骨關(guān)節(jié)炎患者血清中1-磷酸鞘氨醇和基質(zhì)金屬蛋白酶3水平變化及臨床意義*

崔國峰，武軍龍，魏 戎，樊立宏，劉 丹，劉 煥，王坤正

1.鄭州大學附屬洛陽中心醫(yī)院骨科(洛陽471009)；2.西安交通大學第二附屬醫(yī)院(西安710004)；3.西安市第五醫(yī)院風濕免疫科(西安 710082)

骨關(guān)節(jié)炎(Osteoarthritis,OA)是一種以關(guān)節(jié)軟骨、軟骨下骨變性、關(guān)節(jié)周圍組織反應(yīng)性增生及滑膜炎癥反應(yīng)為主要病變的關(guān)節(jié)退行性疾病，可導(dǎo)致關(guān)節(jié)痛、關(guān)節(jié)功能障礙等相關(guān)的臨床癥狀[1]。經(jīng)過多年的研究，OA的發(fā)病已取得了一定的進展，但OA的發(fā)病機制尚不清楚。1-磷酸鞘氨醇(S1P)是一種重要的脂質(zhì)介質(zhì)，主要是質(zhì)膜鞘磷脂在鞘氨醇激酶催化下生成[2]。S1P主要的生物學作用包括：在細胞內(nèi)通過傳遞信號通路，作為信使，又可通過靶向分泌作用，在細胞外和細胞表面的相應(yīng)的細胞結(jié)合位點結(jié)合，最終完成調(diào)控細胞分泌，增殖、細胞聚集，完成免疫誘導(dǎo)調(diào)控機制[3-4]。具有水解酶特征因子的基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)通過水解細胞基質(zhì)發(fā)揮作用[5]，MMPs同時受細胞內(nèi)外多種離子而發(fā)揮作用。研究表明MMPs在骨關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)腔各種組織中都出現(xiàn)了表達的異常,MMPs可造成軟骨下骨的骨吸收作用。破骨細胞分泌表達基質(zhì)金屬蛋白酶3(Matrix metalloproteinases 3,MMP3),作用靶點為軟骨細胞，引起軟骨的破壞和吸收[6-7]。相關(guān)文獻報道[8-9]也表明MMP3在炎癥性和退行性關(guān)節(jié)疾病的發(fā)生發(fā)展過程中的起著重要的作用。但是，仍然不清楚S1P與MMP3是如何作用于OA，兩者是否相關(guān),早期OA與晚期OA患者是否存在病理發(fā)病的一致性，由此本次研究深入探討了S1P與MMP3在OA中的表達水平以及兩者之間的關(guān)系，現(xiàn)報道如下。

對象與方法

1 研究對象 收集2016年1月至2017年7月鄭州大學附屬洛陽中心醫(yī)院骨科和西安市第五醫(yī)院風濕科68例 OA門診及住院病例，其中男42例，女26例，平均年齡(61.47±6.86)歲。臨床診斷OA患者，均符合2010年中華醫(yī)學會風濕病學分會起草的《骨關(guān)節(jié)炎診斷及治療指南》的診斷標準[10]，排除合并類風濕關(guān)節(jié)炎或其他骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)疾病病史的患者。其中早期OA患者36例(OA診斷明確且病史少于等于2年)，晚期OA患者32例(OA診斷明確且關(guān)節(jié)炎病史大于2年)。另外選取同期來兩院體檢中心年齡匹配的72例作為正常對照組，其中男35例，女37例，平均年齡(62.39±7.48)歲，均簽署知情同意書。早期OA組和晚期OA組患者與對照組的年齡、性別等一般資料方面比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性。本研究方案通過鄭州大學附屬洛陽中心醫(yī)院、西安市第五醫(yī)院倫理委員會同意。

2 實驗方法 取受試者肘正中靜脈血1.5 ml，3000 r/min離心10 min，分離上層血清，置-80℃保存用于測定血清S1P與MMP3的表達。ELISA測定血清S1P及MMP3水平，試劑盒購自于武漢博士德生物工程有限公司，操作均按說明書。

