骨性关节炎患者生物标志物透明质酸、软骨寡聚基质蛋白、基质金属蛋白酶3水平的变化及意义

简蔚泓 丁健 沈峰

[摘要]目的 探討骨性关节炎患者生物标志物透明质酸（HA）、软骨寡聚基质蛋白（COMP）、基质金属蛋白酶3（MMP-3）水平的变化及意义。方法 随机选取2016年1月～2019年1月我院收治的40例骨性关节炎患者作为观察组，选取同期在我院进行体检的40例健康人群作为对照组，分别检测两组的HA、COMP、MMP-3水平。比较两组的HA、COMP、MMP-3水平，并根据观察组患者的关节软骨分型，比较轻、中、重型患者的HA、COMP、MMP-3水平。结果 观察组的HA、COMP、MMP-3水平高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。观察组轻、中、重型患者的HA、COMP、MMP-3水平比较，差异有统计学意义（P<0.05）;重型患者的HA、COMP、MMP-3水平高于中、轻型，差异均有统计学意义（P<0.05）;中型患者的HA、COMP、MMP-3水平高于轻型，差异均有统计学意义（P<0.05）。结论 在骨性关节炎患者中，生物标志物HA、COMP、MMP-3的水平升高，且随着病情的加重而逐渐增加，在骨性关节炎患者的早期诊断中具有一定的参考价值。

[关键词]生物标志物;透明质酸;软骨寡聚基质蛋白;基质金属蛋白酶3;骨性关节炎

[中图分类号] R684.3          [文献标识码] A          [文章编号] 1674-4721（2019）12（a）-0062-03

Changes and significance of biomarkers hyaluronic acid， cartilage oligomeric matrix protein and matrix metalloproteinase-3 in patients with osteoarthritis

JIAN Wei-hong   DING Jian   SHEN Feng   FENG Jie

Department of Orthopedics， the Third Affiliated Hospital of Nanchang University （the First Hospital of Nanchang City）， Jiangxi Province， Nanchang   330006， China

[Abstract] Objective To explore the changes and significance of biomarkers hyaluronic acid （HA）， cartilage oligomeric matrix protein （COMP） and matrix metalloproteinase-3 （MMP-3） in patients with osteoarthritis. Methods A total of 40 patients with osteoarthritis admitted to our hospital from January 2016 to January 2019 were randomly selected as the observation group， 40 cases of healthy persons who underwent physical examination in our hospital during the same period were selected as the control group. The levels of HA， COMP and MMP-3 in the two groups were detected， respectively. The levels of HA， COMP and MMP-3 were compared between the two groups. The HA， COMP and MMP-3 levels of light， medium and heavy patients were compared according to the articular cartilage classification of the patients in the observation group. Results The levels of HA， COMP and MMP-3 in the observation group were higher than those in the control group， and the differences were statistically significant （P<0.05）. There were significant differences in HA， COMP and MMP-3 levels among light， moderate and severe patients in the observation group （P<0.05）. The levels of HA， COMP and MMP-3 in severe patients were higher than those in moderate and light patients， and the differences were statistically significant （P<0.05）. The levels of HA， COMP and MMP-3 in medium-sized patients were higher than those in light-sized patients， and the differences were statistically significant （P<0.05）. Conclusion In patients with osteoarthritis， the levels of biomarkers HA， COMP and MMP-3 increase and gradually increase with the aggravation of the disease， which has certain reference value in the early diagnosis of patients with osteoarthritis.

[Key words] Biomarkers; Hyaluronic acid; Cartilage oligomeric matrix protein; Matrix metalloproteinase-3; Osteoarthritis

