炎癥細胞因子在膝關節(jié)骨性關節(jié)炎滑液中的表達及臨床意義

王艷榮1，馬張穩(wěn)2，田紅英3*，郭姝彤4

(1.延安大學醫(yī)學院2010級臨床二班；2.延安大學附屬醫(yī)院骨科四病區(qū)；

3.延安大學醫(yī)學院病原學教研室；4.延安大學2013級碩士研究生，陜西延安716000)

摘要：目的探討炎癥細胞因子(IL-1、TNF-α、IL-6)在膝關節(jié)骨性關節(jié)炎(KOA)滑液中的表達及其與KOA臨床分期的關系。方法選擇行膝關節(jié)鏡和人工膝關節(jié)置換術的50例KOA患者為研究對象，并以30例單純半月板損傷患者為對照組，采用酶聯免疫吸附(ELISA)方法分別測定滑液中IL-1、TNF-α、IL-6含量。結果與對照組比較，KOA組滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平顯著上升，相比較有顯著性差異(P<0.05)。IL-1、TNF-α水平隨著臨床分期的增加而逐漸升高，滑液中IL-1、TNF-α水平為：晚期>中期>早期，相比較均有顯著性差異(P<0.05)；IL-6水平隨著臨床分期的增加而下降，滑液中IL-6水平為：早期>中期>晚期，相比較均有顯著性差異(P<0.05)。IL-1、TNF-α與KOA臨床分期呈正相關性(r=0.567，0.583，P<0.05)，IL-6與KOA臨床分期呈負相關性(r=-0.486，P<0.05)。結論KOA患者滑液中存在IL-1、TNF-α、IL-6水平的高表達，IL-1、TNF-α隨著臨床分期的增加其含量逐漸上升，而IL-6隨著臨床分期的增加其含量逐漸降低。IL-1、TNF-α與骨性關節(jié)炎病變有密切關系，而KOA患者關節(jié)液中IL-6的含量不能直接反映出骨性關節(jié)炎的嚴重程度，但并節(jié)液中IL-6水平在診斷早期病變有一定的參考價值。

關鍵詞：IL-1；TNF-α；IL-6；骨性關節(jié)炎；膝關節(jié)骨；關節(jié)滑液

中圖分類號：R392

基金項目：陜西省教育廳科學研究項目(項目編號：2013JK0768)；延安大學校級科學研究項目(項目編號：YDQ2013-05)

作者簡介：王艷榮(1990—)，女，陜西渭南人，延安大學醫(yī)學院2010級臨床本科學生。

通訊作者：*田紅英(1976—)，女，陜西渭南人，碩士研究生，主要從事腫瘤免疫方面的研究工作。

[收稿日期2014-11-15；責任編輯趙菊梅]

Expression of inflammatory cytokines in synovial fluid of knee

osteoarthritis and its clinical significance

WANGYan-rong1,MAZhang-Wen2,TIANHong-ying3*,GUOShu-tong4

(1.2010 grade clinical two class,Medical College of Yanan University;2. Four 3 ward Department

of orthopedics of Affiliated Hospital of Yanan University,Yanan University School of medicineetiology Office;

4.grade 2013 of Yanan University graduatestudent added grade or staff room of Shaanxi,Yanan 716000,China)

Abstract：Objective To explore the inflammatory cytokines (IL-1, TNF-α , IL-6) in knee osteoarthritis (KOA) expression in synovial fluid and its relationship with clinical KOA staging.Methods 50 cases of KOA patients underwent arthroscopic knee and knee arthroplasty as the objects of study, and 30 patients with simple meniscus injury patients as control group,using enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) method measuring the content of IL-1,TNF-α and IL-6 in synovial fluid.Results Compared with the control group,the content of IL-1,TNF-α and IL-6 in synovial fluid increased significantly in KOA group,and the data have significant differences(P<0.05).IL-1 and TNF-α level increased with clinical stage,and the order were: advanced stage>middle stage>early stage,which has statistically significant difference(P<0.05);the level of IL-6 decreased with clinical stage,the order was:early stage>middle stage>advanced stage,which has statistically significant difference(P

<0.05).IL-1,TNF-α was positively correlated with clinical stage in KOA group(r=0.567, 0.583,P<0.05),while IL-6 was negatively correlated (r=-0.486,P<0.05).Conclusion In synovial fluid,IL-1,TNF-α and IL-6 exit high expression in KOA patients.The level of IL-1、TNF-α gradually increased with the clinical stage,while IL - 6 gradually reduced.IL-1、TNF-α has close relationship with osteoarthritis pathological changes,the content of IL-6 in joint fluid of KOA patients cannot directly reflect the severity of osteoarthritis, but the level of IL-6 in section and liquid has certain reference value for early diagnosis of lesions.

