关节液瘦素水平与膝骨关节炎的相关性

关 健 薛 伟 丁罗宾 谢 磊 杨秋军 李 锋

(石家庄市第三医院关节外科，河北 石家庄 050000)

据世界卫生组织(WHO)统计，骨关节炎(OA)在老年人发病率最高，女性高于男性，绝经后妇女发病率更高，发病率随着增龄而升高〔1〕，60岁以上人群中OA患者约50%，75岁以上人群发病率高达80%，随着人口老龄化，至2025年OA发病率可增加40%〔2〕。OA患者发病率升高迫切需要早期且准确的诊断该疾病。近年来，生物标志物(BM)被用来检测潜在的退变性或炎症性关节疾病〔3〕。其中，瘦素(Leptin) 是源于脂肪细胞合成并分泌的细胞因子类激素，属于细胞炎症网络中的一分子，由167 个氨基酸组成的蛋白质〔4，5〕。有报道〔6〕显示，在OA 患者关节软骨及关节滑膜中均发现存在瘦素受体，且随着损伤程度加重所表达的受体逐渐增多，但在健康人群中瘦素受体表达较低。但目前对关节液中瘦素浓度与OA症状严重程度相关性研究较少。本研究旨在探讨膝骨关节炎患者关节滑液中瘦素水平与关节病变程度和X线K-L分级间的相关性。

1 材料与方法

1.1临床资料 选择2015年12月至2016年12月在骨关节门诊就诊膝骨性关节炎患者140例(男52例，女88例)，根据X线Kellgren-Lawrence(K-L)分级标准：Ⅰ级：关节软骨存在轻微骨赘；Ⅱ级：关节软骨存在明显的骨赘，关节间隙轻度变窄；Ⅲ级：关节软骨关节间隙中度变窄，软骨下骨出现硬化；Ⅳ级：关节软骨关节出现大量骨赘，关节间隙严重变窄，软骨下骨硬化及畸形明显。其中Ⅱ级43例、Ⅲ级56例、Ⅳ级41例。3组患者年龄、性别、BMI指数经统计学比较差异无意义(P>0.05)。见表1。

1.1.1诊断标准 美国风湿病学会判断OA的临床标准〔7〕：①1 个月来大多数时间发生膝痛；②关节活动时有响声；③晨僵<30 min；④年龄≥50 岁；⑤有骨性膨大。患者满足前4 项，或满足①②⑤、①④⑤即可诊断为OA。

1.1.2纳入标准 ①符合美国风湿病学会诊断标准；②签字同意并配合相关治疗；③本院伦理委员会批准同意。

1.1.3排除标准 患者有膝关节外伤史、手术史；类风湿关节炎、强直性脊柱炎、膝关节肿瘤结核、严重骨质疏松等；凝血障碍或使用抗凝药物者；存在严重内科疾病者；治疗过程中不配合或病情出现变化者。

1.1.4一般资料及相关检查 专一人员负责体重、身高测量，每一个患者重复测量3次，并取平均值。 对患者行患膝正侧位X线片检查、抽血检查。

1.2评价指标 体质指数(BMI)、OA X线KL分级标准、西安大略和麦马斯特大学骨性关节炎指数(WOMAC)。

1.3指标评估 专一研究人员对患者根据WOMAC进行评分，包括疼痛评分、肢体功能评分、关节僵硬评分、总体WOMAC评分。并对膝骨关节炎患者治疗前行关节液取液，并进行相关治疗，患者患膝的X线片由至少2名影像学专家根据KL分级标准进行分级。

1.4瘦素的检测 所有膝骨关节炎患者在进行相关治疗前穿刺抽取关节滑液，操作过程严格无菌，取液后离心去除关节液内细胞和碎屑，-80℃保存。实验设立标准管、样品管、对照管。采用酶联免疫吸附(ELISA)法检测关节液中瘦素水平，瘦素 ELISA试剂盒购自Metra Biosystems公司。按ELISA试剂盒说明进行操作，每个样本重复检测3次，取其平均值。根据标准品的浓度及对应的OD值计算出标准曲线的直线回归方程，再依据样品OD值在该曲线图上查出相应瘦素的含量。

1.5统计学方法 采用SPSS18.0软件行秩和检验，对相关性行秩相关系数检验和多元线性回归分析。

2 结 果

2.13组WOMAC评分及瘦素水平比较 3组患者WOMAC疼痛评分、肢体功能评分、WOMAC总分比较，差异有统计学意义(P<0.05)，关节僵硬评分差异无统计学意义(P>0.05)，3组患者关节液瘦素水平比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2关节液中瘦素水平与WOMAC评分的相关性 所有患者关节液瘦素水平与WOMAC疼痛评分、WOMAC肢体功能评分、WOMAC总评分呈正相关(r=0.499，0.379，0.413，P=0.001，0.026，0.015)；与WOMAC关节僵硬评分无明显相关性(r=0.089，P=0.141)。见图1。对关节液中瘦素水平与WOMAC评分进一步行回归分析，二者在统计学上仍然存在相关性。见表2。

2.3瘦素与X线K-L分级的相关性 膝骨关节炎患者关节液瘦素水平越高，K-L分级显示其OA越严重(r=0.550，P<0.001)，见图2。

表1 3组一般资料比较〔M(P25，P75)〕

与Ⅱ级比较：1)P<0.05

WOMACPβP值WOMACFβP值WOMACTβP值年龄-0.0800.350-0.0440.599-0.0440.615BMI0.1300.1210.1090.1400.1060.146性别0.0790.3250.0590.5630.0730.299关节液瘦素1.4290.0011.2600.0011.3010.001

