腎氣虧虛型OA未病臨床診斷試驗的初步研究?

宋慶慧，王金洪，何麗清，楊麗平，朱 嘉，李 莉，馬 淵，孔煥宇,張萬強△

(1.中國中醫科學院望京醫院，北京 100102;2.朝陽區八里莊社區衛生服務中心,北京 100025)

骨性關節炎(osteoarthritis，OA)是發病率較高的中老年慢性病，目前臨床上的診斷方法僅在關節軟骨破壞嚴重時才能發現病情，使患者錯過最佳診療時機。因此，探究有效、便捷的檢查手段以檢測早期OA的變化，對有效防治OA具有重要意義。

中醫理論認為，肝腎虧虛是OA病變的根本,風寒濕痰瘀痹阻經絡為標。現代研究表明，中醫腎虛[1]可在諸多方面影響骨性關節炎的發病。本課題第一部分中醫證型的研究[2]也證實，腎氣虧虛型OA患者所占比例較高。

Ⅱ型膠原C-端肽(C terminal propeptide of collagen type II，CTX-Ⅱ)和軟骨寡聚基質蛋白 (cartilage oligomeric matrix protein，COMP) 水平可反映關節軟骨降解破壞程度[3～5]。因此本研究采用ELISA方法測定OA患者、類風濕關節炎患者及同期確診健康人尿液中CTX-Ⅱ和血清中COMP水平，探討CTX-Ⅱ和COMP在骨關節炎早期診斷中的作用及其臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象為2010年3月至2010年5月在望京醫院門診就診的膝骨關節炎、類風濕關節炎患者及同期確診的健康人。骨關節炎及類風濕關節炎患者年齡45～60歲，平均年齡(52.18±4.02)歲；健康人群年齡30～50歲，平均年齡(42.22±3.43)歲，所有研究對象均為女性。將研究對象分為腎氣虧虛型OA已病組、腎氣虧虛型OA未病組、類風濕關節炎組、健康人群組與腎氣虧虛型亞健康人群組，每組30人共150人。

1.2 診斷標準

1.2.1 膝骨關節炎診斷標準 膝骨關節炎診斷標準參照《中藥新藥臨床研究指導原則》[6]膝骨關節炎臨床標準；膝骨關節炎放射學檢查(Lawrence法)分級。

1.2.2 類風濕關節炎 診斷標準參照1987年美國風濕病學會類風濕關節炎診斷標準[7]。

1.2.3 中醫腎氣虧虛型證候診斷標準主癥：腰膝冷痛，神疲乏力，腰脊疼痛，腰部沉重，腰酸。次癥：面暗，胸悶，心悸，氣短，口干渴。

1.2.4 分級 1)OA未病：①符合膝骨關節炎診斷標準；②膝骨關節炎放射學檢查(Lawrence法)分級為Ⅰ級。2)OA已病：①符合膝骨關節炎診斷標準；②膝骨關節炎放射學檢查(Lawrence法)分級為Ⅱ級以上含Ⅱ級。

1.3 納入標準

1.3.1 腎氣虧虛型OA已病組 符合OA診斷標準且OA放射學(Lawrence法)分級為Ⅱ級以上含Ⅱ級；符合中醫腎氣虧虛型證候診斷標準。

1.3.2 腎氣虧虛型OA未病組 符合OA診斷標準且OA放射學(Lawrence法)分級為Ⅰ級；Ⅱ級以下不含Ⅱ級；符合中醫腎氣虧虛型證候診斷標準。

1.3.3 類風濕關節炎組 符合類風濕關節炎診斷標準。

1.3.4 健康人群組 經診斷未患OA且未患類風濕關節炎者；未見有腎氣虧虛中醫證候者。

1.3.5 腎氣虧虛型亞健康人群組 經診斷未患OA且未患類風濕關節炎者；有腎氣虧虛中醫證候者。

1.4 排除標準

并發癥影響到關節者，如牛皮癬、梅毒性神經病、褐黃病、 代謝性骨病、急性創傷等；患有心血管、腦血管、胃、肝、腎、造血系統、內分泌系統等嚴重原發性疾病及精神病患者；患有其他風濕病如系統性紅斑狼瘡、干燥綜合征、強直性脊柱炎、痛風性關節炎病史者。

