創傷性關節炎患者關節液中的VIP、SOD、NO、CXCL12水平變化及其意義

王道煌 陳鵬 顏約軍 鄭衍

創傷性關節炎由創傷引起，臨床表現主要為關節地疼痛與運動的功能障礙，病理變化主要為繼發性地關節軟骨增生與硬化及關節軟骨地退化與變性，任何年齡階段均可發病［1］。相關文獻［2?3］提示骨關節炎發病過程中炎性因子具有重要的參與作用，因而關節液中炎性細胞因子表達及其對創傷性關節炎發生、發展進程均具有研究價值。血管活性腸肽（vasoactive intestinal peptide，VIP）主要存在于軟骨及骨等各種組織，研究［4］提示VIP 具有改善大鼠關節炎癥、抑制軟骨和骨破壞的作用。趨化因子12（chemokine?12，CXCL12）在炎癥時存在異常表達并可能參與了骨關節炎的發生、發展過程［5］。本研究深入探討了創傷性膝關節炎患者關節液中VIP、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、一氧化氮（nitric oxide，NO）、CXCL12 水平變化及其意義，現匯報如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取屯昌縣人民醫院骨科2018年3月至2020年12月診治的120 例創傷性膝關節炎患者（病例組）、60 例因外傷需要實施膝關節韌帶手術的患者作為對照組。病例組，男65 例、女55 例，年齡27～75 歲，平均（53.20±15.00）歲，其中左膝60 例、右膝60 例，據X 線檢查結果進行K?L 分級：1 級33 例、2 級41 例、3 級35 例、4 級11 例。對照組，男35 例、女25 例，年齡23～72 歲，平均（52.00±13.70）歲，其中左膝33 例、右膝27 例。兩組患者年齡、性別、患側分布比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。

納入標準：①創傷性膝關節炎患者診斷標準參考《骨關節炎診治指南》（2014 版）、美國風濕病協會制定的標準［6］；②患者年齡范圍19～75 歲；③具有患側膝關節外傷病史；④對照組患者均為受傷后2 周以內的患者，需要實施韌帶修復手術，無膝關節損傷；⑤均在本院接受關節鏡下膝關節清理手術；⑥所有患者及家屬均知情同意；⑦本研究符合相關醫學倫理規定。排除標準：①骨腫瘤疾病、骨結核；②合并心肝腎疾病；③伴有精神及認知功能障礙；④伴有病毒感染、全身感染性疾病；⑤伴有其他系統的重大疾病。

1.2 指標檢測方法

患者平臥位屈膝90℃，穿刺點取內、外側膝眼，消毒鋪巾，7 號穿刺針抽取1 mL 關節液；酶聯免疫吸附法（ELISA）檢測關節液VIP、CXCL12 水平；硝酸還原酶法檢測NO 水平；化學比色法檢測SOD 水平。

1.3 膝關節功能評價

對比兩組患者治療前、治療后1 個月的美國西部Ontario 和Mcmaster 大學骨關節炎指數評分（Osteoarthritis Index scores of Ontario and Mcmas?ter Universities in the western United States，WOMAC）［7］的變化，該量表主要包括疼痛、僵硬、關節功能三項內容，共計24 個項目，總分越高表示患者的病情越嚴重。

1.4 統計學方法

統計軟件采用SPSS 16.0 版本。計量資料采用（±s）表示，兩組間比較采用t檢驗；計數資料用n（%）表示，用χ2檢驗；相關性分析采用Pearson 線性相關分析法；以P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組關節液中的實驗室指標比較

病例組的關節液中VIP、NO、CXCL12 高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05），病例組的關節液中SOD 低于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

表1 兩組關節液中的實驗室指標比較（±s）Table 1 Comparison of laboratory parameters in synovial fluid between 2 groups（±s）

表1 兩組關節液中的實驗室指標比較（±s）Table 1 Comparison of laboratory parameters in synovial fluid between 2 groups（±s）

組別病例組對照組t 值P 值n 120 60 VIP（pg/mL）390.51±120.62 277.62±83.02 6.516 0.000 SOD（mIU/L）122.01±28.43 173.81±31.02-11.186 0.000 NO（μmol/L）16.41±4.18 5.20±1.76 19.888 0.000 CXCL12（ng/mL）7.30±2.11 3.81±0.77 12.392 0.000

2.2 不同K?L 分級的病例組患者關節液中的實驗室指標比較

K?L 低分級（1 級～2 級）患者的關節液中VIP、NO、CXCL12 低于K?L 高分級（3 級～4 級）患者（P<0.05），K?L 低分級（1 級～2 級）患者關節液中SOD高于K?L 高分級（3 級～4 級），差異均有統計學意義（P<0.05）。見表2。

表2 不同K?L 分級的病例組患者關節液中的實驗室指標比較（±s）Table 2 Comparison of laboratory indexes in synovial fluid of patients with different K?L grades（±s）

