Ⅱ型膠原C端肽診斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的價值

李貴斌 劉 軍 吳 歌 戴 彬

(一汽總醫(yī)院骨科，吉林 長春 130011)

Ⅱ型膠原C端肽診斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的價值

李貴斌 劉 軍1吳 歌2戴 彬

(一汽總醫(yī)院骨科，吉林 長春 130011)

目的 探討關(guān)節(jié)液、血液、尿液中Ⅱ型膠原C端肽(CTX-Ⅱ)濃度與骨性關(guān)節(jié)炎(OA)程度之間的關(guān)系。方法 112例膝關(guān)節(jié)OA患者嚴(yán)格排除各項影響CTX-Ⅱ濃度的因素后納入，抽取對照組、試驗各組關(guān)節(jié)液、血液、尿液并通過酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)方法測定CTX-Ⅱ濃度，對病例關(guān)節(jié)炎程度進行Outerbridge評分，分成4組；1組≤6分，2組7～12分，3組13～18分和4組19～24分。結(jié)果 關(guān)節(jié)液、血液、尿液中CTX-Ⅱ濃度:OA各組較非OA組CTX-Ⅱ濃度升高明顯(P<0.05)；2、3、4組同1組差異明顯(P<0.05)；3、4組同2組差異明顯(P<0.05)；4組同3組無明顯差異(P>0.05)；當(dāng)Outerbridge評分>12分時關(guān)節(jié)液、血液、尿液中CTX-Ⅱ濃度無明顯差異，≤12分CTX-Ⅱ濃度隨關(guān)節(jié)炎程度Outerbridge評分的增加而具有明顯差異(P<0.05)。結(jié)論 ①關(guān)節(jié)炎病人血液與尿液中CTX-Ⅱ濃度水平同關(guān)節(jié)液中CTX-Ⅱ濃度水平變化趨勢一致；②血與尿液中CTX-Ⅱ濃度可以作為早期診斷OA軟骨破壞進程的有用指標(biāo)；③CTX-Ⅱ不能用于嚴(yán)重軟骨損傷進程的評價。

Ⅱ型膠原C端肽(CTX-Ⅱ)；骨性關(guān)節(jié)炎；關(guān)節(jié)液；尿液

骨性關(guān)節(jié)炎(OA)是關(guān)節(jié)周圍軟骨在力學(xué)及生物學(xué)等多方面的因素作用下導(dǎo)致的退變，是老年人經(jīng)常罹患的一種常見疾病，以雙膝關(guān)節(jié)發(fā)病率為最，軟骨破壞是主要的病理改變。關(guān)節(jié)軟骨的膠原纖維主要由Ⅱ型膠原纖維組成，其降解產(chǎn)物主要包括Ⅱ型膠原C端肽(CTX-Ⅱ)、新表位〔Ⅱ型膠原3/4C長片段(C2C)、Ⅰ型膠原(C1)、膠原新抗原表位(TⅡNE)〕、Ⅱ型螺旋片段等，CTX-Ⅱ近年來被認(rèn)識到其數(shù)值變化與OA有關(guān)〔1,2〕，可作為判斷軟骨破壞程度評估的有用指標(biāo)，其由Eyre等〔3〕于1987年在牛軟骨中首先發(fā)現(xiàn)，為共價鍵組成的三螺旋片段，可在組織蛋白酶的作用下形成小分子多肽，Vos等〔4〕發(fā)現(xiàn)CTX-Ⅱ完全來自于成熟的結(jié)構(gòu)膠原，并以小肽段的形式全部進入尿液中；在生物體中CTX-Ⅱ主要存在于血液、關(guān)節(jié)液及尿液中。本文主要檢測膝關(guān)節(jié)OA患者血液、關(guān)節(jié)炎及尿液中CTX-Ⅱ的含量，分析關(guān)節(jié)軟骨損傷程度與CTX-Ⅱ間關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2010年2月至2012年12月一汽總醫(yī)院骨科住院治療膝關(guān)節(jié)OA患者112例，男36例，女76例；年齡46～80歲，平均(63.2±8.57)歲。均行手術(shù)治療，其中膝關(guān)節(jié)置換(TKA)25例，膝關(guān)節(jié)鏡檢查并治療患者87例。對照組35例，男11例，女24例，其中脛骨上段骨折26例，股骨下段骨折9例，年齡45～73歲，平均(61.2±13.5)歲。均知情同意。兩組年齡、性別構(gòu)成無顯著差異(P>0.05)。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：診斷符合美國風(fēng)濕病協(xié)會骨性關(guān)節(jié)炎診斷標(biāo)準(zhǔn)(1996年版)；排除標(biāo)準(zhǔn)：①半年內(nèi)進行過膝關(guān)節(jié)穿刺及注射治療；②未進行皮質(zhì)激素類藥物治療；③風(fēng)濕及類風(fēng)濕疾病，身體其他關(guān)節(jié)存在疼痛及不適；④同時存在頸椎及腰椎間盤突出癥狀或磁共振成像(MRI)證實存在腰椎或頸椎疾患；⑤全身性感染、代謝性關(guān)節(jié)疾病、關(guān)節(jié)腫瘤；⑥惡性腫瘤。

