HMGB1、TNF-α、MMP-9及 S100A12在骨性膝關(guān)節(jié)炎中的變化及其意義

李惠琴，丁韶龍，齊笛

（三門峽市中心醫(yī)院，河南 三門峽472000）

流行病學(xué)研究表明,臨床上骨性膝關(guān)節(jié)炎（KO A）的發(fā)病率可達(dá)274～589/1萬(wàn)人左右[1]。臨床上KOA的發(fā)生，能夠?qū)е禄颊吖顷P(guān)節(jié)破壞的發(fā)生，增加患者致殘率和病死率[2,3]。

部分細(xì)胞因子的濃度改變,能夠促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨的破壞，進(jìn)而影響到KOA的病情進(jìn)展。高遷移率族蛋白1（HMGB1）的表達(dá)上升，能夠通過(guò)提高趨化因子的富集,促進(jìn)補(bǔ)體成分C3、C4對(duì)于關(guān)節(jié)軟骨的破壞，促進(jìn)患者骨關(guān)節(jié)的退行性改變[4]；腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、基質(zhì)金屬蛋白酶 9（MMP-9）的表達(dá)上升能夠激活體內(nèi)的炎癥反應(yīng)，促進(jìn)炎癥性因子對(duì)于骨關(guān)節(jié)的損害,進(jìn)而導(dǎo)致關(guān)節(jié)骨質(zhì)細(xì)胞的凋亡[5]；鈣結(jié)合蛋白（S100A12）的表達(dá)，不僅能夠參與到鈣磷代謝過(guò)程,同時(shí)還能夠影響到體內(nèi)炎癥細(xì)胞的激活,提高單核細(xì)胞對(duì)于軟骨下細(xì)胞的浸潤(rùn)程度[6]。為了揭示 HMGB1、TNF-α、MMP-9 及 S1 00A12的表達(dá)與KOA的關(guān)系，從而為臨床上KOA患者的病情評(píng)估提供參考,本次研究選取我院201 6年1月至2017年12月收治的KOA患者110例,探討了 HMGB1、TNF-α、MMP-9 及 S100A12 的表達(dá)及其與KOA的病情關(guān)系，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取我院2016年1月至2017年12月收治的KOA患者110例(KOA組)、55例需要實(shí)施半月板、韌帶手術(shù)的膝關(guān)節(jié)外傷患者作為對(duì)照組。

KOA組，年齡范圍 47～79歲，平均 64.5±11.0歲，男38例、女72例，左側(cè)60例、右側(cè)50例；K-L分級(jí)：2級(jí)36例、3級(jí)28例、4級(jí)46例。對(duì)照組，年齡范圍 45～79歲，平均 62.5±10.4歲，男 20例、女35例，其中左側(cè)28例、右側(cè)27例。兩組患者的年齡、性別、患側(cè)分布比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；見(jiàn)表 1。

納入標(biāo)準(zhǔn)：⑴KOA的診斷標(biāo)準(zhǔn)參考中華骨科學(xué)會(huì)制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3](主要表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)腫脹、疼痛、積液、畸形等，經(jīng)X線、CT檢查確診）；⑵患者年齡19～79歲范圍；⑶K-L分級(jí)：2級(jí)～4級(jí)；⑷對(duì)照組患者為需要實(shí)施半月板、膝韌帶等手術(shù)的外傷患者；⑸能夠獲取患者膝關(guān)節(jié)液；⑹本研究獲得患者本人的知情同意。

排除標(biāo)準(zhǔn)：⑴骨結(jié)核；⑵骨腫瘤；⑶嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松;⑷伴有全身感染性疾??；⑸免疫系統(tǒng)疾病、結(jié)締組織疾?。虎矢文I功能疾病。

1.2指標(biāo)檢測(cè)方法 采集入院后6～8h內(nèi)的患者靜脈血5ml,同時(shí)在入院后6～8h內(nèi)采集患者的關(guān)節(jié)炎2ml,1500r/min離心10min后收集上清液。MMP-9的檢測(cè)采用電化學(xué)發(fā)光法,試劑盒購(gòu)自南京碧云天生物檢測(cè)公司。 TNF-α、HMGB1、S100A12的檢測(cè)采用ELISA法，在450nm處測(cè)OD值。

