關節(jié)液血管活性腸肽水平、白細胞介素-1β、基質金屬蛋白酶3與踝創(chuàng)傷性關節(jié)炎癥狀嚴重程度、足踝功能的相關性分析

韋中陽，桑敬偉，李國有

踝創(chuàng)傷性關節(jié)炎（posttraumatic ankle osteoarthri‐tis，PTAOA）多由踝關節(jié)損傷、術后關節(jié)退變等引起，可造成關節(jié)疼痛、活動受限等，嚴重降低病人生活質量。研究指出，炎性反應、骨關節(jié)基質降解是PTAOA發(fā)病的重要環(huán)節(jié)。血管活性腸肽水平（va‐soactive intestinal peptide，VIP）廣泛存在于骨、軟骨等組織中，動物學實驗表明，VIP能抑制炎性因子產生，改善膠原誘導的關節(jié)炎小鼠關節(jié)炎癥。白細胞介素-1β（Interleukin-1β，IL-1β）是一種炎性細胞因子，在痛風性關節(jié)炎小鼠中呈高表達。基質金屬蛋白酶3（Matrix Metalloproteinase 3，MMP3）系基質金屬蛋白酶家族的一個重要成員，可降解多種細胞外基質成分，參與損傷修復、炎癥反應等一系列生理、病理過程，在骨關節(jié)炎病人中陽性表達率明顯高于非骨性關節(jié)炎病人。目前關于關節(jié)液VIP、IL-1β、MMP3與PTAOA病人癥狀嚴重程度、足踝功能相關性的報道較少，本研究對此進行探討，報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年1月至2019年5月安陽市人民醫(yī)院踝創(chuàng)傷性關節(jié)炎72例作為研究對象。根據(jù)改良K-L分級分為2級（22例）、3級（30例）、4級（20例）。入組病人均對本研究知情，自愿簽署知情同意書。本研究符合《世界醫(yī)學協(xié)會赫爾辛基宣言》相關要求。

入排標準：均符合PTAOA診斷標準，入組前4周無相關治療史，無先天性肢體功能障礙，并排除合并系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫疾病者、合并其他急慢性感染類疾病者；認知功能異常者、合并惡性腫瘤者、肝腎心功能嚴重不全者、脊髓損傷者。

1.2 方法

1.2.1 標本采集、檢測 所有病人在入院后均行踝關節(jié)鏡下關節(jié)清理術：病人平臥，雙下肢伸直，選擇趾長伸肌腱與外踝基底部之間進針，刺入關節(jié)囊，采集2 mL踝關節(jié)滑液，操作過程嚴格無菌操作，踝關節(jié)滑液低溫離心，去除沉淀，采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測VIP、IL-1β、MMP3水平，檢測儀器為Varios‐kanLUX型酶標儀（美國賽默飛世爾公司），檢測試劑盒分別購自泉州市九邦生物科技有限公司、艾美捷科技有限公司、上?？道噬锟萍加邢薰?，檢測過程嚴格按照試劑及儀器使用說明書進行。

1.2.2 癥狀評分 疼痛：無疼痛、輕微疼痛、可忍受、難以忍受，分別計0～3分；腫脹：無腫脹、輕度腫脹、中度腫脹、高度腫脹，分別計0～3分。

1.2.3 足踝功能評估 通過美國骨科足踝協(xié)會（AOFAS）踝-后足評分系統(tǒng)評估，包括疼痛（40分）、功能和自主活動及支撐情況（10分）、最大步行距離（5分）、地面步行（5分）、反常步態(tài)（12分）、踝-后足穩(wěn)定性（8分）、足部對線（10分）、后足活動（6分）等，本研究選取其中功能和自主活動及支撐、最大步行距離、踝-后足穩(wěn)定性、足部對線4項內容，進行評分。

1.3 觀察指標 比較三組一般資料，關節(jié)液VIP、IL-1β、MMP3水平，疼痛、腫脹癥狀評分，足踝功能。分析關節(jié)液VIP、IL-1β、MMP3與癥狀嚴重程度、足踝功能相關性。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件處理數(shù)據(jù)。計量資料以x±s表示，正態(tài)資料多組間比較采用單因素方差分析+兩兩比較LSD-t檢驗。偏態(tài)資料采用Kruskal-Wallis秩和檢驗。計數(shù)資料用例（%）表示、分布比較行χ檢驗。此外，趨勢分析采用兩分類轉化后的Cochran Armitage趨勢檢驗。相關分析采用Spearman相關性分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 三組一般資料比較 三組年齡、性別、病程、體質量指數(shù)（BMI）、發(fā)病原因等一般資料相比，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

