類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者血清骨代謝標(biāo)志物水平及炎癥因子變化研究

徐慧敏 黃傳兵 毛古燧 楊秀飛 王文靜

1. 安徽中醫(yī)藥大學(xué)，安徽 合肥 230038 2. 安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院風(fēng)濕免疫科，安徽 合肥 230038

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種慢性、進行性的自身免疫性疾病，主要表現(xiàn)為持續(xù)、多發(fā)的對稱性關(guān)節(jié)炎。RA的基本病理改變是血管翳與慢性滑膜炎，最終會導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形和功能喪失，它是通過慢性滑膜炎侵及下層的軟骨、軟骨下骨、肌腱及韌帶，造成關(guān)節(jié)骨質(zhì)破壞。除關(guān)節(jié)及系統(tǒng)受影響外，RA患者常合并有骨質(zhì)疏松(osteoporosis，OP)，OP是一種代謝性疾病，主要表現(xiàn)為單位體積內(nèi)骨量減少、骨組織的微細(xì)結(jié)構(gòu)破壞、骨皮質(zhì)變薄且易于骨折[1]。RA合并OP發(fā)病機制較復(fù)雜，淋巴細(xì)胞及多種細(xì)胞因子參與發(fā)病。本研究主要探討RA患者血清骨代謝標(biāo)志物及炎癥因子IL-1β、IL-6、IL-17水平的變化情況以及與RA炎癥水平的相關(guān)性，為臨床的預(yù)防和治療提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究資料

1.1.1RA 組：收集 2016年12月-2017年8月安徽省中醫(yī)院風(fēng)濕免疫科初次治療住院的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者60例，其中女性50例，男性10例，年齡18～45歲，平均(41.73±4.45)歲。根據(jù)骨密度(bone mineral density，BMD)測定，把RA組患者再分為OP組(32例)和非OP組(28例)。

1.1.2對照組：收集同期在該院體檢中心的體檢人員20名作為健康對照組，其中女性17名，男性3名，年齡18～50歲，平均(40.73±5.45)歲。20名健康志愿者均排除自身免疫病及其他疾患。兩組年齡、性別差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：60例患者均符合1987年和2010年美國風(fēng)濕病學(xué)會制定的RA分類標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：妊娠或者哺乳期婦女及有生育要求的患者；內(nèi)分泌疾病患者或其他可引起OP的風(fēng)濕性疾病患者；晚期患者，關(guān)節(jié)畸形嚴(yán)重，關(guān)節(jié)功能IV級者；合并心、腦、肝、腎和造血系統(tǒng)嚴(yán)重疾病者；長期服用影響骨代謝藥物的患者。

1.2 方法

骨密度測量。參照中國人骨質(zhì)疏松癥推薦診斷標(biāo)準(zhǔn)，采用雙能X線骨密度檢測儀，測量患者左右前臂骨礦物質(zhì)含量，取最低值，如有1個或1個以上部位BMD值低于正常同性別峰值1個標(biāo)準(zhǔn)差則診斷為骨量減少，低于正常同性別峰值2.5個標(biāo)準(zhǔn)差則診斷為骨質(zhì)疏松癥。

受試者于清晨采集空腹靜脈血5 mL，離心(3 000 r/min)5 min分離血清，采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測血清中骨代謝標(biāo)志物I型前膠原N-末端前肽(N-terminal propeptide of type I collagen，PINP)、I型膠原C-末端交聯(lián)頂端肽(type I collagen cross-linked C-telopeptide，CTX)及炎癥因子白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-4、IL-6、IL-17的水平。酶標(biāo)儀型號：ELX800，購自美國Bio-TEK公司。

記錄其他臨床指標(biāo)(年齡、病程)和實驗室指標(biāo)[C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)、紅細(xì)胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)、抗環(huán)瓜氨酸多膚抗體(anti-cyclic peptide containing citrulline，抗-CCP)]，以及類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者病情評價(DAS28 評分)(評估疾病活動度)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 RA組與對照組間相關(guān)信息比較

RA組的骨密度、PINP水平普遍較低(P<0.05)；CTX、IL-1β、IL-17、IL-6 水平普遍較高(P<0.05)，見表1。

表1 RA組與對照組組間相關(guān)信息比較Table 1 The comparison between RA patients and the controls

注：*P<0.05，**P<0.01。

2.2 RA患者OP組與非OP組間比較

RA患者OP組的病程、年齡、IL-1β、IL-17、IL-6水平普遍較高(P<0.05)；OP 組患者CTX、PINP水平雖然高于非OP組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表2 RA患者OP組與非OP組相關(guān)信息比較Table 2 The comparison of RA patients in the OP and Non-OP groups

