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膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎氧化應(yīng)激指標(biāo)的臨床分期檢測(cè)及分析

2015-04-06 11:12楊聲波王聰黃紹南毛瑜坤許子星李貴雙陳鵬
河北醫(yī)藥 2015年6期
關(guān)鍵詞:骨性關(guān)節(jié)炎氧化應(yīng)激膝關(guān)節(jié)

楊聲波 王聰 黃紹南 毛瑜坤 許子星 李貴雙 陳鵬

作者單位: 362261福建省晉江市安海醫(yī)院骨科(楊聲波、王聰、黃紹南、毛瑜坤);福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科(許子星、李貴雙、陳鵬)

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎氧化應(yīng)激指標(biāo)的臨床分期檢測(cè)及分析

楊聲波王聰黃紹南毛瑜坤許子星李貴雙陳鵬

作者單位: 362261福建省晉江市安海醫(yī)院骨科(楊聲波、王聰、黃紹南、毛瑜坤);福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科(許子星、李貴雙、陳鵬)

【摘要】目的檢測(cè)不同臨床分期膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(OA)患者血清及關(guān)節(jié)液氧化應(yīng)激指標(biāo)水平,分析其臨床應(yīng)用價(jià)值。方法2011年7月至2013年6月,收集符合美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)會(huì)OA診斷標(biāo)準(zhǔn)(ACR2007)的患者49例(觀察組),臨床分期為Ⅰ期者10例,Ⅱ期15例,Ⅲ期13例,Ⅳ期11例。以同時(shí)期健康體檢志愿者16例(無(wú)OA病史、X線檢查排除OA診斷)作為對(duì)照(對(duì)照組),2組均抽取空腹靜脈血和膝關(guān)節(jié)液。WST-1法測(cè)定過(guò)氧化物歧化酶(SOD)活性,化學(xué)法測(cè)總抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽(GSH)水平,統(tǒng)計(jì)并分析各指標(biāo)的波動(dòng)。結(jié)果與對(duì)照組相比,觀察組血清與關(guān)節(jié)液T-AOC,MDA均顯著增高(P<0.01),SOD,GSH顯著降低(P<0.01)。與對(duì)照組相比,觀察組Ⅰ期OA患者血清及關(guān)節(jié)液T-AOC水平即顯著升高,Ⅱ期兩者均進(jìn)一步升高,Ⅲ期與Ⅳ期之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但均較Ⅱ期高。觀察組血清MDA水平顯著升高(P<0.01),各分期之間MDA差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);而關(guān)節(jié)液中,Ⅱ期OA患者較I期MDA水平顯著升高,Ⅲ、Ⅳ期MDA水平進(jìn)一步升高,而2期之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。觀察組OA患者血清SOD活力均明顯降低(P<0.01),4期間SOD活力水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);而關(guān)節(jié)液中,Ⅰ~Ⅳ期SOD水平逐漸下降,Ⅰ期患者SOD水平較對(duì)照組即明顯下降(P<0.01),Ⅱ期較Ⅰ期進(jìn)一步下降,Ⅲ、Ⅳ期之間SOD水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但均較Ⅱ期低(P<0.01)。對(duì)照組與觀察組各分期血清GSH水平差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);而關(guān)節(jié)液中,觀察組Ⅰ期OA患者GSH水平較對(duì)照組升高(P<0.05),至Ⅱ期GSH水平達(dá)到頂點(diǎn)(P<0.05),Ⅲ、Ⅳ期GSH水平下降,均低于對(duì)照組(P<0.05)。結(jié)論不同臨床分期OA患者血清及關(guān)節(jié)液氧化應(yīng)激指標(biāo)水平不同;關(guān)節(jié)液及血清氧化應(yīng)激指標(biāo)T-AOC、MDA、SOD和GSH可作為評(píng)估OA患者病情,判斷預(yù)后的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】膝關(guān)節(jié);骨性關(guān)節(jié)炎;氧化應(yīng)激;關(guān)節(jié)炎分期

項(xiàng)目來(lái)源:晉江市技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(編號(hào): 2011Z99)