骨性关节炎是一种以关节软骨退行性变和继发性骨质增生为特征的慢性关节疾病，可累及关节软骨或整个关节，包括软骨下骨、关节囊、滑膜和关节周围肌肉，多见于中老年人，女性多于男性，好发于负重较大的膝关节、髋关节、脊柱及远侧指间关节等部位[1]。骨性关节炎的发病机制迄今尚未完全明了。骨性关节炎是一种长期、慢性、渐进的病理过程，主要的病理变化在关节软骨，可发生退变、磨损、消失，软骨下骨裸露、硬化，随后软骨下骨囊腔变，关节边缘骨赘形成，此外，还可伴随滑膜增生，关节囊、周围韧带蜕变、纤维化、萎缩，最终使关节面完全被破坏、畸形[2-3]。目前，诊断骨性关节炎的主要手段是X线及MRI，当X线出现改变时，关节软骨损伤已处于进展期，关节功能已受到影响，而MRI检查所需的时间较长，费用较昂贵[4-5]。因此，寻找到能够反映早期关节软骨变化的生物标志物对骨性关节炎的早期诊断与治疗具有重要的临床意义。本研究旨在探讨生物标志物透明质酸（HA）、软骨寡聚基质蛋白（COMP）、基质金属蛋白酶3（MMP-3）在骨性关节炎患者中的应用情况，现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料

随机选取2016年1月～2019年1月我院收治的40例骨性关节炎患者作为观察组，选取同期在我院进行体检的40例健康人群作为对照组。观察组中，女27例，男13例;年龄56～65岁，平均（59.65±6.43）岁。对照组中，女26名，男14名;年龄55～65岁，平均（58.99±5.28）岁。两组的性别、年龄等一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。观察组患者根据关节软骨分型又分为轻型（11例），中型（16例），重型（13例）。骨性关节炎患者诊断标准：参照《内科学》第9版[1]及《骨关节炎诊疗指南（2018年版）》[6]，临床表现为关节疼痛与压痛、关节活动受限、关节畸形等;X线检查显示受累关节为非对称性关节间隙变窄，软骨性骨硬化和囊性变，关节边缘增生，关节边缘骨赘形成;MRI检查显示关节软骨厚度变薄，半月板损伤，关节积液等。观察组患者纳入标准：①符合骨性关节炎诊断标准的患者;②自愿参与本研究，并签署知情同意书者。观察组患者排除标准：①伴有类风湿性关节炎、膝关节结核、骨肿瘤等其他骨科疾病者;②膝关节韧带存在断裂或损伤者;③合并心、肝、肾等系统严重疾病的患者;④不愿意参与本研究者。关节软骨分型标准[7]：少量表面纤维化为轻度;大量的关节软骨纤维束样改变，呈蟹肉樣改变为中度;软骨坏死脱落，软骨下骨外露为重度。对照组纳入标准：①年龄>50岁的健康体检者;②自愿参与本研究，并签署知情同意书者。本研究符合《赫尔辛基宣言》的相关要求，且经我院医学伦理委员会审核批准。

1.2方法

采集两组研究对象的空腹肘静脉血5 ml，留置于无菌非抗凝试管中，在采集后2 h内离心，留取上清液保存在-70℃冰箱中待检测。采用酶联免疫吸附试验对血清HA、COMP、MMP-3水平进行检测，严格按照说明书进行操作。血清HA试剂盒购置于美国Biosciences公司，血清COMP试剂盒由上海研吉生物科技有限公司提供，血清MMP-3试剂盒由美国BPB公司提供。

1.3观察指标

比较两组研究对象的HA、COMP、MMP-3水平，以及根据观察组患者的关节软骨分型，比较轻、中、重型患者的HA、COMP、MMP-3水平。

1.4统计学方法

采用SPSS 20.0统计学软件对数据进行分析，计量资料以均数±标准差（x±s）描述，两组间比较采用独立样本t检验，多组间比较采用方差分析;计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1两组研究对象HA、COMP、MMP-3水平的比较

观察组的HA、COMP、MMP-3水平均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）（表1）。

2.2观察组轻、中、重型患者HA、COMP、MMP-3水平的比较

观察组轻、中、重型患者的HA、COMP、MMP-3水平比较，差异有统计学意义（P<0.05）。其中，重型患者的HA、COMP、MMP-3水平高于中、轻型，差异均有统计学意义（P<0.05）;中型患者的HA、COMP、MMP-3水平高于轻型，差异均有统计学意义（P<0.05）（表2）。

