何勇　熊建義　崔家鳴　陳潔琳　段莉　劉威　王大明　朱偉民　王大平

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肩周炎肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限的分子生物學(xué)研究

何勇熊建義崔家鳴陳潔琳段莉劉威王大明朱偉民王大平

目前肩周炎肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限的分子生物學(xué)機(jī)制研究主要集中于炎癥反應(yīng)和纖維化相關(guān)細(xì)胞因子。研究表明，某些特定炎癥介質(zhì)和纖維化相關(guān)細(xì)胞因子可能參與肩周炎發(fā)病機(jī)制，引起肩關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)性改變，最終導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限。該文就肩周炎肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限的分子生物學(xué)研究作一綜述。

肩周炎；活動(dòng)受限；細(xì)胞因子；分子生物學(xué)

肩周炎是由多因素導(dǎo)致的肩關(guān)節(jié)囊漸進(jìn)性炎性粘連、僵硬，其特點(diǎn)為肩關(guān)節(jié)疼痛、各方向活動(dòng)受限。臨床上肩周炎發(fā)病率為2%～5%，平均發(fā)病年齡約50歲，多發(fā)于30～70歲，女性多于男性，左側(cè)多于右側(cè)[1-3]。肩周炎發(fā)病相關(guān)危險(xiǎn)因素包括糖尿病、卒中、腫瘤、心肌梗塞、甲狀腺疾病、自身免疫性疾病、有肩周炎陽(yáng)性家族史、低體重指數(shù)等，其中糖尿病患者肩周炎發(fā)病率較高，為10%～20%[4-6]。

1　肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限病因

臨床上受累肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限給肩周炎患者帶來(lái)痛苦，且使用止痛劑仍不能緩解，提示肩關(guān)節(jié)病理性改變?yōu)橐鹌浠顒?dòng)受限的主要因素，疼痛為次要因素[7-9]。Shaffer等[3]對(duì)61例未經(jīng)治療的肩周炎患者進(jìn)行平均長(zhǎng)達(dá)7年的隨訪，結(jié)果顯示50%的患者存在肩部疼痛和僵硬，70%的患者存在肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限。肩周炎患者肩關(guān)節(jié)造影顯示，肩關(guān)節(jié)容量下降，關(guān)節(jié)囊增厚、縮短；MRI檢查顯示，喙肱韌帶及旋轉(zhuǎn)間隙處關(guān)節(jié)囊顯著增厚，喙突與喙肱韌帶間的脂肪三角消失；組織病理學(xué)檢查顯示，肩關(guān)節(jié)囊攣縮增厚，出現(xiàn)關(guān)節(jié)囊滑膜慢性炎癥及纖維化[10-12]。研究表明，肩周炎患者肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限主要由炎癥反應(yīng)及纖維化導(dǎo)致的肩部病理性變化引起，深入研究其病理分子機(jī)制具有重要價(jià)值。肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限的分子生物學(xué)機(jī)制目前尚不明確，但經(jīng)不斷探索和研究發(fā)現(xiàn)，某些特定炎癥介質(zhì)和纖維化相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)改變可能參與肩周炎發(fā)病機(jī)制，引起肩關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)改變，最終導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限。

2　炎癥及其相關(guān)細(xì)胞因子

有學(xué)者于1896年首次提出肩峰下滑囊炎引起的肩關(guān)節(jié)周?chē)装Y為原發(fā)性肩周炎的病因，此后肩周炎的分子生物學(xué)研究開(kāi)始集中于炎癥相關(guān)細(xì)胞因子。Rodeo等[13]對(duì)7例正常和14例肩周炎肩關(guān)節(jié)囊和滑膜進(jìn)行活檢，經(jīng)免疫組化分析和實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)檢測(cè)證實(shí)，肩周炎組白細(xì)胞介素(IL)-1α、IL-1β和腫瘤壞死因子(TNF)較正常組表達(dá)升高。研究[14]表明，早期肩周炎患者關(guān)節(jié)囊組織中出現(xiàn)血管增生，而血管增生與炎癥反應(yīng)密切相關(guān)，炎癥介質(zhì)可刺激血管增生，血管增生進(jìn)一步促進(jìn)炎癥反應(yīng)。Hand等[15]在肩周炎肩關(guān)節(jié)囊活檢樣本中發(fā)現(xiàn)慢性炎癥細(xì)胞，主要為肥大細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。Lho等[16]對(duì)比肩周炎患者(實(shí)驗(yàn)組)與肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者(對(duì)照組)肩關(guān)節(jié)囊及肩峰下滑囊組織，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組肩關(guān)節(jié)囊組織中IL-1α、IL-1β、TNF-α、環(huán)氧合酶(COX)-1和COX-2表達(dá)較對(duì)照組顯著升高，肩峰下滑囊組織中IL-1α、TNF-α及COX-2也較對(duì)照組顯著升高，認(rèn)為肩峰下滑囊中的炎癥介質(zhì)可能與肩周炎發(fā)病有關(guān)。

