FGF18與骨性關節炎患者血清炎癥細胞因子、脂肪細胞因子及骨關節嚴重程度的相關性

胡彥彬 王振東 趙強 湯瑋 潘偉 李雷

骨性關節炎（osteoarthritis，OA）又被稱為增生性骨關節炎或退行性關節病，患者的主要病理表現為新骨的形成及軟骨退行性病變，進而導致關節軟骨變性、破壞，引發關節疼痛、腫脹、骨質增生和關節積液等癥。OA 嚴重的甚至可導致殘疾等嚴重不良事件，被認為是導致人群傷殘的重要原因之一，嚴重威脅了患者的生活質量[1]。細胞因子學說認為炎性細胞因子在骨關節炎的發生發展中發揮重要作用[2]。并有研究證實[3]，肥胖、高血壓、血脂異常等代謝紊亂是骨性關節炎發生的重要危險因素。通過炎癥細胞因子和脂肪細胞因子檢測可了解OA患者疾病進展情況。成纖維細胞生長因子-18（fibroblast growth factor-18，FGF18）為FGF家族中具有代表性的因子，在軟骨形成、骨骼發育及關節軟骨修復中具有重要作用[4]。目前，對于FGF18 在OA 中檢測及與OA 骨關節嚴重程度的關系研究較少，本研究對FGF18與骨性關節炎患者血清炎癥細胞因子、脂肪細胞因子及骨關節嚴重程度的相關性進行了探究，以指導OA患者的病情評估及治療，具體如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年6月至2019年6月本院收治的120例OA患者，根據Kellgren-Lawrence（K-L）分級至少2級，并分為KL2 組（n=53）、KL3組（n=39）、KL4組（n=28）。其中，KL2級男31例，女22例，年齡39～80歲，平均年齡（58.8±4.2）歲，病程6個月～9年，平均（2.5±0.6）年；KL3級男23例，女16例，年齡41～79歲，平均年齡（59.4±4.1）歲，病程3個月～10年，平均（2.5±0.7）年；KL4級男16例，女12例，年齡42～76歲，平均年齡（58.1±4.5）歲，病程6個月～10年，平均（2.7±0.7）年。另選取同期于我院體檢的健康志愿者30例作為對照組，其中男18例，女12例，年齡45～82歲，平均（59.7±4.6）歲。

納入標準：①符合OA 的相關診斷標準[5]；②對病變關節行X 光線檢查并依據Kellgren-Lawrence（K-L）分級為2～4級；③均對本研究內容知情同意并簽署知情同意書；④依從性好，能夠配合完成此研究。排除標準：①合并感染、類風濕性關節炎、創傷及骨腫瘤等骨關節疾病者；②肝腎等臟器存在器質性病變者；③存在骨關節手術史者；④近期有糖皮質激素等藥物治療者。排除關節外傷史、合并急慢性疾病者。4組研究對象在性別、年齡上比較差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。本研究獲得院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 Kellgren-Lawrence（K-L）分級方法[6]

所有研究對象均行X射線檢查并行K-L分級。K-L分級0～4級，分級越高，病變越嚴重。

1.2.2 血清因子檢測

所有研究對象均入院后抽取5 mL 空腹靜脈血，3 500 r/min 離心10 min 收集血清，-80℃保存待測。采用酶聯免疫吸附法（Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）測定FGF18及炎癥細胞因子[腫瘤壞死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細胞介素-1β（Interleukin-1β，IL-1β）、IL-6、IL-17、IL-23]、脂肪細胞因子[瘦素（Leptin，LP）、脂聯素（Adiponectin，APN）、內脂素（visfatin）]水平，FGF18及炎癥細胞因子試劑盒購自南京建成生物醫學工程公司，脂肪細胞因子試劑盒購自深圳晶美生物工程有限公司。檢測方法依照試劑盒說明書進行。

1.3 統計學分析

采用SPSS 20.0軟件進行數據分析，計數資料以%表示，組間比較采用χ2檢驗；計量資料以（）表示，兩兩比較采用LSD-t 檢驗，多組間比較采用單因素方差分析；Spearman 相關性分析各指標的相關性。P＜0.05 為差異具有統計意義。

2 結果

2.1 各組患者臨床一般資料比較

對照組健康志愿者、KL2 組、KL3組及KL4組OA患者性別、年齡比較差異無統計學意義（P＞0.05）；K-L分級各組OA患者病程比較差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。

表1 各組患者臨床一般資料比較（±s）Table1 Comparison of general clinical data of patients in each group（±s）

表1 各組患者臨床一般資料比較（±s）Table1 Comparison of general clinical data of patients in each group（±s）

項目性別（男/女）年齡（歲）病程（年）對照組（n=30）18/12 59.7±4.6-KL2 組（n=53）31/22 58.8±4.2 2.5±0.6 KL3組（n=39）23/16 59.4±4.1 2.5±0.7 KL4組（n=28）16/12 58.1±4.5 2.7±0.7 F值0.051 1.225 1.469 P值0.997 0.224 0.146

2.2 各組FGF18、炎癥細胞因子及脂肪細胞因子水平比較

KL2 組、KL3組及KL4組間FGF18、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17、IL-23、Leptin、visfatin及APN 水平比較差異具有統計學意義（P＜0.05），OA患者K-L分級各組FGF18、APN 水平均顯著低于對照組，TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17、IL-23、Leptin、visfatin 水平顯著高于對照組，差異具有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 各組FGF18、炎癥細胞因子及脂肪細胞因子水平比較（±s）Table2 Comparison of levels of FGF18，inflammatory cytokines and adipokines in each group（±s）

