膝骨關節炎患者血清IL-2、IL-6與血管內皮生長因子的相關性

林軍，鄭秋堅，臧學慧，賈丙申

1.南方醫科大學附屬南海醫院關節科，廣東 佛山 528200；2.廣東省人民醫院關節科，廣東 廣州 510000；3.海南醫學院第一附屬醫院關節創傷外科，海南 海口 570102

骨關節炎(osteoarthritis，OA)是中老年患者常見的關節疾病，是一種慢性無菌性炎癥疾病，累及關節囊、滑膜、韌帶、骨質等，可同時侵犯全身多個關節，常常導致關節嚴重疼痛及功能障礙，全身以膝關節發病率最高，2010年全球有膝關節骨性關節炎患者2.5億，約占總人口的3.6%，65 歲以上的人群中發病率高達60%[1]，目前我國膝骨關節炎發病率約為18%。OA發病的分子機制目前尚不明確，其中由多種信號通路、細胞參與，其發生機制還有待進一步更深入研究。本研究旨在探討膝骨關節炎患者血清白細胞介素-2(IL-2)、白細胞介素-6 (IL-6)與血管內皮生長因子(VEGF)的相關性，現將結果報道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2015 年1 月至2017 年1月南方醫科大學附屬南海醫院關節外科收治的36例膝骨關節炎患者(觀察組)。納入標準：(1)年齡 40～75 歲；(2)按美國風濕病學會診斷標準診斷為膝OA；(3)能隨訪超過3 個月；(4)完成規定療程的膝關節腔內透明質酸注射；(5)排除繼發性膝OA。36 例患者中男性17例，女性19 例；年齡42～68 歲，平均(55.7±6.8)歲；根據Kellgren-Lawrence (K-L)分級標準：Ⅱ級 13 例，Ⅲ級14 例，Ⅳ級9 例。另選擇同期在我院進行體檢的健康者36 例作為對照組，其中男性16 例，女性20 例；年齡41～67 歲，平均(56.2±7.3)歲。兩組受試者的性別、年齡比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性。本研究經醫院倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 觀察指標與檢測方法 接受檢查者均在晨起空腹狀態下完成抽血約5 mL，血液樣本放置時間在30 min 左右，然后對樣本進行離心15 min，轉速控制為1 500 r/min，最后對獲得的血清通過酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢驗兩組受試者血清IL-2、IL-6和VEGF水平并分析血清IL-2、IL-6 與VEGF的相關性。檢測過程中酶聯免疫法所用試劑盒均來自上海恒遠生物科技有限公司，操作過程中嚴格遵守試劑盒操作說明。

1.3 統計學方法 應用SPSS23.0 統計軟件-包進行數據統計學分析。計量資料以均數±標準差()表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用獨立樣本t 檢驗，采用Spearson 檢驗進行相關分析，以P＜0.05為差異具有統計意義。

2 結果

2.1 兩組受試者的血清 IL-2、IL-6、VEGF 水平比較 觀察組患者的血清IL-2、IL-6、VEGF表達水平明顯高于對照組，差異均具有統計學意義(P＜0.05)，見表1。

表1 兩組受試者的血清IL-2、IL-6、VEGF水平比較()

表1 兩組受試者的血清IL-2、IL-6、VEGF水平比較()

組別 例數IL-2(μg/L)IL-6(ng/L)VEGF(ng/L)觀察組對照組t值P值36 36 3.47±0.85 0.96±0.56 1.425＜0.05 223.78±26.54 117.02±14.37 0.895＜0.05 225.16±30.96 136.71±20.18 0.683＜0.05

2.2 觀察組不同分級患者的IL-2、IL-6和VEGF水平比較 觀察組中Ⅲ級及Ⅳ級患者的血清IL-2、IL-6 和VEGF 水平明顯高于Ⅱ級，Ⅳ級患者的血清IL-2、IL-6和VEGF水平明顯高于Ⅲ級，差異均具有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

表2 觀察組不同分級患者的IL-2、IL-6和VEGF水平比較()

表2 觀察組不同分級患者的IL-2、IL-6和VEGF水平比較()

注：與Ⅱ級比較，aP＜0.05；與Ⅲ級比較，bP＜0.05。

級別VEGF(ng/L)例數IL-2(μg/L)IL-6(ng/L)Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級F值P值145.26±26.08 215.47±28.92a 324.36±33.24ab 45.53 0.001 13 14 9 1.16±0.58 3.89±0.94a 5.64±1.06ab 6.51 0.013 128.24±18.96 218.26±28.54a 315.47±34.27ab 31.56 0.002

