骨關節炎患者血清HDAC3表達水平及臨床意義*

李 美,王勝杰,王 霞,李文哲,張夢偉,于桂泳

哈勵遜國際和平醫院:1.康復醫學科;2.骨外科,河北衡水 053000

骨關節炎(OA)是一種以軟骨、軟骨下骨及其他關節組織炎癥性損傷為主要特征的退行性關節疾病,是老年人中常見的關節疾病[1]。OA可能引起患者關節功能喪失,使患者遠期致殘率增加[2]。OA發病有一個“沉默期”,在“沉默期”的患者沒有任何臨床癥狀,影像學檢查也未能發現異常,但關節組織已經開始病變[3]。因此,探尋與OA發病相關的生物分子,對早期診斷OA、降低患者致殘率至關重要。相關研究顯示,OA發病機制涉及細胞凋亡、焦亡、炎癥等多種生物學調節過程,且目前研究認為炎癥在OA發病過程中發揮重要作用[4-6]。組蛋白去乙酰化酶3(HDAC3)是HDAC家族成員之一,參與調控機體炎癥反應、氧化應激等過程。既往研究顯示,骨髓間充質干細胞通過靶向HDAC3和STAT1/NFκB p65來抑制軟骨細胞和軟骨的焦亡進而改善OA[7-8]。目前關于HDAC3表達與OA的關系報道較少,基于此,本研究對OA患者血清中HDAC3表達水平進行測定,探討HDAC3表達與OA的關系,以期為OA的診治提供參考。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取本院2021年10月至2023年1月收治的128例OA患者為研究對象(OA組),其中男58例,女70例,年齡45～80歲,平均(59.17±8.11)歲。納入標準:(1)符合《中國骨關節炎診療指南(2021年版)》[9]中相關診斷標準;(2)既往無關節手術史;(3)臨床資料完整。排除標準:(1)肝、腎功能異常患者;(2)合并類風濕性關節炎患者;(3)合并精神疾病患者;(4)合并惡性腫瘤患者;(5)感染患者。另選取同期在本院進行健康體檢的體檢健康者128例作為對照組,其中男60例,女68例,年齡46～82歲,平均(60.13±8.27)歲。本研究通過本院倫理委員會批準(批號:2021-835),所有受試者或其家屬知情并同意。

1.2方法

1.2.1血清HDAC3表達水平檢測 采集所有受試者晨起空腹肘靜脈血3 mL,待血液凝固后3 500 r/min離心10 min分離血清,采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)測定血清HDAC3表達水平。試劑盒購于上海酶聯生物科技有限公司,嚴格根據試劑盒說明書進行操作。

1.2.2Kellgren-Lawrence(K-L)分級 根據K-L評分系統對OA患者進行分組,其中Ⅱ級組46例,男20例,女26例,年齡46～78歲,平均(59.23±8.15)歲(Ⅱ級為關節間隙可疑狹窄或中度關節間隙變窄,有明顯骨贅);Ⅲ級組46例,男20例,女26例,年齡46～78歲,平均(59.23±8.15)歲(Ⅲ級為中等大小骨贅形成,伴有骨囊腫、骨贅,關節間隙狹窄明顯);Ⅳ級組30例,男15例,女15例,年齡46～80歲,平均(59.65±8.19)歲(Ⅳ級為伴有大量骨贅,骨質嚴重硬化改變,出現關節畸形),3組基本資料比較,差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2.3OA癥狀評分 根據西安大略和麥克馬斯特大學骨關節炎指數(WOMAC)總分[10]對OA患者癥狀嚴重程度進行評分,包括疼痛、僵硬、關節功能3個部分,一共24個項目,每項進行5級評分法評分。分值越高,OA患者癥狀越嚴重。OA嚴重程度:<80分為輕度,80～120分為中度,>120分為重度。

1.2.4觀察指標 比較OA組與對照組一般資料及血清HDAC3表達水平;比較不同K-L分級OA患者血清HDAC3表達水平及癥狀評分對比;分析血清HDAC3表達水平與K-L分級及OA癥狀評分的相關性;分析血清HDAC3診斷OA的效能。

2 結 果

2.1兩組一般資料及血清HDAC3表達水平對比 OA組與對照組在性別、年齡、體重指數(BMI)及職業比較上,差異無統計學意義(P>0.05),在HDAC3表達水平上比較,差異有統計學意義(P<0.05),且OA組患者血清HDAC3表達水平顯著高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05),見表1。

表1 兩組一般資料及血清HDAC3表達水平對比[n/n或

2.2不同K-L分級OA患者血清HDAC3表達水平及癥狀評分對比 不同K-L分級OA患者血清HDAC3表達水平及癥狀評分比較,差異有統計學意義(P<0.05),隨著K-L分級的增加,OA患者血清HDAC3表達水平、疼痛評分、僵硬評分、關節功能評分及WOMAC總分均顯著增加,差異有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 不同K-L分級OA患者血清HDAC3表達水平及癥狀評分對比

