CTX-Ⅱ檢測(cè)對(duì)早期KOA患者的診斷價(jià)值研究

趙伊婷 何云 馬潔

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)是骨關(guān)節(jié)炎常見(jiàn)類型，病因復(fù)雜，多認(rèn)為與勞損、膝關(guān)節(jié)退行性病變等因素有關(guān)，據(jù)報(bào)道，KOA發(fā)生率逐年升高[1]。目前，臨床診斷KOA多依靠影影像學(xué)手段，該檢查方法雖可觀察患者病變情況，但敏感性欠佳，且無(wú)法準(zhǔn)確反映病情變化情況，應(yīng)用存有局限[2]。相關(guān)研究顯示，多種炎性因子與KOA病情嚴(yán)重程度有關(guān)，但關(guān)節(jié)腔穿刺檢測(cè)炎性因子屬于有創(chuàng)操作，部分患者接受度低[3]。研究指出，關(guān)節(jié)軟骨主要成分Ⅱ型膠原蛋白降解產(chǎn)物Ⅱ型膠原羧基端端肽(C-telopeptide of CⅡ，CTX-Ⅱ)會(huì)進(jìn)入機(jī)體循環(huán)系統(tǒng)，且主要代謝途徑為尿液[4]。而KOA病情嚴(yán)重程度多根據(jù)軟骨損傷評(píng)估，由此猜測(cè)，CTX-Ⅱ可用于預(yù)測(cè)早期臨床KOA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，但目前筆者所見(jiàn)相關(guān)研究較少。鑒于此，本研究探討CTX-Ⅱ檢測(cè)對(duì)早期臨床KOA患者的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年8月至2021年5月我院體檢中心體檢60例健康者，納為A組；另選取主訴關(guān)節(jié)疼痛、關(guān)節(jié)活動(dòng)受限，影像學(xué)檢查提示膝關(guān)節(jié)陰性60例疑似早期KOA患者，納為B組；另選取Kellgren Ⅰ級(jí)[5]確診60例KOA患者，納為C組。A組：男34例，女26例；年齡40～65歲，平均年齡(52.41±3.35)歲；體重指數(shù)(body mass index，BMI)17.4～24.6 kg/m2，平均(21.03±1.01)kg/m2；民族：漢族22例，維吾爾族31例，其他7例。B組：男33例，女27例；年齡41～65歲，平均年齡(52.51±3.37)歲；BMI 17.3～24.8 kg/m2，平均(21.02±1.00)kg/m2；民族：漢族23例，維吾爾族32例，其他5例。C組：35例，女25例；年齡40～64歲，平均年齡(52.63±3.23)歲；BMI 17.3～24.9 kg/m2，平均(21.12±1.03)kg/m2；民族：漢族21例，維吾爾族33例，其他6例。3組年齡、性別比、BMI和民族比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者同意本項(xiàng)研究，并簽署研究知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn)：KOA符合《骨關(guān)節(jié)炎診療指南(2018年版)》[6]相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)X線檢查提示關(guān)節(jié)間隙變窄、關(guān)節(jié)緣可見(jiàn)骨贅；年齡40～65歲；精神正常，可配合研究。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)：具有手術(shù)治療指征；入組前接受免疫抑制劑或抗風(fēng)濕藥治療；近2周服用影響軟骨代謝藥物；合并類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；合并肝功能異常、心肌炎等重要臟器疾病；合并感染性肺炎、流感等感染性疾病。

1.3 方法

1.3.1 血清、尿液CTX-Ⅱ檢測(cè):取所有對(duì)象空腹肘靜脈血5 ml，置于肝素抗凝管內(nèi)，以3 000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min，取血清置于-80℃冰箱內(nèi)貯存、待檢；另采取清晨尿標(biāo)本10 ml，以3 000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min，取上層清液置于-80℃冰箱內(nèi)貯存、待檢，注意尿標(biāo)本需為中段尿，且尿液采集前受檢對(duì)象需清洗尿道口；血清、尿液CTX-Ⅱ均采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)法測(cè)定，檢測(cè)試劑盒均購(gòu)自上海紀(jì)寧實(shí)業(yè)有限公司，檢驗(yàn)流程嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

