359.70±42.92Ⅳ度（n=15）　106.30±6.86　215.00±26.80　5233.01±535.29　636.20±56.26 F值　20.06　27.20　17.49　25.66 P值?。?.01　＜0.01?。?.01　＜0.01

表2　不同預(yù)后組之間TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9水平比較（±s）

表2　不同預(yù)后組之間TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9水平比較（±s）

組別　TNF-α（pg/mL）　IL-1（μg/L）　MMP-3（μg/L）　MMP-9（μg/L）預(yù)后良好組（n=66）　16.00±6.30　31.60±8.90　850.40±109.20　189.35±27.60預(yù)后不良組（n=14）　74.20±23.50　140.00±24.90　2980.95±520.66　357.80±43.70 t值　17.6830　28.3098　30.8414　18.5437 P值?。?.01?。?.01?。?.01?。?.01

2.3TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9與病變程度的Spearman相關(guān)性分析 經(jīng)等級(jí)相關(guān)分析，膝骨性關(guān)節(jié)炎患者中的TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9水平與病變程度均呈正相關(guān)（r=0.820、0.850、0.802、0.638，P＜0.01）。

2.4TNF-α、IL-1、MMP-3及MMP-9對(duì) 預(yù) 后的敏感性和特異性比較 根據(jù)TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9對(duì)預(yù)后的敏感性和特異性，作出TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9各指標(biāo)的ROC曲線(xiàn)圖，見(jiàn)圖1。IL-1的敏感度為94.00%，特異度為64.00%；TNF-α的敏感度為87.00%，特異度為56.00%；MMP-3的敏感度為79.00%，特異度為42.00%；MMP-9的敏感度為70.00%，特異度為 38.00%。TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9含量的ROC曲線(xiàn)下面積分別為0.880、0.895、0.752、0.720。

圖1　TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9的ROC曲線(xiàn)

3　討論

膝骨性關(guān)節(jié)炎是中老年患者的常見(jiàn)病，病理表現(xiàn)為：軟骨的降解和骨贅的形成［9-10］。國(guó)內(nèi)學(xué)者研究亦表明，基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPS）中的MMP-3 和MMP-9能破壞軟骨，使軟骨發(fā)生不可逆性的改變［11-12］。大量資料研究證實(shí)：IL-1對(duì)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的影響是全方面的，通過(guò)干擾軟骨細(xì)胞的代謝，抑制其增殖，促進(jìn)其變性，加速膝骨性關(guān)節(jié)炎的病變進(jìn)程。同時(shí)，IL-1亦能激活MMPS，增強(qiáng)MMPS對(duì)關(guān)節(jié)軟骨的降解作用，加速對(duì)軟骨的破壞［13-15］。TNF-α與膝骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，能有效降低軟骨細(xì)胞及軟骨膠原的合成，加速軟骨的降解［16-17］。故TNF-α、IL-1、MMP-3和MMP-9與膝骨性關(guān)節(jié)炎的病變程度密切相關(guān)［18-20］。但臨床上對(duì)TNF-α、IL-1、MMP-3和MMP-9與膝骨性關(guān)節(jié)炎預(yù)后關(guān)系的研究甚少［21-22］，故本研究通過(guò)檢測(cè)治療前后患者的TNF-α、IL-1、MMP-3和MMP-9，并作其與病變程度及預(yù)后情況的相關(guān)分析，旨在探討TNF-α、IL-1、MMP-3和MMP-9與膝骨性關(guān)節(jié)炎病變程度的相關(guān)性及其對(duì)患者預(yù)后判斷的價(jià)值。

