組學(xué)技術(shù)在前交叉韌帶損傷研究中的應(yīng)用

朱 婷，周敬濱，徐 昕,3*

（1.上海體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院，上海 200438；2.國(guó)家體育總局運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究所，北京 100061；3.上海體育學(xué)院 國(guó)家興奮劑檢測(cè)上海實(shí)驗(yàn)室，上海 200438）

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷是常見(jiàn)且較嚴(yán)重的膝關(guān)節(jié)韌帶損傷，近年來(lái)發(fā)生率持續(xù)增加（Kaynak et al.，2017）。前交叉韌帶重建術(shù)后（anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR）的再損傷率較高。據(jù)報(bào)道，在丹麥、挪威、美國(guó)、瑞典每年分別約有4.6%、4.3%、3.4%、3.2%ACLR患者需要二次手術(shù)（Allahabadi et al.，2020）。ACL損傷易產(chǎn)生創(chuàng)傷后關(guān)節(jié)炎（post-traumatic osteoarthritis，PTOA）、關(guān)節(jié)不穩(wěn)等并發(fā)癥，甚至可能制約運(yùn)動(dòng)員的職業(yè)生涯發(fā)展（Kharaz et al.，2020）。ACL損傷會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，美國(guó)每年約花費(fèi)76億美元和177億美元分別用于ACL手術(shù)重建和康復(fù)治療（Baker et al.，2018）。因此，對(duì)ACL損傷的病因、治療、預(yù)后、康復(fù)等問(wèn)題進(jìn)行研究，有利于減輕ACL損傷帶來(lái)的影響。

目前，ACL損傷的研究熱點(diǎn)主要包括前交叉韌帶重建、神經(jīng)肌肉訓(xùn)練以及重返賽場(chǎng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)等（季程程等，2019）。近年來(lái)，對(duì)ACL運(yùn)動(dòng)損傷機(jī)理的研究多從解剖學(xué)或生物力學(xué)角度出發(fā)，關(guān)于其機(jī)制的研究仍不夠深入（季程程等，2019）。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)研究方式大多從單一指標(biāo)或靶點(diǎn)出發(fā)對(duì)手術(shù)療效、預(yù)后等進(jìn)行評(píng)價(jià)，難以全面反映治療的潛在作用機(jī)制及效果。

基于基因組學(xué)（genomics）、轉(zhuǎn)錄組學(xué)（transcriptomics）、蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）和代謝組學(xué)（metabolomics）產(chǎn)生的高通量和多組學(xué)方法作為全球精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的新前沿，能夠高效地揭示運(yùn)動(dòng)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中許多疾病的病理、生理等特征，為疾病治療提供綜合、可靠的信息（Rahim et al.，2016）。目前組學(xué)技術(shù)在心血管、內(nèi)分泌、骨科等多種系統(tǒng)疾病中已有應(yīng)用，在疾病的發(fā)病機(jī)制、早期診斷、預(yù)后判斷等方面取得了重大進(jìn)展（Hasin et al.，2017；Rodríguez et al.，2018；Swank et al.，2020）。本文就組學(xué)技術(shù)在ACL損傷研究中的應(yīng)用展開(kāi)綜述，旨在加深人們對(duì)ACL損傷的認(rèn)識(shí)，為深入研究ACL損傷提供經(jīng)驗(yàn)借鑒以及臨床治療、康復(fù)的理論依據(jù)。