1.3.2 基線資料調(diào)查:設(shè)計(jì)基線資料調(diào)查問(wèn)卷，詢問(wèn)KOA患者相關(guān)基線資料，內(nèi)容包括：性別(男、女)、年齡(≥60歲、<60歲)、BMI(≥20 kg/m2、<20 kg/m2)、民族(漢族、維吾爾族、其他)、關(guān)節(jié)手術(shù)史(患者主訴有、無(wú))、骨性關(guān)節(jié)炎家族史[既往家族成員(不僅限于祖孫直系親屬)患過(guò)骨性關(guān)節(jié)炎]、關(guān)節(jié)損傷史(患者主訴有、無(wú))、病程(≥1年、<1年)、軟骨損傷程度(患者均進(jìn)行膝關(guān)節(jié)MRI檢查，依據(jù)Recht分級(jí)[7]評(píng)估軟骨損傷程度，0級(jí)：軟骨正常；Ⅰ級(jí)：軟骨內(nèi)可見(jiàn)局灶性低信號(hào)，分層結(jié)構(gòu)消失；Ⅱ級(jí)：軟骨表面輪廓輕度不規(guī)則，軟骨缺損，但深度≤全層厚50%；Ⅲ級(jí)：軟骨表面輪廓中度不規(guī)則，軟骨缺損，深度>全層厚50%，但未完全脫落；Ⅳ級(jí)：軟骨全層缺損，可見(jiàn)軟骨下骨質(zhì)，軟骨下骨質(zhì)信號(hào)改變或不改變)等。

2 結(jié)果

2.1 3組患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比較 C組血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A組和B組，且B組血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 3組患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比較 n=60,ng/L,M(P25,P75)

2.2 不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比較 病程≥1年、軟骨損傷程度Ⅱ～Ⅳ級(jí)的KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于病程<1年、軟骨損傷程度0～Ⅰ級(jí)患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；其他不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比較

2.3 各主要變量與KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平的關(guān)系分析 將KOA患者血液、尿液CTX-Ⅱ水平作為因變量，將2.1中差異有意義的變量作為自變量并賦值(病程X1：1=≥1年，0=<1年；軟骨損傷程度X2：1=≥Ⅱ～Ⅳ級(jí)，0=0～Ⅰ級(jí))，經(jīng)多元線性回歸分析分別得到方程：Y=600.700+215.813X1+244.344X2、Y=1 175.293+123.980X1+111.654X2，其中回歸模型的F值分別為35.982、94.231，R2分別為0.383、0.619，調(diào)整后R2分別為0.372、0.612；結(jié)果顯示，病程較長(zhǎng)、軟骨損傷嚴(yán)重均是老年KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ過(guò)表達(dá)的重要影響因素(P<0.05)。見(jiàn)表3、4。

表3 各主要變量與KOA患者血清CTX-Ⅱ水平的關(guān)系分析

表4 各主要變量與KOA患者尿液CTX-Ⅱ水平的關(guān)系分析結(jié)果

2.4 血清、尿液CTX-Ⅱ水平預(yù)測(cè)KOA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值分析 血清、尿液CTX-Ⅱ水平預(yù)測(cè)KOA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的AUC分別為0.883、0.900，均有一定預(yù)測(cè)價(jià)值，且在二者cut-off值分別取650.435 ng/L、730.800 ng/L時(shí)，預(yù)測(cè)價(jià)值最佳。見(jiàn)表5，圖1。

圖1 血液、尿液CTX-Ⅱ水平預(yù)測(cè)KOA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值ROC圖

表5 血清、尿液CTX-Ⅱ水平預(yù)測(cè)KOA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值分析

2.5 KOA患者血清與尿液CTX-Ⅱ水平相關(guān)性分析 經(jīng)雙變量Pearson直線相關(guān)檢驗(yàn)分析得知，KOA患者血清與尿液CTX-Ⅱ水平呈正相關(guān)(r=0.396，P<0.001)。見(jiàn)圖2。

圖2 KOA患者血清與尿液CTX-Ⅱ水平相關(guān)性散點(diǎn)圖

3 討論

KOA作為常見(jiàn)退行性病變，發(fā)生率6%～40%，且具有高致殘率的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響患者身心健康[8]。目前，膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是治療KOA最有效的外科手段，可遏制疾病進(jìn)展，改善患者生活質(zhì)量，但KOA形成速度緩慢，多需經(jīng)歷數(shù)十年時(shí)間，而尋求早期預(yù)測(cè)、評(píng)估KOA病情變化指標(biāo)，對(duì)疾病的早期防治有積極意義[9]。

X線是臨床評(píng)估KOA病情嚴(yán)重程度的常用影像學(xué)技術(shù)，該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，利于患者接受，但實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，約50%的膝關(guān)節(jié)疼痛患者經(jīng)X線檢查提示膝關(guān)節(jié)影像學(xué)特征無(wú)改變；同時(shí)若膝關(guān)節(jié)伴有X線檢查特征改變，說(shuō)明關(guān)節(jié)軟骨已出現(xiàn)不可逆損傷[10,11]。因此，單純依據(jù)影像學(xué)檢查并不能準(zhǔn)確評(píng)估KOA病情，且無(wú)法預(yù)測(cè)疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用存有局限。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，有研究指出，可通過(guò)檢測(cè)KOA患者關(guān)節(jié)腔積液炎性因子水平，以評(píng)估KOA病情嚴(yán)重程度[12]。但臨床研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)炎性因子無(wú)法反映關(guān)節(jié)軟骨損傷情況，且受個(gè)體、組織差異影響，炎癥指標(biāo)敏感性不佳，因此仍需尋求其他有效指標(biāo)[13]。

膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括軟骨、韌帶、滑膜等多種結(jié)構(gòu)，其中軟骨作為由膠原、聚糖等固相成分組成的無(wú)血管、神經(jīng)組織，其結(jié)構(gòu)完整性破壞情況是KOA病變主要病變表現(xiàn)[14]。研究發(fā)現(xiàn)，Ⅱ型膠原蛋白是膝關(guān)節(jié)軟骨膠原中的主要成分，占軟骨濕重的10%～20%[15]。另有研究顯示，膝關(guān)節(jié)軟骨損傷后Ⅱ型膠原蛋白經(jīng)基質(zhì)金屬蛋白酶介導(dǎo)降解會(huì)生成CTX-Ⅱ，而此產(chǎn)物經(jīng)腎臟代謝不會(huì)被降解[16,17]。賈博等[18]研究顯示，KOA患者CTX-Ⅱ表達(dá)與軟骨組織、半月板損傷程度及滑膜增生程度存在一定關(guān)系，可以反映KOA病變程度。 結(jié)合上述研究猜想，CTX-Ⅱ與KOA患者病情嚴(yán)重程度、病情進(jìn)展存在一定關(guān)系，且可用于預(yù)測(cè)KOA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。本研究結(jié)果顯示，C組血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A組、B組，且B組血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A組，說(shuō)明KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ表達(dá)均較非KOA患者及健康人群升高；通過(guò)比較不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平發(fā)現(xiàn)，病程≥1年、軟骨損傷程度Ⅱ-Ⅳ級(jí)KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于病程<1年、軟骨損傷程度0～Ⅰ級(jí)患者；進(jìn)一步經(jīng)多元線性回歸分析結(jié)果顯示，病程長(zhǎng)、軟骨損傷嚴(yán)重均是老年KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ高表達(dá)的影響因素。分析原因在于，隨著病程延長(zhǎng)、軟骨嚴(yán)重?fù)p傷，Ⅱ型膠原蛋白被降解后會(huì)大量生成CTX-Ⅱ，進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，后再通過(guò)腎臟排除體外，從而增加血、尿液CTX-Ⅱ表達(dá)量[19,20]。

本研究通過(guò)繪制ROC曲線發(fā)現(xiàn)，血清、尿液CTX-Ⅱ水平預(yù)測(cè)KOA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)均有一定價(jià)值，當(dāng)二者cut-off值分別取650.435 ng/L、730.800 ng/L時(shí)，可獲得最佳預(yù)測(cè)價(jià)值，且隨著水平升高，風(fēng)險(xiǎn)增加，證實(shí)可將CTX-Ⅱ用于預(yù)測(cè)KOA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。但尿液CTX-Ⅱ預(yù)測(cè)KOA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值A(chǔ)UC(0.900)高于血清CTX-Ⅱ(0.883)，這一結(jié)果說(shuō)明尿液CTX-Ⅱ預(yù)測(cè)價(jià)值優(yōu)于血清，分析原因可能與CTX-Ⅱ經(jīng)腎臟代謝有關(guān)，同時(shí)血清CTX-Ⅱ易受炎癥水平、個(gè)體差異等因素影響，因此可能研究?jī)r(jià)值不及尿液CTX-Ⅱ[21]。對(duì)此建議未來(lái)將疑似KOA患者尿液CTX-Ⅱ水平作為首選觀察指標(biāo)。同時(shí)本研究還對(duì)血清與尿液中的CTX-Ⅱ行變量間的相關(guān)性檢查，結(jié)果顯示，KOA患者血清與尿液CTX-Ⅱ水平呈正相關(guān)，說(shuō)明血清與尿液CTX-Ⅱ水平之間存在一定影響，其中一者可能會(huì)隨著另一者水平升高而升高，降低而降低，但二者之間具體影響機(jī)制尚未明確，未來(lái)仍需進(jìn)一步研究加以驗(yàn)證。

綜上所述，早期KOA患者受病程長(zhǎng)、軟骨損傷嚴(yán)重等因素影響，血清、尿液CTX-Ⅱ呈過(guò)表達(dá)，未來(lái)可考慮檢測(cè)患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平變化，以評(píng)估早期KOA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。