2.2 三組關節(jié)液VIP、IL-1β、MMP3水平比較 差異分析顯示：三組關節(jié)液VIP、IL-1β、MMP3水平比較，均差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。趨勢分析顯示：關節(jié)液VIP水平隨改良K-L分級增加呈降低趨勢，IL-1β、MMP3呈升高趨勢（P＜0.05）。見表2。

2.3 三組癥狀評分比較 差異分析顯示：三組疼痛、腫脹評分相比，均差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。趨勢分析顯示：病人疼痛、腫脹評分隨病人的改良K-L分級升高而上升（P＜0.05）。4級病人疼痛、腫脹評分高于3級、2級病人（P＜0.05）。見表3。

表1 踝創(chuàng)傷性關節(jié)炎72例三組年齡、性別、病程、體質量指數(shù)（BMI）、發(fā)病原因等一般資料比較

表2 踝創(chuàng)傷性關節(jié)炎72例三組關節(jié)液血管活性腸肽（VIP）、白細胞介素-1β（IL-1β）、基質金屬蛋白酶3（MMP3）水平比較/（pg/mL，x±s）

表3 踝創(chuàng)傷性關節(jié)炎72例三組癥狀評分比較/（分，x±s）

2.4 關節(jié)液VIP、IL-1β、MMP3與癥狀嚴重程度相關性 Spearman相關性分析，關節(jié)液VIP與疼痛、腫脹呈負相關，IL-1β、MMP3與疼痛、腫脹呈正相關（P＜0.05），見表4。

表4 關節(jié)液血管活性腸肽（VIP）、白細胞介素-1β（IL-1β）、基質金屬蛋白酶3（MMP3）與癥狀嚴重程度相關性

2.5 三組足踝功能比較 差異分析顯示三組AO‐FAS評分系統(tǒng)中功能和自主活動及支撐、最大步行距離、踝-后足穩(wěn)定性、足部對線相比，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；趨勢分析顯示各組足踝功能評分隨病人的改良K-L分級升高而下降，趨勢有顯著性意義（P＜0.05）。結合數(shù)據(jù)看，4級病人功能和自主活動及支撐、最大步行距離、踝-后足穩(wěn)定性、足部對線評分均低于3級、2級病人（P＜0.05）。見表5。

表5 踝創(chuàng)傷性關節(jié)炎72例三組足踝功能比較/（分，x±s）

2.6 關節(jié)液VIP、IL-1β、MMP3與足踝功能相關性 Spearman相關性分析，關節(jié)液VIP與功能和自主活動及支撐、最大步行距離呈正相關，IL-1β、MMP3與功能和自主活動及支撐、最大步行距離呈負相關（P＜0.05），三者與踝-后足穩(wěn)定性、足部對線無明顯相關性（P＞0.05），見表6。

表6 關節(jié)液血管活性腸肽（VIP）、白細胞介素-1β（IL-1β）、基質金屬蛋白酶3（MMP3）與足踝功能相關性

3 討論

VIP是一種重要的肽類神經遞質，可擴張血管、促進神經內分泌、免疫網(wǎng)絡的交互活動，并具有抗炎作用。本研究發(fā)現(xiàn)，關節(jié)液VIP水平隨改良K-L分級增加呈降低趨勢，并與疼痛、腫脹呈負相關，提示VIP與PTAOA病人癥狀與病情嚴重程度密切相關。Seoane等研究顯示，VIP水平較低的關節(jié)炎病人，病情進展較快，可反映病情嚴重程度。Zhu等動物學研究發(fā)現(xiàn)，上調VIP表達可改善膠原誘導的關節(jié)炎大鼠模型關節(jié)炎評分，降低嚴重程度。均間接論證了本研究結論。同時關節(jié)液VIP與功能和自主活動及支撐、最大步行距離呈正相關，提示提高VIP可能為PTAOA的防治提供了一種新思路。根據(jù)Li等報道VIP可通過下調外白介素-17A表達來改善異常免疫狀態(tài)，糾正炎性反應，從而改善病情。VIP還能通過環(huán)磷酸腺苷依賴的信號通路防止核轉錄因子κB抑制蛋白（IκB）的磷酸化，提高IκB/核因子‐κB復合物的穩(wěn)定性，阻止核因子‐κB亞單位發(fā)生易位，從而抑制核因子-κB造成的炎癥和骨破壞。

