骨關(guān)節(jié)病時(shí)生物學(xué)標(biāo)志物及軟骨細(xì)胞程序性死亡研究進(jìn)展

鄂心蕊，席健峰，郭宇航，李慧玲，王宇超，王曉紅，付艷軍，王 勇*

(1.佳木斯大學(xué)，黑龍江 佳木斯 154007；2佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江 佳木斯 154007)

骨關(guān)節(jié)病(OA)是一種主要以關(guān)節(jié)基質(zhì)崩解、軟骨細(xì)胞顯著減少為特征的一種慢性、進(jìn)行性疾病。運(yùn)用生物學(xué)相關(guān)標(biāo)志物可以定量或定性關(guān)節(jié)功能疾病的狀況。其中臨床應(yīng)用價(jià)值最高的生物標(biāo)志物是分布于軟骨、骨或滑膜中的分子片段。同時(shí)通過(guò)認(rèn)知軟骨細(xì)胞的程序性死亡機(jī)制，將有助于了解OA的致病機(jī)制。通過(guò)對(duì)生物學(xué)標(biāo)志物的檢測(cè)以及軟骨細(xì)胞程序性死亡機(jī)制的研究，將有助于臨床早發(fā)現(xiàn)OA并通過(guò)干預(yù)細(xì)胞死亡，從而達(dá)到控制疾病的目的。

1 OA臨床應(yīng)用價(jià)值最高的生物標(biāo)志物

OA臨床最可靠的生物標(biāo)志物主要源自于身體相對(duì)特定的關(guān)節(jié)及與軟骨、骨和滑膜有關(guān)的結(jié)構(gòu)片段，通過(guò)對(duì)血液、尿液等進(jìn)行檢測(cè)可以明顯的發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)組織的合成及降解過(guò)程[1]。在軟骨、骨和滑膜液中存在不同的生物標(biāo)志物，依據(jù)代謝可分為與蛋白聚糖代謝有關(guān)、與膠原代謝有關(guān)，與非膠原蛋白代謝有關(guān)及其他生物代謝有關(guān)的代謝標(biāo)志物[2-3]。

1.1 與膠原代謝有關(guān)的生物標(biāo)志物

膠原代謝有關(guān)的生物標(biāo)志物：II型膠原C端肽(CTX-II、α-CTX-II)；II型膠原N端前肽(PIINP、PIIANP、PIIBNP)；II型膠原降解產(chǎn)物(C2C)；II型膠原特定抗原表位(C2M)；I型膠原C端肽(CTX-I)；I型膠原氨基N端前肽(PINP)等。有研究發(fā)現(xiàn)尿液中CTX-II這種標(biāo)志物可作為OA預(yù)后的標(biāo)志物，且與軟骨損害程度有一定的相關(guān)性，這就提示尿液中CTX-II這種標(biāo)志物在反映骨的新陳代謝方面表現(xiàn)更佳[4]。Kumm等[5]研究發(fā)現(xiàn)PINP這種標(biāo)志物在對(duì)膝關(guān)節(jié)OA時(shí)有很好的預(yù)后價(jià)值。在放射線變化前的骨關(guān)節(jié)炎，C2M和C2C這兩種標(biāo)志物已被證實(shí)能夠很好的反應(yīng)軟骨的損害情況，尤其在骨關(guān)節(jié)炎的早期這兩種標(biāo)志物比率增加[6]。

1.2 與非膠原蛋白代謝有關(guān)的標(biāo)志物

軟骨寡聚基質(zhì)蛋白(COMP)；腓骨蛋白(Fib-3)；骨鈣蛋白；透明質(zhì)酸；基質(zhì)金屬酶(MMP-3、MMP-9、MMP-13)等。COMP這種標(biāo)志物與滑液中尿酸水平一樣，同樣對(duì)評(píng)估膝骨關(guān)節(jié)病的病變程度有很大的價(jià)值[7]。

