非創(chuàng)傷性股骨頭壞死患者血清顆粒蛋白前體表達(dá)及臨床意義

紀(jì)灃軒，李國鵬，畢彤，張維民，賈慶運(yùn)，韋標(biāo)方

股骨頭壞死（ONFH）是臨床常見且具有高致殘率的疾病，全世界ONFH患者的數(shù)量逐年增加［1］。其病因分為創(chuàng)傷性股骨頭壞死（TONFH）和非創(chuàng)傷性股骨頭壞死（NONFH），酒精、激素、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等是NONFH的常見誘因［2-3］。NONFH早期股骨頭自身修復(fù)不完善致使局部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，后期會出現(xiàn)壞死區(qū)局部塌陷，軟骨破壞，最終發(fā)展為髖關(guān)節(jié)功能障礙［4-5］。然而，由于NONFH早期臨床癥狀不典型且診斷困難，明確診斷時疾病已達(dá)不可逆狀態(tài)，喪失最佳治療時機(jī)。顆粒蛋白前體（PGRN）是由GRN基因編碼的一種富含半胱氨酸的分泌型糖蛋白，在多種細(xì)胞中大量表達(dá)［6］。李春江等［7］通過對比類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎患者及健康人的血清和關(guān)節(jié)液中PGRN水平，發(fā)現(xiàn)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者中PGRN水平顯著高于其他2組。Konopka等［8］研究發(fā)現(xiàn)在軟骨中PGRN對人腫瘤壞死因子受體2（TNFR2）具有特殊親和力，并通過F-A-C結(jié)構(gòu)域的結(jié)合激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）1/2信號通路，從而促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖和代謝。然而，目前有關(guān)血清PGRN水平與NONFH嚴(yán)重程度關(guān)系的研究較少。本研究擬探討PGRN與NONFH的關(guān)系，以期尋找提高NONFH診斷率的潛在生物標(biāo)志物。

1 對象與方法

1.1 研究對象及分組選取2021年3—7月于臨沂市人民醫(yī)院接受治療的NONFH患者為NONFH組，共75例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合《中國成人股骨頭壞死臨床診療指南》（2020年）中NONFH的診斷標(biāo)準(zhǔn)。（2）股骨頭壞死國際骨循壞協(xié)會（ARCO）Ⅱ～Ⅳ期。（3）年齡18～60歲。（4）病因?qū)儆诰凭浴⒓に匦?、特發(fā)性，且均為單因素致病。激素性為患者有長期每日激素攝入量超過16 mg的病史，或有大劑量激素沖擊治療超過1周；酒精性為有持續(xù)飲酒史（5年以上，平均每天飲酒量100 mL以上）；特發(fā)性為排除酒精性、激素性、髖部外傷史、鐮狀細(xì)胞病史、潛水病史等，無明顯致病誘因者。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）有代謝性骨病病史，包括骨腫瘤、伴有骨轉(zhuǎn)移的惡性腫瘤、甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥、甲狀旁腺功能減退癥或腎性骨營養(yǎng)不良、脂肪肝以及免疫性疾病病史。（2）正在行激素治療者及近3個月使用過影響骨代謝藥物者。（3）骨質(zhì)疏松，髖、膝關(guān)節(jié)炎或其他關(guān)節(jié)疾病者。（4）有基礎(chǔ)性疾病。選取同期于我院體檢的性別和年齡匹配的健康個體67例為健康組。研究對象均知情同意，本研究通過臨沂市人民醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)。

1.2 資料收集記錄研究對象的一般資料，包括性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、病因、壞死側(cè)別。采用疼痛視覺模擬評分（VAS）和Harris評分評價髖關(guān)節(jié)疼痛及功能情況。通過影像學(xué)檢查確定是否發(fā)生股骨頭塌陷及ARCO分期（雙側(cè)NONFH患者ARCO分期取嚴(yán)重側(cè)分級，ARCO分期Ⅲ期及以上為股骨頭塌陷）。

1.3 酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）檢測血清PGRN水平 所有研究對象禁飲禁食至少6 h后用不含肝素的真空采血管抽取研究對象外周靜脈血約5 mL，采取3 000 r/min離心10 min分離血清。將離心后所得上清液置于-80℃冰箱保存?zhèn)溆?。ELISA檢測血清PGRN水平，試劑盒購于武漢華美，試劑盒均批內(nèi)差＜8%，批內(nèi)差＜10%。實驗步驟嚴(yán)格按說明書進(jìn)行。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計量資料以±s表示，2組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析；計數(shù)資料以例表示，組間比較采用χ2檢驗。相關(guān)性分析采用Spearman或Pearson分析；采用受試者工作特征（ROC）曲線分析血清PGRN水平對NONFH的診斷價值。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2 組基線情況比較2組的性別、年齡、BMI差異無統(tǒng)計學(xué)意義，NONFH組血清PGRN水平高于健康組（P＜0.05），見表1。

Tab.1 Comparison of baseline data between the NONFH group and the healthy group表1 NONFH組與健康組的基線情況比較

2.2 不同臨床特征NONFH患者的血清PGRN水平比較酒精性（35例）、激素性（18例）和特發(fā)性（22例）NONFH患者PGRN水平（μg/L）分別為18.10±9.88、20.45±11.93和19.02±9.85，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（F=0.304，P＞0.05）。雙側(cè)壞死的NONFH患者（38例）PGRN水平顯著高于單側(cè)壞死（37例）患者［（23.07±10.22）μg/Lvs.（14.69±8.60）μg/L，t=2.162，P＜0.05］。股骨頭塌陷NONFH患者（56例）PGRN水平顯著高于未塌陷（19例）患者［（21.50±10.36）μg/Lvs.（11.39±5.19）μg/L，t=9.850，P＜0.05］。