WOMAC P/F/T= WOMAC疼痛/肢体功能/总评分

图2 OA患者关节液瘦素水平与X线K-L分级的相关性

3 讨 论

OA是关节软骨及软骨下骨进展性损害，原发性或者继发性的滑膜反应为标志的一种慢性疾病〔8，9〕。约80%的OA患者存在不同程度运动障碍，25%的OA患者日常生活受到影响，疾病晚期出现关节肿大，持续性疼痛，严重者可致残。目前的治疗方法包括早期的保守治疗和晚期的人工关节置换手术，手术治疗有效，但费用昂贵，同时可能出现严重并发症。因此，如何更有效地早期诊断及预防，制定相应控制病情发展的治疗方案，具有重要意义。但临床研究发现〔10～12〕，在早期OA患者关节和软骨出现损伤时，其影像学征象无明显改变，当出现关节狭窄或者骨赘等表现时，多数已是OA 的晚期阶段。由此可见OA的影像学改变比组织生物学的改变要晚，在患者出现影像学改变时，关节的正常功能以及患者的生活质量已经受到严重影响。在临床上，目前仍缺乏具有敏感性及特异性的方法来监测关节软骨的变化。随着分子生物学的发展，许多研究者都在寻找用于临床评价OA 的BM，及时反映关节软骨早期退变等有关病理变化，因此研究关节液中的BM以反映关节软骨病变，在临床上具有重要意义。

瘦素广泛存在于体内的各种组织中，在关节软骨及关节滑膜中均发现存在瘦素受体。有学者〔13〕研究发现在OA患者的关节软骨中表达的OB-R 比正常人群高，并且一定浓度的瘦素能促进软骨细胞中的基质金属蛋白酶(MMP)-3、MMP-9 等的合成，致软骨损伤并诱发骨质增生，进一步导致骨性关节炎。有研究〔14〕发现在进展期的OA 关节软骨及滑液中瘦素及瘦素受体的表达水平显著增加。瘦素水平升高与能够反映关节软骨降解破坏和滑膜炎症程度，有助于OA的早期诊断。

本研究表明OA患者关节液中瘦素水平与患者肢体疼痛、肢体功能受损程度呈正相关。同时还发现关节液瘦素水平与骨关节炎影像学K-L分级程度呈正相关，关节液中瘦素水平越高，K-L分级显示其OA患者关节损伤程度越明显。这提示关节液中瘦素水平能反映关节损伤病变程度。

1Kimum T.Progress of research for osteoarthfitis.Anoverview of the recent knowledge on osteoarthfitis：pathogenesis，evaluation and therapies〔J〕.Clin Calcium，2009；11：1565-71.

2孙铁铮，吕厚山.骨关节炎的诊治与研究进展〔J〕.继续医学教育，2005；3：47-56.

3Garnero P，Delmas PD.Biomarkers in osteoarthritis〔J〕.Curr Opin Rheum，2003；15：641-6.

4Ku JH，Lee CK，Joo BS，etal.Correlation of synovial fluid leptin concentrations with the severity of osteoarthritis〔J〕.Clin Rheum，2009；28(12)：1431-5.

5Brennan AM，Mantzoros CS.Drug insight：the role of leptin in human physiology and pathophysiology-emerging clinical applications 〔J〕.Nat Clin Pract Endocrinol Metab，2006；2(6)：318-27.

6Simopoulou T，Malizos KN，Iliopoulos D，etal.Differential expression of leptin and leptin′s receptor isoform (Ob-Rb) mRNA between advanced and minimally affected osteoarthritic cartilage：effect on cartilage metabolism〔J〕.Osteoarthritis Cartilage，2007；15：872-83.

7Arnett FC，Edworthy SM，Bloch DA，etal.The American Rheumatism Association 1987 rebised criteria for the classification of rheumatoid arthritis〔J〕.Arthritis Rheum，1988；31(3)：315.

8陈 威，李盛华，周明旺，等.膝骨性关节炎软骨自噬机制研究进展〔J〕.中国矫形外科杂志，2016；24(13)：1204-6.

9王 伟，王坤正，党小谦，等.中老年人人群骨关节炎的流行病学研究〔J〕.中国老年学杂志，2007；27(6)：566-8.

10Ackerman IN，Bohensky MA，de Steiger R，etal.Substantial rise in the lifetime risk of primary total knee replacement surgery for osteoarthritis from 2003-2013：An international，population-level analysis〔J〕.Osteoarthritis Cartilage,2016；4(16)：304-9.

11Smith T，Elson L，Anderson C，etal.How are we addressing ligament balance in TKA? A literature review of revision etiology and technological advancement〔J〕.J Clin Orthop Trauma,2016；7(4)：248-55.

12Nielsen FK，Egund N，Jørgensen A，etal.Assessment of subchondral bone marrow lesions in knee osteoarthritis by MRI：a comparison of fluid sensitive and contrast enhanced sequences〔J〕.BMC Musculoskelet Disord,2016；16；17(1)：479.

13Iliopoulos D，Malizos KN，Tsezou A.Epigenetic regulation of leptin affects MMP-13 expression in osteoarthritic chondrocytes：possible molecular target for osteoarthritis therapeutic intervention 〔J〕.Ann Rheum Dis，2007；66(12)：1616-21.

14Vuolteenaho K，Koskinen A，Moilanen T，etal.Leptin levels are increased and its negative regulators，SOCS-3 and sOb-R are decreased in obese patients with osteoarthritis：a link between obesity and osteoarthritis 〔J〕.Ann Rheum Dis，2012；71(11)：1912-3.