1.5 檢測指標與方法

ELISA法測定血清中COMP水平,試劑為瑞典AB公司生產的COMP ELISA(lot:161505)試劑盒；尿中CTXI-Ⅱ水平,試劑為美國IDS公司生產的CTX-Ⅱ ELISA(lot:11318)試劑盒。

1.6 統計學方法

2 結果

2.1 各組CTX-Ⅱ比較(表1)

2.2 各組COMP比較(表2)

2.3 診斷試驗性能評價

2.3.1 CTX-Ⅱ水平診斷腎氣虧虛型OA未病的結果及評價 表3圖1顯示，①ROC曲線下面積AUC=0.648,P=0.0392，臨界值為0.431；②準確性評價指標：敏感度55.17%，其95%可信區間為35.7～73.6；特異度71.87%，其95%的可信區間為53.3～86.3；假陰性率(漏診率)44.83%，假陽性率(誤診率)28.13%；③有效性評價指標：陽性似然比(+LR)1.96，陰性似然比(-LR)0.62，陽性預測值(+PV)64.0，陰性預測值(-PV)63.9；④可靠性評價指標：標準差0.178，變異系數39.21%。

表1 各組CTX-Ⅱ比較

注：與健康人群組比較：*P<0.05

表2 各組COMP比較

注：與健康人群組比較：**P<0.01

表3 CTX-Ⅱ水平診斷腎氣虧虛型OA未病的診斷檢測結果

圖1 CTX-Ⅱ水平診斷腎氣虧虛型OA未病的ROC曲線

2.3.2 CTX-Ⅱ水平診斷腎氣虧虛型OA已病的結果及評價 表4圖2顯示，①ROC曲線下面積AUC=0.689,P=0.0048,臨界值為0.321；②準確性指標：敏感度87.50%，其95%可信區間為71.0～96.5；特異度50%，其95%的可信區間為31.9～68.1；假陰性率(漏診率)12.50%,假陽性率(誤診率)50%；③有效性指標：陽性似然比(+LR)1.75，陰性似然比(-LR)0.25；陽性預測值(+PV)63.6,陰性預測值(-PV)80.0；④可靠性評價指標：標準差0.128,變異系數26.95%。

表4 CTX-Ⅱ水平診斷腎氣虧虛型OA已病的檢測結果

圖2 CTX-Ⅱ水平診斷腎氣虧虛型OA已病的ROC曲線

2.3.3 COMP水平診斷腎氣虧虛型OA未病的結果及評價 表5圖3顯示，①ROC曲線下面積AUC=0.927，P<0.0001，臨界值為0.115；②準確性指標：敏感度95%，其95%可信區間為75.1～99.9；特異度80%，其95%的可信區間為56.3～94.3；假陰性率(漏診率)5%，假陽性率(誤診率)20%；③有效性指標：陽性似然比(+LR)4.75，陰性似然比(-LR)0.063，陽性預測值(+PV)82.6，陰性預測值(-PV)94.1；④可靠性評價指標：標準差0.015，變異系數11.19%。

表5 COMP水平診斷腎氣虧虛型OA未病的檢測結果

圖3 COMP水平診斷腎氣虧虛型OA未病的ROC曲線

2.3.4 COMP水平診斷腎氣虧虛型OA已病的結果及評價 表6圖4顯示，①ROC曲線下面積AUC=0.962，P<0.0001，臨界值為0.12；②準確性指標：敏感度95%，其95%可信區間為75.1～99.9；特異度85%，其95%可信區間為62.1～96.8；假陰性率(漏診率)5%，假陽性率(誤診率)15%；③有效性指標：陽性似然比(+LR)6.33，陰性似然比(-LR)0.059，陽性預測值(+PV)86.4，陰性預測值(-PV)94.4；④可靠性評價指標：標準差0.028，變異系數18.67%。