目前已證實免疫調節(jié)系統(tǒng)的功能異常及其誘發(fā)的炎癥反應在PTAOA的發(fā)病中起著重要作用。IL-1β由活化的巨噬細胞產生，能刺激參與免疫反應的細胞增殖、分化并提高其功能。Guan等報道發(fā)現(xiàn)，IL-1β在關節(jié)炎大鼠血清中表達與正常大鼠存在明顯差異。本研究發(fā)現(xiàn)，關節(jié)液IL-1β水平隨改良K-L分級增加呈升高趨勢，改良K-L分級較高病人疼痛、腫脹評分較高，IL-1β與疼痛、腫脹呈正相關，表明關節(jié)液IL-1β水平可影響PTAOA病人癥狀嚴重程度。Scanu等研究顯示，IL-1β在炎性關節(jié)炎關節(jié)滑液中呈高表達，與本研究結論相符。Joosten等研究發(fā)現(xiàn)，IL-1β在痛風性關節(jié)炎小鼠模型中呈高表達，采用重組人α-1-抗胰蛋白酶（AAT）-IgG1 Fc融合蛋白（AAT-Fc）抑制IL-1β的釋放后，滑膜產生的IL-1β降低了60%，關節(jié)腫脹降低了80%，細胞浸潤降低了95%。Marchetti等采用酵母聚糖或尿酸單鈉（MSU）晶體關節(jié)內注入建立小鼠關節(jié)炎模型，發(fā)現(xiàn)其滑膜IL-1β水平較正常小鼠高，伴有明顯的關節(jié)腫脹，而采取干預措施降低IL-1β表達后，關節(jié)炎癥明顯減輕?？梢奍L-1β與關節(jié)炎有關，抑制其表達有助于PTAOA病情的改善，從側面論證了本研究結論。同時本研究還發(fā)現(xiàn)，4級病人功能和自主活動及支撐、最大步行距離、踝-后足穩(wěn)定性、足部對線評分低于3級、2級病人，關節(jié)液IL-1β與功能和自主活動及支撐、最大步行距離呈負相關，提示IL-1β可降低足踝功能，抑制其表達有助于病人病情、足踝功能的改善。IL-1β存在于軟骨、滑膜的襯里細胞等，長期大量表達時可破壞軟骨組織，刺激骨贅形成，故會影響足踝功能，且形成的病灶在炎癥刺激下，又增加了IL-1β合成與釋放量，因此在PTAOA病人中表達水平較高。

MMP3能作用于Ⅲ型、Ⅳ型膠原和明膠，激活MMP1和其他家族成員。蘇杉等研究顯示，MMP3在類風濕關節(jié)炎模型大鼠中表達高于正常大鼠。Takeshita等指出，MMP3在類風濕性關節(jié)炎中呈高表達，并能反映疾病的活動度，評估病人病情。本研究發(fā)現(xiàn)，隨改良K-L分級增加，關節(jié)液MMP3呈升高趨勢，與疼痛、腫脹呈正相關，提示MMP3可影響病人癥狀和病情嚴重程度。同時關節(jié)液MMP3與功能和自主活動及支撐、最大步行距離呈負相關，表明MMP3還可影響病人足踝功能，抑制其表達有助于疾病的防治。Liu等報道分別采用酶聯(lián)免疫吸附試驗和免疫組化法檢測膠原誘導的關節(jié)炎大鼠血清和踝關節(jié)滑膜中MMP-3的表達，發(fā)現(xiàn)其高于正常對照大鼠，應用異源間充質干細胞移植干預后，MMP3表達顯著降低，大鼠關節(jié)炎指數(shù)、關節(jié)損傷明顯減輕。MMP3能破壞細胞外基質，介導骨贅形成，并能為炎性因子向軟骨等組織的滲透提供便利，從而影響足踝功能。本研究不足之處在于，納入實驗的樣本量較少，可能造成數(shù)據(jù)的偏倚，有待后續(xù)進一步的探討。

綜上所述，關節(jié)液VIP、IL-1β、MMP3在PTAOA病人中表達明顯異常，與病情、癥狀嚴重程度、足踝功能顯著相關，調控VIP、IL-1β、MMP3表達可能為PTAOA的防治提供一個潛在的思路。