血清及滑液白介素—17水平與膝骨關節(jié)炎退變及膝痛程度的相關性研究

張海森　白玉明　劉暢　靳勝利　蘇珂　劉穎　呂志昌

[摘要] 目的 探討白介素-17（IL-17）水平與膝骨關節(jié)炎（KOA）影像學分期及關節(jié)疼痛程度之間的相關性。 方法 選取2013年1月～2016年1月于滄州市中心醫(yī)院就診的120例KOA患者和30例健康對照者作為研究對象，分別作為實驗組和對照組。采用Kellgren-Lawrence分級標準（KL分級）評價實驗組膝關節(jié)X線影像嚴重程度。采用視覺模擬（VAS）疼痛評分評價實驗組的膝關節(jié)疼痛程度。采用酶聯(lián)免疫法測定兩組血清IL-17水平和實驗組滑液IL-17水平。分析KOA患者血清及滑液IL-17水平與影像嚴重程度及膝痛程度之間的相關性。 結果 實驗組血清IL-17水平顯著高于對照組（t=11.611，P=0.000）；實驗組滑液IL-17水平顯著高于其血清水平（t=6.445，P=0.000）。血清和滑液IL-17水平在不同KL分級之間比較，差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）；VAS疼痛評分在不同KL分級之間比較，差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。血清和滑液IL-17水平與KL分級之間無相關性（P > 0.05）。KL分級與VAS疼痛評分之間無相關性（P > 0.05）。血清及滑液IL-17水平與VAS疼痛評分均呈顯著正相關（r 血清·VAS=0.230，P=0.011；r 滑液·VAS=0.229，P=0.012）。血清與滑液IL-17水平呈顯著相關（r=0.930，P=0.000）。結論 IL-17可作為一種生物學標志物反映KOA患者的疼痛程度，但不能反映疾病的影像嚴重程度。

[關鍵詞] 白介素-17；膝骨關節(jié)炎；滑液；膝痛

[中圖分類號] R684.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2016）11（c）-0084-04

Research of the correlation between interleukin-17 levels in serum and synovial fluid and the degree of joint degeneration and gonalgia of patients with knee osteoarthritis

ZHANG Haisen1 BAI Yuming1 LIU Chang1 JIN Shengli1 SU Ke1 LIU Ying2 LU Zhichang3

1.The Second Department of Orthopaedics Surgery， Central Hospital of Cangzhou， Hebei Province， Cangzhou 061001， China； 2.Operating Room， People's Hospital of Cangzhou， Hebei Province， Cangzhou 061001， China； 3.Department of Orthopaedics， People's Hospital of Xian County of Cangzhou City， Hebei Province， Xianxian 062250， China

[Abstract] Objective To investigate the relationship between interleukin-17（IL-17） levels in serum and synovial fluid and the degree of joint degeneration and gonalgia of patients with knee osteoarthritis （KOA）. Methods From January 2013 to January 2016， in the Central Hospital of Cangzhou， 120 patients with KOA and 30 healthy individuals were selected and divided into experimental group and control group. The X-ray image severity of knee joint of patients with KOA was evaluated by the Kellgren-Lawrence （KL） grades. The degree of gonalgia of patients with KOA was evaluated by visual analog scale （VAS） pain score. The IL-17 levels in serum of two groups and the IL-17 levels in synovial fluid of experimental group were determined by enzyme-linked immunosorbent assay. The correlation between IL-17 levels in serum and synovial fluid and the degree of joint degeneration and gonalgia of patients with KOA was analyzed. Results The serum IL-17 levels of experimental group were higher than that of control group （t=11.611， P=0.000）. In experimental group， the IL-17 levels in synovial fluid were significant higher than that in serum （t=6.445， P=0.000）. There were no statistically significant differences for IL-17 levels in synovial fluid and serum and VAS pain scoies among different KL grades （P > 0.05）. There was no correlation of VAS pain score and the KL grades （P > 0.05）. There was no correlation of IL-17 levels in serum and synovial fluid with the KL grades（P > 0.05）. Serum and synovial fluid IL-17 levels were positively correlated with VAS pain score （r plasma·VAS=0.230， P=0.011；r synovial fluid·VAS=0.229， P=0.012）. Serum fluid IL-17 levels showed a positive correlation with synovial fluid IL-17 levels （r=0.930， P=0.000）. Conclusion IL-17 is a useful biochemical marker to reflect the degree of gonalgia of the patients with KOA. However， IL-17 can not reflect degenerative severity of KOA in imageology.

