PTA患者關(guān)節(jié)液中IL-1、TGF-β及TNF-α的表達(dá)及臨床意義

馮文濤 李松倫 何玉祥

創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎（Post-traumatic arthritis，PTA）是關(guān)節(jié)創(chuàng)傷引起的以關(guān)節(jié)軟骨的退化變性和繼發(fā)的軟骨增生、骨化為主要病理變化，以關(guān)節(jié)疼痛、活動功能障礙為主要臨床表現(xiàn)的一種疾?。?］。近年來，PTA 的發(fā)病率呈現(xiàn)不斷上升趨勢。由于目前對PTA 的早期診斷十分困難，且缺乏特異性的干預(yù)措施以減少發(fā)病率以及減緩病程的進(jìn)展，故加強(qiáng)對PTA 發(fā)生與發(fā)展過程的研究意義重大。大量研究表示現(xiàn)炎性細(xì)胞因子在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病過程中發(fā)揮重要的作用，其中白細(xì)胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、轉(zhuǎn) 化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）及腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）是參與軟骨退變及降解并引起PTA 癥狀的最重要的細(xì)胞因子［2-3］。本研究就IL-1、TGF-β 及TNF-α 在PTA 患者中的表達(dá)及臨床意義進(jìn)行研究。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年8月至2020年8月本院收治的192 例PTA 患者作為研究對象，其中男101 例，女91 例，平均年齡（46.51±2.02）歲。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①滿足PTA 診斷標(biāo)準(zhǔn)［4］；②關(guān)節(jié)未注射過藥物者；③臨床資料完整。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①風(fēng)濕性疾病、感染性關(guān)節(jié)炎、代謝性關(guān)節(jié)病、關(guān)節(jié)內(nèi)腫瘤以及其他特異性關(guān)節(jié)疾??；②合并全身營養(yǎng)不良；③合并肝、腎、心、肺等重要器官功能不全者；④患側(cè)肢體神經(jīng)、血管損傷者；⑤合并血液系統(tǒng)、免疫功能疾病者。根據(jù)采用膝骨性關(guān)節(jié)炎嚴(yán)重性指數(shù)（index of severity for knee joint osteoarthritis，ISOA）［5］進(jìn)行分組，分為中度組（5～7分，n=45）、嚴(yán)重組（8～10 分，n=46）、非常嚴(yán)重組（11～13 分，n=50）、極嚴(yán)重組（14 分，n=51）。同時(shí)納入155 例健康志愿者作為對照組，其中男85 例，女70 例，平均年齡（46.68±2.17）歲。間一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究已獲得本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 檢測方法［6］

所有受試者平臥位屈膝90°，取內(nèi)、外側(cè)膝眼處為穿刺點(diǎn)，局部浸潤麻醉后，以7 號注射針向內(nèi)側(cè)穿刺進(jìn)入關(guān)節(jié)腔內(nèi)，抽取關(guān)節(jié)液1 mL（在關(guān)節(jié)液量不足1 mL 的患者可先注入無菌生理鹽水10 mL 后再抽吸）。抽取的關(guān)節(jié)液注入EP 管，在4℃的環(huán)境中，離心（3 000 r/min，10 min）取上清液，保存于-20℃冰箱中待檢。采用酶聯(lián)免疫吸附法法檢測IL-1、TGF-β、TNF-α 水平，試劑盒均購自武漢博士德生物工程有限公司，嚴(yán)格按照使用說明書進(jìn)行操作。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料以（±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，多組間比較采用F檢驗(yàn)；相關(guān)性采用Pearson 相關(guān)分析；以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究組與對照組IL-1、TGF-β、TNF-α水平比較

研究組IL-1、TGF-β、TNF-α 水平均高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 研究組與對照組IL-1、TGF-β、TNF-α水平比較（±s）Table 1 Comparison of IL-1，TGF-β and TNF-α levels between study group and control group（±s）

表1 研究組與對照組IL-1、TGF-β、TNF-α水平比較（±s）Table 1 Comparison of IL-1，TGF-β and TNF-α levels between study group and control group（±s）

組別研究組對照組t 值P 值n 192 155 IL-1（pg/mL）26.85±10.41 4.03±1.52 27.053＜0.001 TGF-β（ng/mL）8.98±3.31 4.05±1.22 17.599＜0.001 TNF-α（pg/mL）35.81±11.49 4.85±1.01 33.433＜0.001

2.2 不同嚴(yán)重程度者IL-1、TGF-β、TNF-α水平比較

不同嚴(yán)重程度者IL-1、TGF-β、TNF-α 水平比較：中度組＜嚴(yán)重組＜非常嚴(yán)重組＜極嚴(yán)重組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

表2 不同嚴(yán)重程度者IL-1、TGF-β、TNF-α 水平比較（±s）Table 2 Comparison of IL-1，TGF-β and TNF-α levels in patients with different severity（±s）

表2 不同嚴(yán)重程度者IL-1、TGF-β、TNF-α 水平比較（±s）Table 2 Comparison of IL-1，TGF-β and TNF-α levels in patients with different severity（±s）