上述研究表明，炎癥反應(yīng)是原發(fā)性肩周炎的分子生物學(xué)表現(xiàn)，COX-1、COX-2、IL-1、IL-6、TNF-α等細(xì)胞因子可引起組織粘連、水腫，導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)活動(dòng)度下降，與肩周炎誘發(fā)、調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)歸密切相關(guān)。

3　纖維化及其相關(guān)細(xì)胞因子

肩周炎的特點(diǎn)為關(guān)節(jié)囊增厚、攣縮，但導(dǎo)致這種變化的機(jī)制尚不明確，僅確定與某些蛋白相關(guān)。Hand等[15]研究認(rèn)為，肩周炎關(guān)節(jié)囊的增厚和攣縮是纖維增生性紊亂綜合征，可能由細(xì)胞外基質(zhì)過(guò)度堆積或基質(zhì)降解受抑制引起。

Bunker等[17]應(yīng)用單克隆抗體免疫細(xì)胞化學(xué)染色法檢測(cè)從肩周炎患者喙肱韌帶和關(guān)節(jié)囊中獲取的樣本細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)存在大量成纖維細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞及結(jié)節(jié)狀膠原纖維，與纖維組織增生性疾病杜普伊特倫攣縮病變組織類似，提出肩周炎病理改變實(shí)質(zhì)為纖維組織增生。Raykha等[18]研究發(fā)現(xiàn)，杜普伊特倫攣縮者β-連環(huán)蛋白、纖維化組織中胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF)-2 mRNA表達(dá)較正常人顯著升高，關(guān)節(jié)鏡下分別取肩周炎和肩袖損傷關(guān)節(jié)囊組織檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)肩周炎組β-連環(huán)蛋白、IGF-2 mRNA表達(dá)較肩袖損傷組顯著升高，認(rèn)為肩周炎和杜普伊特倫攣縮具有相同的結(jié)締組織纖維化病理生理過(guò)程，且IGF-2可能直接參與肩周炎關(guān)節(jié)囊纖維化。

Schnaper等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在包括肩周炎在內(nèi)的纖維化疾病中，基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)、基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(TIMP)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-β等起重要作用。TGF-β是一種在細(xì)胞外基質(zhì)基因表達(dá)、細(xì)胞增殖分化、基質(zhì)降解、免疫調(diào)節(jié)及細(xì)胞凋亡等方面均發(fā)揮重要作用的細(xì)胞因子，同時(shí)也是一種重要的促纖維化因子，可在纖維化過(guò)程中促進(jìn)成纖維細(xì)胞生成，并進(jìn)一步促進(jìn)成纖維細(xì)胞合成膠原纖維、蛋白多糖及纖維粘連蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)[12,20-21]。研究[13,16,22]發(fā)現(xiàn)，肩周炎關(guān)節(jié)囊組織中TGF-β較正常者表達(dá)顯著升高，表明TGF-β可能在肩關(guān)節(jié)囊纖維化中發(fā)揮重要作用。

MMP是與多種細(xì)胞因子相互作用、具有廣泛生物學(xué)活性的酶家族，在細(xì)胞外基質(zhì)降解和重塑過(guò)程中發(fā)揮重要作用，與組織纖維化密切相關(guān)，其含量常隨組織纖維化而變化，其中MMP-1和MMP-2與膠原纖維降解相關(guān)[23-24]。李宏云等[23]對(duì)比了肩周炎、肩袖損傷、肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)、肩峰下撞擊綜合征患者肩關(guān)節(jié)囊組織，發(fā)現(xiàn)肩周炎肩關(guān)節(jié)囊組織中MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-9及MMP-12表達(dá)顯著升高，認(rèn)為MMP可能在肩周炎纖維化病理過(guò)程中起重要作用。Lubis等[22]發(fā)現(xiàn)，與正常者相比，肩周炎患者血漿中MMP-1和MMP-2表達(dá)顯著降低，而TIMP-1、TIMP-2 和TGF-β1表達(dá)顯著升高；進(jìn)一步將肩周炎患者分為強(qiáng)化伸展鍛煉組和自行鍛煉組，在6周和12周后再次測(cè)量血漿中各因子表達(dá)并分別評(píng)定其肩關(guān)節(jié)功能，結(jié)果顯示兩組患者血漿中MMP-1和MMP-2水平均較基線升高；強(qiáng)化伸展鍛煉組除MMP-1和MMP-2升高更為顯著外，TIMP-1、TIMP-2和TGF-β1表達(dá)水平顯著降低，且肩關(guān)節(jié)功能恢復(fù)更顯著，因此認(rèn)為血漿中MMP-1、MMP-2、TIMP-1、TIMP-2和TGF-β1可能與肩周炎密切相關(guān)，且與肩周炎纖維化病理過(guò)程相關(guān)，伸展運(yùn)動(dòng)有助于恢復(fù)肩周炎患者肩關(guān)節(jié)功能。