表2 不同K?L 分級的病例組患者關節液中的實驗室指標比較（±s）Table 2 Comparison of laboratory indexes in synovial fluid of patients with different K?L grades（±s）

K?L 分級1 級～2 級3 級～4 級t 值P 值n 74 46 VIP（pg/mL）342.81±113.82 467.23±106.41 5.969 0.000 SOD（mIU/L）131.72±27.21 106.43±26.52 5.003 0.000 NO（μmol/L）12.01±4.11 23.49±3.90 15.167 0.000 CXCL12（ng/mL）5.64±1.88 9.97±2.06 11.823 0.000

2.3 病例組患者治療前后膝關節功能評價

治療后，創傷性膝關節炎患者關節液中的疼痛、僵硬、關節功能、WOMAC 評分均較治療前顯著的降低，差異有統計學意義（P<0.05）。見表3。

表3 病例組患者治療前后膝關節功能評價（±s，分）Table 3 evaluation of knee joint function in case group before and after treatment（±s，points）

表3 病例組患者治療前后膝關節功能評價（±s，分）Table 3 evaluation of knee joint function in case group before and after treatment（±s，points）

時間治療前治療后t 值P 值n 120 120疼痛14.84±5.11 4.20±0.88 22.478 0.000僵硬3.67±1.20 0.89±0.41 24.015 0.000關節功能42.85±10.57 11.72±2.94 31.082 0.000總分61.36±15.29 16.81±4.22 30.767 0.000

2.4 病例組患者治療前膝關節功能評分與關節液中VIP、NO、CXCL12、SOD 的相關性

經線性相關分析，創傷性膝關節炎患者關節液VIP（r=0.574）、NO（r=0.339）、CXCL12（r=0.620）與WOMAC 評分呈顯著正相關性（P<0.05）；SOD（r=-0.481）與WOMAC 評分呈顯著的負相關關系（P<0.05）。

3 討論

近年來由于人們運動方式及生活水平的提高，意外損傷及運動損傷的機會逐漸升高，創傷性關節炎的發病率也呈明顯上升趨勢［8］。但截至目前，關于創傷性關節炎的發病機制仍存在爭議，臨床醫師對創傷性關節炎病變進展缺乏準確的預測性，臨床早期診斷較難并缺乏特異性的有效干預措施。

本研究結果顯示病例組的關節液中VIP、NO、CXCL12 高于對照組，病例組的關節液中SOD 低于對照組。上述結果說明創傷性關節炎患者中存在VIP、NO、CXCL12 及SOD 的異常表達。NO、SOD等活性自由基具有調控氨基酸、膠原蛋白脂鏈的一級結構的作用，使軟骨組織出現炎癥變性，進而損傷關節軟骨［13］。可能是由于關節軟骨基質的降解過程具有多種炎性細胞因子參與，關節組織的代謝產物與關節滑液的組分具有一致性，進而加重關節軟骨的破壞［9?12］。因而，關節液中生物標記物的檢測可能成為創傷性骨關節特異性診斷的方法，探尋可靠、有價值的生物標記物可能成為一種早于影像學監測創傷性關節炎進展的重要方法。

不同K?L 分級患者關節液指標比較發現K?L分級（1 級～2 級）患者的關節液中VIP、NO、CXCL12 低于（3 級～4 級）患者，K?L 分級（1 級～2級）患者關節液中SOD 高于（3 級～4 級）。上述結果說明更高分級的創傷性關節炎關節液中VIP、NO、CXCL12 較低，但自由基SOD 活性更高，提示存在較高炎癥反應應激狀態［13］。CXCL12 激活相關活化蛋白激酶通路誘導環氧合酶?2 、軟骨細胞基質金屬蛋白酶?13 等因子的表達，誘發關節炎生物學改變［14］。VIP 可以抑制基質金屬蛋白酶的表達，以及抑制趨化因子介導的白細胞遷移和抑制炎癥細胞的增殖［15］，進而保護關節組織，因而更高K?L 分級的關節炎患者VIP 水平較低。在關節炎癥反應的刺激下NO 與超氧自由基反應生成亞硝酸根離子，進而加劇嚴重炎癥反應，增強相關炎癥遞質對關節軟骨的降解，加重病情［16］。

相關性研究發現創傷性膝關節炎患者關節液VIP、NO、CXCL12 與WOMAC 評分呈顯著正相關性；SOD 與WOMAC 評分呈顯著的負相關關系。該結果說明創傷性關節炎與VIP、SOD、NO、CXCL12水平與患者膝關節功能、膝關節病變程度有關，臨床可通過評估上述因子水平對疾病進展及治療效果。此外，該結果也說明VIP、NO、CXCL12 可作為創傷性關節炎的保護性因素，局部注射上述因子可能有助于緩解創傷性關節炎的進展。

綜上所述，創傷性關節炎患者關節液中的VIP、SOD、NO、CXCL12 水平與患者膝關節功能、膝關節病變程度有關。