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis,OA)是最常見(jiàn)慢性疾病之一,主要表現(xiàn)為患者關(guān)節(jié)疼痛,運(yùn)動(dòng)功能缺失,其主要病理特點(diǎn)為軟骨細(xì)胞修復(fù)不良和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的破壞。研究證實(shí),軟骨細(xì)胞退行改變是由于機(jī)械損傷與生物化學(xué)因子共同作用的結(jié)果,生物化學(xué)因子活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)在骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展中起了重要作用。我們通過(guò)檢測(cè)及分析2011 年7月至2013年6月,49例不同臨床分期的膝關(guān)節(jié)OA患者血清及關(guān)節(jié)液中脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA),及抗氧化系統(tǒng)中總抗氧化能力T-AOC、氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽(GSH)的水平變化,評(píng)估氧化應(yīng)激指標(biāo)在臨床膝關(guān)節(jié)OA診治中的意義。

1 資料與方法

1.1一般資料2011年7月至2013年6月,收集安海醫(yī)院和福建醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院診治的膝關(guān)節(jié)OA患者49例(觀察組),所有患者均滿足美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)會(huì)膝關(guān)節(jié)OA的診斷標(biāo)準(zhǔn)(ACR1995)[8],依據(jù)臨床癥狀、體征及影像學(xué)表現(xiàn)分為四期。Ⅰ期:關(guān)節(jié)炎的發(fā)生前期,關(guān)節(jié)在活動(dòng)后稍有不適,活動(dòng)增加后伴有關(guān)節(jié)的疼痛及腫脹,在X線及CT檢查上看不到明顯軟骨損害跡象。Ⅱ期:關(guān)節(jié)炎改變的早期,活動(dòng)多后有明顯的疼痛,休息后減輕,X線觀察,改變較少,只有CT可見(jiàn)軟骨輕度損害,同位素檢查,被損關(guān)節(jié)可見(jiàn)凝聚現(xiàn)象。Ⅲ期:骨性關(guān)節(jié)炎的進(jìn)展期,骨軟骨進(jìn)一步損害,造成關(guān)節(jié)畸形,功能部分喪失,X線可見(jiàn)關(guān)節(jié)間隙變窄,關(guān)節(jié)周?chē)堑哪倚宰?,有時(shí)有游離體出現(xiàn)。Ⅳ期:骨關(guān)節(jié)炎的晚期,骨的增生、軟骨的剝脫以及導(dǎo)致功能完全喪失,關(guān)節(jié)畸形明顯,X線示關(guān)節(jié)間隙變窄,增生嚴(yán)重,關(guān)節(jié)變得粗大,甚至造成骨的塌陷。49例患者中,男24例,女41例;年齡47~85歲,平均年齡64歲;病程8~36個(gè)月,平均病程17.3個(gè)月;臨床分期為Ⅰ期者10例,Ⅱ期15例,Ⅲ期13例,Ⅳ期11例。排除標(biāo)準(zhǔn):凡有以下情形之一的患者均不予納入本次觀察: (1)有嚴(yán)重的心、肝、腎、肺等器官疾患; (2)惡性腫瘤患者; (3)診斷有炎性關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)、骨結(jié)核、骨髓炎或急性膝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷及血管神經(jīng)損傷患者; (4)繼發(fā)性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者; (5)孕婦或哺乳期女性; (6)精神疾病患者。所有患者對(duì)實(shí)驗(yàn)方案均知情同意,且得到醫(yī)院倫理道德委員會(huì)批準(zhǔn)。另選擇同時(shí)期我院16例健康體檢志愿者作為對(duì)照組,其中男7例,女9例;平均年齡61歲,均無(wú)膝痛病史,X線片排除膝關(guān)節(jié)病變。

1.2主要試劑和儀器-80℃超低溫冰箱(海爾),超速低溫離心機(jī)(Allegra TM64R,Beckman),低速離心機(jī)(TDL-50C,上海安亭科學(xué)儀器廠),水浴恒溫器儀(HHS,上海醫(yī)療器械五廠),752S分光光度儀(上海醫(yī)療器械六廠),移液器(Appendorf公司); T-AOC、MDA、SOD和GSH檢測(cè)試劑盒均由南京建成公司提供,試劑盒變異系數(shù)<15%。