1.3 與蛋白聚糖代謝有關(guān)的標(biāo)志物

核心蛋白抗原表位；硫酸角質(zhì)素；單克隆抗體3B3(-)等。

1.4 其他代謝有關(guān)的標(biāo)志物

炎性生物標(biāo)志物；纖維化因子和補(bǔ)體蛋白；脂肪因子；骨膜蛋白等。

2 OA時(shí)關(guān)節(jié)軟骨的凋亡

細(xì)胞凋亡(apoptosis)，是一種由基因控制的多細(xì)胞生物體細(xì)胞的自主性死亡過(guò)程，目的是清除體內(nèi)無(wú)用細(xì)胞或不利于機(jī)體的細(xì)胞，這是一個(gè)依賴(lài)信號(hào)傳導(dǎo)的、主動(dòng)的過(guò)程。這一過(guò)程是細(xì)胞表面在接到誘導(dǎo)因子的刺激并將信號(hào)傳導(dǎo)到細(xì)胞內(nèi)部，從而觸發(fā)內(nèi)部控制死亡的程序。細(xì)胞凋亡在形態(tài)學(xué)特征為細(xì)胞皺縮，細(xì)胞致密，核染色質(zhì)邊集，然后胞核裂解，胞質(zhì)生出芽突并脫落，形成含核碎片和細(xì)胞器成分的膜包被凋亡小體，可被巨噬細(xì)胞和相鄰其他實(shí)質(zhì)細(xì)胞吞噬、降解。常用的檢測(cè)方法有原位缺口平移法、流式細(xì)胞儀、瓊脂糖電泳等。正常人的關(guān)節(jié)滑膜、軟骨細(xì)胞的凋亡率特別低，原位檢測(cè)具有很大的隨機(jī)性，并且凋亡數(shù)量隨著年齡的增長(zhǎng)而相應(yīng)的增加。OA時(shí)關(guān)節(jié)軟骨中存在大量的凋亡軟骨細(xì)胞。據(jù)Hashimotot等[8]采集OA患者的軟骨細(xì)胞懸浮液并通過(guò)流式細(xì)胞儀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)軟骨細(xì)胞的凋亡情況明顯高與正常人。Kim等[9]研究發(fā)現(xiàn)，有骨關(guān)節(jié)病患者的軟骨細(xì)胞死亡顯著高于正常人，且死亡的軟骨細(xì)胞集中在軟骨表層和中層，成灶狀分布。所以他們就認(rèn)為，軟骨細(xì)胞死亡在發(fā)病過(guò)程產(chǎn)生了重大的影響。臨床通過(guò)對(duì)OA患者的關(guān)節(jié)軟骨進(jìn)行切片觀察后，這些患者的關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞凋亡時(shí)是以病灶性作為結(jié)論，而軟骨表面由于受到細(xì)胞破碎和核固縮的影響而出現(xiàn)大量的腔隙，并且形態(tài)與溶酶體和基質(zhì)小泡空隙相似[10]。

3 誘導(dǎo)關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞凋亡的機(jī)制

當(dāng)前，已被發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞凋亡的途徑至少兩種：一種是與關(guān)節(jié)滑膜炎癥有關(guān)的途徑，由一氧化氮(NO)誘導(dǎo)的途徑；另一種是和關(guān)節(jié)滑膜炎癥無(wú)關(guān)的途徑，由Fas(脂肪酸合酶)誘導(dǎo)的途徑。根據(jù)相關(guān)的臨床資料顯示，患有OA的患者并不會(huì)立即出現(xiàn)滑膜相關(guān)炎癥，所以通常情況下Fas途徑一般不被激活。所以并沒(méi)有NO途徑在OA中重要。

3.1 NO誘導(dǎo)途徑

眾所周知，NO是一種性質(zhì)活潑、半衰期非常短的氣體自由基。根據(jù)臨床相關(guān)資料表明，OA患者關(guān)節(jié)滑液中NO的含量明顯增加，并且高于血清。NO主要有兩種方式導(dǎo)致軟骨細(xì)胞的凋亡，一是通過(guò)抑制細(xì)胞呼吸傳遞系統(tǒng)及三羧酸循環(huán)有關(guān)的酶，從而造成軟骨細(xì)胞的凋；二是NO能與超氧陰離子發(fā)生反應(yīng)生成一種氧化亞硝基陰離子，這種陰離子可迅速分解為OH-和NO2，這兩種物質(zhì)具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性從而加速細(xì)胞的凋亡[11]。

3.2 Fas誘導(dǎo)途徑

Fas是位于細(xì)胞膜上的一種Ⅰ型跨膜糖蛋白，臨床又將其稱(chēng)為Apo-1或CD95，它屬于TNF/NGF受體的一種，是一條被臨床所認(rèn)可的凋亡信號(hào)傳導(dǎo)通路，并且很多細(xì)胞表面均表達(dá)Fas這種性質(zhì)[12]。FasL屬于Ⅱ型膜蛋白，是一種腫瘤壞死因子。而FasL只表達(dá)在激活的T淋巴細(xì)胞上。當(dāng)Fas陽(yáng)性細(xì)胞和FasL相結(jié)合時(shí)，酪氨酸和蘇/絲氨酸就會(huì)被誘導(dǎo)出磷酸化反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+的濃度進(jìn)一步升高，從而使Caspase活性和誘使DNA降解，最終使靶細(xì)胞凋亡。因此Fas誘導(dǎo)途徑是滑膜炎性細(xì)胞凋亡的一種。由于患有OA時(shí)并不一定出現(xiàn)滑膜炎癥，因此在OA時(shí)Fas介導(dǎo)途徑遠(yuǎn)沒(méi)有NO途徑重要。

4 OA的預(yù)防與診治

在OA的預(yù)和診治方面，應(yīng)該首先注重預(yù)防，其次治療。在我們的日常生活中身體應(yīng)該保持正確的位置。身體不要長(zhǎng)時(shí)間保持一個(gè)姿勢(shì)，否則容易引起關(guān)節(jié)損傷。同時(shí)應(yīng)該多多參加體育鍛煉。這樣有助于減少疾病的發(fā)生。其次是診治，不同的OA治療的措施是不一樣的，準(zhǔn)確的診斷是治療的關(guān)鍵，準(zhǔn)確抓住病因，這樣才能采取有效的治療措施?？偠灾扇∮行У闹委?、積極做出適當(dāng)?shù)腻憻捄捅＝?，OA是不難治愈的[13]。