1.3 血液、關(guān)節(jié)、尿液標(biāo)本的收集保存 血液及尿液標(biāo)本均為入院后次日晨間留取，血液留取2 ml，尿液留取3～5 ml，血液以4 500 r/min離心20 min，留取上清液分裝于凍存管中，尿液保存于試管中凍存于-80℃低溫冰箱待測。行關(guān)節(jié)鏡手術(shù)病例取髕下外側(cè)入路，穿刺后抽取關(guān)節(jié)液原液0.5～5 ml，關(guān)節(jié)置換病人在手術(shù)切開關(guān)節(jié)囊后直視下抽取關(guān)節(jié)液1～5 ml，對照組同樣取髕下外側(cè)入路，穿刺抽取關(guān)節(jié)液0.5～1 ml，在術(shù)后2 h內(nèi)以4 500 r/min離心20 min，留取上清液分裝于凍存管中，保存于-80℃低溫冰箱待測。

1.4 關(guān)節(jié)軟骨損傷程度評價標(biāo)準(zhǔn)及分組 采用Outerbridge評分法對于軟骨損傷程度進行系統(tǒng)評價〔5〕：將膝關(guān)節(jié)軟骨面分成6個區(qū)域，分別為髕骨面、股骨髕面、股骨內(nèi)側(cè)髁、股骨外側(cè)髁、脛骨內(nèi)側(cè)髁和脛骨外側(cè)髁，每個區(qū)域按損傷程度分為0～4分。0分：關(guān)節(jié)面軟骨正常；1分：關(guān)節(jié)面軟骨表面軟化，大小不計；2分：關(guān)節(jié)軟骨有破裂和裂隙形成，≤1.5 cm2；3分：關(guān)節(jié)軟骨有破裂和裂隙形成，>1.5 cm2；4分：關(guān)節(jié)軟骨下骨暴露，大小不計。膝關(guān)節(jié)6個區(qū)域得分相加即得到關(guān)節(jié)軟骨損傷程度分值，分值越高代表損傷程度越重，其范圍為0～24分。分組：根據(jù)關(guān)節(jié)鏡或關(guān)節(jié)置換時對于關(guān)節(jié)面的觀察結(jié)果即Outerbridge評分?jǐn)?shù)值分成4組；1組≤6分；2組7～12分；3組13～18分；4組19～24分。

1.5 CTX-Ⅱ含量測定 采取酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)對標(biāo)本進行測定(試劑盒購自美國ADL公司)，檢測前將標(biāo)本從-80℃冰箱取出，在37℃恒溫水箱中解凍，用標(biāo)本稀釋液將關(guān)節(jié)液和血液標(biāo)本做1∶100倍稀釋，尿液標(biāo)本采用原液，將各標(biāo)本取出100 μl加入到已經(jīng)包被有單抗的96孔反應(yīng)板中，搖勻后于37℃恒溫孵育120 min，棄去液體，在濾紙上印干，洗板3次，甩干，加入檢測溶液100 μl，37℃恒溫孵育60 min，棄去液體，印干，洗板，甩干，每孔加入底物工作液100 μl，于37℃避光反應(yīng)30 min，最后每孔加入50 μl終止液混勻，立即于450 nm波長下測量各孔光密度(OD值)，計算得出各標(biāo)本數(shù)據(jù)。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行t、χ2檢驗。