[Key words] Interleukin-17； Knee osteoarthritis； Synovial fluid； Gonalgia

骨性關節(jié)炎（osteoarthritis，OA）在臨床上以膝骨關節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）最為常見[1]，膝關節(jié)疼痛是患者就診的最常見原因[2-3]。對于KOA嚴重程度和疾病進展情況的定量評價，生物學標志物檢測比傳統(tǒng)膝關節(jié)X線片更具有優(yōu)勢[4]。以往多項研究顯示，KOA患者血液或滑液中多種細胞因子的水平變化與KOA的疾病進展具有相關性，譬如，多種基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）、白介素-1（IL-1）、IL-6及IL-18等[5-11]。

目前有實驗研究顯示IL-17與KOA之間聯(lián)系密切：IL-17可刺激滑膜成纖維細胞及軟骨細胞過度表達MMP-1、MMP-3、MMP-13等促軟骨降解物質，增強聚蛋白多糖酶和膠原酶活性，抑制軟骨細胞中蛋白多糖合成等[12]。盡管以往有研究間接表明，IL-17在KOA疾病的發(fā)生、發(fā)展中可能發(fā)揮重要作用[13]，但目前尚鮮有研究報道KOA患者體內(nèi)IL-17水平變化與其臨床狀況之間的關系。本研究通過檢測KOA患者血清和滑液中IL-17的水平變化，評估患者的膝關節(jié)影像學嚴重程度及膝痛情況，進而分析IL-17變化水平與KOA影像學分期及關節(jié)疼痛程度之間的相關性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究獲得滄州市中心醫(yī)院（以下簡稱“我院”）倫理委員會批準。所有研究對象均為漢族國人，納入研究之前均簽署知情同意書。選取2013年1月～2016年1月在我院就診的KOA患者及健康志愿者作為研究對象。實驗組為KOA患者120例，平均年齡為（63.9±9.8）歲，其中女84例，男36例。通過伸直負重位膝關節(jié)X線片進行Kellgren-Lawrence分級（KL分級）[14]。實驗組KOA患者的KL分級至少為2級。

實驗組參考1987年美國風濕病協(xié)會OA診斷標準[15]。排除標準：①合并其他慢性炎癥性疾??；②糖尿?。虎厶瞧べ|激素治療史；④其他類型關節(jié)炎；⑤腫瘤；⑥OA家族史。

對照組為健康志愿者30例，平均年齡為（65.6±7.9）歲，其中女21例，男9例，膝關節(jié)X線片評價均為KL 0級。排除存在關節(jié)痛、關節(jié)功能受限、糖尿病、糖皮質激素類用藥史、其他類型關節(jié)炎罹患史及癌癥者。

1.2 疼痛評估方法

采用視覺模擬（visual analogue scale，VAS）疼痛評分[16]評價實驗組患者的膝關節(jié)疼痛程度。無痛為“0”分，最劇烈疼痛為“10”。對照組VAS疼痛評分均為0分。

1.3 IL-17檢測方法

抽取全部研究對象肘部靜脈血液5 mL，離心20 min后取上清液置于-80℃儲藏柜中備用直至檢測。抽取實驗組患者膝關節(jié)滑液2 mL，離心沉淀后去除細胞及組織碎片，置于-80℃儲藏柜中備用直至檢測。出于倫理原因，未提取對照組膝關節(jié)滑液標本。

所有標本采集完成后，通過酶聯(lián)免疫法（ELISA），采用人IL-17 ELISA檢測試劑盒（澳大利亞Bender公司生產(chǎn)），嚴格按照說明書定量檢測患者的血清和滑液IL-17水平。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。計數(shù)資料用率表示，組間比較采用χ2檢驗；計量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差（x±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩組間比較采用t檢驗；相關性檢驗采用Pearson相關分析；以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組一般情況及IL-17水平比較