Key words：IL-1; TNF-α ; IL-6; Osteoarthritis; Knee joint bone; Synovial fluid

骨性關節(jié)炎(osteoarthritis，OA)是一種常見的慢性關節(jié)疾病。好發(fā)于負重較大的膝關節(jié)、手指關節(jié)、髖關節(jié)、脊柱等部位。目前該病的病因及發(fā)病機制尚未完全弄清楚，以致臨床缺乏有效的治療手段。因此探求骨性關節(jié)炎的病因和發(fā)病機制，以便采取防治措施已成為醫(yī)務工作者面臨的課題之一。近年來的研究表明[1]，多種炎癥細胞因子如：白細胞介素1(IL-1)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素6(IL-6)在關節(jié)炎的病理發(fā)展過程中具有一定的作用。因此，本研究通過探討膝關節(jié)骨性關節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)滑液中IL-1和TNF-α的表達，以及IL-6和TNF-α與骨性關節(jié)炎的相關性，進一步明確骨性關節(jié)炎的發(fā)病機理，為骨性關節(jié)炎早期診治提供參考。

1資料與方法

1.1一般資料

選擇2012-06～2014-06在我院行膝關節(jié)鏡及人工膝關節(jié)置換術的50例原發(fā)性KOA患者為研究對象，均符合骨性關節(jié)炎診斷標準[2]。排除創(chuàng)傷性、繼發(fā)性、類風濕性、化膿性等其它類型的關節(jié)炎，合并有嚴重肝、腎、心、腦血管疾病、結締組織病、內分泌及感染性疾病及各種腫瘤等。50例患者中，男31例，女19例；年齡45～72歲，平均(58.62±7.59)歲，根據中國中西醫(yī)結合研究會風濕類疾病專業(yè)委員會提出的標準[4]對KOA患者進行臨床分期，早期17例，中期18例，晚期15例。另選擇同期在我院住院治療的單純半月板損傷的30例患者為對照組，男19例，女11例；年齡47～75歲，平均(59.60±6.78)歲，既往無骨性關節(jié)炎病史，經診斷軟骨面光滑未及軟骨損傷。兩組在性別、年齡構成等方面比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法

無菌條件下操作，取患者平臥位，行關節(jié)穿刺后抽取淡黃色關節(jié)液l mL樣品，置于-70℃冰箱中保存待用?；褐蠭L-1、TNF-α、IL-6含量采用酶聯免疫吸附(ELISA)方法測定，所用試劑盒為美國Biosource公司提供的ELISA試劑盒，嚴格按試劑盒說明進行操作。所采集的樣品在1周內完成檢測。

1.3統計學方法

2結果

2.1KOA組和對照組滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平比較

與對照組比較，KOA組滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平顯著上升，相比對照組有顯著性差異(P<0.05)。結果見表1。

表1　KOA組和對照組滑液中IL-1、TNF-α、IL-6

水平比較( ± s，pg/mL)

表1　KOA組和對照組滑液中IL-1、TNF-α、IL-6

組別nIL-1TNF-αIL-6對照組3025.09±8.36120.14±40.0519.18±6.39KOA組5090.16±30.05*431.73±137.06*124.07±43.53*

注：與對照組比較*P<0.05

2.2KOA組早、中、晚期滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平比較

IL-1、TNF-α水平隨著臨床分期的增加而逐漸升高，滑液中IL-1、TNF-α水平為晚期>中期>早期，相比較均有顯著性差異(P<0.05)；IL-6水平隨著臨床分期的增加而下降，滑液中IL-6水平為早期>中期>晚期，相比較均有顯著性差異(P<0.05)。結果見表2。

表2　KOA組早、中、晚期滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平比較( ± s，pg/mL)

表2　KOA組早、中、晚期滑液中IL-1、TNF-α、IL-6水平比較( ± s，pg/mL)