表6 COMP水平診斷腎氣虧虛型OA已病的檢測結果

圖4 COMP水平診斷腎氣虧虛型OA已病的ROC曲線

4 討論

腰野富久等[8]按骨關節炎進程分為早中晚3期，其中早期骨關節炎的X線為1級，中期骨關節炎的X線為2～3級，晚期骨關節炎的X線為4～5級。經長期隨訪觀察發現，1級階段軟骨磨損的發展比較緩慢, 2級階段伴有內外翻畸形明顯加重時發展十分迅速, 并出現骨質的破壞。因此，應在軟骨出現顯著退變之前或者在X線有變化之前找到能早期診斷的方法來提高療效。這也符合 “無病重防、欲病防作、既病防變及病愈防復”的“未病”中醫理論。

Ⅱ型膠原是關節軟骨的主要結構成分,占膠原總量的80%～90%。OA發生時,Ⅱ型膠原降解代謝加快,在蛋白酶的作用下,Ⅱ型膠原首先裂解產生C-端肽,即為CTX- Ⅱ。Jordan等[9]在研究176名OA患者尿液中CTX-Ⅱ與其膝關節影像學改變關系中發現，在脛骨平臺和髕股骨面嚴重退變過程中，CTX-Ⅱ明顯升高。Reijman等[10]發現，OA患者尿液中的CTX-Ⅱ水平升高還與軟骨的快速破壞相關聯，這提示尿液中CTX-Ⅱ水平越高，OA的發病危險越大，疾病進展的可能性也越大。

本研究證實，OA早期CTX-Ⅱ水平就明顯升高，且隨著OA的不斷加重，CTX-II含量也不斷增高，這也與Wagner 等研究一致[11]。本實驗檢測CTX-Ⅱ水平方法的篩檢評價說明，采用CTX-Ⅱ水平評價腎氣虧虛型OA準確度一般，有效性一般，可靠性好。

COMP最先發現于軟骨，它與Ⅱ型膠原相結合，在軟骨組織膠原網中起穩定作用[12]。血清中的COMP水平與關節炎的嚴重程度密切相關，與關節疼痛和僵硬程度有關,且與OA的影像學進展呈正相關[14-16]。COMP水平在一種Ⅱ型前膠原基因COL2A1突變引起的家族性OA患者體內升高，其濃度變化與OA進展完全一致[17]。在對轉基因小鼠進行的動物實驗中也發現,COMPmRNA表達上調與COMP蛋白重新分布,是OA病程中關節軟骨退行性變早期階段的特征性改變[18]。Huebner等[19]對豚鼠的研究發現，有骨關節炎傾向的關節液中COMP變化較軟骨組織學損傷改變要早2個月左右。

本研究發現，早期OA就可見COMP明顯升高，但COMP不能將早期OA與類風濕關節炎患者區分開,可以與OA后期區分開。本實驗檢測COMP水平方法篩檢評價說明，采用COMP水平評價OA準確度好，有效性好，可靠性好。

只靠檢測CTX-Ⅱ或COMP水平不能全面反映關節軟骨退變的生物學過程，需要結合多種生物學標記物檢測才能更準確地早期診斷OA及預測病情進展[20-21]。故CTX-Ⅱ和COMP作為輔助檢查用于早期診斷OA時，需緊密結合臨床及其他檢查方法,并排除其他疾病,才能做出更正確的診斷。

[1] 李勇枝. 中醫腎虛證研究進展[J]. 中國中醫基礎醫學雜志,1996,2(4):56-60.

[2] 何麗清，閆立，楊濤，等.586 例膝骨關節炎中醫證型聚類分析及與中醫體質的關系[J]. 遼寧中醫藥大學學報,2012，14(7):52-55.

[3] Larsson E，Erlandsson Harris H，Larsson A，et al．Corticosteroid treatment of experimental arthritis retards cartilage destruction as determined by histology and serum COMP[J]．Rheumatology(Oxford)，2004，43(4)：428 -434．

[4] Dam EB, Byrjalsen I, Karsdal MA, Qvist P,et al.Increased urinary excretion of C-telopeptides of type II collagen (CTX-II) predicts cartilage loss over 21 months by MRI[J]. Osteoarthritis Cartilage, 2009, 17(3): 384-389.

