骨關節炎患者關節液中白細胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α與前列腺素-2水平及意義

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骨關節炎患者關節液中白細胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α與前列腺素-2水平及意義

張其亮李云劉紅云

(青島市市立醫院東院區，山東青島266071)

關鍵詞〔〕骨關節炎；白細胞介素-1β；腫瘤壞死因子-α；前列腺素-2

第一作者：張其亮(1975-)，男，副主任醫師，博士，主要從事骨關節炎、關節損傷及關節鏡研究。

骨性關節炎(OA)在病理上主要表現為關節軟骨的退變及降解，盡管這種軟骨退變和降解的具體機制還不是十分明確，但大多數學者均認為各種細胞因子和炎性介質在其中起著至關重要的作用，其中白細胞介素(IL)-1β、腫瘤壞死因子(TNF)-α、前列腺素(PGE)-2是參與軟骨退變及降解并引起OA癥狀的最重要的細胞因子〔1～3〕。本研究探討IL-1β、TNF-α和PGE-2在OA發病中所起的作用及其與OA嚴重程度的關系。

1資料與方法

1.1一般資料我院2011年1月至2012年1 月骨科就診的單側膝關節OA患者121例。其中男35例，女86例，年齡40～73〔平均(53.22±9.14)歲；病程2個月～11年，平均(5.17±2.67)年。診斷標準：均符合中華醫學會骨科學分會2007年制定的“骨關節炎診治指南”中的診斷標準〔4〕，參照Felson等〔5〕的OA嚴重程度及活動性指數評估法，將膝關節受累程度分輕度組42例；中度組45例；重度組34例。20例年齡>40歲的健康志愿者作為對照組，其中男7例，女13例，年齡40～67〔平均(52.11±6.23)〕歲。實驗報醫院倫理委員會審批批準后進行，所有參與實驗者均簽署知情同意書。

1.2標本的采集及處理患者平臥位，膝關節伸直，常規消毒穿刺區域皮膚，穿刺點選擇髕骨外側穿刺點。局部浸潤麻醉后，以7號注射針向內側穿刺進入關節腔內，回抽關節積液，立即在4℃條件下2 000 r/min離心10 min，將上清液移至多聚丙烯管中，儲存存于-70℃低溫冰箱備用。

1.3樣本檢測雙抗體夾心酶聯免疫吸附試驗(ELISA)法檢測IL-1β、TNF-α及PGE-2的含量。以上試劑盒均購自武漢博士德生物工程有限公司。

1.4統計學方法采用SPSS10.0軟件進行秩和檢驗(Kruskal-Wallis法)、t檢驗及Spearman相關分析。

2結果

2.1各組關節液中IL-1β、TNF-α與PGE-2表達情況輕、中、重組關節液中IL-1β、TNF-α與PGE-2表達均顯著高于對照組(P<0.05)。輕、中、重三組間IL-1β、TNF-α與PGE-2的表達有顯著差異，且隨著OA程度的增加其表達有逐漸升高的趨勢(P<0.01)。見表1。

2.2OA患者關節液中IL-1β、TNF-α、PGE-2表達相關性IL-1β與TNF-α、PGE-2，TNF-α與PGE-2的表達均存在明顯的線性相關關系(r=0.856、0.798、0.892，P<0.01)。

組別nIL-1β(ng/L)TNF-α(ng/L)PGE-2(ng/L)對照組209.63±1.568.42±1.396.47±1.24輕度組4260.65±10.021)30.96±5.701)21.50±4.871)中度組45106.87±16.681)2)40.91±6.681)2)34.94±5.981)2)重度組34128.34±25.231)2)3)47.30±10.471)2)3)39.18±6.671)2)3)所有患者12196.86±33.0339.25±10.0531.47±9.4

與對照組比較：1)P<0.01(輕度組：IL-1β，t=22.507；TNF-α，t=17.355；PGE-2，t=13.799；中度組：IL-1β，t=25.909；TNF-α，t=21.442；PGE-2，t=20.994；重度組：IL-1β，t=20.931；TNF-α，t=16.462；PGE-2，t=21.616);與輕度組比較：2)P<0.01(中度組：IL-1β，t=15.564；TNF-α，t=7.447；PGE-2，t=11.525；重度組：IL-1β，t=15.945；TNF-α，t=8.662；PGE-2，t=13.437);與中度組比較：3)P<0.05(IL-1β，t=4.545；TNF-α，t=3.303；PGE-2，t=2.965)

3討論

在所有與關節退變和降解有關的細胞因子中，IL-1β、TNF-α、PGE-2是最重要的成員之一。Marks等〔6〕研究證實，在OA患者的滑液中存在IL-1β的高表達，且其表達程度與OA的嚴重程度呈明顯正相關。在OA發病過程中IL-1β可以通過以下機制引起關節軟骨退變、破壞及降解：①通過刺激TNF-α、一氧化氮(NO)表達，上調凋亡相關因子受體(FAS)途徑，加劇軟骨細胞的凋亡；②通過上調基質金屬蛋白酶(MMP)家族成員mRNA及蛋白表達；誘導各種MMP 酶原合成、分泌及活化等作用，引起軟骨基質降解；③通過促進軟骨和滑膜細胞過度分泌PGE-2及其他炎性因子，增加關節滑膜炎癥、促進軟骨基質吸收〔7，8〕等。 TNF-α作為一種炎性細胞因子，可參與并介導多種炎癥反應過程。Woodell-May等〔2〕研究證實，OA的發生及發展與關節內滑膜細胞分泌過多的TNF-α有關，關節內高濃度的 TNF-α能通過激活多型核細胞，促進滑膜細胞分泌PGE-2，進而產生增加血管通透性，促進炎性細胞浸潤，加重局部炎性水腫等作用，同時，TNF-α能選擇性地抑制主要軟骨基質如軟骨膠原、蛋白聚糖等合成，加速其降解；誘發抗自身軟骨的自身免疫反應，刺激軟骨MMP的合成和分泌，引起軟骨降解〔9〕。Lawrence等〔10〕研究則證實，TNF-α和 IL-1β有著協同作用，可能共同介導對關節軟骨的吸收、降解，引起關節內積液、關節疼痛等臨床癥狀。在OA發病過程中，PGE-2可以通過舒張末梢血管，增進微循環通透性，誘導局部白細胞聚集，加重關節滑膜的炎癥反應；通過促進血管生成，產生軟骨細胞過度生長及軟骨內骨化增加；增加破骨細胞的活性，促進骨吸收〔11，12〕。

本研究證實OA患者關節中IL-1β 、TNF-α、PGE-2三種因子的含量可以作為早期診斷OA、判斷OA嚴重程度及治療效果的指標。在OA的發病過程中，IL-1β 、TNF-α、PGE-2三種細胞因子可能存在相互促進或者相互協同的作用，因此，阻斷三種因子的表達或者其相互關聯的細胞因子網絡可以作為預防和治療OA的策略之一。

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11Shimpo H，Sakai T，Kondo S,etal.Regulation of prostaglandin E(2)synthesis in cells derived from chondrocytes of patients withosteoarthritis〔J〕.J Orthop Sci，2009；14(5)：611-7.

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〔2015-01-15修回〕

(編輯安冉冉/杜娟)

通訊作者：劉紅云(1974-)，女，主治醫師，碩士，主要從事關節退變的病理及病理生理研究。

中圖分類號〔〕R684.3〔

文獻標識碼〕A〔

文章編號〕1005-9202(2015)24-7237-02；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2015.24.132