血清COMP、COL10A1、P Ⅱ ANP在骨關節炎診斷及病情評估中的意義

王東旭 閔繼康 李恒

[摘要] 目的 探討血清軟骨寡聚基質蛋白（COMP）、X型膠原α1鏈（COL10A1）、ⅡA型前膠原氨基端肽（PⅡ ANP）在骨關節炎診斷及病情評估中的意義。 方法 選取2017年3月～2018年8月期間本院收治的85例膝骨關節炎患者為研究對象，設為OA組。選取同期健康受試者85例作為對照組。統計并比較兩組受試者血清中COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平。比較不同病情分級、不同VAS評分的OA組患者血清中COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平。對血清COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平與Pettersson評分進行直線相關性分析。 結果 OA組血清中COMP、COL10A1水平均明顯高于對照組，PⅡ ANP水平均明顯低于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。不同病情分級、疼痛程度的骨關節炎患者血清中的COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平存在明顯統計學差異（P<0.05）。病情分級越高、疼痛越嚴重，血清中的COMP、COL10A1水平越高，PⅡ ANP水平越低，差異有統計學意義（P<0.05）。相關性分析結果顯示，血清COMP、COL10A1水平與Pettersson評分呈顯著正相關（P<0.05），血清PⅡ ANP水平與Pettersson評分呈顯著負相關（P<0.05）。 結論 血清COMP、COL10A1、P Ⅱ ANP可反映骨關節炎患者的骨與軟骨損傷情況。

[關鍵詞] 軟骨寡聚基質蛋白;X型膠原α1鏈;ⅡA型前膠原氨基端肽;骨關節炎

[中圖分類號] R684.3 ? ? ? ? ?[文獻標識碼] A ? ? ? ? ?[文章編號] 1673-9701（2020）12-0018-04

[Abstract] Objective To investigate the significance of serum cartilage oligomeric matrix protein（COMP）， type X collagen α1 chain（COL10A1）， and type ⅡA procollagen amino terminal peptide（PⅡ ANP） in the diagnosis and evaluation of osteoarthritis. Methods A total of 85 patients with knee osteoarthritis who were treated in our hospital from March 2017 to August 2018 were selected as the study subjects and set as the group OA. 85 healthy subjects in the same period were selected as the control group. The serum levels of COMP， COL10A1， and PⅡ ANP were calculated and compared between the two groups of subjects. The serum levels of COMP， COL10A1， and PⅡ ANP in OA patients with different disease grades and different VAS scores were compared. Linear correlation analysis was performed on serum COMP， COL10A1， PⅡ ANP levels and Pettersson score. Results The serum levels of COMP and COL10A1 in the group OA were significantly higher than those in the control group， and the level of PⅡ ANP was significantly lower than that in the control group， and the difference was statistically significant（P<0.05）. There are statistically significant differences in the levels of COMP， COL10A1， and PⅡ ANP in the serum of osteoarthritis patients with different disease grades and pain levels. The higher the disease grade and the more severe the pain， the higher the levels of COMP and COL10A1 in the serum and the lower the level of PⅡ ANP， and the difference was statistically significant（P<0.05）. Correlation analysis showed that serum COMP and COL10A1 levels were significantly positively correlated with Pettersson score（P<0.05）， and serum PⅡ ANP level was significantly negatively correlated with Pettersson score（P<0.05）. Conclusion Serum COMP， COL10A1， and PⅡ ANP can reflect the bone and cartilage damage in patients with osteoarthritis.

