血清和关节液S100B水平与膝关节骨性关节炎严重程度的相关性分析

张洪志，孙育欣，潘晓华

（南方医科大学附属深圳宝安人民医院骨科，广东 深圳 518101)

骨性关节炎（OA)是由关节软骨变性、骨质增生导致的慢性进行性骨关节疾病，属于骨科临床常见疾病，目前尚未明确其发病机制［1］。研究［2］指出，OA的滑膜组织分泌活性因子参与了关节炎的发生发展过程，其中S100A12在骨性关节炎、类风湿关节炎等疾病中均有较高的血清反应，但目前关于血清钙结合蛋白S100B水平与OA的独立相关性研究较少。本研究以我院收治的膝关节OA患者为研究对象，探讨血清和关节液中S100B水平与疾病严重程度的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2020年6月至2020年12月我院收治的50例膝关节OA患者为观察组。诊断标准：①≥40岁的中老年患者；②1个月内反复出现膝痛；③晨僵超过30 min；④关节活动时伴有骨摩擦音；⑤X线片显示关节间隙变窄，膝关节边缘出现骨赘；⑥关节液检查清晰、黏稠，白细胞计数低于2×109/L。上述条件中同时具备②⑤或②③④⑥或①②③④可诊断为膝关节OA。选取同期我院50例未累及膝关节软骨的患者作为对照组。观察组男26例、女24例，对照组男28例、女22例，组间差异无统计学意义（P＞0.05)。观察组年龄为（63.33±8.14)岁，对照组年龄为（55.46±15.28)岁，组间差异有统计学意义（P＜0.05)。两组均行膝关节X线及MRI检查，均在伤后1周内进行关节镜或内固定手术。本研究已获得我院伦理委员会的批准。

1.2 研究方法①样本采集。血清：所有患者禁食12 h后采集静脉血，并在4℃的环境下，2 000×g离心处理血液样本10 min，离心完毕后提取上清液在-80℃环境中保存备用。关节液：观察组在无菌条件下穿刺提取关节液，对照组在手术前抽取关节液，关节液提取后均在4℃的环境下，5 000×g离心处理15 min，提取上清液置于-80℃环境中保存备用。②检测方法：采用ELISA（酶联免疫吸附法)对血清及关节液中的S100B水平进行测定，ELISA试剂盒由美国Abnove公司提供，操作步骤严格按试剂盒说明执行（S100B/EN-RAGE ELISA Kit Cat.No：KOA091V.04)。在使用前24 h内配制S100A12蛋白标准液，并取0.1 mL的蛋白标准液置于孔板中，取0.1 mL的样品稀释液置于“0”孔中作为空白对照；取50μL样品上清液加入到50μL的样品稀释液中并置于空的孔中；加盖后以37℃的温度孵育90 min，孵育完毕后，将孔板上的液体去除，再取0.1 mL抗体工作液置于每孔中，在37℃的温度中孵育60 min；孵育完毕后用PBS洗板3次，去掉板孔上的液体；然后取0.1 mL稀释后的ABC工作液置于每孔中，以37℃的温度孵育30 min；孵育完毕后，用PBS洗板5次，并将孔板上的液体去掉；加入90μL TMB显色液，以37℃的温度孵育30 min；孵育完毕后，在每孔中加入100μL TMB终止液，30 min后采用美国BIO-RAD公司生产的内酶标仪对A450的OD值进行测定，按照标准曲线计算出样品的蛋白含量，实际S100B水平=测试结果×稀释倍数。

1.3 评价指标①比较两组患者的血清S100B水平和关节液S100B水平。②根据X片检查结果，按照K-L分级标准，将OA分为5级：关节正常为0级；关节间隙可疑变窄为1级；关节间隙可疑变窄且有骨赘为2级；关节间隙明显变窄且有中等骨赘为3级；关节间隙明显变窄，有大量骨赘，且存在严重硬化性病变及明显畸形为4级。以K-L分级标准为依据，比较不同分级患者的血清和关节液S100B水平，并分析K-L分级与血清S100B水平、关节液S100B水平的相关性。

1.4 统计学方法采用SPSS 19.0统计软件处理数据。计量资料以±s表示，两组间采用独立样本t检验，多组间比较采用方差分析；相关性采用Pearson相关分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者的血清和关节液S100B水平比较观察组患者的血清S100B水平和关节液S100B水平均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05)。见表1。

表1 两组患者的血清和关节液S100B水平比较（±s，ng/mL）

表1 两组患者的血清和关节液S100B水平比较（±s，ng/mL）

组别 n 血清S100B 关节液S100B观察组 50 36.26±27.57 15.75±9.86对照组 50 23.35±14.86 9.68±5.25 t 3.864 4.136 P 0.027 0.021

2.2 K-L分级与血清、关节液S100B水平的相关性Pearson相关分析显示，K-L分级与血清S100B水平（r=0.640)、关节液S100B水平（r=0.750)均呈正相关（P＜0.05)。见表2。

表2 K-L分级与血清、关节液S100B水平的相关性

2.3 不同K-L分级患者的血清、关节液S100B水平比较不同K-L分级患者的血清S100B、关节液S100B水平均存在显著差异（P＜0.05)。见表3。

表3 不同K-L分级的血清和关节液S100B水平比较（±s，ng/mL）

表3 不同K-L分级的血清和关节液S100B水平比较（±s，ng/mL）

K-L分级 n 血清S100B 关节液S100B 2级 23 9.63±2.23 5.75±3.42 3级 18 22.96±5.75 9.43±6.76 4级 9 45.75±15.71 17.58±4.81 F 7.926 5.405 P 0.000 0.000

3 讨论

膝关节OA是临床上常见的膝关节慢性退行性疾病，患者主要表现为持续性疼痛、畸形、关节功能障碍等症状，给患者生活质量、家庭负担带来了极大的影响。近年来，S100家族分子与滑膜炎和OA之间的关系逐渐成为学界研究的重点，但有关S100B在OA发生发展中的作用研究较少。S100B是S100钙结合蛋白家族成员，与生物机械力学信号的传递息息相关，在机械磨损导致的软骨细胞凋亡和滑膜组织炎症中起到重要作用。Riuzzi等［3］的研究表明，S100B与碱性成纤维细胞生长因子互相作用可增加其与FGF受体结合的稳定性，最终促进急性增殖，提示S100B参与了肌细胞的增殖与分化。此外，S100B可持续激活RAGE，进而破坏细胞内氧化还原反应，产生氧自由基，在细胞炎性反应中发挥着重要作用。

本研究结果显示，观察组的血清和关节液S100B水平均高于对照组（P＜0.05)，提示关节外组织及血液中分泌的S100B可以通过血液循环系统到达OA患者的关节周围组织，增加滑膜炎发生率，这可能与S100B可诱导SF分泌FGF等细胞因子，进而与FGFR1、FGFR2受体结合，并通过多种信号通路调节TNF-α、IL-1β等炎性因子的表达有关［4］。另外，本研究结果还显示，K-L分级与血清S100B水平（r=0.640)、关节液S100B水平（r=0.750)均呈正相关（P＜0.05)，表明K-L分级越高，血清S100B、关节液S100B水平越高；同时也表明S100B作为一种炎性介质可能在膝关节OA的发生发展中发挥其介导作用，对OA的临床诊断和预后评估具有重要的价值。

综上，血清和关节液S100B水平与膝关节OA的疾病严重程度呈正相关，可为疾病的早期诊断及病情评估提供依据。