1 組學(xué)技術(shù)概述

1.1 組學(xué)研究技術(shù)概述

組學(xué)方法是高通量、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、整體和自上而下的方法，該研究依賴與數(shù)據(jù)庫(kù)的比對(duì)、統(tǒng)計(jì)分析以及時(shí)間、人力、資金的投入。每種組學(xué)數(shù)據(jù)（基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等）通常能夠從自身角度提供與疾病相關(guān)的差異列表，但單一的組學(xué)數(shù)據(jù)分析主要是反映反應(yīng)性過(guò)程而不是原因性過(guò)程，所以通常使用不同類型組學(xué)數(shù)據(jù)的整合即多組學(xué)研究來(lái)闡明疾病的潛在致病性原因，或探究能夠在進(jìn)一步的分子研究中測(cè)試的治療靶點(diǎn)（Hasin et al.，2017）。現(xiàn)將醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常用組學(xué)技術(shù)的概述進(jìn)行匯總（蔡江瑜 等，2017；陳聰?shù)龋?019；戴志成等，2020；Hasin et al.，2017；Heaney et al.，2019；Karahalil，2016；Pan et al.，2012；Tsuji et al.，2018），如表1所示。

表1 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常用組學(xué)技術(shù)概述Table 1 Summary of Common Omics Technologies in the Medical Field

1.2 組學(xué)在運(yùn)動(dòng)損傷領(lǐng)域運(yùn)用概述

組學(xué)技術(shù)在運(yùn)動(dòng)損傷領(lǐng)域已有應(yīng)用，主要涉及病因分析、損傷易感性預(yù)測(cè)、治療、預(yù)后和康復(fù)等方面。有研究通過(guò)基因組學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，遺傳是肌腱損傷易感性的影響因素，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A亞型VEGFA基因與跟腱病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)（Vlahovich et al.，2017）。未來(lái)，以運(yùn)動(dòng)處方和損傷預(yù)防為目的的基因檢測(cè)能夠成為遺傳信息的一種合法、有效的使用方式，為不同水平運(yùn)動(dòng)能力和損傷傾向的個(gè)體提供有價(jià)值的信息（King et al.，2020）。有研究對(duì)急性ACL損傷后的膝關(guān)節(jié)滑液進(jìn)行了高通量和高度多重檢測(cè)的蛋白質(zhì)組學(xué)分析，為PTOA的早期診斷、病情進(jìn)展和治療靶點(diǎn)提供理論依據(jù)（King et al.，2020）。代謝組學(xué)被用于多種骨骼和關(guān)節(jié)疾病如骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA）、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨質(zhì)疏松癥等的研究，其能夠闡明與各疾病相關(guān)的潛在分子機(jī)制，有助于開(kāi)發(fā)新的治療靶點(diǎn)，改善患者生活質(zhì)量（Swank et al.，2020）。

運(yùn)動(dòng)損傷組學(xué)研究中，常用樣本有血清、尿液、關(guān)節(jié)液、關(guān)節(jié)滑膜等。血清是代謝組學(xué)中最常用的生物體液，也是檢測(cè)廣泛疾病的理想方法。與其他生物體液分析相比，血清分析具有以下優(yōu)勢(shì)：能夠作為隨機(jī)樣本、定時(shí)樣本或24 h樣本采集；儲(chǔ)存期間的穩(wěn)定性和樣品完整性強(qiáng)（Zhang et al.，2012）。與血液相比，尿液樣本的獲取更為方便且沒(méi)有侵入性。尿液包含了人體內(nèi)每個(gè)細(xì)胞的代謝信息，從中能夠找到90%～97%的血漿蛋白（范錦勤等，2013）。尿液組學(xué)可能受到生理、環(huán)境條件的顯著影響，如性別、年齡、日常節(jié)律、激素狀態(tài)、飲食、運(yùn)動(dòng)、生活方式和極端環(huán)境等。因此，通過(guò)尿液分析也可能檢測(cè)到病理和/或藥理學(xué)條件的微小和早期變化，是臨床蛋白質(zhì)組學(xué)或代謝組學(xué)研究的理想生物標(biāo)志物來(lái)源，能夠以更有效和正確的方式識(shí)別潛在的疾病生物標(biāo)志物（Wu et al.，2015）。在骨骼和關(guān)節(jié)疾病的研究中，關(guān)節(jié)液能夠提供比血清或血漿更高濃度的潛在生物標(biāo)志物，因?yàn)殛P(guān)節(jié)液與滑膜、韌帶、半月板、關(guān)節(jié)囊和骨直接接觸，這些組織中任何結(jié)構(gòu)和代謝的改變都可反映為關(guān)節(jié)液組成的變化。因此，關(guān)節(jié)液樣本的組學(xué)分析可能提示疾病的嚴(yán)重程度和進(jìn)展（Kiapour et al.，2019）。