[Key words] Cartilage oligomeric matrix protein; Type X collagen α1 chain; Type ⅡA procollagen amino terminal peptide; Osteoarthritis

骨關節炎病因復雜，病理變化涉及多種組織結構，包括滑膜、肌肉、肌腱、軟骨、骨膜等[1]。采用某種特殊生物學標志物來監測骨關節炎患者骨與軟骨的合成與退變，是探索骨關節炎早期診斷方法的主要途徑。通常情況下，臨床通過某些炎癥因子（如C反應蛋白）等來監測骨關節炎的發生與發展，但單純依靠炎癥指標不能準確地反映出關節軟骨的破壞程度。有部分骨關節炎患者血清中炎性標志物水平較低，但組織學方面骨與軟骨的破壞卻較為嚴重[2]。軟骨寡聚基質蛋白（COMP）為軟骨基質成分中的非蛋白聚糖成分[3]，X型膠原α1鏈（COL10A1）為軟骨基質成分中的膠原蛋白成分[4]，ⅡA型前膠原氨基端肽（PⅡ ANP）是軟骨基質成分中ⅡA型膠原蛋白合成過程中的特異性標志物[5]。本研究分析血清COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平在骨關節炎診斷及病情評估中的意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年3月～2018年8月期間本院收治的85例膝骨關節炎患者為研究對象，設為OA組。其中男40例，女45例;年齡18～84歲，平均（56.8±15.8）歲。診斷標準：均符合中華醫學會風濕病學會制定的骨關節炎診斷標準[6]。排除標準：患有其他類型關節病變的患者;感染患者;腫瘤患者;嚴重肝腎疾病;嚴重心血管疾病;既往膝關節嚴重創傷者。采用傾向性評分匹配的方法，對受試者的性別和年齡進行匹配，選取同期健康受試者85例作為對照組，男40例，女45例;年齡20～80歲，平均（55.8±14.5）歲。兩組性別、年齡無顯著差異（P>0.05）。本研究入組患者均自愿簽署知情同意書，且本研究經我院倫理委員會批準同意。

1.2 方法

1.2.1 影像學檢查 ?對OA組患者進行X線檢查，根據Kellgren法[7]將骨關節炎按照病情分為0～4級，級別越高表明關節間隙越狹窄，關節畸形越明顯。0級為正常;1級為關節間隙可疑變窄，可能唇狀增生;2級為有明顯的骨贅，軟骨下骨板粗糙、密度不均或軟骨唇樣突起，關節間隙可疑變窄;3級為中等量骨贅，關節間隙變窄較明顯，有硬化性改變，骨關節面下囊腫呈圓形或卵圓形;4級為大量骨贅，關節間隙明顯變窄，嚴重硬化性病變及明顯畸形，并且出現關節半脫位及關節游離體。采用Pettersson法[8]對關節間隙的狹窄程度進行評價，該評分方法對關節病變的8個征象作為評價指標，每個征象賦分1～2分，滿分16分，分數越高表明關節間隙狹窄程度越嚴重。

1.2.2 VAS評分 ?采用視覺模擬評分（visual analogue scale，VAS）方法對OA組患者的疼痛程度進行評價。由主治醫師對受試者的疼痛進行評分，繪制10 cm橫線，對應0～10分，0分為無痛，10分為劇痛。1～3分為輕微疼痛;4～5分為輕度疼痛;6～7分為中度疼痛;8～10分為重度疼痛。

1.2.3 血清生物學標志物水平檢測 ?受試者均于清晨空腹采集靜脈血10 mL，ELISA法檢測血清中COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平。

1.3 觀察指標

統計并比較兩組受試者血清中COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平。比較不同病情分級、不同VAS評分的OA組患者血清中COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平。對血清COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平與Pettersson評分進行直線相關性分析。

1.4 統計學分析

實驗數據應用SPSS 22.0 軟件分析，正態計量資料用（x±s）表示，兩樣本均數比較采用獨立樣本t檢驗，多個樣本均數間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用 LSD法。計數資料用率表示，組間比較采用χ2檢驗。兩變量的相關分析用Pearson直線相關分析法，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組血清生物學標志物含量比較

統計結果顯示，OA組血清中COMP、COL10A1水平均明顯高于對照組，PⅡ ANP水平均明顯低于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

2.2 不同病情分級的OA患者血清生物學標志物含量比較

單因素方差分析結果顯示，不同病情分級的OA患者血清中的COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平存在明顯統計學差異（P<0.05）。病情分級越高，血清中的COMP、COL10A1水平越高，PⅡ ANP水平越低，差異有統計學意義（P<0.05）。見表2。