實驗組與對照組性別、年齡、體重指數(shù)（BMI）比較，差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。實驗組與對照組的血清IL-17水平組間差異有統(tǒng)計學意義（t =11.611，P =0.000），實驗組顯著高于對照組。實驗組滑液IL-17水平[（7.8±1.9）pg/mL]顯著高于其血清水平[（6.3±1.7）pg/mL]（t=6.445，P=0.000）。

2.2 KL亞組一般情況及IL-17水平比較

實驗組中，不同KL分級亞組之間的血清和滑液IL-17水平比較，差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）；不同KL分級亞組之間的VAS疼痛評分比較，差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。

2.3 相關性分析

實驗組患者KL分級與血清和滑液IL-17水平之間無相關性（rKL·血清=-0.110，P=0.231；rkL·滑液=0.049，P=0.593）。KL分級與VAS疼痛評分之間無相關性（r=-0.013，P=0.891）。血清及滑液IL-17水平與VAS疼痛評分均呈顯著正相關關系（r血清·VAS=0.230，P=0.011；r滑液·VAS=0.229，P=0.012），疼痛評分越高，血清及滑液的IL-17水平越高。見圖1、2。血清與滑液IL-17水平呈顯著正相關關系（r=0.930，P=0.000）。

3 討論

目前KOA的生物學病因尚未明確。多項研究結果顯示，KOA是一種發(fā)生于關節(jié)滑膜及關節(jié)軟骨的復雜炎性疾病，炎性細胞因子通過破壞軟骨細胞的合成與分解代謝平衡，繼而在KOA的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮重要作用[11，17]。

IL-17家族成員可介導多種炎性疾病的發(fā)生、發(fā)展。以往研究表明，抑制IL-17及其受體的生物學效應可減輕大鼠類風濕性關節(jié)炎模型的滑膜炎性反應，保護小鼠關節(jié)炎模型的膠原損害，調(diào)節(jié)IL-17基因表達水平可導致上述生物學效應發(fā)生聯(lián)級增強[18-21]。Ji等[22]研究表明，在類風濕性關節(jié)炎中，IL-17通過刺細胞產(chǎn)生較高水平的TNF-α、IL-1b及IL-6等炎性細胞因子，特異性可溶抑制劑通過阻斷IL-17的生物學效應可降低滑膜及骨組織中的IL-6及膠原退變相關標志物水平。

對于IL-17在KOA進展中的意義，當前的研究探討相對較少?，F(xiàn)有研究認為，在KOA中，IL-17可上調(diào)軟骨細胞及滑膜成纖維細胞MMPs及一氧化氮合酶的表達，繼而潛在增加軟骨基質的降解，誘導關節(jié)軟骨破壞；另外KOA中滑膜細胞過度表達多種促血管生成因子也與L-17有關[23-24]。本研究發(fā)現(xiàn)，KOA患者的血清IL-17水平顯著高于健康對照人群；KOA患者關節(jié)滑液中IL-17水平顯著高于其血清水平；無論血清還是滑液中的IL-17水平變化，均與患者的KOA影像學嚴重程度無統(tǒng)計學相關性，但與患者的膝關節(jié)疼痛程度有顯著正相關關系?；谠撗芯拷Y果提示，IL-17作為一種生物學標志物可反映患者的關節(jié)疼痛水平，但不能反映KOA疾病的嚴重程度，因此應用抑制IL-17藥物對于控制KOA疾病的發(fā)展是否具有生物學效力尚需進一步研究證實。

本研究的局限性：首先，本研究是一項單中心實驗研究，樣本含量相對較少，該研究結果的可靠性可能需進一步實施多中心、大樣本實驗加以證實；其次，本研究未對KOA患者膝關節(jié)退變組織中的IL-17蛋白表達情況進行免疫組織化學檢測，因此未獲得IL-17對KOA致病作用的相關組織學信息；再次，考慮到KOA患者的功能損害評價受多種因素的影響，未對不同KL分級KOA患者的功能狀況進行評價，KOA患者機體中IL-17水平變化與患者的功能損害之間是否存在相關性，尚需進一步設計更合理的研究證實。

綜上所述，本研究結果表明，IL-17可作為一種生物學標志物反映KOA患者的疼痛程度，但不能反映疾病的影像學嚴重程度。

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（收稿日期：2016-08-14 本文編輯：程 銘）