韓崇濤等
【摘 要】 通過搜集近年來有關(guān)Ⅱ型膠原羧基端端肽特點(diǎn)及其與骨關(guān)節(jié)炎關(guān)系的研究文獻(xiàn),分析總結(jié)其在骨關(guān)節(jié)炎病情進(jìn)展中的水平變化,探討關(guān)節(jié)軟骨標(biāo)志物Ⅱ型膠原羧基端端肽在骨關(guān)節(jié)炎患者中的臨床意義。Ⅱ型膠原羧基端端肽與骨關(guān)節(jié)炎關(guān)系密切,對(duì)骨關(guān)節(jié)炎早期診斷與病情評(píng)估具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】 骨關(guān)節(jié)炎;Ⅱ型膠原羧基端端肽;診斷意義;綜述
doi:10.3969/j.issn.2095-4174.2015.10.019
骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis,OA)是一種中老年多發(fā)的慢性進(jìn)行性骨關(guān)節(jié)疾病,以關(guān)節(jié)軟骨退行性改變伴軟骨下骨硬化和繼發(fā)性骨質(zhì)增生為主要病變,表現(xiàn)為不同程度的關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、畸形等癥狀[1]。目前OA的臨床診斷以臨床表現(xiàn)及影像學(xué)特征為主,往往比較滯后,對(duì)病變?cè)缙谠\斷比較困難。隨著研究的深入,關(guān)節(jié)軟骨標(biāo)志物Ⅱ型膠原羧基端端肽(C-terminal crosslinking telopeptide of typeⅡcollagen,CTX-Ⅱ)日益成為研究熱點(diǎn),本文就其與OA的關(guān)系綜述如下。
1 CTX-Ⅱ概述與特點(diǎn)
關(guān)節(jié)軟骨是一種特定類型的結(jié)締組織,由1%的軟骨細(xì)胞和99%的軟骨基質(zhì)組成,無血管、神經(jīng)及淋巴組織分布。其中軟骨基質(zhì)由膠原蛋白、水分及蛋白聚糖合成,膠原成分主要是Ⅱ型膠原,是由三股α1鏈組成的螺旋結(jié)構(gòu),每條α鏈兩端分別是氨基端肽和羧基端肽,正常狀態(tài)下膠原網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的合成與降解維持著平衡,在OA的病情進(jìn)展中,這種平衡被打破,降解代謝大于合成代謝,導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨的損傷,作為Ⅱ型膠原的降解產(chǎn)物之一的CTX-Ⅱ,來源于其羧基末端,因而被稱為Ⅱ型膠原羧基端端肽[2]。CTX-Ⅱ最早是由Eyre等在研究牛軟骨過程中發(fā)現(xiàn),可被組織蛋白酶裂解成小分子多肽,其中EKGPDP小肽來自CTX-Ⅱ的中間部分。CTX-Ⅱ是目前唯一能夠同時(shí)在關(guān)節(jié)滑液、血液及尿液中檢測到的軟骨代謝標(biāo)志物,且完全來自于成熟的非合成的Ⅱ型膠原,其樣品穩(wěn)定性及可靠性時(shí)間較長,在OA的臨床檢測中更有意義,故檢測關(guān)節(jié)液、血液或尿液中的EKGPDP小肽,可以作為了解CTX-Ⅱ水平的指標(biāo),并有良好的穩(wěn)定性和可靠性,是綜合反映關(guān)節(jié)軟骨損傷累計(jì)程度的生物標(biāo)志物[3-5]。
2 CTX-Ⅱ水平的測定
目前CTX-Ⅱ的測定采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA),查閱資料發(fā)現(xiàn),女性O(shè)A患者尿液中CTX-Ⅱ的水平明顯高于男性患者[6];有研究表明,雌激素可影響男女CTX-Ⅱ水平[7];也有學(xué)者提出,男性、女性間關(guān)節(jié)CTX-Ⅱ水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)[8]。目前CTX-Ⅱ測定方法需要進(jìn)一步研究。
3 CTX-Ⅱ與OA的關(guān)系
3.1 CTX-Ⅱ與OA關(guān)節(jié)軟骨及滑膜的關(guān)系 關(guān)于CTX-Ⅱ在軟骨損傷中的分子生物標(biāo)志作用,王麗華等[9]進(jìn)行了相關(guān)研究,實(shí)驗(yàn)采用T-2毒素造大鼠關(guān)節(jié)軟骨損傷模型,以透明軟骨的組織病理和超微結(jié)構(gòu)改變作為判斷軟骨損傷程度的依據(jù),并用ELISA法檢測大鼠不同階段血清CTX-Ⅱ和脫氧吡啶啉(DPD)的水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)組大鼠關(guān)節(jié)軟骨尤其是Ⅱ型膠原明顯損害;且實(shí)驗(yàn)組大鼠血清CTX-Ⅱ水平在3個(gè)月時(shí)含量比對(duì)照組明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05);6個(gè)月時(shí),雖然仍比對(duì)照組高,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05)。得出血清CTX-Ⅱ?qū)﹃P(guān)節(jié)軟骨早期反應(yīng)敏感,可以作為關(guān)節(jié)軟骨損傷早期的生物標(biāo)志物的結(jié)論。Nielsen等[10]采用前交叉韌帶切除術(shù)法誘導(dǎo)建立OA模型,并檢測病變區(qū)軟骨蛋白提取液中CTX-Ⅱ的含量變化,發(fā)現(xiàn)CTX-Ⅱ在術(shù)后1,2,4周的水平與假手術(shù)組比較,明顯升高。