2.3 PGRN與臨床指標(biāo)相關(guān)性分析Spearman相關(guān)分析表明，NONFH患者血清PGRN與ARCO分期呈正相關(guān)（rs=0.645，P＜0.01）；Pearson相關(guān)分析表明血清PGRN水平與疼痛VAS評分（5.20±1.93）呈正相關(guān)（r=0.694，P＜0.01），與Harris評分（58.93±15.89）呈負(fù)相關(guān)（r=-0.732，P＜0.01）。

2.4 ROC曲線分析ROC曲線結(jié)果顯示，血清PGRN水平診斷NONFH曲線下面積（AUC）為0.786（95%CI：0.710~0.862，P＜0.01），最 佳 臨 界 值 為14.55 μg/L，敏感度為0.640，特異度為0.910。見圖1。

Fig.1 ROC curve of PGRN level for predicting NONFH圖1 PGRN水平預(yù)測NONFH的ROC曲線

3 討論

由于NONFH癥狀不典型且診斷困難，直到髖關(guān)節(jié)出現(xiàn)疼痛、功能障礙等表現(xiàn)時疾病已達(dá)中晚期，錯過保髖治療的最佳時機(jī)。因此，如何提高診斷率是臨床中面臨的巨大的挑戰(zhàn)。血清生物標(biāo)志物是一種能夠客觀測量和評價生理過程、疾病進(jìn)程以及治療反應(yīng)的指標(biāo)［9］。Yue等［10］研究發(fā)現(xiàn)NONFH患者的血清脂聯(lián)素（APN）水平較健康人組降低且APN水平與癥狀嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。林清宇等［11］研究顯示，NONFH患者血清纖維蛋白原α鏈水平顯著高于健康人且與ARCO分期等級和壞死面積呈正相關(guān)。PGRN是一種由顆粒蛋白串聯(lián)重復(fù)序列組成的分泌型糖蛋白，由12個半胱氨酸組成，與胚胎發(fā)育、腫瘤發(fā)生、傷口防御和炎癥有關(guān)，在機(jī)體內(nèi)發(fā)揮重要作用［12-13］。有研究表明，PGRN參與骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病過程，并通過阻斷腫瘤壞死因子-β/腫瘤壞死因子受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活β-連環(huán)蛋白通路阻止骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生［14］。Zhao等［15］發(fā)現(xiàn)在小鼠衰老過程中，其椎間盤組織中PGRN水平上調(diào)，PGRN的缺失會導(dǎo)致椎間盤組織退行性變早期發(fā)作。此外，隨著年齡的增長，PGRN基因敲除小鼠表現(xiàn)出加速的椎間盤基質(zhì)退化、異常的骨形成和椎骨中過度的骨吸收。Han等［16］研究發(fā)現(xiàn)PGRN在ONFH患者關(guān)節(jié)軟骨中的表達(dá)顯著上調(diào)，并且可以改善軟骨細(xì)胞的合成代謝，在ONFH的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮治療作用。但PGRN在NONFH不同致病因、疾病嚴(yán)重程度以及股骨頭內(nèi)是否存在塌陷中的意義尚未證實。

本研究中，與健康組相比，NONFH組血清PGRN水平顯著上調(diào)。在不同臨床特征NONFH患者中發(fā)現(xiàn)，不同病因亞組間PGRN差異無意義，雙側(cè)壞死PGRN濃度水平顯著高于單側(cè)壞死，股骨頭塌陷后PGRN水平顯著增高。血清PGRN濃度水平與ARCO分期、VAS評分呈正相關(guān)，與Harris評分呈負(fù)相關(guān)，可見血清PGRN水平與NONFH疾病進(jìn)展存在相關(guān)性，臨床診療時可通過血清PGRN水平反映NONFH患者疾病的發(fā)展程度。ROC曲線表明血清PGRN水平對NONFH存在一定價值。NONFH發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，病理生理機(jī)制仍不明確，主要與骨代謝異常、骨細(xì)胞凋亡、脂肪代謝障礙、骨內(nèi)壓增高、血管內(nèi)凝血等有關(guān)。其中骨代謝失衡，骨修復(fù)能力減弱在疾病的發(fā)生、進(jìn)展中起到重要作用［17］。在壞死的股骨頭修復(fù)重建過程中，骨吸收增加和骨形成減少造成骨組織破壞，骨小梁斷裂，從而引發(fā)股骨頭壞死［18］。筆者推測血清PGRN水平升高可通過激活ERK1/2信號通路，促進(jìn)退變軟骨細(xì)胞合成代謝，調(diào)控軟骨降解，并造成軟骨下骨穩(wěn)態(tài)的失衡，骨組織遭到破壞，進(jìn)而造成股骨頭壞死的發(fā)生［19-20］。

綜上，本研究表明血清PGRN水平對NONFH的診斷存在一定價值，可作為臨床判斷NONFH潛在血清指標(biāo)。本研究存在一些不足：因Ⅰ期患者影像學(xué)以及癥狀表現(xiàn)不明顯且極少進(jìn)行入院治療以導(dǎo)致納入樣本不均衡；納入病例較少，可能難以代表NONFH患者的整體情況。PGRN水平在NONFH的意義有待更大樣本量臨床研究和基礎(chǔ)實驗加以驗證。