膝骨关节炎中医证型、K-L分级与IL-1β、IL-6、TNF-α、VAS评分的相关性*

刘鑫，谭旭仪，邝高艳，卢敏

1.湖南中医药大学第一附属医院，湖南 长沙 410007； 2.湖南省中医药研究院，湖南 长沙 410006

膝骨关节炎(knee osteoarthritis，KOA)系关节退行性疾病，是临床上的常见病、多发病之一，其临床症状主要表现为膝关节疼痛、肿胀、活动受限、行走能力下降，有时可出现关节响声，严重时关节畸形。近年来，本病发病率呈逐年上升趋势[1-2]。有关KOA的具体发病机制仍未阐明，其中医病机研究方面也尚缺乏规范、统一的辨证分型名称，给临床带来不小的困惑[3-6]。

研究发现，KOA患者膝关节液中细胞因子，如白细胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等存在异常表达，可诱导软骨细胞凋亡，与本病的发生、发展密切相关。然而，在KOA发病过程中，关节液 IL-1β、IL-6、TNF-α水平的变化趋势如何，与膝关节X线分级、中医证候又有何种联系？本研究拟通过前瞻性纳入KOA患者，参照膝关节Kellgren-Lawrence的X线分级(K-L分级)标准进行诊断，检测关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平，评价膝关节视觉模拟量表(visual analogue scale，VAS)评分，并采用WF文峰-Ⅲ中医辅助诊疗软件进行中医证型诊断，分析其与以上指标的相关性，为KOA的中医辨证分型提供客观依据。

1 资料与方法

1.1 诊断标准参照2007年由中华医学会骨科学会组织制定的《骨关节炎诊治指南》[7]。①近1个月内反复膝关节疼痛；②X线片(站立或负重位)示关节间隙变窄、软骨下骨硬化和(或)囊性变、关节缘骨赘形成；③关节液(至少两次)清亮、黏稠，白细胞计数(white blood cell，WBC)<2 000 mL-1；④中老年患者(≥40岁)；⑤晨僵≤30 min；⑥活动时有骨摩擦音(感)。综合临床、实验室及X线检查，符合①②或①③⑤⑥或①④⑤⑥，即可诊断为KOA。

1.2 病例纳入标准①病例符合上述西医疾病诊断标准，参照膝关节K-L分级诊断为Ⅰ级—Ⅳ级[8]；②性别、年龄不限，未合并严重的心脑血管疾病；③患者对本项研究知情同意，具有较好的依从性，签署知情同意书。

1.3 病例排除标准(自拟)①合并类风湿膝关节炎、痛风性关节炎、创伤性滑膜炎，或合并色素沉着绒毛结节性滑膜炎、滑膜结核、滑膜软骨瘤、膝关节有创伤史患者；②纳入前3个月接受药物口服、关节注射等有关治疗方法，影响证素采集；③哺乳、妊娠或准备妊娠的妇女。

1.4 一般资料纳入2018年7月至2020年1月在湖南中医药大学第一附属医院及湖南省中医药研究院就诊的KOA患者326例，均符合病例纳入标准。经统计学分析，各 K-L 分级在性别分布方面比较，差异无统计学意义(P>0.05)；各K-L分级在年龄、病程方面比较，差异有统计学意义(P<0.05)，提示K-L分级越高，患者的年龄越大，病程越长，见表1。本研究通过湖南省中医药研究院附属医院伦理委员会伦理审查(伦理批号：20180702)。

表1 不同K-L分级患者一般资料比较

1.5 中医证候诊断根据WF文峰-Ⅲ中医辅助诊疗软件中证素采集内容，输入该诊疗软件，可诊断出病位证素、病性证素，进行中医证候诊断。同时，命名证型时参考《膝骨关节炎中西医结合诊疗指南》[9]，将证型规范命名为气滞血瘀证、寒湿痹阻证、风湿热痹证、肝肾亏虚证等4个基本证型。若存在兼并证时，则以“基本证型+合并证”进行命名，如在气滞血瘀基本证型基础上，合并肝、肾、气虚、血虚等证素时，则命名为“气滞血瘀+肝肾亏虚”，在寒湿痹阻证型基础上合并脾、肾亏虚时，则命名为“寒湿痹阻+脾肾亏虚”，依次类推。

1.6 观察指标及方法

1.6.1 膝关节VAS评分采用VAS评分对患者膝关节疼痛进行评估，分值为0～10分，其中0分代表无痛，10分代表疼痛难忍。

1.6.2 关节液炎性指标无菌条件下对膝关节进行穿刺，抽取膝关节液1 mL左右，经3 000 r·min-1离心15 min后取上清液，离心半径12 cm，放置Eppendorf管，采用酶联免疫吸附法测定关节液中 IL-1β、IL-6、TNF-α水平。