Jung等[11]研究發(fā)現(xiàn),OA患者尿液中的CTX-Ⅱ水平與正常人相比,顯著增高。李正南等[12]探討了膝關(guān)節(jié)液CTX-Ⅱ水平與滑膜炎程度之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)液中CTX-Ⅱ水平可作為關(guān)節(jié)軟骨損傷累積程度的生物標(biāo)記物,并且還可以反映關(guān)節(jié)滑膜炎程度,其水平升高提示滑膜炎嚴(yán)重。但呂嘉[8]研究結(jié)果顯示,關(guān)節(jié)液中CTX-Ⅱ濃度作為單獨(dú)指標(biāo)在不同關(guān)節(jié)軟骨損傷程度的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P > 0.05),與軟骨損傷程度無相關(guān)性(P > 0.05)。
這些研究提示,CTX-Ⅱ能夠在血液、局部關(guān)節(jié)液及尿液中檢測到,并且在反映骨、軟骨及滑膜代謝水平方面有一定的意義。
3.2 CTX-Ⅱ在OA早期診斷中的意義
3.2.1 診斷及病情監(jiān)測 任戈亮等[13]采用前交叉韌帶切除術(shù)誘導(dǎo)大鼠OA模型,研究血清CTX-Ⅱ在OA早期診斷及病情評(píng)估的意義,發(fā)現(xiàn)血清CTX-Ⅱ水平在未出現(xiàn)病理變化時(shí)就已經(jīng)開始升高,與病灶區(qū)軟骨中CTX-Ⅱ表達(dá)一致,可作為OA早期診斷和病情評(píng)估的參考指標(biāo)。劉淵[14]采用Kellgren和Lawrence法對(duì)70例符合標(biāo)準(zhǔn)的OA患者進(jìn)行放射學(xué)病情分級(jí),研究發(fā)現(xiàn),在Ⅰ級(jí)、Ⅳ級(jí)患者血清CTX-Ⅱ水平與Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)患者水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05),在OA早期上升不顯著,關(guān)節(jié)狹窄時(shí)水平最高,隨著關(guān)節(jié)間隙的進(jìn)一步狹窄其水平又有所下降,并且CTX-Ⅱ與OA病變相關(guān)性最高,呈正相關(guān)(r = 0.923)。得出結(jié)論,血清CTX-Ⅱ水平是反映軟骨代謝的特異性指標(biāo),可以反映OA病情、證型等變化。還有研究顯示,關(guān)節(jié)滑液中CTX-Ⅱ在OA早期還未顯示放射學(xué)改變時(shí)就顯著升高,水平高達(dá)正常對(duì)照組的2倍[15]。
3.2.2 藥物療效監(jiān)測 由于影像學(xué)表現(xiàn)在OA的診斷中比較滯后,因此在監(jiān)測治療OA的藥物療效方面,OA生物標(biāo)志物可以較早地反映出效果。有研究發(fā)現(xiàn),口服硫酸氨基葡萄糖12個(gè)月的OA患者,CTX-Ⅱ水平明顯下降,表明氨基葡萄糖對(duì)軟骨高代謝具有抑制作用[16]。
4 生物標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用
雖然目前有研究證實(shí)CTX-Ⅱ可用于OA的早期診斷中,但是單一檢測還是聯(lián)合其他標(biāo)志物檢測,尚存在爭議。于偉光等[17]實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上,聯(lián)合CTX-Ⅱ、基質(zhì)金屬蛋白酶-3、腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-1進(jìn)行檢測,對(duì)OA早期診斷更充分靈敏;血清CTX-Ⅱ在診斷早期OA方面缺乏靈敏性。劉淵[14]研究發(fā)現(xiàn),CTX-Ⅱ聯(lián)合軟骨寡基質(zhì)蛋白(COMP)能大大提高OA診斷的準(zhǔn)確性,在膝OA的發(fā)病機(jī)制中具有重要的作用。
5 結(jié)語與展望
綜上所述,CTX-Ⅱ在反映關(guān)節(jié)軟骨的損傷、OA的早期診斷及病情監(jiān)測、監(jiān)測藥物療效方面表現(xiàn)出日益明顯的優(yōu)勢。雖然有研究顯示其敏感性不高,在單一檢測還是聯(lián)合其他軟骨生物標(biāo)志物檢測還存在爭議,而且關(guān)于聯(lián)合標(biāo)志物檢測的研究存在不一致,主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)選擇的標(biāo)志物和數(shù)量不一致,缺乏最優(yōu)聯(lián)合。在檢測方面,CTX-Ⅱ的水平受性別、年齡、樣品離心前的存放時(shí)間及溫度、體重及藥物等方面的影響,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),需要考慮這些影響因素。以上這些因素都會(huì)影響檢測的準(zhǔn)確性,相信隨著分子生物學(xué)研究的不斷深入,CTX-Ⅱ的研究會(huì)有所突破,尋找到特異性和靈敏性兼有的生物標(biāo)記物,從而為OA的早期診斷和治療提供依據(jù)。
6 參考文獻(xiàn)
[1] 中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì).骨性關(guān)節(jié)炎[J].風(fēng)濕病與關(guān)節(jié)炎,2013,2(2):71-72.