2 前交叉韌帶損傷相關(guān)組學(xué)研究

目前，組學(xué)技術(shù)已被用于ACL損傷相關(guān)研究中，并取得了一定的進(jìn)展，主要包括ACL損傷的病因、治療、術(shù)后并發(fā)癥特別是PTOA等。組學(xué)研究使人們對(duì)ACL損傷的認(rèn)識(shí)更加深入和全面。

2.1 前交叉韌帶損傷病因的組學(xué)研究

ACL損傷具有復(fù)雜的內(nèi)在和外在病因，解剖結(jié)構(gòu)、激素水平、神經(jīng)肌肉缺陷、基因和環(huán)境的作用均為潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素（Baker et al.，2018）。當(dāng)前，研究人員通過(guò)組學(xué)研究對(duì)ACL損傷的相關(guān)病因進(jìn)行了補(bǔ)充和深化。

研究表明，解剖結(jié)構(gòu)如骨的形態(tài)、關(guān)節(jié)的松弛度與ACL損傷存在關(guān)系（Myer et al.，2008；Sonnery-Cottet et al.，2014）。脛骨后傾角（posterior tibial slope，PTS）越大，ACL二次損傷的發(fā)生率越高（Shelbourne et al.，2021）。移植物的矢狀傾角（sagittal inclination angle，SIA）越大，ACL重建后膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性降低（Hagiwara et al.，2021）。但這些研究?jī)H僅是對(duì)病因進(jìn)行單變量分析，沒(méi)有進(jìn)行多因素的深入聯(lián)合分析。編碼Ⅰ、V和Ⅻ型膠原的基因（COL1A1、COL5A1和COL12A1）內(nèi)特定的基因變化與ACL損傷有關(guān)，但沒(méi)有研究闡明上述相關(guān)性的潛在機(jī)制。組學(xué)研究進(jìn)一步闡明了ACL損傷解剖學(xué)因素的潛在途徑與作用機(jī)制。Baker等（2018）通過(guò)GWAS發(fā)現(xiàn)3個(gè)具有中度關(guān)聯(lián)且此前未被發(fā)現(xiàn)的與ACL斷裂有關(guān)的基因位點(diǎn)：與ACL斷裂和rTTW均相關(guān)的位點(diǎn)位于1號(hào)染色體ROR2基因內(nèi)，ROR2對(duì)軟骨和骨骼發(fā)育有重要意義；與ACL斷裂和TPA均相關(guān)的位點(diǎn)位于4號(hào)染色體DOCK2基因內(nèi)，DOCK2基因可促進(jìn)滑膜炎中免疫細(xì)胞的遷移和侵襲；僅與ACL斷裂相關(guān)的位點(diǎn)位于23號(hào)染色體長(zhǎng)的非編碼RNA（lncRNA）附近，lncRNA對(duì)調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄和翻譯很重要。Bell等（2012）通過(guò)基因組學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，與ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的基因變異在很大程度上與關(guān)節(jié)松弛相關(guān)。COL1A1（rs1800012）與更大的膝反張相關(guān)，COL5A1（rs12722）和 COL12A1（rs970547）僅與女性膝反張、前膝關(guān)節(jié)松弛和一般關(guān)節(jié)松弛的較大幅度相關(guān)。該研究表明，膠原基因的變異可能改變韌帶結(jié)構(gòu)和行為，產(chǎn)生更大的關(guān)節(jié)松弛，從而影響ACL損傷風(fēng)險(xiǎn)。