2 結(jié) 果

OA各組較對照組CTX-Ⅱ濃度升高明顯(P<0.05)，2、3、4組同1組差異顯著(P<0.05)；3、4組同2組差異顯著(P<0.05)；4組同3組無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)；當(dāng)Outerbridge評分>12分，關(guān)節(jié)液中CTX-Ⅱ濃度無明顯差異(P>0.05)，≤12分時，CTX-Ⅱ濃度隨評分增加差異明顯(P<0.05)。見表1。

組別nOuterbridge評分關(guān)節(jié)液t/P值血液t/P值尿液t/P值對照組35-182.2±101.31176.2±102.19185.2±102.31組65.33±0.55283.3±77.13-2.32/0.02631)308.3±36.55-3.10/0.00351)287.5±71.71-2.34/0.02441)2組2910.01±1.73356.3±71.00-7.80/0.00001);-2.26/0.03122)363.3±79.15-8.06/0.00001);-1.65/0.10822)346.3±72.31-7.13/0.00001);-1.82/0.07932)3組4114.59±1.47405.5±39.25-13.03/0.00001);-6.20/0.00002);-3.71/0.00043)398.5±47.16-11.97/0.00001);-4.48/0.00002);-2.33/0.02313)391.5±56.42-11.09/0.00001);-4.07/0.00022);-2.93/0.00463)4組3620.05±1.41398.4±40.21-11.87/0.00001);-5.62/0.00002);-3.00/0.00393);-0.78/0.47164)411.5±51.21-12.32/0.00001);-4.72/0.00002)-2.96/0.00433);-1.18/0.24164)409.4±53.92-11.60/0.00001);-4.90/0.00002);-4.03/0.00023);-1.43/0.16164)

1)與對照組比較；2)與1組比較；3)與2組比較；4)與3組比較

3 討 論

CTX-Ⅱ能反映膠原纖維的代謝情況，從而反映軟骨的病理變化，從其開始被人們發(fā)現(xiàn)以來其同骨性關(guān)節(jié)炎之間的關(guān)系就開始廣泛被人們研究，但一般主要研究關(guān)節(jié)液中〔6,7〕CTX-Ⅱ同骨性關(guān)節(jié)炎之間關(guān)系，對于外周體液(血液和尿液)中CTX-Ⅱ的含量同骨關(guān)節(jié)炎的研究則少見于報道，而實際臨床工作中，抽取關(guān)節(jié)液因其傳統(tǒng)觀念及有創(chuàng)性的原因，往往在癥狀較輕或門診非住院狀態(tài)下很難被患者接受，因此迫切需要能被患者容易接受，微創(chuàng)或無創(chuàng)傷的檢查方式輔助臨床對于OA的早期診斷，Lohmander等〔8〕研究發(fā)現(xiàn)CTX-Ⅱ降解后形成小分子肽，其完全以原型的模式經(jīng)過血液進入尿液排出體外，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、可靠。

本研究結(jié)果同李正南等〔9〕關(guān)節(jié)液中CTX-Ⅱ濃度變化趨勢結(jié)果相一致。提示當(dāng)關(guān)節(jié)軟骨開始破壞早期，CTX-Ⅱ濃度就明顯高于正常，并且該種升高趨勢隨破壞程度增加而增加，Outerbridge評分>12趨于平衡，因發(fā)現(xiàn)CTX-Ⅱ降解后完全經(jīng)過血液進入尿液排出體外〔8〕，推測該種變化的趨勢可能源于身體內(nèi)部原本CTX-Ⅱ含量較少，因此當(dāng)關(guān)節(jié)軟骨開始破壞初始，CTX-Ⅱ大量產(chǎn)生，進入關(guān)節(jié)液、血液、尿液造成CTX-Ⅱ濃度較大的提升，而關(guān)節(jié)軟骨破壞到一定程度，CTX-Ⅱ產(chǎn)生及經(jīng)過尿液排出體外形成一種平衡，因而其濃度則不再出現(xiàn)大的波動。本文提示CTX-Ⅱ濃度可以輔助診斷OA，能對于Outerbridge評分≤12分以內(nèi)的關(guān)節(jié)軟骨破壞程度進行一定程度上的揭示，該觀點同Sarukawa等〔10〕觀點相一致。