注：a與中度組比較，P＜0.05；b與嚴(yán)重組比較，P＜0.05；c與非常嚴(yán)重組比較，P＜0.05。

組別中度組嚴(yán)重組非常嚴(yán)重組極嚴(yán)重組F 值P 值n 45 46 50 51 IL-1（pg/mL）21.05±5.74 25.78±6.35a 29.11±6.87ab 34.09±3.15abc 44.79＜0.001 TGF-β（ng/mL）5.74±1.26 7.39±1.73a 8.66±2.90ab 10.89±1.05abc 63.56＜0.001 TNF-α（pg/mL）30.71±5.88 36.74±6.12a 39.98±6.33ab 43.08±3.74abc 42.71＜0.001 ISOA（分）6.01±0.82 9.18±0.86 12.74±0.26 14.01±0.13

2.3 PTA 患者IL-1、TGF-β、TNF-α 水平與ISOA的相關(guān)性

PTA 患者IL-1（r=0.980）、TGF-β（r=0.840）、TNF-α（r=0.978）水平與ISOA 呈正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）。見圖1。

圖1 IL-1、TGF-β、TNF-α水平與ISOA的相關(guān)性分析散點(diǎn)圖Figure 1 Scatter diagram of correlation analysis between IL-1，TGF-β，TNF-α levels and ISOA

3 討論

隨著操作技術(shù)的不斷進(jìn)步以及內(nèi)固定物材料的不斷改進(jìn)，關(guān)節(jié)內(nèi)骨折的外科治療多能達(dá)到解剖復(fù)位關(guān)節(jié)面的要求，但PTA 的發(fā)病率依然較高［7］。因此，尋求有效的臨床指標(biāo)以提高早期診斷率及臨床干預(yù)有效率，對改善患者生活質(zhì)量有重要意義。

研究顯示，PTA 是一個(gè)由多細(xì)胞因子參與、多病理途徑、多機(jī)制相互作用的復(fù)雜病理過程［8］。關(guān)節(jié)在受到機(jī)械力的損傷后，關(guān)節(jié)滑膜出現(xiàn)巨噬細(xì)胞、纖維母細(xì)胞增殖、T 細(xì)胞浸潤等病理變化，這些細(xì)胞能夠分泌產(chǎn)生大量IL-1、TGF-β、TNF-α等多種細(xì)胞因子。因此，國內(nèi)外學(xué)者［9］提出可定量檢測滑液中細(xì)胞因子的表達(dá)濃度，通過觀察相關(guān)因子濃度的改變動態(tài)反映關(guān)節(jié)構(gòu)造的病理變化程度。

既往文獻(xiàn)顯示，IL-1 和TNF-α 是能夠促使關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)降解以及關(guān)節(jié)軟骨網(wǎng)架結(jié)構(gòu)破壞的兩種最重要的炎性細(xì)胞因子［10］。其中IL-1 是最經(jīng)典的炎癥調(diào)節(jié)劑，由多種細(xì)胞產(chǎn)生，如巨噬細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、滑膜細(xì)胞等。IL-1 作為調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞的功能活動因子，能促使軟骨細(xì)胞分解其周圍的基質(zhì)［11］。TNF-α 則是一種具有多種功能的炎性細(xì)胞因子，由單核/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生。研究顯示，TNF-α 能選擇性地抑制軟骨膠原產(chǎn)生，抑制蛋白聚糖合成，同時(shí)促進(jìn)蛋白聚糖降解，與PTA 軟骨破壞及炎癥反應(yīng)有一定關(guān)系［12］。TGF-β 作為一種多效性細(xì)胞因子，具有促進(jìn)活動性炎癥反應(yīng)向炎癥消退及修復(fù)轉(zhuǎn)變等作用［13］。TGF-β 信號分子可刺激軟骨形成，維持軟骨機(jī)制更新，抑制軟骨細(xì)胞的終末分化，阻斷軟骨基質(zhì)鈣化、血管入侵、成骨細(xì)胞的分化及骨化。因此，當(dāng)正常關(guān)節(jié)腔內(nèi)過多的TGF-β信號分子時(shí)，可誘發(fā)滑膜炎癥、纖維化的產(chǎn)生［14］。

ISOA 評分可以反映PTA 的自然病程，對病情的不同階段提供了可測量的指數(shù)，能更確切地反映疾病所處的具體階段和病變嚴(yán)重程度。本研究結(jié)果進(jìn)一步佐證IL-1、TGF-β、TNF-α 與PTA 病情發(fā)展關(guān)系密切。分析其原因在于：在關(guān)節(jié)炎性環(huán)境下，炎性細(xì)胞因子自身可刺激關(guān)節(jié)滑膜細(xì)胞和關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞分泌并釋放大量的炎性細(xì)胞因子，伴隨著炎性細(xì)胞因子濃度的進(jìn)一步升高，大量的關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞發(fā)生變性、壞死，同時(shí)軟骨基質(zhì)不斷地降解，創(chuàng)傷關(guān)節(jié)損傷的程度便隨之加重［15］。由于關(guān)節(jié)滑液來源于病變局部，相對于血清檢測，更能客觀而直接地反映其病變程度；同時(shí)，對關(guān)節(jié)液進(jìn)行檢測還可以避免或減少其他疾病及干擾因素對結(jié)果造成的影響［16］。因此，檢測分析關(guān)節(jié)滑液中IL-1、TGF-β、TNF-α 水平在PTA 患者中的表達(dá)水平較血清檢測具有更大的臨床意義。

綜上所述，IL-1、TGF-β、TNF-α 水平在PTA患者異常升高，三者與患者病情嚴(yán)重程度呈顯著相關(guān)性，其表達(dá)情況可作為評估病情嚴(yán)重程度的有效依據(jù)。