Ⅱ型膠原螺旋肽對骨關節炎的診斷價值

丁娟，王歡，潘曉余，黃暢，冉媛，呂延成*

(1.遵義醫學院珠海校區，廣東 珠海 519041；2.山西醫科大學第二醫院骨科，山西太原 030001)

Ⅱ型膠原螺旋肽對骨關節炎的診斷價值

丁娟1，王歡2，潘曉余1，黃暢1，冉媛1，呂延成1*

(1.遵義醫學院珠海校區，廣東 珠海 519041；2.山西醫科大學第二醫院骨科，山西太原 030001)

骨關節炎(osteoarthritis，OA)是目前臨床上中老年患者關節疼痛和關節殘疾最常見的原因之一，并以關節軟骨退變為特征[1-4]，發病原因與年齡、創傷、關節的先天性異常、關節畸形等有關。因為骨關節炎在影像學上的改變與組織生物學上的改變不同步，影像學改變滯后明顯，故影像學檢查并不能早期診斷骨關節炎。迄今為止，OA的早期診斷方法仍然是骨科界的難題之一。隨著現代醫學的發展，人體體液中一些生物學標志物在骨關節炎早期診斷方面的作用正受到國內外大量學者的重視，例如：人軟骨糖蛋白-40、透明質酸、血清軟骨寡聚基質蛋白、蛋白多糖、Ⅱ型膠原羧基端端肽、Ⅱ型膠原螺旋肽(type Ⅱ collagen helical peptide，HELIX-Ⅱ)[5]等。本文就Ⅱ型膠原螺旋肽在骨關節炎診斷方面的研究做一綜述。

1 HELIX-Ⅱ的來源及特性

Charni-Ben等[6]通過將人類關節軟骨提取物在體外進行培養，在具有活性的人類重組組織蛋白酶和金屬蛋白酶中培養，發現從骨關節炎患者的軟骨切片中HELIX-Ⅱ自行釋放出來。在體外培養的組織中，組織蛋白酶-K、L、S可產生大量的HELIX-Ⅱ，組織蛋白酶-B產生Ⅱ型膠原羧基端端肽，但是組織蛋白酶-B卻破壞HELIX-Ⅱ的免疫反應性。HELIX-Ⅱ和Ⅱ型膠原羧基端端肽均不能單獨精確地反映組織蛋白酶和金屬蛋白酶的溶膠原活性。分析OA患者的關節軟骨分離組織實驗得出：人類軟骨膠原經蛋白水解酶釋放出的HELIX-Ⅱ在軟骨降解中發揮作用，并能反映軟骨膠原降解過程的一部分信息，可以補充說明OA病程的其他相關信息；而且在OA患者中，其軟骨降解產生的Ⅱ型膠原裂解片段HELIX-Ⅱ可作為臨床生物學標記物，HELIX-Ⅱ與OA的病理過程具有相關性。

Bay-jensen等[7]將32 例骨關節炎膝軟骨深層軟骨活組織檢查制成切片，用免疫組化分析HELIX-Ⅱ和Ⅱ型膠原羧基端端肽。發現HELIX-Ⅱ和Ⅱ型膠原羧基端端肽在膠原受損部位可被檢測到，與先前報告相同，更多的圍繞在軟骨細胞周圍，也有報告在受損部位邊緣，接近軟骨下骨，包括血管化作用部位和骨軟骨交界處，在骨軟骨交界處是Ⅱ型膠原羧基端端肽占優勢，而HELIX-Ⅱ少見。在軟骨組織中，HELIX-Ⅱ和Ⅱ型膠原羧基端端肽顯示出不同程度的選擇特異性。

2 HELIX-Ⅱ對骨關節炎的臨床診斷意義

Garnero等[8]發現髖關節骨關節炎迅速惡化與尿液中HELIX-Ⅱ和Ⅱ型膠原羧基端端肽的變化有關聯。收集12 例急進型惡化髖關節骨關節炎病例(平均年齡70 歲)和28 例關節腔損失小于0.22 mm/年的緩進型髖關節骨關節炎病例(平均年齡63 歲)進行病例對照研究。隨訪期結束后，測定每例患者尿液樣本的HELIX-Ⅱ和Ⅱ型膠原羧基端端肽濃度。40 例髖關節骨關節炎患者組的HELIX-Ⅱ表達量比75 例健康對照組HELIX-Ⅱ表達量高41%(P=0.002)，HELIX-Ⅱ的表達量增高與髖關節腔最小間隙下降相關(r=-0.57，P=0.001)。急進型骨關節炎的尿液HELIX-Ⅱ平均水平比緩進型的高71%。最高變異值中的HELIX-Ⅱ和Ⅱ型膠原羧基端端肽量引入到多變量logistic回歸模型中，發現高HELIX-Ⅱ水平與高Ⅱ型膠原羧基端端肽水平相互獨立，調整OR(95%CI)分別為5.73(1.01 to 32.8)和6.67(1.14 to 39.0)(調整變量為年齡和BMI)，并且與急進型損傷疾病相關。尿液HELIX-Ⅱ水平升高與急進型髖關節骨關節炎相關，單獨檢測HELIX-Ⅱ水平或與Ⅱ型膠原羧基端端肽聯合檢測可以做為臨床發現髖關節骨關節炎的有用工具。