[5] Sarukawa J，Takahashi M，Doi M，et al． A longitudinal analysis of urinary biochemical markers and bone mineral density in STR/Ort mice as a model of spontaneous osteoarthritis[J]． Arthritis Rheum，2010，62(2)：463-471．

[6] 鄭筱萸．中藥新藥臨床研究指導原則[S]．北京：中國醫藥科技出版社，2062：364．

[7] Arnett FC, Edworthy SM, Bloch DA, et al. The American Rheumatism Association 1987 revised criteria for the classifiration of rheumatoid arthritis[J]. Arthritis Rheum, 1988, 31(3): 315-324.

[8] 腰野富久.變形性膝關節癥病因、診斷與治療[J].整形外科，1992，43(11):1629.

[9] Jordan KM，Syddall HE，Garnero P，et al．Urinary CTX-Ⅱand glucosyl-galactosyl- pyridinoline are associated with the presence and severity of radiographic knee osteoarthritis in men[J]．Ann Rheum Dis，2006，65(7):871-877．

[10] Reijman M，Hazes JM，Bierma-Zeinstra SM，et al．A new marker for osteoarthritis:cross-sectional and longitudinal approach[J]．Arthritis Rheum，2004，50(8):2471-2478．

[11] Wagner S,Hofstetter W,Chiquet M,et al.Early osteoarthritic changes of human femoral head cartilage subsequent to femoro-acetabular impingement[J].Osteoarthritis and Cartilage,2003,11(7):508-518.

[12] Hedbom E，Antonsson P，Hjerpe A，et al．Cartilage matrix proteins．An acidic oligomeric protein(COMP)detected only in cartilage[J].J Biol Chem，1992，267(9)：6132-6136．

[13] Sowers MF，Karvonen-Gutierrez CA，Yosef M，et al．Longitudinal changes of serum COMP and urinary CTX-Ⅱ predict X-ray defined knee osteoarthritis severity and stiffness in women[J]．Osteoarthritis Cartilage，2009，17(12)：1609-1614．

[14] Marti C,Neidhart M,Gerber T,et al.Cartilage oligomeric matrix protein(COMP):the role of a non-collagen cartilage matrix protein as a marker of disease activity and joint destruction in patients with rheumatoid arthritis and osteoarthritis[J].Z Rheumatol,1999,58(2):79-87.

[15] Vilim V,Olejarova M,Machacek S,et al.Serum levels of cartilage oligomeric matrix protein(COMP)correlate with radiographic of progression knee osteoarthritis[J].Osteoarthritis Cartilage,2002,10(9):707-713.

[16] Sharif M，Granell R，Johansen J，et al．Serum cartilage oligomeric matrix protein and other biomarker profiles in tibiofemoral and patellofemoral osteoarthritis of the knee[J]．Rheumatology(Oxford)，2006，45(5):522-526．

[17] Bleasel JF，Poole AR，Heinegard D，et al．Changes in serum cartilage marker levels indicate altered cartilage metabolism in families with the osteoarthritis related typeⅡcollagen gene COL2A1 mutation[J]．Arthritis Rheum，1999，42(1)：39-45．

[18] Salminen H,Perala M,Lorenzo P,et al.Up-regulation of cartilage oligomeric matrix protein at the onset of articular cartilage degeneration in a transgenic mouse model of osteoarthritis[J]. Arthritis Rheum, 2000, 43(8):1742-1748.

[19] Huebner JL，Kraus VB．Assessment of the utility of biomarkers of osteoarthritis in the guinea pig[J]．Osteoarthritis Cartilage，2006，14(9)：923-930．

[20] Charni-Ben Tabassi N,Desmarais S,Bay-Jensen AC,et al.The type II collagen fragments Helix-II and CTX-II reveal different enzymatic pathways of human cartilage collagen degradation[J].Osteoarthritis Cartilage,2008,16(10):1183-1191.

[21] Williams FM.Biomarkers:in combination they may do better[J].Arthritis Res Ther,2009,11(5):130.