大量研究發(fā)現(xiàn)，女性ACL損傷和術(shù)后再次受傷的風(fēng)險(xiǎn)大于男性，可能與女性膝關(guān)節(jié)韌帶松弛、解剖結(jié)構(gòu)、肌肉力量、激素水平等因素有關(guān)（鄭亮亮等，2014）。組學(xué)研究表明，成分差異可能在這種差異風(fēng)險(xiǎn)中發(fā)揮作用。在ACL重建中，通常使用髕腱（patellar tendon，PT）自體移植物。Little等（2014）基于二維液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法確定了男性和女性的PT以及ACL的蛋白質(zhì)組差異，發(fā)現(xiàn)PT與ACL之間存在29種差異蛋白，ACL的Ⅰ型膠原更少、Ⅲ型膠原更多，且富含彈性蛋白、腱糖蛋白C和X、軟骨低聚基質(zhì)蛋白、血小板反應(yīng)蛋白4和骨膜素。男性與女性的ACL、PT分別有7種、12種差異表達(dá)蛋白，女性的乙醇脫氫酶1B和補(bǔ)體成分9含量更高，男性的肌球蛋白含量更高。

研究表明，ACL損傷與遺傳因素有關(guān)，易感基因主要為膠原基因（l型膠原基因、V型膠原基因和Ⅻ型膠原基因）和基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）相關(guān)基因（張成績(jī)等，2012）。研究者利用基因組學(xué)技術(shù)篩選了與ACL損傷有關(guān)的基因與易感位點(diǎn)，對(duì)ACL損傷的遺傳因素進(jìn)行補(bǔ)充和深入探究（Kirsten et al.，2020；Laguette et al.，2020；Lulińska-Kuklik et al.，2018），如表 2所示。

表2 對(duì)ACL損傷基因組學(xué)相關(guān)遺傳病因的研究Table 2 Relevant Genetic Etiology Study of ACL Injury

ACL損傷的病因較為復(fù)雜。通過(guò)組學(xué)研究結(jié)合生信分析，能夠較好地探究損傷因素的內(nèi)在機(jī)制及聯(lián)系，但在臨床中仍需要綜合考慮內(nèi)在和外在因素。一項(xiàng)系統(tǒng)綜述認(rèn)為，需要更多的研究來(lái)支持ACL斷裂和基因變異之間的明確關(guān)聯(lián)，建議對(duì)受試對(duì)象進(jìn)行全基因組研究，以探索更多潛在的基因變異（Kaynak et al.，2017）。有研究認(rèn)為，肌腱和韌帶損傷沒(méi)有單一的遺傳原因，現(xiàn)實(shí)情況中，需要通過(guò)環(huán)境、生活方式與基因譜圖結(jié)合來(lái)分析肌腱和韌帶損傷（Longo et al.，2015）。

2.2 前交叉韌帶損傷治療的組學(xué)研究

ACL損傷后自愈能力有限，這可能與韌帶損傷后關(guān)節(jié)腔內(nèi)微環(huán)境變化等原因有關(guān)（Murray et al.，2007）。ACL重建術(shù)是目前治療ACL損傷的主要方法，影響預(yù)后的因素較多，如移植物的選擇、固定位置及方式的選擇、合并的術(shù)式等（錢驛等，2020）。組學(xué)研究在ACL損傷的治療領(lǐng)域有所應(yīng)用，主要涉及手術(shù)時(shí)間的選擇、手術(shù)方式的評(píng)價(jià)、移植物的成分分析以及治療和康復(fù)方法的評(píng)估，能夠?yàn)锳CL損傷治療提供更全面綜合、精準(zhǔn)的理論依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