結(jié) 果

1 血清中S1P及MMP3的表達情況 早期、晚期OA患者S1P及MMP3的表達水平均明顯高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 早期OA血清中S1P及MMP3表達水平

注：與對照組比較，*P<0.05；與晚期OA組比較，△P<0.05

2 血清S1P與MMP3相關(guān)性分析 分析測定所有受試者血清中S1P與MMP3水平的相關(guān)性(圖1)，可以看出，S1P水平與MMP2呈顯著正相關(guān)(r=0.740，P<0.01)。

圖1 OA患者血清S1P與MMP3相關(guān)性分析

討 論

OA是一種慢性退行性病變，以關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)降解，軟骨周圍骨質(zhì)增生，骨贅形成等為基本特征。隨著人口老齡化，OA已經(jīng)成為極為常見的骨骼疾病，給眾多患有OA的患者帶來極大的不便。迄今為止骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機制仍然不清，了解OA的發(fā)病機制才能對OA的治療取得重大突破，這也成為現(xiàn)階段國內(nèi)外學者的研究熱點。

S1P可以在許多類型細胞中產(chǎn)生，如血小板、紅細胞和單核細胞。據(jù)報道，人血清中含有高濃度的S1P，其濃度在納摩爾至微摩爾濃度之間[11]。S1P有多種功能，在細胞生長、細胞分化、存活、細胞遷移、免疫功能調(diào)節(jié)和血管生成中有重要作用[11-12]。Masuko等[13]研究發(fā)現(xiàn)S1P可能通過調(diào)節(jié)軟骨細胞中的VEGF表達在OA的病理生理學中起獨特的作用。相當多的實驗證據(jù)現(xiàn)在也證明了S1P在骨代謝中的重要作用。破骨細胞分泌的S1P促進成骨細胞的增殖，存活和遷移[14]。因此，該分子可能在骨重建過程中作為骨吸收和形成之間的耦合因子，可能刺激骨形成。MMP3在關(guān)節(jié)軟骨病變及慢性炎癥性骨質(zhì)代謝中具有重要的臨床參考價值。在OA病人血清中，MMP3濃度明顯升高，MMP3通過調(diào)控細胞生長因子，而發(fā)揮關(guān)節(jié)中骨與軟骨組織吸收破壞和修復(fù)生長的作用[15]。研究表明，MMP3調(diào)控軟骨蛋白聚糖并裂解核心蛋白，在OA中減低，從而發(fā)揮降解軟骨基質(zhì)，因誘導(dǎo)氨基葡聚糖承載碎片減少和消失，引起軟骨細胞功能萎縮，和細胞功能的丟失。盡管S1P和MMP3在OA中起著重要作用，但是兩者之間是否有關(guān)聯(lián)，并且共同影響OA的發(fā)病，亟待證明。

本研究結(jié)果表明，早期OA患者血清S1P與MMP3 顯著升高，提示S1P與MMP3參與了早期OA的發(fā)病，S1P與MMP3呈正相關(guān)，提示S1P高于正常對照組，推測S1P水平升高，可對MMP3的刺激作用明顯增強，促進MMP3水平升高。同時在一些研究也報道了細胞中S1P在MMPs表達的潛在作用[16]，并且在這方面，有效的鞘氨醇激酶的抑制劑在關(guān)節(jié)炎疾病中可以阻止MMP表達，起到抗炎作用[17]。Ustyol等[18]研究發(fā)現(xiàn)S1P與MMP1和MMP3正相關(guān)，與本研究保持了一致。本研究發(fā)現(xiàn)晚期OA患者的血清中S1P與MMP3 也明顯高于早期OA患者，提示晚期OA患者的骨破壞進程以及疾病的嚴重程度，與S1P和MMP3指標水平密切相關(guān)，反應(yīng)了晚期OA中存在著信號傳導(dǎo)異常增加和軟骨破壞不斷加劇的病理機制。

總之，本研究更進一步驗證了S1P在早期OA發(fā)病中可以調(diào)控MMPs等免疫功能的網(wǎng)絡(luò)。進一步了解S1P在細胞外基質(zhì)中的作用可能為防治OA提供一個新方向。