2.3 不同VAS評分的OA患者血清生物學標志物含量比較

單因素方差分析結果顯示，不同VAS評分的OA患者血清中的COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平存在明顯統計學差異（P<0.05）。VAS評分越高，血清中的COMP、COL10A1水平越高，PⅡ ANP水平越低，差異有統計學意義（P<0.05）。見表3。

2.4 血清COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平與Pettersson評分的相關性分析

相關性分析結果顯示，血清COMP、COL10A1水平與Pettersson評分呈顯著正相關（P<0.05），血清PⅡ ANP水平與Pettersson評分呈顯著負相關（P<0.05）。見表4。

3 討論

軟骨細胞與周圍基質間的相互作用決定了軟骨的功能與結構是否正常，軟骨細胞可以通過調節基質的產生和降解來維持關節軟骨周圍基質的穩定性。穩定的基質成分有助于軟骨正常結構的維持以及功能的優化，同時基質對軟骨細胞還具有保護作用，從而影響了關節的功能。可見，骨關節炎病理條件下發生的關節損傷可涉及到軟骨等組織基質成分，損傷的過程也涉及到基質成分的合成和分解。

COMP為軟骨基質成分中的非蛋白聚糖成分，是近年來研究較多的一種軟骨標記物，但具體生物學功能尚未完全清楚。在臨床和實驗動物學中被證實，在骨關節炎的臨床病例和動物模型中，COMP的水平升高與骨關節炎發生的風險有關[9-12]。COL10A1為軟骨基質成分中的膠原蛋白成分。但也有研究認為，COMP雖然可作為骨關節炎早期異常指標，但由于各個關節的軟骨損傷均可導致血清COMP水平增加，因此血清COMP異常只能表明軟骨受累，不能反映軟骨損傷的程度[13-15]。因此本研究中將PⅡ ANP、COL10A1兩個指標共同納入研究。Ⅱ型膠原是軟骨基質的主要成分，在軟骨代謝過程中，Ⅱ型膠原與軟骨的合成與分解密切相關，PⅡ ANP是軟骨基質成分中ⅡA型膠原蛋白合成過程中的特異性標志物[16-17]。本研究發現，骨關節炎患者血清中COMP、COL10A1水平明顯高于對照組，PⅡ ANP水平均明顯低于對照組，證實了骨關節炎發生時的骨與軟骨損傷過程，在骨與軟骨的損傷過程中，軟骨基質成分中的COMP、COL10A1大量釋放入血，因此血清中的COMP、COL10A1呈高水平狀態。而由于軟骨損傷的發生，導致膠原蛋白的合成水平降低，因此血清中PⅡ ANP水平明顯低于正常人群，或者是由于骨關節炎晚期軟骨磨損丟失，導致軟細胞和基質減少所致[18-20]。

為了進一步分析骨關節炎病情嚴重程度與生物學標志物之間的關系，本研究分別比較了不同病情分級、不同疼痛情況下的骨關節炎患者血清中的COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平，統計結果顯示，伴隨病情分級的增加和疼痛程度的增加，血清中的COMP、COL10A1呈逐步升高狀態，而PⅡ ANP水平呈逐步降低狀態。相關性分析結果也顯示，血清COMP、COL10A1水平與Pettersson評分呈顯著正相關，血清PⅡ ANP水平與Pettersson評分呈顯著負相關。以上均說明，血清COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平可反映骨關節炎患者的骨與軟骨損傷情況。

綜上所述，COMP、COL10A1、PⅡ ANP均為軟骨基質成分中具有代表性的成分，在軟骨代謝過程中均發揮重要作用。通過檢測骨關節炎患者血清中的COMP、COL10A1、PⅡ ANP水平，可以反映骨關節炎患者的骨與軟骨損傷情況。但要將其作為診斷指標應用于臨床骨關節炎的診斷還需要進行相關的診斷效能檢驗，這也是我們未來研究的方向。

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（收稿日期：2019-12-02）