2 结果

2.1 纳入病例的中医证候诊断结果根据证素诊断结果，326例KOA患者中医证候诊断主要为气滞血瘀证、寒湿痹阻证、风湿热痹证、肝肾亏虚证4个基本证型。同时，存在不同兼并证，如肝肾亏虚证中合并较多频次的气滞、血瘀、风、寒、湿等证素，风湿热痹证合并较多频次的肝、肾、阴虚证素。根据合并其他证素的名称、频次，统计、归纳其他证素组合形式，得出326例KOA患者证素组合形式，提示KOA退行性疾病，其证型以复合证素构成为主，且常合并肝、肾、脾等病位，见表2。

表2 KOA证素组合形式

2.2 不同 K-L分级的中医证型分布根据以上证型组合情况，按照不同K-L分级进行统计，发现Ⅰ级、Ⅱ级主要为基本证型，如寒湿痹阻证、气滞血瘀证、风湿热痹证，Ⅲ级、Ⅳ级主要为复合证型，如寒湿痹阻+脾肾亏虚证，气滞血瘀+肝肾亏虚证，气滞血瘀+肝肾亏虚证以及风湿热痹+肝肾亏虚证，这与临床上KOA患者病情发展进展相符。各K-L分级证型分布经χ2检验，提示各组证型分布不同(P<0.05)，见表3。

表3 不同KL分级的中医证型分布情况 例

2.3 不同K-L分级关节液IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS评分比较将不同K-L分级患者膝关节VAS评分与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平进行对比，发现不同K-L分级KOA关节液 IL-1β、IL-6、TNF-α表达及VAS评分也不相同。其中，以K-L分级Ⅲ级最低，Ⅳ级最高，两者比较，差异有统计学意义(P<0.05)，Ⅰ级、Ⅱ级居中(表4)。同时，将不同K-L分级与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS评分绘制散点图，提示无直线相关趋势(图1)。

表4 不同K-L分级关节液IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS评分比较

注：a：K-L分级与IL-1β；b：K-L分级与IL-6；c：K-L分级与TNF-α。d：K-L分级与VAS评分。图中数字代表证型：1：K-L分级Ⅰ级；2：K-L分级Ⅱ级；3：K-L分级Ⅲ级；4：K-L分级Ⅳ级图1 不同K-L分级与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS评分散点图

2.4 不同中医证型与IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS评分比较将各KOA患者膝关节VAS评分、关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平，按照表2中证型进行分类统计，发现不同中医证型膝关节液 IL-1β、IL-6、TNF-α表达及VAS评分也不相同。在KOA常见的4个基本证素组合中，在风湿热痹证、气滞血瘀证关节液IL-1β、IL-6、TNF-α表达及VAS评分高于寒湿痹阻证、肝肾亏虚证，差异有统计学意义(P<0.05)，且以风湿热痹证水平最高(P<0.05)。在合并证中，以风湿热痹+肝肾亏虚证表达最高，差异有统计学意义(P<0.05)，其次为气滞血瘀+肝肾亏虚证、寒湿痹阻+气滞血瘀证，最低为寒湿痹阻+脾肾亏虚证，提示各中医证型关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS评分不同(表5)。同时，将不同中医证型与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS评分绘制散点图，提示无相关性(图2)。

表5 不同中医证型与IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS评分比较

注：a：证型与IL-1β；b：证型与IL-6；c：证型与TNF-α；d：证型与VAS评分。图中数字代表证型：1：气滞血瘀证；2：气滞血瘀+肝肾亏虚证；3：寒湿痹阻证；4：寒湿痹阻+脾肾亏虚证；5：寒湿痹阻+气滞血瘀证；6：风湿热痹证；7：风湿热痹+肝肾亏虚证；8：肝肾亏虚证图2 不同中医证型与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α及VAS评分散点图

2.5 VAS评分与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平相关性将VAS评分分别与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平绘制散点图，提示存在直线相关趋势(均不服从正态分布)，采用Spearman进行相关性分析，VAS评分与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α 的相关系数分别为0.830、0.837和0.821(P<0.05)，提示VAS评分与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α 表达呈正向直线相关(图3)。

注：a：VAS评分与IL-1β；b：VAS评分与IL-6；c：VAS评分与TNF-α图3 膝关节VAS评分与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α散点图