2.3 觀察組患者血清IL-2、IL-6 與VEGF 的相關性 Sperman 相關性分析結果顯示，膝骨關節炎患者血清 IL-2 、IL-6 與 VEGF 均呈顯著正相關(r=0.386、0.369，P＜0.05)。

3 討論

OA 患者的主要癥狀為關節疼痛及僵硬，嚴重者會造成關節活動受限甚至殘疾。大量中老年人因重度OA 而喪失了工作能力，部分甚至失去了生活自理能力，增加了個人及家庭的經濟負擔和心理壓力。OA常見的發病原因有先天性發育畸形、遺傳因素、嚴重外傷后導致的繼發性OA等。研究表明BMI超高者、長期從事重體力勞動者、關節長期反復承受過大壓力者更容易發生OA[4]。OA是一種慢性并不斷進展的退行性疾病，OA發生時可同時涉及關節囊、滑膜、半月板、十字韌帶、軟骨、軟骨下骨等關節內所有組織結構[5]。滑膜組織在OA 發生和發展的病理過程中起著重要作用，尤其當滑膜發生炎癥及增生時對OA的影響發揮著更為顯著的作用[6-7]。

VEGF 具有促進血管內皮細胞生長的作用，對血管再生作用的特異性很高，目前VEGF 被認為是促進體內血管生長作用最強烈的因子，其表達水平與新生血管生成之間有著密切關系，在膝關節軟骨細胞、成骨細胞、滑膜組織的成纖維細胞內呈現出高水平表達。目前已發現VEGF對滑膜炎的發展變化有著重要地調節作用[8-9]，尤其在OA進展期，在滑膜組織內發現有較強活性的VEGF存在而且表達水平高于OA的非進展期。因為VEGF 具有促進血管再生的作用，所以在血管功能的調節方面有著重要作用。VEGF 對OA發展的影響作用主要表現為促進滑膜組織內血管再生、增加血管通透性、增強炎癥介質的作用效果。另外，VEGF 通過對成骨細胞和破骨細胞分化和增殖的調節作用，進一步促進關節軟骨和軟骨下骨的破壞[10]，從而加劇了OA 病理過程進一步發展。BRAHN 等[11]研究對正常大鼠和OA大鼠關節滑膜組織中VEGF的表達水平進行了對比，結果發現OA 大鼠滑膜組織中VEGF 表達水平顯著高于正常大鼠，該結果與本研究結果一致。本研究還發現VEGF可隨著OA病理過程的加重相應增高。綜上所述，VEGF在OA的病理進程中，通過對滑膜組織、關節軟骨、軟骨下骨的作用調節，從而加劇了OA的病理進展，但是具體的作用機制有待進一步研究。

VEGF與酪氨酸激酶結構域的兩種受體相結合為VEGF-R1和VEGF-R2。VEGF-R1通過參與巨噬細胞的炎癥反應過程，對IL-6的分泌以及吞噬功能產生一定影響[12-13]。在炎癥模型實驗中，VEGF-R抑制劑能夠抑制急性炎癥反應的強度，因此VEGF-R 抑制劑可抑制VEGF 的促血管生成和促炎活性作用[14]。血清IL-2、IL-6 具有生物功能較多的特點，在機體的多種免疫細胞分泌和誘導過程中發揮著重要作用，參與免疫細胞的分化和增生，可導致體內慢性炎癥的長期存在。在OA 病理過程中，IL-2、IL-6 通過血管炎性組織和滑膜組織進入到全身血液循環，當血液中IL-2、IL-6水平達到一定程度時，通過參加機體免疫反應，對機體內的骨骼肌、脂肪組織、血管內皮、肝臟組織等產生作用，導致動脈硬化等一系列代謝功能異常變化。

本研究結果顯示Kellgren-Lawrence(K-L)分級越高，VEGF 的表達水平也逐漸上升，OA 患者血清中IL-2、IL-6水平顯著高于正常健康組，可見隨著OA病理過程的逐漸進展，血清中IL-2、IL-6 水平也會相應升高，說明IL-2、IL-6 水平可間接地反映OA病情的嚴重程度。本研究發現，血清IL-2 、IL-6 與VEGF 的表達呈顯著正相關，這表明炎性因子IL-2、IL-6 水平與膝骨關節炎的VEGF水平可能存在一定的關聯。

總之，血清炎性因子波動變化與膝骨關節炎病情進展之間可能存在一定的關聯，而且該過程與VEGF水平呈一定的相關性，進而影響新生血管的形成。