1.3檢測(cè)方法血清標(biāo)本的采集與保存:所有受檢者均在安靜狀態(tài)下,清晨空腹抽取靜脈血5 ml。在采集后2 h內(nèi),3 500 r/min,離心10 min,取上清液置于EP管中,-80℃冰箱保存待測(cè)。關(guān)節(jié)液標(biāo)本的采集與保存:取髕下外側(cè)入路行膝關(guān)節(jié)穿刺,首先注射0.9%氯化鈉溶液5 ml,關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)1 min后回抽2~3 ml于離心管中,3 500 r/min,離心10 min,取上清液置于EP管中,-80℃低溫冰箱保存待測(cè)。WST-1法測(cè)定SOD活性,化學(xué)法測(cè)T-AOC、MDA和GSH水平。所有檢測(cè)均按照檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析應(yīng)用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)量資料以±s表示,多組間的比較采用單因素方差分析(One-Way ANOVA),2組比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),P <0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1一般資料觀察組與對(duì)照組之間年齡、性別構(gòu)成差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);體重指數(shù)觀察組明顯大于對(duì)照組(P<0.01);與對(duì)照組相比,觀察組血清與關(guān)節(jié)液T-AOC,MDA均顯著增高(P<0.01),SOD、GSH顯著降低(P<0.01)。見(jiàn)表1、2。

表1 2組基本臨床資料比較

表2 OA患者血清及關(guān)節(jié)液T-AOC、MDA與SOD、GSH變化±s

表2 OA患者血清及關(guān)節(jié)液T-AOC、MDA與SOD、GSH變化±s

注:與對(duì)照組比較,*P<0.01

血清 關(guān)節(jié)液T-AOC 10.4±1.2 11.6±2.2 33.9±14.2* 40.0±16.6變量 對(duì)照組(n =16)OA組(n =49)血清 關(guān)節(jié)液* MDA(nmol/ml) 4.2±0.6 6.0±0.5 16.8±5.3* 11.6±4.5* SOD(U/ml) 125±13 176±21 67±8* 100±7* GSH(mg/ml)1 650±173 552±72 1 725±156 409±28

2.2血清及關(guān)節(jié)液T-AOC水平變化與對(duì)照組相比,觀察組Ⅰ期OA患者血清及關(guān)節(jié)液T-AOC水平即顯著升高,Ⅱ期兩者均進(jìn)一步升高,Ⅲ期與Ⅳ期之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但均較Ⅱ期高。見(jiàn)圖1、表3。

表3 5組血清和關(guān)節(jié)液觀察指標(biāo)比較±s

表3 5組血清和關(guān)節(jié)液觀察指標(biāo)比較±s

注:與正常對(duì)照比較,*P<0.05,#P<0.01;與Ⅰ期比較,△P<0.05,與Ⅱ期比較,☆P<0.05

血清 關(guān)節(jié)液正常對(duì)照(n =16) 10.4±1.2 11.6±2.2 4.2±0.6 6.0±0.5 125±13 17組別(分期) T-AOC(μmol/ml)MDA(nmol/ml)SOD(U/ml)GSH(mg/ml)血清 關(guān)節(jié)液 血清 關(guān)節(jié)液 血清 關(guān)節(jié)液6±21 1 650±173 552±72Ⅰ期(n =10) 18.6±4.2* 25.1±4.1* 16.4±0.7# 6.2±0.9 75±10# 126±15# 1 725±156 653±103Ⅱ期(n =15) 30.2±5.1#△ 31.6±6.4#△ 15.6±1.3# 7.6±0.8* 74±11# 105±14# 1 683±165 715±99*Ⅲ期(n =13) 34.3±6.2#△ 40.3±6.2#△ 16.6±3.0# 13.5±2.2#△ 68±14# 88±10#△ 1 542±144 482±84*☆Ⅳ期(n =11) 33.3±7.1#△ 41.1±7.4#△ 17.2±3.2# 12.6±2.4#△ 63±9# 95±11# 1 605±172 325±51☆