注：*P<0.05，**P<0.01。

2.3 RA患者外周血血清中IL-1β、IL-6、IL-17、PINP、CTX與其他指標(biāo)的相關(guān)性

IL-1β與ESR成正相關(guān)，與其他指標(biāo)無相關(guān)性；IL-6與CRP、ESR、DAS28成正相關(guān)；IL-17與CRP、ESR、DAS28成正相關(guān)。CTX與疾病活動性指標(biāo)CRP、ESR、DAS28呈正相關(guān)，與病程呈負(fù)相關(guān)；PINP水平與各疾病活動性指標(biāo)間均無相關(guān)性，見表3。

表3 RA患者IL-1β、IL-6、IL-17、PINP、CTX與其他指標(biāo)相關(guān)性Table 3 The correlation analyses between IL-1β, IL-6, IL-17, PINP, CTX and other parameters

注：*P<0.05，**P<0.01。

3 討論

RA是一種炎癥性自身免疫性疾病，以累及周圍關(guān)節(jié)為主，OP在大部分RA患者中都會出現(xiàn)，并會增加骨折的風(fēng)險。早在2000年，Haugeberg等[2]首次進行大樣本研究就證實RA患者存在較高的OP發(fā)生率，其總體OP的發(fā)生率約是正常對照組的2倍。本研究結(jié)果與其一致，發(fā)現(xiàn)RA患者較健康人骨密度明顯降低。

RA的發(fā)病機制目前尚未闡明，近年研究發(fā)現(xiàn)，RA關(guān)節(jié)破壞和滑膜炎癥發(fā)生是通過相互依賴的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的，每種細(xì)胞因子之間的相互作用并不一致，RA中許多炎癥因子如IL-1β、IL-17、IL-6相互干擾、相互作用，關(guān)系十分密切。目前在IL-1超家族中有10個不同基因產(chǎn)物，在疾病中的作用已經(jīng)被廣泛研究的細(xì)胞因子有IL-1α、IL-1β、IL-1Rα，其中IL-1β通過激活單核巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞、B細(xì)胞影響RA炎癥過程，是一種分泌型興奮性因子[3]。同時，IL- 1β是調(diào)節(jié)RA患者中骨和軟骨破壞的關(guān)鍵性細(xì)胞因子，主要是抑制骨和軟骨的修復(fù)，進而導(dǎo)致骨破壞[4]。IL-6主要由單核巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞等多種細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子，具有復(fù)雜的生理功能，參與調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答及多種細(xì)胞的生長與分化等。RA患者炎癥刺激單核細(xì)胞、T、B淋巴細(xì)胞等，使IL-6分泌增多。血管內(nèi)皮生長因子有促進內(nèi)皮細(xì)胞的增殖與遷移的作用，IL-6在可溶性IL-6受體(sIL-6R)作用下促進血管內(nèi)皮生長因子的產(chǎn)生，從而改變血管通透性，以此介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，這與RA血管翳的形成密切相關(guān)[5]。IL-17是由Th17細(xì)胞產(chǎn)生的標(biāo)志性細(xì)胞因子，可誘導(dǎo)細(xì)胞因子如IL-6、IL-1β和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor，TNF-α)的釋放，促進基質(zhì)金屬蛋白酶及趨化因子的表達(dá)，增加組織通透性，從而加重組織損傷甚至壞死[6]。RA患者血清及滑液中，IL-17水平明顯增高[7]。IL-17可促進破骨細(xì)胞及滑膜成纖維細(xì)胞的活化與增殖，引起關(guān)節(jié)軟骨與骨的破壞[8]。本研究顯示，RA患者血清IL-1β、IL-6及IL-17水平較正常組顯著升高，與國內(nèi)李濤的研究[9]一致。OP組的IL-1β、IL-17、IL-6高于對照組(P<0.05)，進一步分析顯示，IL-1β與ESR成正相關(guān)，IL-6及IL-17分別與CRP、ESR、DAS28 呈正相關(guān)性，這表明上述炎癥因子參與了RA的發(fā)生、發(fā)展，與疾病過程中局部及全身的骨量丟失具有高度相關(guān)性，并與RA患者骨質(zhì)疏松風(fēng)險的增加有關(guān)。另表明IL-6及IL-17在一定程度上可反映疾病活動度及預(yù)后。