綜上，血液與尿液中CTX-Ⅱ濃度水平變化同關(guān)節(jié)液濃度水平變化趨勢一致；血與尿液中CTX-Ⅱ濃度可以作為早期診斷OA軟骨破壞進程的有用指標(biāo)；CTX-Ⅱ不能用于嚴(yán)重軟骨損傷進程的評價。本文不足之處在于，對照組膝關(guān)節(jié)是否正常，因倫理等原因不能行膝關(guān)節(jié)鏡檢查，只能單純憑借癥狀及膝關(guān)節(jié)X線、MRI檢查來確定，因此存在一定程度上的誤差。

1 Cooper C,Adachi JD,Bardin T,elal.How to define responders in osteoarthritis〔J〕?Curr Med Res Opin,2013;29(6):719-29.

2 Lotz M,Martel-Pelletier J,Christiansen C,etal.Value of biomarkers in osteoarthritis:current status and perspectives〔J〕.Postgrad Med J,2014;90(1061):171-8.

3 Eyre DR,Apon S,Wu JJ,etal.Collagen type Ⅸ:evidence for covalent linkages to type Ⅱ collagen in cartilage〔J〕.FEBS Lett,1987;220(2):337-41.

4 Vos LM,Kuijer R,Huddleston Slater JJ,etal.Alteration of cartilage degeneration and inflammation markers in temporomandibular joint osteoarthritis occurs proportionally〔J〕.J Oral Maxillofacial Surg,2013;71(10):1659-64.

5 Outerbridge RE.Theetiology of chondromalacia patellae〔J〕.Bone Joint Surg,1961;43(6):752-7.

6 劉潮堅，蔡拉加,石昭宏，等.膝骨性關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)滑液CTX-Ⅱ的表達及其臨床意義〔J〕.現(xiàn)代醫(yī)院，2011;11(5)：18-9.

7 Sowers MF.Longitudinal changes of serum COMP and urinary CTX-Ⅱ predict X-ray defined knee osteoarthritis severity and stiffness in women〔J〕.Osteoarthritis Cartilage,2009;17(12):1609-14.

8 Lohmander LS,Atley LM,Pietka TA,etal.The release of crosslinker peptides from type Ⅱ collagen inro human synovial fluid is increased soon after joint injury and in osteoarthritis〔J〕.Arthritis Rheum,2003;48(11):3130-9.

9 李正南，衛(wèi)小春,張志強，等.膝關(guān)節(jié)液中生物學(xué)標(biāo)記物Ⅱ型膠原羧基端端肽的檢測及臨床意義〔J〕.中華關(guān)節(jié)外科雜志，2008;2(2)：177-9.

10 Sarukawa J，Takahashi M,Doi M,etal.A longitudinal analysis of urinary biochemical markers and bone mineral density in STR/Orimice as a model of spontaneous osteoarthritis〔J〕.Arthritis Rheum,2010;62(2):463-71.

〔2015-03-18修回〕

(編輯 苑云杰)

1 徐州市中心醫(yī)院骨科 2 一汽總醫(yī)院藥劑科

戴 彬(1963-)，男，主任醫(yī)師，主要從事骨關(guān)節(jié)疾病及創(chuàng)傷研究。

李貴斌(1974-)，男，博士，副主任醫(yī)師，主要從事骨創(chuàng)傷及關(guān)節(jié)外科研究。

R684.3

A

1005-9202(2017)07-1735-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.07.072