有研究通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)對(duì)ACL損傷后的手術(shù)時(shí)間選擇進(jìn)行分析，認(rèn)為急性期應(yīng)該成為ACL修復(fù)的重點(diǎn)窗口。Brophy等（2016）使用Agilent微陣列平臺(tái)對(duì)不同受傷時(shí)間（急性：傷后3個(gè)月；亞急性：傷后3～12個(gè)月；慢性：傷后12個(gè)月）的ACL損傷患者的ACL殘余物轉(zhuǎn)錄表達(dá)情況進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)慢性ACL損傷中細(xì)胞外基質(zhì)基因（POSTN、COL5A1、COL1A1和COL12A1）的表達(dá)較低，急性損傷中代表血管生成和干細(xì)胞分化的過(guò)程受到影響，亞急性損傷中代表干細(xì)胞增殖伴隨細(xì)胞成分組織/細(xì)胞定位的過(guò)程被改變。在慢性ACL損傷中，肌球蛋白絲組織、細(xì)胞成分組織/細(xì)胞定位和細(xì)胞外基質(zhì)組織的轉(zhuǎn)錄過(guò)程受到影響。該研究表明，ACL的修復(fù)能力隨受傷時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，急性ACL損傷的治愈潛力最大，因此急性期可以作為ACL修復(fù)的重點(diǎn)窗口。

組學(xué)技術(shù)可以作為一種評(píng)價(jià)手術(shù)方式的新方法。Kiapour等（2019）采用LC-MS/MS蛋白質(zhì)組學(xué)方法對(duì)橋接增強(qiáng)ACL修復(fù)術(shù)（bridge-enhanced ACL repair，BEAR）的軟骨保護(hù)作用進(jìn)行探究。BEAR是一種采用經(jīng)自體血液浸泡的細(xì)胞外基質(zhì)支架修復(fù)斷裂的ACL的手術(shù)方式。結(jié)果表明，與BEAR治療組相比，無(wú)進(jìn)一步治療組（ACLT組）可觀察到更大的軟骨損傷。主要體現(xiàn)為ACLT組維生素K依賴性蛋白C水平較高，載脂蛋白A4和軟骨中間層蛋白1水平較低，ACLT膝關(guān)節(jié)促炎蛋白濃度高于BEAR組，抗炎蛋白濃度低于BEAR組。因此，采用BEAR術(shù)修復(fù)ACL損傷可能維持了對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)更具保護(hù)作用的環(huán)境。

ACL手術(shù)重建的常用移植方式有3種：自體移植物、異體移植物、人工韌帶（潘知常，2018）。通過(guò)組學(xué)技術(shù)對(duì)ACL損傷移植物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，可為ACL手術(shù)治療提供新的經(jīng)驗(yàn)借鑒。Kharaz等（2016）使用LC-MS/MS來(lái)確定天然肌腱和韌帶以及3D肌腱和韌帶的蛋白組差異，發(fā)現(xiàn)天然肌腱和韌帶的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)蛋白含量不同，韌帶中軟骨的蛋白含量更多。與天然組織相比，3D肌腱和韌帶構(gòu)建體含有較少的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白和較大比例的細(xì)胞相關(guān)蛋白，具有相似的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白和細(xì)胞蛋白質(zhì)組成，表明細(xì)胞來(lái)源可能不是肌腱/韌帶組織工程的重要因素。

組學(xué)技術(shù)在研究手術(shù)后續(xù)治療方法和運(yùn)動(dòng)康復(fù)療效方面也有所應(yīng)用，這有利于ACL損傷的康復(fù)。Kiapour等（2016）通過(guò)組織學(xué)和功能基因組學(xué)方法發(fā)現(xiàn)，關(guān)節(jié)內(nèi)類固醇注射能夠減輕ACL切斷后損傷引起的滑膜炎和膠原降解，認(rèn)為早期關(guān)節(jié)內(nèi)免疫抑制可減輕損傷誘導(dǎo)的膠原蛋白片段的增加；單核白細(xì)胞募集和M1巨噬細(xì)胞活化標(biāo)志物與膠原片段水平顯著相關(guān)，并且比滑膜細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組織學(xué)指標(biāo)更具預(yù)測(cè)性。Kharaz等（2020）使用LC-MS/MS評(píng)估4周高強(qiáng)度跑步運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠ACL和內(nèi)側(cè)副韌帶蛋白質(zhì)組的影響，發(fā)現(xiàn)短期劇烈的跑步運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，ACL中的細(xì)胞骨架蛋白、核糖體蛋白和酶表達(dá)水平較高，膠原蛋白和蛋白聚糖等基質(zhì)體蛋白也較豐富，而內(nèi)側(cè)副韌帶蛋白質(zhì)組沒(méi)有改變。

