膝骨關節炎中醫證型、K-L分級與IL-1β、IL-6、TNF-α、VAS評分的相關性*

劉鑫，譚旭儀，鄺高艷，盧敏

1.湖南中醫藥大學第一附屬醫院，湖南 長沙 410007； 2.湖南省中醫藥研究院，湖南 長沙 410006

膝骨關節炎(knee osteoarthritis，KOA)系關節退行性疾病，是臨床上的常見病、多發病之一，其臨床癥狀主要表現為膝關節疼痛、腫脹、活動受限、行走能力下降，有時可出現關節響聲，嚴重時關節畸形。近年來，本病發病率呈逐年上升趨勢[1-2]。有關KOA的具體發病機制仍未闡明，其中醫病機研究方面也尚缺乏規范、統一的辨證分型名稱，給臨床帶來不小的困惑[3-6]。

研究發現，KOA患者膝關節液中細胞因子，如白細胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等存在異常表達，可誘導軟骨細胞凋亡，與本病的發生、發展密切相關。然而，在KOA發病過程中，關節液 IL-1β、IL-6、TNF-α水平的變化趨勢如何，與膝關節X線分級、中醫證候又有何種聯系？本研究擬通過前瞻性納入KOA患者，參照膝關節Kellgren-Lawrence的X線分級(K-L分級)標準進行診斷，檢測關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平，評價膝關節視覺模擬量表(visual analogue scale，VAS)評分，并采用WF文峰-Ⅲ中醫輔助診療軟件進行中醫證型診斷，分析其與以上指標的相關性，為KOA的中醫辨證分型提供客觀依據。

1 資料與方法

1.1 診斷標準參照2007年由中華醫學會骨科學會組織制定的《骨關節炎診治指南》[7]。①近1個月內反復膝關節疼痛；②X線片(站立或負重位)示關節間隙變窄、軟骨下骨硬化和(或)囊性變、關節緣骨贅形成；③關節液(至少兩次)清亮、黏稠，白細胞計數(white blood cell，WBC)<2 000 mL-1；④中老年患者(≥40歲)；⑤晨僵≤30 min；⑥活動時有骨摩擦音(感)。綜合臨床、實驗室及X線檢查，符合①②或①③⑤⑥或①④⑤⑥，即可診斷為KOA。

1.2 病例納入標準①病例符合上述西醫疾病診斷標準，參照膝關節K-L分級診斷為Ⅰ級—Ⅳ級[8]；②性別、年齡不限，未合并嚴重的心腦血管疾病；③患者對本項研究知情同意，具有較好的依從性，簽署知情同意書。

1.3 病例排除標準(自擬)①合并類風濕膝關節炎、痛風性關節炎、創傷性滑膜炎，或合并色素沉著絨毛結節性滑膜炎、滑膜結核、滑膜軟骨瘤、膝關節有創傷史患者；②納入前3個月接受藥物口服、關節注射等有關治療方法，影響證素采集；③哺乳、妊娠或準備妊娠的婦女。

1.4 一般資料納入2018年7月至2020年1月在湖南中醫藥大學第一附屬醫院及湖南省中醫藥研究院就診的KOA患者326例，均符合病例納入標準。經統計學分析，各 K-L 分級在性別分布方面比較，差異無統計學意義(P>0.05)；各K-L分級在年齡、病程方面比較，差異有統計學意義(P<0.05)，提示K-L分級越高，患者的年齡越大，病程越長，見表1。本研究通過湖南省中醫藥研究院附屬醫院倫理委員會倫理審查(倫理批號：20180702)。

表1 不同K-L分級患者一般資料比較

1.5 中醫證候診斷根據WF文峰-Ⅲ中醫輔助診療軟件中證素采集內容，輸入該診療軟件，可診斷出病位證素、病性證素，進行中醫證候診斷。同時，命名證型時參考《膝骨關節炎中西醫結合診療指南》[9]，將證型規范命名為氣滯血瘀證、寒濕痹阻證、風濕熱痹證、肝腎虧虛證等4個基本證型。若存在兼并證時，則以“基本證型+合并證”進行命名，如在氣滯血瘀基本證型基礎上，合并肝、腎、氣虛、血虛等證素時，則命名為“氣滯血瘀+肝腎虧虛”，在寒濕痹阻證型基礎上合并脾、腎虧虛時，則命名為“寒濕痹阻+脾腎虧虛”，依次類推。

1.6 觀察指標及方法

1.6.1 膝關節VAS評分采用VAS評分對患者膝關節疼痛進行評估，分值為0～10分，其中0分代表無痛，10分代表疼痛難忍。

1.6.2 關節液炎性指標無菌條件下對膝關節進行穿刺，抽取膝關節液1 mL左右，經3 000 r·min-1離心15 min后取上清液，離心半徑12 cm，放置Eppendorf管，采用酶聯免疫吸附法測定關節液中 IL-1β、IL-6、TNF-α水平。