圖1 不同臨床分期OA患者血清及關(guān)節(jié)液T-AOC水平變化

2.3血清及關(guān)節(jié)液MDA水平變化與對(duì)照組相比,觀察組血清MDA水平升高(P<0.01),各分期之間MDA差異無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);而關(guān)節(jié)液中,觀察組MDA水平與臨床分期顯著相關(guān),Ⅱ期OA患者較Ⅰ期MDA水平顯著升高,Ⅲ、Ⅳ期MDA水平進(jìn)一步升高,而兩期之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)圖2、表3。

圖2 不同臨床分期OA患者血清及關(guān)節(jié)液MDA水平比較

2.4血清及關(guān)節(jié)液SOD水平變化與對(duì)照組相比,觀察組OA患者血清SOD活力均明顯降低(P<0.01),各期間SOD活力水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);而關(guān)節(jié)液中,OA患者SOD水平與臨床分期顯著相關(guān),Ⅰ~Ⅳ期SOD水平逐漸下降,Ⅰ期患者SOD水平較對(duì)照組即明顯下降(P<0.01),Ⅱ期較Ⅰ期進(jìn)一步下降,Ⅲ、Ⅳ期之間SOD水平差異無(wú)顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但均較Ⅱ期低(P<0.01)。見(jiàn)圖3、表3。

圖3 不同臨床分期OA患者血清及關(guān)節(jié)液SOD活力比較

2.5血清及關(guān)節(jié)液GSH水平變化對(duì)照組與觀察組各分期血清GSH水平差異均無(wú)顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P >0.05);而關(guān)節(jié)液中,觀察組Ⅰ期OA患者GSH水平較對(duì)照組升高(P<0.05),至Ⅱ期GSH水平達(dá)到頂點(diǎn)(P<0.05),Ⅲ、Ⅳ期GSH水平下降,均低于對(duì)照組(P<0.05)。見(jiàn)圖4、表3。

圖4 不同臨床分期OA患者血清及關(guān)節(jié)液SOD活力比較

3 討論

ROS包括超氧化物,過(guò)氧化氫,羥自由基及其代謝活性產(chǎn)物,過(guò)量ROS可介導(dǎo)細(xì)胞損傷,并參與細(xì)胞脂質(zhì)及蛋白氧化,DNA變性[1]; ROS參與OA的病理生理過(guò)程[2,3]。有研究報(bào)道,OA患者血清與關(guān)節(jié)液中ROS水平顯著增加,軟骨細(xì)胞脂質(zhì)氧化增強(qiáng),OA患者后期關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞分泌與修復(fù)功能呈進(jìn)行性退變;大量ROS主要攻擊的靶點(diǎn)為細(xì)胞膜不飽和脂肪酸脂質(zhì)氧化,促使細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能改變,并進(jìn)一步導(dǎo)致過(guò)氧化物沉積[4]; MDA作為脂質(zhì)氧化的重要產(chǎn)物,已廣泛應(yīng)用并反映ROS脂質(zhì)氧化水平,有報(bào)道證實(shí)在OA患者血清及關(guān)節(jié)液中ROS脂質(zhì)氧化異常[5]; SOD是對(duì)抗ROS的第一道防線,將ROS超氧陰離子歧化反應(yīng)成過(guò)氧化氫機(jī)體可減輕關(guān)節(jié)軟骨的氧化損傷[6]; GSH系統(tǒng)是抗氧化的重要組成,GSH通過(guò)酶性或非酶性的機(jī)制破壞ROS和其他自由基,降低ROS水平,其系統(tǒng)包括谷胱甘肽過(guò)氧化酶,谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶及谷胱甘肽[6]。Mccord等[7]認(rèn)為在OA患者中抗氧化防御系統(tǒng)失常是導(dǎo)致關(guān)節(jié)氧化病理?yè)p傷重要因素,因而檢測(cè)患者血液和關(guān)節(jié)液氧自由基及抗氧化應(yīng)激指標(biāo)變化可間接判斷OA患者軟骨病變程度、預(yù)后以及對(duì)療效進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。