Ghami等[5]還使用具有競爭性多克隆抗體為基礎的ELISA技術檢測尿HELIX-Ⅱ和Ⅱ型膠原羧基端端肽水平：90 例膝關節OA患者，73%為女性，平均年齡(63.0±8.0) 歲，患病史(6.1±6.8)年；89 例早期RA患者，79%為女性，平均年齡(48.7±11.6) 歲，患病史3年；25 例Paget骨病患者(僅作HELIX-Ⅱ檢測)；162名健康對照者。在RA患者中發現尿中HELIX-Ⅱ和Ⅱ型膠原羧基端端肽的基線水平與關節破壞進程密切相關。用ELISA法測得的HELIX-Ⅱ和Ⅱ型膠原羧基端端肽含量的組內變異值及組間變異值分別降低了13%和15%。HELIX-Ⅱ水平反映出對于人類未變性及已變性的兩種Ⅱ型膠原沒有明顯的交叉反應，與來自人類Ⅰ型膠原或Ⅲ型膠原的同源多肽沒有交叉反應，與在C端肽延長或縮短的多肽也沒有交叉反應。

與那些年齡和性別相匹配的健康對照組相比，膝關節骨關節炎患者和早期RA患者的中位尿HELIX-Ⅱ水平分別增高了56%和123%；尿液中HELIX-Ⅱ的基線水平與RA患者關節損傷的影像學進展呈正相關。此實驗說明：HELIX-Ⅱ在Ⅱ型膠原降解產物中是具有特異性的，并能把OA及RA患者與健康者區分開來。HELIX-Ⅱ水平的增高與RA的關節損害程度有關，而獨立于C反應蛋白水平、關節損傷基線水平及Ⅱ型膠原羧基端端肽水平。

Reijman等[9]在一項172 例原發性膝關節骨關節炎患者的研究發現，進展期患者的關節液中，Ⅱ型膠原代謝產物PⅡCP的水平相對于非進展期患者明顯升高。鹿特丹研究中心隨訪了1 235 例膝關節和/或髖關節骨關節炎患者6.6年，發現這些患者體液中HELIX-Ⅱ、Ⅱ型膠原羧基端端肽水平的升高與膝、髖關節骨關節炎的患病率和病情進展有著密切的相關性。

Wei等[10]采集至少一側患有OA的42 例患者，41 例膝關節其他疾病患者(非OA組)，采用ELISA法檢測關節液中HELIX-Ⅱ的含量，并依據關節鏡下Outerbridge軟骨損傷評分來評價膝關節軟骨損傷程度。實驗說明膝關節滑液中的HELIX-Ⅱ水平可以作為生物標志物來反映早期軟骨損傷，但不能預測膝關節軟骨損傷的嚴重程度和病程變化。

3 影響HELIX-Ⅱ對骨關節炎診斷價值的因素

Quintana等[11]采集至少一側患有OA的40名患者，連夜收入臨床研究中心收集血清樣本。樣本收集時間為：第1天晚6～8點(T3，n=40)，早8點起床前(T0，n=40)，用餐前起床后1 h(T1a，n=40)，用餐后起床后1～2 h，起床后4 h(T2，n=20)。采用酶聯免疫標記法測定sPⅡANP(ⅡA型前膠原氨基端前肽)和sHELIX-Ⅱ的水平，研究發現PⅡANP和sHELIX-Ⅱ生物標記物的血清水平從T0到T1，sPⅡANP和sHELIXⅡ的標準平均濃度明顯增高(P<0.05)。這說明骨關節炎患者的HELIX-Ⅱ血清水平在一天之中并非穩定，HELIX-Ⅱ如用來做臨床研究，血清樣本采集時間應該標準化。

總之，HELIX-Ⅱ作為一種反映關節軟骨代謝和病理變化的生物標記物，對于OA的早期診斷、判斷患者的病情以及預測預后具有一定意義，但要達到早期診斷或輔助早期診斷的目標，還需要進一步研究。

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[6]Charni-Ben Tabassi N，Desmarais S，Garnero P，etal.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.

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[8]Garnero P，Charni N，Juillet F，etal.Increased urinary type Ⅱ collagen helical and C telopeptide levels are independently associated with a rapidly destructive hip osteoarthritis[J].Ann Rheum Dis，2006，65(12)：1639-1644.

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[10]Wei X，Yin K，Li P，etal.Type Ⅱ collagen fragment HELIX-Ⅱ is a marker for early cartilage lesions but does not predict the progression of cartilage destruction in human knee joint synovial fluid[J].Rheumatol Int，2013，33(7)：1895-1899.

[11]Quintana DJ，Garnero P，Huebner JL，etal.PIIANP and HELIX-Ⅱ diurnal variation[J].Osteoarthritis Cartilage，2008，16(10)：1192-1195.

1008-5572(2015)04-0334-02

R684.3

A

2014-11-18

丁娟(1980- )，女，技師，遵義醫學院珠海校區，519041。

*本文通訊作者：呂延成