2 結果

2.1 納入病例的中醫證候診斷結果根據證素診斷結果，326例KOA患者中醫證候診斷主要為氣滯血瘀證、寒濕痹阻證、風濕熱痹證、肝腎虧虛證4個基本證型。同時，存在不同兼并證，如肝腎虧虛證中合并較多頻次的氣滯、血瘀、風、寒、濕等證素，風濕熱痹證合并較多頻次的肝、腎、陰虛證素。根據合并其他證素的名稱、頻次，統計、歸納其他證素組合形式，得出326例KOA患者證素組合形式，提示KOA退行性疾病，其證型以復合證素構成為主，且常合并肝、腎、脾等病位，見表2。

表2 KOA證素組合形式

2.2 不同 K-L分級的中醫證型分布根據以上證型組合情況，按照不同K-L分級進行統計，發現Ⅰ級、Ⅱ級主要為基本證型，如寒濕痹阻證、氣滯血瘀證、風濕熱痹證，Ⅲ級、Ⅳ級主要為復合證型，如寒濕痹阻+脾腎虧虛證，氣滯血瘀+肝腎虧虛證，氣滯血瘀+肝腎虧虛證以及風濕熱痹+肝腎虧虛證，這與臨床上KOA患者病情發展進展相符。各K-L分級證型分布經χ2檢驗，提示各組證型分布不同(P<0.05)，見表3。

表3 不同KL分級的中醫證型分布情況 例

2.3 不同K-L分級關節液IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS評分比較將不同K-L分級患者膝關節VAS評分與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平進行對比，發現不同K-L分級KOA關節液 IL-1β、IL-6、TNF-α表達及VAS評分也不相同。其中，以K-L分級Ⅲ級最低，Ⅳ級最高，兩者比較，差異有統計學意義(P<0.05)，Ⅰ級、Ⅱ級居中(表4)。同時，將不同K-L分級與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS評分繪制散點圖，提示無直線相關趨勢(圖1)。

表4 不同K-L分級關節液IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS評分比較

注：a：K-L分級與IL-1β；b：K-L分級與IL-6；c：K-L分級與TNF-α。d：K-L分級與VAS評分。圖中數字代表證型：1：K-L分級Ⅰ級；2：K-L分級Ⅱ級；3：K-L分級Ⅲ級；4：K-L分級Ⅳ級圖1 不同K-L分級與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS評分散點圖

2.4 不同中醫證型與IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS評分比較將各KOA患者膝關節VAS評分、關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平，按照表2中證型進行分類統計，發現不同中醫證型膝關節液 IL-1β、IL-6、TNF-α表達及VAS評分也不相同。在KOA常見的4個基本證素組合中，在風濕熱痹證、氣滯血瘀證關節液IL-1β、IL-6、TNF-α表達及VAS評分高于寒濕痹阻證、肝腎虧虛證，差異有統計學意義(P<0.05)，且以風濕熱痹證水平最高(P<0.05)。在合并證中，以風濕熱痹+肝腎虧虛證表達最高，差異有統計學意義(P<0.05)，其次為氣滯血瘀+肝腎虧虛證、寒濕痹阻+氣滯血瘀證，最低為寒濕痹阻+脾腎虧虛證，提示各中醫證型關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS評分不同(表5)。同時，將不同中醫證型與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS評分繪制散點圖，提示無相關性(圖2)。

表5 不同中醫證型與IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS評分比較

注：a：證型與IL-1β；b：證型與IL-6；c：證型與TNF-α；d：證型與VAS評分。圖中數字代表證型：1：氣滯血瘀證；2：氣滯血瘀+肝腎虧虛證；3：寒濕痹阻證；4：寒濕痹阻+脾腎虧虛證；5：寒濕痹阻+氣滯血瘀證；6：風濕熱痹證；7：風濕熱痹+肝腎虧虛證；8：肝腎虧虛證圖2 不同中醫證型與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS評分散點圖

2.5 VAS評分與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平相關性將VAS評分分別與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平繪制散點圖，提示存在直線相關趨勢(均不服從正態分布)，采用Spearman進行相關性分析，VAS評分與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α 的相關系數分別為0.830、0.837和0.821(P<0.05)，提示VAS評分與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α 表達呈正向直線相關(圖3)。

注：a：VAS評分與IL-1β；b：VAS評分與IL-6；c：VAS評分與TNF-α圖3 膝關節VAS評分與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α散點圖