過(guò)度的氧化應(yīng)激(oxidative stress)可促進(jìn)炎癥、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡及破壞免疫耐受從而在自身免疫病的發(fā)展中起重要作用。多個(gè)研究者報(bào)道,OA中ROS水平的增高可能導(dǎo)致過(guò)氧化脂質(zhì)(LPO)反應(yīng),軟骨細(xì)胞脂質(zhì)氧化增強(qiáng),使LPO過(guò)氧化,MDA水平升高。本研究中的OA患者血清及關(guān)節(jié)液MDA水平均顯著升高;同時(shí)我們也觀察到,OA患者血清與關(guān)節(jié)液T-AOC均高于正常組,表明MDA與ROS總氧化水平有關(guān)。Maneesh等[8]也觀察到OA病人的血清MDA水平與T-AOC高于正常人群。因此,這些發(fā)現(xiàn)是OA中氧自由基產(chǎn)生關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞損傷的可能證據(jù)。本研究又觀察到在不同OA臨床分期關(guān)節(jié)液T-AOC,MDA水平與臨床分期有直接的關(guān)系,即OA患者后期,T-AOC,MDA水平越高。因此,該指標(biāo)可用于臨床估計(jì)OA病情進(jìn)展或判定預(yù)后。但血清MDA無(wú)明顯變化,表明關(guān)節(jié)液MDA及氧化水平更能反映OA患者病情。本研究中的OA患者SOD活性顯著低于正常組。Karatas等[9]報(bào)道也證實(shí)抗氧化酶SOD活性在OA患者中顯著低于正常人群,認(rèn)為OA病人中SOD活性的降低可能與過(guò)量氧自由基有關(guān)。同樣,Kalpakcioglu等[10]證實(shí)過(guò)量的過(guò)氧化氫抑制SOD活性,而在OA患者總氧化能力增強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致過(guò)氧化氫過(guò)度積累最終抑制SOD活性; Ostalowska等[11]報(bào)道,在原發(fā)性和繼發(fā)性膝OA患者的滑膜液中發(fā)現(xiàn)SOD活性增高;與此相反,Scott等[12]發(fā)現(xiàn)在OA關(guān)節(jié)中的滑膜液SOD沒(méi)有活性;這種不一致的原因可能與OA患者關(guān)節(jié)病變程度有關(guān)。在我們結(jié)果中也發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象,關(guān)節(jié)液SOD活性與OA病情有明顯相關(guān)性。Pinto等[13]的研究表明,GSH在OA患者中沒(méi)有顯著的改變,而Scott等[12]發(fā)現(xiàn)OA患者關(guān)節(jié)液中的GSH水平增加。這種不一致的原因可能與對(duì)象來(lái)源不同有關(guān)。本結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,觀察組OA患者血清GSH水平無(wú)明顯降低(P>0.05),而關(guān)節(jié)液中顯著降低(P<0.05)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),血清GSH水平在不同分期患者中均無(wú)差別。而在關(guān)節(jié)液中,OA發(fā)病早期GSH水平呈反應(yīng)性增加,發(fā)病后期明顯下降,這種現(xiàn)象從側(cè)面上反映了不同臨床分期OA患者之間,關(guān)節(jié)液中GSH水平存在差異。該結(jié)果可能解釋了上述研究結(jié)果存在不同結(jié)論的現(xiàn)象。

總之,我們的研究揭示了不同臨床分期OA患者血清及關(guān)節(jié)液中氧化應(yīng)激指標(biāo)的波動(dòng)水平,這些指標(biāo)的波動(dòng)現(xiàn)象可作為臨床評(píng)估OA病情、判斷預(yù)后的依據(jù)。我們正進(jìn)一步探索氧化應(yīng)激指標(biāo)作為判定關(guān)節(jié)置換指征及評(píng)估置換時(shí)機(jī)的可行性。

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(收稿日期:2014-10-13)

doi:10.3969/j.issn.1002-7386.2015.06.013

【文章編號(hào)】1002-7386(2015)06-0845-04

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【中圖分類(lèi)號(hào)】R 684.3

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