3 讨论

膝骨关节炎的分级评分系统有多种，如根据X线改变的K-L分级，根据关节镜下关节软骨损伤的Outbridge分级，根据软骨损伤的磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)分级。其中，K-L分级已经成为骨关节外科医生广为接受的诊断膝骨关节炎的影像学评价体系，用于评估病情、指导治疗[2]。Ⅰ级仅仅提示可疑的关节间隙变窄及关节边缘骨赘，而Ⅳ级则出现膝关节大量的骨赘、明显的关节间隙狭窄和严重的硬化改变及明确的畸形。

膝关节内的各种细胞因子之间通过复杂网络调节，维持机体内环境的稳定。IL-1、IL-6、TNF-α都是机体免疫系统调节骨代谢的主要蛋白质因子，是参与膝KOA发病进程中的重要介质。因慢性劳损、创伤等致病因素，KOA关节滑膜、软骨及其基质发生免疫炎症反应，关节腔内软骨、滑膜细胞可分泌大量炎性因子，影响本病的发展。故检测关节相关细胞因子可客观反映关节内环境状态，评估KOA病情。

本研究结果发现，K-L分级越高，患者的年龄越大，病程越长，这与KOA患者病情发展相符。同时，不同K-L分级关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS评分也不相同，其中K-L分级Ⅲ级最低，Ⅳ级最高，两者比较，差异有统计学意义(P<0.05)，Ⅰ级、Ⅱ级居中。另外，将不同K-L分级与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS评分绘制散点图，提示不同K-L分级和关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS评分无明显相关性。

进一步分析发现，KOA不同中医证型膝关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS评分不相同。在KOA常见的4个基本证素组合中，风湿热痹证、气滞血瘀证关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS评分高于寒湿痹阻证、肝肾亏虚证，差异有统计学意义(P<0.05)，且以风湿热痹证表达水平最高(P<0.05)。在合并证中，以风湿热痹+肝肾亏虚证表达最高，差异有统计学意义(P<0.05)，其次为气滞血瘀+肝肾亏虚证、寒湿痹阻+气滞血瘀证，最低为合并寒湿痹阻+肝肾亏虚证。以上说明不同中医证型的膝关节内软骨、滑膜组织免疫炎症反应状态不同，即相比于寒湿痹阻和肝肾亏虚证，风湿热痹证处于一个高度激活的状态，这与其他研究报道相符[10-11]。另外，将关节VAS评分分别与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平绘制散点图，提示存在直线相关趋势，分析得出VAS评分与关节液 IL-1β、IL-6、TNF-α的相关系数分别为0.830、0.837和0.821(P<0.05)，提示VAS评分与关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平呈正向直线相关。

因此，笔者推测，膝骨关节炎K-L分级有助于评价病情，但仅强调X射线观察到的结构变化，如关节间隙、骨赘增生等。但是，K-L分级并不能反映临床症状的轻重缓急，如文献报道KOA患者X射线观察到的结构变化与疼痛的强度之间没有明确的关系[12-13]，且膝关节放射学进展可能与关节痛的变化不一致[14-15]。故本研究结果提示，不同 K-L 分级和关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS评分无明显相关性。

然而，中医证型诊断是基于患者全身病情进行的，综合反映临床症状的缓急程度。VAS疼痛评分则直观反映了患者膝关节局部疼痛程度。在《膝骨关节炎中医诊疗专家共识(2015年版)》中，根据KOA的发病情况分为发作期和缓解期[16]。结合KOA各中医证型临床特点、疼痛程度，笔者认为风湿热痹证、气滞血瘀证属于发作期，寒湿痹阻证、肝肾亏虚证则属于缓解期。VAS疼痛评分也能反映病情的发作情况，急性期疼痛评分较高，缓解期疼痛评分较低。因处于不同临床分期的膝关节内软骨、滑膜组织免疫炎症反应状态不同，故属于发作期的风湿热痹证、气滞血瘀证，相比属于缓解期的寒湿痹阻证和肝肾亏虚证，其关节内软骨、滑膜组织免疫炎症反应处于一个高度激活的状态。KOA经治疗后，病情缓解的同时，关节液相关炎症指标也得到明显改善[17-18]。

本研究发现，不同中医证型、不同K-L分级的关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平及VAS评分均不相同，但无明显相关性。关节液IL-1β、IL-6、TNF-α水平与膝关节VAS评分呈正向直线相关。因此，基于本研究结果，可进一步充实KOA的病机研究，为KOA的临床选方用药、预后康复等方面提供理论依据。