Hagiwara等[25]研究發(fā)現(xiàn)，肩周炎肩關(guān)節(jié)囊組織中膠原纖維束結(jié)構(gòu)致密，而肩袖損傷肩關(guān)節(jié)囊組織中膠原纖維束排列稀疏、有序，實(shí)時(shí)定量PCR顯示肩周炎者Ⅰ型膠原、Ⅲ型膠原、降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)、P物質(zhì)(SP)和血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)等表達(dá)均較肩袖損傷者顯著升高，免疫組化結(jié)果也顯示肩周炎者Ⅰ型膠原表達(dá)升高。

Ha等[26]采用免疫印跡法測(cè)定肩袖損傷、肩周炎及正常肩峰下滑囊和關(guān)節(jié)囊樣本組織酸敏感性離子通道(ASIC)3蛋白水平，結(jié)果顯示肩袖損傷和肩周炎組ASIC3表達(dá)顯著升高。Cho等[27]發(fā)現(xiàn)原發(fā)性肩周炎關(guān)節(jié)囊組織中ASIC1、ASIC2、ASIC3及相應(yīng)mRNA表達(dá)較肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)者顯著升高，其中ASIC3 mRNA和ASIC3升高最明顯，提示ASIC可能參與肩周炎病理過(guò)程。

上述研究表明，肩周炎肩關(guān)節(jié)囊增厚和攣縮為纖維增生性紊亂，IGF-2、ASIC、TGF-β、MMP和TIMP等細(xì)胞因子可能參與肩周炎纖維化，促使Ⅰ型和Ⅲ型膠原蛋白表達(dá)升高，肩關(guān)節(jié)纖維化，肩關(guān)節(jié)囊攣縮、增厚、容積下降，最終導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限。

4　結(jié)語(yǔ)

肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限的分子生物學(xué)研究目前主要集中于炎癥反應(yīng)和纖維化病理過(guò)程。炎癥反應(yīng)和纖維化是肩周炎基本病理變化，但其具體誘因目前仍不明確，可能與免疫反應(yīng)、退行性變、微損傷等相關(guān)[4,10,15]。肩周炎患者關(guān)節(jié)囊增厚、攣縮，關(guān)節(jié)腔容積下降為肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限的病因。COX-1、COX-2、IL-1、IL-6、TNF-α等炎性因子可能在肩周炎炎癥誘發(fā)、調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)歸中起重要作用，炎癥反應(yīng)引起組織粘連、水腫，導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)活動(dòng)度下降，繼而發(fā)生肩關(guān)節(jié)纖維化、關(guān)節(jié)囊增厚粘連等。IGF-2、ASIC、TGF-β、MMP和TIMP等細(xì)胞因子可能參與肩周炎纖維化，促使Ⅰ型和Ⅲ型膠原蛋白表達(dá)升高，加速肩關(guān)節(jié)纖維化，引起肩關(guān)節(jié)囊攣縮、增厚、容積下降，最終導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限。研究[4]顯示，約25%的肩周炎患者患有糖尿病，伴有糖尿病的肩周炎患者病情更嚴(yán)重，病程遷延，肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限顯著，應(yīng)考慮早期干預(yù)[28-30]。未來(lái)肩周炎肩關(guān)節(jié)活動(dòng)受限的分子生物學(xué)研究可繼續(xù)圍繞炎癥反應(yīng)、與纖維化密切相關(guān)的細(xì)胞因子及其相互作用、調(diào)節(jié)機(jī)制等展開(kāi)。

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(收稿：2015-12-09；修回：2016-03-02)

(本文編輯：李昱霏)

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81572198)、廣東省自然科學(xué)基金(2015A030313772)、深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目(JSGG20140519105550503、JCYJ20140414170821200)

518000，深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部深圳大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科(何勇、熊建義、崔家鳴、朱偉民、王大平)；518000，深圳市組織工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(何勇、熊建義、崔家鳴、陳潔琳、段莉、劉威、王大明、朱偉民、王大平)

10.3969/j.issn.1673-7083.2016.03.013