3 討論

膝骨關節炎的分級評分系統有多種，如根據X線改變的K-L分級，根據關節鏡下關節軟骨損傷的Outbridge分級，根據軟骨損傷的磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)分級。其中，K-L分級已經成為骨關節外科醫生廣為接受的診斷膝骨關節炎的影像學評價體系，用于評估病情、指導治療[2]。Ⅰ級僅僅提示可疑的關節間隙變窄及關節邊緣骨贅，而Ⅳ級則出現膝關節大量的骨贅、明顯的關節間隙狹窄和嚴重的硬化改變及明確的畸形。

膝關節內的各種細胞因子之間通過復雜網絡調節，維持機體內環境的穩定。IL-1、IL-6、TNF-α都是機體免疫系統調節骨代謝的主要蛋白質因子，是參與膝KOA發病進程中的重要介質。因慢性勞損、創傷等致病因素，KOA關節滑膜、軟骨及其基質發生免疫炎癥反應，關節腔內軟骨、滑膜細胞可分泌大量炎性因子，影響本病的發展。故檢測關節相關細胞因子可客觀反映關節內環境狀態，評估KOA病情。

本研究結果發現，K-L分級越高，患者的年齡越大，病程越長，這與KOA患者病情發展相符。同時，不同K-L分級關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS評分也不相同，其中K-L分級Ⅲ級最低，Ⅳ級最高，兩者比較，差異有統計學意義(P<0.05)，Ⅰ級、Ⅱ級居中。另外，將不同K-L分級與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS評分繪制散點圖，提示不同K-L分級和關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS評分無明顯相關性。

進一步分析發現，KOA不同中醫證型膝關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS評分不相同。在KOA常見的4個基本證素組合中，風濕熱痹證、氣滯血瘀證關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS評分高于寒濕痹阻證、肝腎虧虛證，差異有統計學意義(P<0.05)，且以風濕熱痹證表達水平最高(P<0.05)。在合并證中，以風濕熱痹+肝腎虧虛證表達最高，差異有統計學意義(P<0.05)，其次為氣滯血瘀+肝腎虧虛證、寒濕痹阻+氣滯血瘀證，最低為合并寒濕痹阻+肝腎虧虛證。以上說明不同中醫證型的膝關節內軟骨、滑膜組織免疫炎癥反應狀態不同，即相比于寒濕痹阻和肝腎虧虛證，風濕熱痹證處于一個高度激活的狀態，這與其他研究報道相符[10-11]。另外，將關節VAS評分分別與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平繪制散點圖，提示存在直線相關趨勢，分析得出VAS評分與關節液 IL-1β、IL-6、TNF-α的相關系數分別為0.830、0.837和0.821(P<0.05)，提示VAS評分與關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平呈正向直線相關。

因此，筆者推測，膝骨關節炎K-L分級有助于評價病情，但僅強調X射線觀察到的結構變化，如關節間隙、骨贅增生等。但是，K-L分級并不能反映臨床癥狀的輕重緩急，如文獻報道KOA患者X射線觀察到的結構變化與疼痛的強度之間沒有明確的關系[12-13]，且膝關節放射學進展可能與關節痛的變化不一致[14-15]。故本研究結果提示，不同 K-L 分級和關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS評分無明顯相關性。

然而，中醫證型診斷是基于患者全身病情進行的，綜合反映臨床癥狀的緩急程度。VAS疼痛評分則直觀反映了患者膝關節局部疼痛程度。在《膝骨關節炎中醫診療專家共識(2015年版)》中，根據KOA的發病情況分為發作期和緩解期[16]。結合KOA各中醫證型臨床特點、疼痛程度，筆者認為風濕熱痹證、氣滯血瘀證屬于發作期，寒濕痹阻證、肝腎虧虛證則屬于緩解期。VAS疼痛評分也能反映病情的發作情況，急性期疼痛評分較高，緩解期疼痛評分較低。因處于不同臨床分期的膝關節內軟骨、滑膜組織免疫炎癥反應狀態不同，故屬于發作期的風濕熱痹證、氣滯血瘀證，相比屬于緩解期的寒濕痹阻證和肝腎虧虛證，其關節內軟骨、滑膜組織免疫炎癥反應處于一個高度激活的狀態。KOA經治療后，病情緩解的同時，關節液相關炎癥指標也得到明顯改善[17-18]。

本研究發現，不同中醫證型、不同K-L分級的關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS評分均不相同，但無明顯相關性。關節液IL-1β、IL-6、TNF-α水平與膝關節VAS評分呈正向直線相關。因此，基于本研究結果，可進一步充實KOA的病機研究，為KOA的臨床選方用藥、預后康復等方面提供理論依據。