[2] 賞后來,郭亭,趙建寧.骨性關(guān)節(jié)炎實(shí)驗(yàn)室診斷指標(biāo)的意義及研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào),2012,25(2):204-207.
[3] 王學(xué)宗,高寧陽,劉婷,等.軟骨標(biāo)志物CTX-Ⅱ在骨關(guān)節(jié)炎中的應(yīng)用[J].中國骨傷,2013,26(3):260-263.
[4] Cahue S,Sharma L,Dunlop D,et al.The ratio of type Ⅱ collagen breakdown to synthesis and its relationship with the progression of knee osteoarthritis[J].Osteoarthritis Cartilage,2007,15(7):819-823.
[5] Nakoshi Y,Hasegawa M,Sudo A,et al.Regulation of tenascin-C expression by tumor necrosis factor alpha in cultured human osteoarthritis chondrocytes[J].J Rheumatol,2008,35(1):147-152.
[6] Reijman M,Hazes JM,Bierma-Zeinstra SM,et al.A new marker for osteoarthritis:cross-sectional andlongitudinal approach[J].Arthritis Rheum,2004,50(8):2471-2478.
[7] Ham KD,Loeser RF,Lindgren BR,et al.Effects of long-term estrogen replacement therapy on osteoarthritis severity in cynomolgus monkeys[J].Arthritis Rheum,2002,46(7):1956-1964.
[8] 呂嘉.骨關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)液中CTX-Ⅱ和PⅡCP的檢測及臨床意義[D].太原:山西醫(yī)科大學(xué),2012.
[9] 王麗華,石玉霞,付瑩,等.Ⅱ型膠原羧基端端肽和脫氧吡啶啉在實(shí)驗(yàn)性大鼠關(guān)節(jié)軟骨損傷中的生物標(biāo)志作用[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué),2009,15(16):1-3.
[10] Nielsen RH,Stoop R,Leeming DJ,et al.Evolution of cartilage damage by measuring collagen degradation products in joint extracts in traumatic model ofosteoarthritis[J].Biomarkers,2008,13(1):79-87.
[11] Jung M,Christgau S,Lukoschek M,et al.Increased urinary concentration of collagen type Ⅱ C-telopeptide fragments in patients with osteoarthritis[J].Pathobiology,2004,71(2):70-76.
[12] 李正南,衛(wèi)小春,張志強(qiáng),等.膝關(guān)節(jié)液中Ⅱ型膠原羧基端端肽含量與滑膜炎程度的關(guān)系[J].中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志,2008,23(9):734-736.
[13] 任戈亮,桂鑒超,王黎明,等.Ⅱ型膠原羧基端端肽對(duì)骨關(guān)節(jié)炎早期診斷和病情評(píng)估的實(shí)驗(yàn)研究[J].南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,30(5):653-657.
[14] 劉淵.膝骨關(guān)節(jié)炎病證特征及與CTX-Ⅱ和COMP的相關(guān)性研究[D].廣州:廣州中醫(yī)藥大學(xué),2011.
[15] Chevalier X,Conrozier T.Biological markers for osteoarthritis:an update[J].Joint Bone Spine,2005,72(2):106-109.
[16] Christgau S,Henrotin Y,Tanko LB,et al.Osteoarthritic patients with high cartilage turnover show increased responsiveness to the cartilage protecting effects of glucosamine sulphate[J].Clin Exp Rheumatol,2004,22(1):36-42.
[17] 于偉光,張新潮,朱行飛,等.四種血清生物標(biāo)志物聯(lián)合檢測早期診斷和評(píng)價(jià)骨關(guān)節(jié)炎的價(jià)值[J].中國組織工程研究,2013,17(15):2685-2692.
收稿日期:2015-06-03;修回日期:2015-07-06