組別nIL-1TNF-αIL-6早期1754.64±18.21261.63±83.06152.67±53.57中期1886.26±28.75*413.04±131.12*133.83±46.96*晚期15135.11±45.04*#646.94±205.38*#79.94±28.05*#

注：與早期組比較*P<0.05；與中期比較#P<0.05

2.3滑液中炎性因子水平與KOA臨床分期的相關性分析

經Pearman相關分析結果表明，L-1、TNF-α與KOA臨床分期呈正相關性(r=0.567，0.583，P<0.05)，IL-6與KOA臨床分期呈負相關性(r=-0.486，P<0.05)。

3討論

骨性關節(jié)炎是由于軟骨細胞、軟骨下骨及細胞外基質三者降解與合成失衡引起的病變，在骨性關節(jié)炎病理進程中多種細胞因子發(fā)揮了重要作用。IL-1是重要的致炎細胞因子，在機體發(fā)生急慢性炎癥時，它會引發(fā)急性期蛋白的合成、發(fā)熱等全身性癥狀，在局部則引起組織破壞性病變和炎癥[3]。IL-1在正常軟骨細胞中合成的量極少，而在病變的軟骨和滑膜中存在較多。但是IL-1是否能夠反映出骨性關節(jié)炎病性進展尚缺乏系統研究。腫瘤壞死因子-α(TNF-α)在骨性關節(jié)炎的發(fā)生過程中對關節(jié)軟骨起著重要的破壞作用，TNF-α和IL-1的生物學作用相似，二者可協同抑制前列腺素的合成，在骨性關節(jié)炎的病變過程中起著同樣的作用[4]。另外，骨性關節(jié)炎軟骨中TNF-α較IL-1易于受到TNF-α降解的刺激物的影響。有研究認為[5]，IL-1在關節(jié)軟骨炎癥細胞的浸潤方面占有主要地位，而在關節(jié)腫脹方面TNF-α則發(fā)揮著作用，二者在誘導過程中均呈高表達。本研究發(fā)現，KOA患者滑液中IL-1和TNF-α含量顯著高于對照組，而且隨著臨床分期的增加其含量逐漸升高。且IL-1和TNF-α含量與KOA臨床分期存在正相關。提示滑液IL-1和TNF-α的含量隨著KOA的病情發(fā)展而逐漸增高。

IL-6是由骨髓基質細胞、骨髓瘤細胞、成骨細胞等合成的細胞因子。IL-6可以激活T細胞和B細胞而產生急相蛋白，參與多種生理和病理過程。IL-6在體外培養(yǎng)的正常成骨細胞和正常軟骨細胞原位中可以產生。以早期出現軟骨破壞后，激活了這種機制，導致IL-6含量增加[6]。本研究發(fā)現IL-6在骨性關節(jié)炎患者的滑液中過度表達，這與體外實驗結果相符。但有關IL-6在骨關節(jié)炎中的作用尚不明確。一般認為，IL-6在退行性骨關節(jié)病及骨關節(jié)炎中，是引起關節(jié)破壞和炎癥發(fā)生的重要因子。但后來的研究認為[7]，IL-6起到了保護骨性關節(jié)炎軟骨的作用，以早期出現軟骨破壞后，激活了這種機制，導致IL-6含量增加。本研究結果顯示，KOA患者滑液中IL-6含量顯著高于對照組，而且隨著臨床分期的增加而下降，各組之間差異均有顯著性。相關性分析提示，IL-6含量與KOA臨床分期存在負相關。說明KOA滑液中的IL-6含量隨著KOA的病情發(fā)展而逐漸下降。

綜上所述，KOA患者滑液中存在IL-1、TNF-α、IL-6水平的高表達，IL-1、TNF-α隨著臨床分期的增加其含量逐漸上升，而IL-6隨著臨床分期的增加其含量逐漸降低。因此，我們認為IL-1和TNF-α對骨關節(jié)炎的發(fā)生、發(fā)展起到一定的作用，骨性關節(jié)炎病變與IL-1、TNF-α密切相關，這可能是骨關節(jié)炎的發(fā)病機制之一。而KOA患者關節(jié)液中IL-6的含量不能直接反映出骨性關節(jié)炎的嚴重程度，但并節(jié)液中IL-6水平在診斷早期病變有一定的參考價值。

參考文獻：

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