1.3 K-L分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) K-L分級(jí)為4級(jí)：1級(jí)：關(guān)節(jié)間隙可疑狹窄，可能有唇樣增生；2級(jí)：明確的股贅生物形成，關(guān)節(jié)間隙可疑狹窄；3級(jí)：多個(gè)中等大小的股贅生物形成,關(guān)節(jié)間隙狹窄明顯，骨質(zhì)輕度硬化，可能的骨形態(tài)改變；4級(jí)：較大的骨贅生物形成，關(guān)節(jié)間隙明顯狹窄，骨質(zhì)嚴(yán)重硬化及關(guān)節(jié)畸形。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 本研究所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析均采用SPSS16.0完成,計(jì)量數(shù)據(jù)表述采用（x±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn);P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩 組 患 者 血 清 HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12水平比較 KOA組患者的血清TNF-α、MMP-9、S100A12水平均顯著的高于對(duì)照組 （P＜0.05），KOA組和對(duì)照組的血清HMGB1差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；見(jiàn)表 1。

表1 兩組患者血清HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 水平比較（x±s）

2.2 兩組患者關(guān)節(jié)液中 HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12水平比較 KOA組患者的關(guān)節(jié)液中HM GB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 水平均顯著的高于對(duì)照組（P＜0.05）；見(jiàn)表 2。

表2 兩組患者關(guān)節(jié)液中HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 水平比較（x±s）

2.3 不同K-L分級(jí)的KOA患者血清HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 水平比較 K-L 分級(jí)為2～3 級(jí)的 KOA 患者的血清 TNF-α、MMP-9、S100 A12水平均顯著的低于K-L分級(jí)為4級(jí)的患者（P＜0.05）；K-L 分級(jí)為 2～3 級(jí)的 KOA 患者的血清HMGB1與4級(jí)患者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＞0.05）；見(jiàn)表3。

表3 不同K-L分級(jí)的KOA患者血清HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 水平比較（x±s）

2.4 不同K-L分級(jí)的KOA患者關(guān)節(jié)液中HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 水平 K-L 分級(jí)（2級(jí)+3級(jí)）KOA患者的關(guān)節(jié)液中HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12水平均顯著的低于K-L分級(jí)為 4 級(jí)的患者（P＜0.05）；見(jiàn)表 4。

表4 不同K-L分級(jí)的KOA患者關(guān)節(jié)液中HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 水平（x±s）

3 討論

長(zhǎng)期的機(jī)械性重力的損傷、氧化應(yīng)激性損害或者自身代謝性疾病,均能夠促進(jìn)KOA的發(fā)生，特別是在年齡大于65歲的吸煙男性人群中，KOA的發(fā)病率可進(jìn)一步的上升[7]。臨床上KOA的發(fā)生能夠?qū)е鹿顷P(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和功能的破壞,導(dǎo)致患者遠(yuǎn)期關(guān)節(jié)功能喪失風(fēng)險(xiǎn)的顯著上升[8]。 臨床上對(duì)于KOA的病情評(píng)估具有重要的意義,其能夠指導(dǎo)臨床上K OA的診療和臨床預(yù)后評(píng)估工作。影像學(xué)檢查能夠在KOA患者的病情評(píng)估過(guò)程中發(fā)揮作用，但一項(xiàng)囊括了204例樣本量的KOA患者磁共振檢查的評(píng)估結(jié)局分析可見(jiàn)，磁共振檢查評(píng)估KOA患者臨床病情的一致性率不足45%，其評(píng)估KOA患者病情的靈敏度不足40%[9]。而本次研究對(duì)于KOA患者外周血或者關(guān)節(jié)腔液體中相關(guān)細(xì)胞因子的探討,不僅能夠揭示KOA患者的病情進(jìn)展機(jī)制，同時(shí)還能夠?yàn)榕R床上KOA患者的病情評(píng)估提供參考。