2.3 前交叉韌帶損傷后并發(fā)癥的組學(xué)研究

ACL損傷會(huì)產(chǎn)生一系列并發(fā)癥，如PTOA、肌肉萎縮等，對(duì)患者的運(yùn)動(dòng)功能、生活質(zhì)量產(chǎn)生影響。目前，組學(xué)技術(shù)已被用于ACL損傷后并發(fā)癥病因、機(jī)制、防治等的研究。

組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用為PTOA的診斷提供了新思路和方法。PTOA的診斷主要依賴臨床癥狀、影像學(xué)資料，但病程早期患者通常無(wú)明顯癥狀和異常影像學(xué)表現(xiàn)，一定程度上限制了PTOA的早期診斷。通過(guò)組學(xué)技術(shù)對(duì)生物標(biāo)志物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠定量、動(dòng)態(tài)、無(wú)創(chuàng)地反映關(guān)節(jié)內(nèi)的變化，有助于在出現(xiàn)臨床癥狀前對(duì)PTOA進(jìn)行早期診斷。Mickiewicz等（2015）發(fā)現(xiàn)，異丁酸鹽、葡萄糖、羥脯氨酸、天冬酰胺、絲氨酸和尿苷可作為ACL損傷重建后早期退行性變化的生物標(biāo)志物。Maerz等（2018）將幾種酰基肉堿代謝物和色氨酸代謝物確定為具有高ROC曲線下面積值和高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度的非侵入性ACL斷裂后PTOA的生物標(biāo)志物。Li等（2020）發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比，PTOA組（通過(guò)ACL損傷誘導(dǎo)）表達(dá)譜改變的蛋白包括細(xì)胞色素復(fù)合物、中間絲、轉(zhuǎn)運(yùn)所需的內(nèi)體分選復(fù)合物（ESCRT）-Ⅲ復(fù)合物、中間絲細(xì)胞骨架和錨定連接的蛋白。

通過(guò)組學(xué)技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)PTOA的治療靶點(diǎn)。Haudenschild等（2019）認(rèn)為，Cdk9抑制或許能為細(xì)胞介導(dǎo)的繼發(fā)性關(guān)節(jié)損傷提供新的靶點(diǎn)。Zhou等（2018）發(fā)現(xiàn)，miR-233轉(zhuǎn)基因模型或miR-233模擬物和抑制劑將用于闡明miR-233調(diào)節(jié)靶點(diǎn)在膝骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制中的作用。Brophy等（2019）發(fā)現(xiàn)，骨膜蛋白（POSTN）升高可提供與OA不同的亞急性ACL損傷環(huán)境的滑液生物標(biāo)志物，可能引發(fā)關(guān)節(jié)退變，為PTOA早期干預(yù)提供機(jī)會(huì)窗口。