2.3血清HDAC3表達水平與K-L分級之間的關系 Spearman相關性分析顯示,血清HDAC3表達水平與K-L分級呈顯著正相關(r=0.514,P<0.05),見圖1。

圖1 血清HDAC3表達水平與K-L分級之間的關系

2.4血清HDAC3表達水平與OA癥狀評分的相關性 Spearman相關性分析顯示,血清HDAC3表達水平與疼痛評分、僵硬評分、關節功能評分及WOMAC總分均呈顯著正相關(P<0.05),見表3。

表3 血清HDAC3表達水平與OA癥狀評分的相關性

2.5血清HDAC3診斷OA的效能 ROC曲線結果顯示,血清HDAC3診斷OA的曲線下面積(AUC)為0.857(95%CI:0.809～0.905),截斷值為3.09 mg/L,靈敏度為81.3%,特異度為70.4%,見圖2。

圖2 血清HDAC3診斷OA的ROC曲線

3 討 論

OA是一種全球性的高發疾病,主要以關節的退行性改變為主,多發于老年人群,且隨著全球老齡化進程的加快,其發病率也呈逐年上升趨勢[11]。OA主要臨床癥狀包括關節腫脹變形、疼痛、骨贅增生并伴有不同程度活動障礙,不僅使患者喪失勞動力,還會對其家庭產生巨大的經濟負擔,嚴重影響患者生活質量[12]。目前,OA病因尚不明確,諸多研究表明[13-14],OA是一種發生在關節軟骨和滑膜間的炎性病癥,在炎性因子作用下軟骨被破壞,軟骨細胞出現損傷,繼而大量死亡。另外在炎性因子及蛋白酶作用下,軟骨基質被大量降解。若患者得不到及時的就醫,軟骨組織將出現不可逆的損傷,因此準確診斷OA對預防及臨床方案制定至關重要。

WOMAC評分系統是一種自我報告疾病特異性工具,臨床上用于評估OA患者疼痛、關節僵硬及日常活動,然而這些量表評分準確度受一定程度的主觀因素如患者其他部位疼痛的影響,易對評分結果產生誤差[15]。近年來有研究發現,生物標志物能夠客觀衡量和評價正常生理代謝、病理變化及藥物治療療效等方面,客觀性、準確性更佳,且生物學標志物在OA早期診斷、病情嚴重程度評估等方面發揮重要作用[16-17]。HDAC作為一組表觀遺傳修飾蛋白,可通過催化/非催化組蛋白賴氨酸殘基乙酰化對基因表達進行調節,并在多種免疫疾病的發生發展過程中發揮重要作用[18]。HDAC3作為HDAC家族重要成員之一,廣泛表達于人體各個組織中,在細胞增殖、分化、免疫系統發育過程中起著重要作用[19]。近年來,已有研究證實HDAC3在正常軟骨和軟骨細胞發育中發揮一定作用,可促進軟骨及正常骨組織的生長分化,參與脊柱損傷等病理過程[20-21]。本研究結果顯示,OA組患者HDAC3表達水平顯著高于對照組,Spearman相關性分析結果顯示,OA患者K-L分級與血清HDAC3表達水平呈顯著正相關,患者K-L分級越高,HDAC3表達水平越高,提示HDAC3表達水平可能與OA患者病程進展有關。推測可能是由于HDAC3可促進炎性蛋白NF-kappaB進入細胞核內,增強其轉錄活性,引起炎性因子的釋放,HDAC3表達水平越高,炎性因子釋放水平越高,進而促進OA的發生與發展[22]。另外,本研究進一步分析血清HDAC3表達水平與OA癥狀評分之間的相關性顯示,OA患者血清HDAC3表達水平與疼痛評分、僵硬評分、關節功能評分及WOMAC總分均呈顯著正相關,表明HDAC3在OA病情發展中起著重要作用。ROC曲線結果顯示,HDAC3診斷OA的AUC為0.857,靈敏度和特異度分別為81.3%和70.4%。陳景濤等[23]研究顯示,白細胞介素-18(IL-18)診斷OA的AUC為0.777,靈敏度和特異度分別為90.28%和65.38%,相比IL-18,HDAC3對OA的診斷具有較高的準確度和特異度,提示HDAC3對OA具有一定的預測價值,有望成為OA的診斷指標和治療新靶點。

綜上所述,OA患者血清HDAC3表達水平顯著升高,且HDAC3的異常表達與OA患者K-L分級密切相關,血清HDAC3對OA有一定的診斷價值,有望成為OA臨床監測和診斷的輔助標志物。然而,本研究存在樣本數量較少,疾病類型單一等局限性,可能會使研究結果存在一定程度的偏倚,影響準確性,因此后續可擴大樣本量,深入探究血清HDAC3對OA的具體作用機制。