表2 各組FGF18、炎癥細胞因子及脂肪細胞因子水平比較（±s）Table2 Comparison of levels of FGF18，inflammatory cytokines and adipokines in each group（±s）

注：與對照組比較，aP＜0.05；與KL2 組比較，bP＜0.05；與KL3組比較，cP＜0.05。

項目FGF18（ng/L）TNF-α（mg/L）IL-1β（ng/L）IL-6（ng/L）IL-17（ng/mL）IL-23（ng/mL）Leptin（μg/L）APN（mg/L）visfatin（μg/L）對照組（n=30）33.5±4.6 0.3±0.1 22.3±2.5 3.5±1.2 0.6±0.2 5.0±1.8 5.2±1.3 19.7±2.8 6.6±1.8 KL2 組（n=53）27.2±3.7a 0.6±0.2a 36.7±4.4a 13.8±2.0a 1.1±0.3a 16.3±2.2a 9.6±1.9a 14.2±2.4a 11.3±2.0a KL3組（n=39）22.1±3.1ab 0.8±0.2ab 45.8±3.9ab 25.2±3.1ab 1.8±0.4ab 22.5±2.9ab 11.8±2.1ab 10.3±2.5ab 15.5±1.6ab KL4組（n=28）16.7±2.4abc 1.1±0.4abc 55.7±5.4abc 33.3±4.2abc 2.2±0.9abc 29.4±3.6abc 14.6±2.4abc 8.1±1.6abc 18.7±2.5abc F值8.577 10.991 14.006 23.605 11.250 15.386 9.500 10.099 11.378 P值0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

2.3 FGF18與K-L分級、炎癥細胞因子及脂肪細胞因子的相關性

Spearman 相關性分析結果顯示，FGF18與K-L分級存在顯著負相關性（P＜0.05）。FGF18與TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17、IL-23、Leptin、visfatin 存在顯著負相關性，與APN 存在顯著正相關性（P＜0.05），見表3。

3 討論

研究指出[7]，單核細胞及炎癥介質參與了OA的病理進展。TNF-α 為淋巴細胞分泌的炎癥前體細胞因子，能夠促進損傷部位白細胞聚集和釋放炎性介質，在炎癥、感染及免疫應答體系中起到重要作用。IL-1β 為就是細胞產生的具有廣泛生物學效應的炎癥因子，研究認為IL-1β 為OA 發病的重要因素[8]。IL-6 為T淋巴細胞產生的急性反應蛋白，其參與了誘導炎癥反應發生、調節細胞生長分化及免疫功能等多種生理病理進程。研究指出，IL-6 可在IL-23及TGF-β 的作用下誘導Th17細胞產生IL-17，從而影響OA 疾病的發展[9]。本研究中，OA患者隨著K-L分級增加，炎癥細胞因子水平隨之升高。提示，炎癥細胞因子水平升高伴隨著OA 疾病的進展的整個過程，促進了疾病的加重。

表3 FGF18與K-L分級、炎癥細胞因子及脂肪細胞因子的相關性Table3 Correlation between FGF18 and K-L classification，inflammatory cytokines and adipokines

脂肪細胞因子為脂肪細胞產生及分泌的一種特殊蛋白質，對于調控炎癥和免疫應答、調節器官功能等具有重要作用。Leptin 在脂肪代謝中發揮著關鍵作用，除了脂代謝之外其還參與了感染、炎性反應及免疫反應等病理生理過程。研究指出[10]，Leptin 可以誘導MMPs及炎癥介質的高表達參與OA患者軟骨降解及反應過程。APN 被認為與肥胖、糖尿病、胰島素抵抗相關，研究指出其可能參與了OA 的發病過程，APN 作為前炎性因子在后期軟骨基質降解中發揮重要作用[11]。但也有研究顯示，APN 可減輕誘導性關節炎模型局部炎癥反應和軟骨破壞，發揮抗炎作用[12]。Visfatin是關節炎發展中的促炎因子，促進了細胞外基質的破壞和降解。本研究中結果提示，Leptin、visfatin 升高促進了OA 的進展，而隨著OA 進展，APN 水平逐漸降低，這可能與其APN 的抑制炎癥發展有關。

本研究結果提示FGF18與OA患者疾病嚴重程度存在顯著關系。一些研究顯示，FGF18 能夠促進軟骨細胞增殖和基質產生[13-15]。FGF18 可增強機體胰島素敏感性、減少胰島素抵抗，促進血脂、血糖代謝。OA 的發病過程伴隨著軟骨細胞凋亡、軟骨ECM 合成、降解失衡等改變[16]，這與炎癥細胞因子及脂肪因子的作用有關。FGF18 可以對于骨和軟骨的發育起到正向調節作用，這可能與其對炎癥細胞因子和脂肪細胞因子的抑制作用有關。因此，FGF18 對于抑制OA 疾病進展，促進病情轉歸具有重要價值。綜上所述，隨著OA患者骨關節疾病嚴重程度增加，FGF18 水平隨之降低，這與OA患者血清炎癥細胞因子和脂肪細胞因子異常表達有關，檢測相關指標對于OA患者病情評估及治療具有重要意義。