目前，暫無(wú)對(duì)ACL損傷后PTOA的預(yù)后生物標(biāo)志物進(jìn)行組學(xué)研究，但已有大量研究通過(guò)組學(xué)技術(shù)對(duì)原發(fā)性O(shè)A的預(yù)后進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)了一系列的預(yù)后生物標(biāo)志物，這對(duì)PTOA相關(guān)研究的開(kāi)展具有實(shí)際參考意義。Attur等（2011）發(fā)現(xiàn)，外周血白細(xì)胞中IL-1β基因的過(guò)表達(dá)與疼痛加重和膝關(guān)節(jié)炎進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。Takinami等（2013）發(fā)現(xiàn)，在OA進(jìn)展期，載脂蛋白CI、載脂蛋白CⅢ以及甲狀腺素運(yùn)載蛋白N端截?cái)嗥蔚难鍧舛让黠@高于非進(jìn)展期患者。Zhang等（2015）發(fā)現(xiàn)，中度OA患者的左旋甘氨酸和左旋組氨酸表達(dá)水平低于重度OA患者。未來(lái)，可通過(guò)組學(xué)技術(shù)檢測(cè)PTOA的預(yù)后標(biāo)志物，進(jìn)一步區(qū)分不同類型的OA。

既往研究發(fā)現(xiàn)，ACL損傷和重建術(shù)后會(huì)導(dǎo)致持續(xù)性的股四頭肌萎縮，這主要與疼痛、腫脹引發(fā)的關(guān)節(jié)源性肌肉抑制有關(guān)（Fukunaga et al.，2019）。目前，有研究者通過(guò)組學(xué)技術(shù)對(duì)ACL損傷與股四頭肌萎縮的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行補(bǔ)充。Hunt等（2020）發(fā)現(xiàn)，在ACL損傷的前2周內(nèi)，血清中的幾丁質(zhì)酶-3樣蛋白1、胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白1、胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白5、腎素和淋巴毒素α1：β2顯著上調(diào)，組織蛋白酶Z、纖維蛋白原、碳酸酐酶6、γ鏈纖維蛋白原、脂多糖結(jié)合蛋白、C反應(yīng)蛋白和甲狀旁腺激素7種分析物的血清濃度顯著降低，確定了補(bǔ)體和凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)、核因子-κB（NF-κB）信號(hào)途徑、血小板活化和饑餓素4種通路。該研究證明患者軟骨破壞標(biāo)志物MMP-1的初始水平與胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白5的變化存在強(qiáng)相關(guān)性，認(rèn)為關(guān)節(jié)內(nèi)炎癥和軟骨改變觸發(fā)了相關(guān)的通信網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而導(dǎo)致全身炎癥標(biāo)志物增加，最終引起骨骼肌的改變。

3 總結(jié)與展望

近年來(lái)，組學(xué)技術(shù)已被用于運(yùn)動(dòng)損傷相關(guān)研究，關(guān)于ACL損傷的組學(xué)研究也逐步開(kāi)展。通過(guò)組學(xué)技術(shù)，可以對(duì)ACL損傷研究進(jìn)行補(bǔ)充，讓其更為深入。ACL損傷的發(fā)生與解剖、性別、基因和易感位點(diǎn)等綜合因素有關(guān)。組學(xué)技術(shù)可用于檢測(cè)治療前后生物體內(nèi)代謝物、蛋白質(zhì)的變化情況以及與之相關(guān)的反應(yīng)通路，評(píng)價(jià)或預(yù)測(cè)治療效果，推斷治療作用機(jī)制；也用于探索ACL損傷后并發(fā)癥的特異性生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。但ACL損傷的組學(xué)研究尚處發(fā)展階段，還存在很大提升空間，例如，多組學(xué)技術(shù)與不同組學(xué)儀器和設(shè)計(jì)方案的整合可以成為下一步研究的重點(diǎn)；可以對(duì)ACL損傷后重返賽場(chǎng)進(jìn)行組學(xué)研究，將組學(xué)研究與運(yùn)動(dòng)學(xué)研究相結(jié)合，以尋找客觀的評(píng)價(jià)指標(biāo)以及治療靶點(diǎn)；可以對(duì)ACL損傷后PTOA的預(yù)后生物標(biāo)志物進(jìn)行探究。隨著技術(shù)的不斷完善和研究的不斷深入，組學(xué)將能夠在ACL損傷研究中做出更大的貢獻(xiàn)。