有研究發(fā)現(xiàn)，健康成年人群年齡每增加1歲骨量相應(yīng)下降1%，該現(xiàn)象在絕經(jīng)期及絕經(jīng)后女性尤其顯著，其每年骨丟失量甚至可以達(dá)到2%～5%[10]。故本研究RA組選取年齡在18～45歲之間的患者，盡量避免絕經(jīng)因素的干擾。本研究也證實年齡越大、病程越長者，OP發(fā)生率也相應(yīng)增加。繼發(fā)OP伴有骨脆性增加，導(dǎo)致骨折發(fā)生的風(fēng)險增加，使患者的生活質(zhì)量降低，增加了患者病死率，使家庭和社會承擔(dān)了沉重的負(fù)擔(dān)，所以早期診斷骨質(zhì)疏松尤為重要。國際風(fēng)濕病學(xué)界至今尚無關(guān)于早期RA定義的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，2003年歐洲抗風(fēng)濕病聯(lián)盟會議提出了早期RA和早期RA的定義將病程少于12 w的RA定義為非常早期RA[11]。研究表明，RA病情發(fā)展的最快階段是在發(fā)病的第一年，在這階段RA的炎性是可逆的，存在一個治療窗口期?？梢姳M早診斷，盡早治療尤為重要。因此尋找早期診斷RA的方法是國際風(fēng)濕病學(xué)界關(guān)注的焦點。目前RA早期診斷主要依賴于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎標(biāo)志物等實驗室檢查及X線等影像學(xué)檢查。根據(jù)RA的病程特點不難發(fā)現(xiàn)RA患者在早期病變過程中以不明顯的骨質(zhì)變化為主，在這個階段骨代謝指標(biāo)往往先于X片及類風(fēng)濕因子(rheumatoid factor，RF)等實驗室診斷，對于疾病的診斷、治療及病情評估都有十分重要的意義[12]。骨代謝指標(biāo)有骨吸收指標(biāo)及骨形成指標(biāo)，可以評估骨的質(zhì)量、預(yù)測骨折的發(fā)生，能夠早期診斷OP，其與RA骨代謝活動度變化所呈現(xiàn)的相關(guān)性及早期診斷OP的價值越來越受到廣泛的重視。骨吸收指標(biāo)CTX的含肽交聯(lián)物可在尿和血中測出，是由骨膠原被溶解后所釋出的Ⅰ型膠原蛋白的分解產(chǎn)物，近年來該項指標(biāo)對OP的篩查、早期診斷、療效判斷和預(yù)估骨折風(fēng)險性受到越來越多的關(guān)注，其機制是當(dāng)Ⅰ型膠原的結(jié)構(gòu)、含量及穩(wěn)定性出現(xiàn)異常時，會導(dǎo)致骨轉(zhuǎn)化呈高轉(zhuǎn)化狀態(tài)，Ⅰ型膠原降解短肽片段入血，CTX明顯升高[13]。骨形成的指標(biāo)PINP可在血液中檢測，是Ⅰ型前膠原細(xì)胞外分解產(chǎn)物，主要反映Ⅰ型膠原的合成速率和骨轉(zhuǎn)換的情況，其升高提示Ⅰ型膠原較高的骨合成速率，標(biāo)志著新骨的形成，被認(rèn)為是新骨形成的特異性的敏感指標(biāo)。PINP作為新骨形成的特異性指標(biāo)具有其獨特優(yōu)勢，與骨鈣素、Ⅰ型前膠原C-末端前肽(carboxyterminal propeptide of type Ⅰprocollagen，PICP)相比，更能夠特異和敏感地反映骨形成且不受激素影響[14]。Wisowska等發(fā)現(xiàn)CTX和PINP在病程長(大于10年)的患者中均普遍較低，但只有CTX改變是有顯著意義的(P≤0.05)，提示CTX隨病程延長而降低，這與本研究結(jié)果一致。Landewé 等[15]發(fā)現(xiàn)CTX與ESR、關(guān)節(jié)腫脹數(shù)、關(guān)節(jié)壓痛數(shù)之間相關(guān)性不明顯，但與RA患者DAS28縱向相關(guān)。國內(nèi)李勇軍[16]把RA患者分為活動組和緩解組各40例，分別測量血清中的CTX濃度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)活動組與緩解組相比RF、ESR、CRP及CTX水平均明顯升高，兩組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，提示CTX隨RA患者病情活動性的升高而逐步增強。上述兩組研究結(jié)果具有差異性，RA患者CTX水平升高或降低的結(jié)論分歧較大，本研究結(jié)果與國內(nèi)李勇軍的研究結(jié)果一致?？紤]其原因多種多樣，可能與疾病的病程、病情活動度、分組情況及治療手段(在相當(dāng)多的研究中并未提及)等多種因素有關(guān)，但大多數(shù)研究都表明RA患者外周血CTX及PINP水平是隨疾病活動而上下波動，高疾病活動度CTX升高、低疾病活動度PINP水平降低，進一步證明CTX水平在判斷病情活動性中可能較PINP具有更高的應(yīng)用意義，這與本研究結(jié)果是相同的，均提示RA患者骨轉(zhuǎn)化率加快，即與正常對照組相比破骨過程明顯活躍。

綜上所述，RA患者存在較高的OP發(fā)生率，且合并OP患者IL-1β、IL-17、IL-6高于未合并OP患者，RA患者中繼發(fā)OP作用機制可能與炎癥因子IL-1β、IL-6、IL-17相關(guān)。CTX和PINP與疾病活動密切相關(guān)，測定這兩個骨代謝指標(biāo)能夠了解RA患者早期骨破壞程度。