本研究結(jié)果顯示：隨著病變程度的加重，關(guān)節(jié)液中的TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9含量亦隨之增高，經(jīng)等級(jí)相關(guān)分析，膝骨性關(guān)節(jié)炎患者中的TNF-α、IL-1、MMP-3和MMP-9水平與病變程度均呈正相關(guān)。提示TNF-α、IL-1、MMP-3和MMP-9水平在膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者病情的發(fā)生發(fā)展過(guò)程發(fā)揮重要的作用，與患者的病變程度密切相關(guān)。本研究結(jié)果亦顯示：預(yù)后良好組TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9含量明顯低于預(yù)后不良組，提示TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9水平可作為反映膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎軟骨損傷程度的重要生物學(xué)標(biāo)志物，與預(yù)后密切相關(guān)，對(duì)預(yù)后評(píng)價(jià)具有重要的臨床意義。本研究根據(jù)TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9對(duì)預(yù)后的敏感性和特異性，作出TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9各指標(biāo)的ROC 曲 線(xiàn)圖。TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9含 量的ROC曲線(xiàn)下面積分別為0.880、0.895、0.752、0.720。由圖可見(jiàn)IL-1的敏感度為94.00%，特異度為64.00%；TNF-α的敏感度為87.00%，特異度為56.00%；MMP-3的敏感度為79.00%，特異度為42.00%；MMP-9的敏感度為70.00%，特異度為38.00%。TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9含量的ROC曲線(xiàn)下面積分別為0.880、0.895、0.752、0.720。提示IL-1、TNF-α、MMP-3、MMP-9對(duì)預(yù)后的估計(jì)準(zhǔn)確性、敏感度和特異度比較，IL-1最高，其次為T(mén)NF-α，再者為MMP-3，最后為MMP-9。說(shuō)明TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9與預(yù)后密切相關(guān)，對(duì)預(yù)后的估計(jì)均具有較高的準(zhǔn)確性，IL-1和TNF-α亦可作為膝骨性關(guān)節(jié)炎較高的預(yù)后評(píng)估價(jià)值。

綜上所述，IL-1對(duì)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的影響是全方面的，能增強(qiáng)MMP-3和MMP-9對(duì)軟骨的降解和破壞，TNF-α通過(guò)降低軟骨細(xì)胞合成，加速軟骨降解，且TNF-α、IL-1、MMP-3、MMP-9含量與病變程度均呈正相關(guān)，對(duì)預(yù)后判斷具有較高的準(zhǔn)確性，對(duì)預(yù)后具有較高的評(píng)估價(jià)值。

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Value of TNF-α，IL-1 and MMPS Levels in the Evaluation of Prognosis of Patients with K nee Osteoarthritis

HE Qi-rong，LIN Wei-wen.//Medical Innovation of China，2016，13（21）：001-004

Objective：To investigate the relationship between TNF-α，IL-1，MMPs levels and prognosis evaluation value in patients with knee osteoarthritis.Method：From January 2012 to February 2015，80 cases of knee osteoarthritis identified by arthroscopy in our hospital were selected as the research objects，the degree of cartilage lesions including Ⅰ-Ⅳ degree，they were given sodium hyaluronate and diacerein treated after arthroscopic debridement，patients were divided into good prognosis group and poor prognosis group according to the shahariarre scoring criteria，the content of TNF-α，IL-1，MMP-3 and MMP-9 before and after treatment were detected by ELISA method and Spearman correlation analysis were used to detect degree of pathological changes of knee osteoarthritis，the prognostic value of TNF-α，IL-1，MMP-9 and MMP-3 in patients with knee osteoarthritis were evaluated by ROC curve.Result：The content of TNF-α，IL-1，MMP-3 and MMP-9 before treatment was positively correlated with the severity of the lesion（r=0.820，0.850，0.802，0.638，P＜0.01）. TNF-α，IL-1，MMP-3 and MMP-9 levels of good prognosis group were significantly lower than the poor prognosis group，the differences were statistically significant（P＜0.01）.TNF-α，IL-1，MMP-3 and MMP-9 content of the area under the ROC curve were respectively 0.880，0.895，0.752 and 0.720.IL-1 sensitivity was 94.00% and specificity was 64.00%.TNF-α sensitivity was 87.00% and specificity was 56.00%.MMP-3 sensitivity was 79.00% and specificity was 42.00%.MMP-9 sensitivity was 70.00% and specificity was 38.00%.Conclusion：The effect of IL-1 on knee osteoarthritis is the whole，can enhance the degradation and destruction of cartilage in patients with MMP-3 and MMP-9.TNF-α can reduce the synthesis of cartilage cells and accelerate the degradation of cartilage，the content of TNF-α，IL-1，MMP-3 and MMP-9 are positively correlated with the extent of the lesion，have a certain value of assessment for patients with prognosis evaluation.

Knee osteoarthritis； TNF-α； IL-1； Prognosis

10.3969/j.issn.1674-4985.2016.21.001

廣東省佛山市醫(yī)學(xué)類(lèi)科技攻關(guān)項(xiàng)目（201208293）
①?gòu)V東省廉江市人民醫(yī)院 廣東 廉江 524400
②廣東省佛山市高明區(qū)人民醫(yī)院

何啟榮

2016-04-25） （本文編輯：李穎）