HMGB1是趨化因子家族成員，其能夠提高趨化因子或者補(bǔ)體成分的激活,促進(jìn)自身免疫性復(fù)合物的沉積,進(jìn)而導(dǎo)致軟骨上皮細(xì)胞的退行性改變[10];TNF-α是炎癥性相關(guān)因子,其能夠提高局部關(guān)節(jié)間隙內(nèi)的炎癥反應(yīng)程度，促進(jìn)關(guān)節(jié)骨和軟骨的破壞；MMP-9是金屬基質(zhì)蛋白酶家族成員其能夠通過(guò)促進(jìn)軟骨間質(zhì)成分的分解,進(jìn)而促進(jìn)炎癥反應(yīng)的擴(kuò)散，提高關(guān)節(jié)的病變程度[11]；S100A12的表達(dá)，能夠通過(guò)提高單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的激活,提高了其對(duì)于滑膜的炎癥性損傷,導(dǎo)致軟骨生物學(xué)力學(xué)特征的改變。部分研究者探討了TNF-α、MMP-9在骨關(guān)節(jié)炎患者中的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)TNF-α、MMP-9的表達(dá)上升與骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生密切相關(guān)[12]，但缺乏對(duì)于HMGB1、S100A12的表達(dá)與KOA的病情關(guān)系研究。

本次研究發(fā)現(xiàn)，在KOA患者血清中，存在明顯的 TNF-α、MMP-9、S100A12的高表達(dá),高于對(duì)照人群,差異較為明顯,提示了 TNF-α、MMP-9、S10 0A12的高表達(dá)均能夠促進(jìn)KOA的病情進(jìn)展，這主要由于相關(guān)指標(biāo)的高表達(dá),能溝通過(guò)影響到炎癥性損傷、加劇軟骨下組織間質(zhì)成分的分解、加劇軟骨上皮細(xì)胞的凋亡等,進(jìn)而促進(jìn)了KOA病情進(jìn)展。在KOA患者的關(guān)節(jié)腔液體中,可以發(fā)現(xiàn)HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 的表達(dá)濃度均明顯上升，高于關(guān)節(jié)良性病變組，差異較為明顯，提示了關(guān)節(jié)腔液體中相關(guān)生物學(xué)因子對(duì)于KOA的病情影響。通過(guò)匯集不同的相關(guān)文獻(xiàn),筆者認(rèn)為這主要由于HM GB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 的下列幾個(gè)方面的病理性作用有關(guān)[13,,14]：⑴HMGB1的上升能夠?qū)е聠魏思?xì)胞趨化蛋白的上調(diào),促進(jìn)了相關(guān)細(xì)胞因子對(duì)于炎癥性信號(hào)通路NF-KB的激活，增加了相關(guān)關(guān)節(jié)軟骨組織的破壞；⑵TNF-α、MMP-9、S100A12的上升，能夠通過(guò)加劇單核細(xì)胞或者中性粒細(xì)胞酶的激活,進(jìn)而促進(jìn)了軟骨細(xì)胞的退行性改變。聞?wù)窭さ萚15]研究者也認(rèn)為，在骨關(guān)節(jié)炎患者中，HMGB1的表達(dá)濃度可平均上升30%以上，特別是在合并有明顯的關(guān)節(jié)功能障礙或者關(guān)節(jié)畸形的患者中，HMGB1的表達(dá)濃度上升更為明顯。在探討相關(guān)細(xì)胞因子與KOA患者病情的關(guān)系過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)隨著K-L分級(jí)的上升,相關(guān)關(guān)節(jié)腔液體或者外周血中 HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 的表達(dá)濃度均明顯上升,提示相關(guān)指標(biāo)與骨關(guān)節(jié)炎患者的病情密切相關(guān)，臨床上可以通過(guò)評(píng)估相關(guān)指標(biāo)，進(jìn)而評(píng)估KOA患者的關(guān)節(jié)破壞程度。需要注意的是,在關(guān)節(jié)腔液體中，HMGB1的表達(dá)明顯上升，而在外周血中HMGB1并無(wú)明顯的上升，這注意考慮可能與HMGB1的分泌主要來(lái)源于關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)皮下組織有關(guān)。臨床上護(hù)理工作中缺乏對(duì)于KOA的病情評(píng)估性指標(biāo),而本次研究通過(guò)對(duì)于相關(guān)指標(biāo)的探討，能夠?yàn)榕R床上等級(jí)護(hù)理、護(hù)理關(guān)注度、巡回護(hù)理的關(guān)注內(nèi)容等提供一定的理論參考，但其對(duì)于更為實(shí)際的臨床護(hù)理的指導(dǎo)意義仍然需要進(jìn)一步研究。

綜上所述，KOA患者的關(guān)節(jié)液中HMGB1、TNF-α、MMP-9、S100A12 水平及血清中 TNF-α、MMP-9、S100A12水平顯著的增高，并且與病情變化有關(guān)。