3讨论

骨关节炎是一种严重的慢性骨关节退行性疾病，发病率随着年龄的增加而增高，是引起中老年人关节疼痛的常见原因，给患者的生活质量带来严重影响[8-9]。其具体的发病机制尚未完全明了，多由机械、生物因素等所导致;主要的病理变化在关节软骨，涉及整个滑膜关节，包括软骨、滑膜、软骨下骨、关节囊、周围肌肉等。本病早期发病隐匿，X线检查显示无明显表现，但随着年龄的增加，其病理学改变不可逆转，进而加重患者病情，严重者甚至致残[10-11]。

关节软骨是一种特定类型的结缔组织，主要由透明软骨细胞与细胞外基质构成[12]。骨性关节炎的生物标志物主要来源于关节、软组织、骨、软骨、滑膜，在疾病的发生、发展过程中，多种生物标志物会发生变化[13-14]。HA是一种不含硫酸基的多聚糖，是软骨基质的主要成分，在关节内可以起到润滑、抑制炎症的作用，其可经过淋巴循环进入外周血液循环[15-16]。骨性关节炎患者多伴有滑膜炎，会产生大量的炎性因子，其会刺激滑膜B细胞及其他细胞，进而产生大量的HA[16]。关节内的HA含量越多，进入外周血液循环中的HA就越多。COMP是一种存在于关节软骨细胞外基质中的非胶原糖蛋白物质，其由成软骨细胞与滑膜细胞分泌，与软骨代谢密切相关，当关节软骨被损伤后，软骨基质降解可产生COMP，其可被释放进入血液[17-18]。MMP-3是基质金属蛋白酶家族中的重要成员之一，参与细胞外除多糖外的所有基质的降解，主要通过参与间质胶原酶的激活降解Ⅱ型胶原，加速软骨的破坏[19-20]。

本研究通过检测骨性关节炎患者及健康体检者的生物标志物HA、COMP、MMP-3水平，探讨其在骨性关节炎患者中的应用效果，结果显示，观察组的HA、COMP、MMP-3水平均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），提示HA、COMP、MMP-3水平在骨性关节炎患者中升高。重型患者的HA、COMP、MMP-3水平高于中、轻型患者，差异均有统计学意义（P<0.05）;中型患者的HA、COMP、MMP-3水平高于轻型，差异均有统计学意义（P<0.05），提示随着病情的加重，HA、COMP、MMP-3水平逐渐增加。

综上所述，在骨性关节炎患者中，生物标志物HA、COMP、MMP-3的水平升高，且随着病情的加重而逐渐增加，在骨性关节炎患者的早期诊断中具有一定的参考价值。

[参考文献]

[1]陈孝平，汪建平，赵继宗.外科学[M].9版.北京：人民卫生出版社，2018：761.

[2]王朝俊，陈铖.过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）在骨关节炎（OA）的机制研究进展[J].健康之路，2017，16（12）：21.

[3]林洁，叶锦霞，陈俊，等.lncRNA在骨关节炎发病及病变机制中的可能作用[J].风湿病与关节炎，2017，6（8）：53-55.

[4]闻振坤，郭建斌，张育民.骨关节炎早期诊断生物学标志物的研究进展[J].中华实用诊断与治疗杂志，2017，31（11）：108-110.

[5]黄健威，宋亭，陈永露，等.MRI在X线表现为阴性的早期骨性关节炎患者中的应用价值[J].中国伤残医学，2017， 25（10）：21-23.

[6]中华医学会骨科学分会关节外科学组.骨关节炎诊疗指南（2018年版）[J].中华骨科杂志，2018，38（12）：705-715.

[7]丁国良.IL-1和IL-6在绝经后骨关节炎患者滑膜上的表达及临床分析[J].內蒙古医学杂志，2014，46（4）：399-402.

[8]武泰和，康秀丽.透骨草外敷配合红外线治疗骨性关节炎30例[J].中国中医药科技，2017，24（6）：802-803.

[9]夏庆.老年人关节疼痛的常见原因和治疗策略[J].老年医学与保健，2018，24（5）：9-12.

[10]任家乐.膝骨关节炎患者血糖血脂与膝关节症状、关节结构改变、生物标志物及骨密度的相关性研究[D].合肥：安徽医科大学，2018.

[11]冯瑞宾，罗世兴，赵劲民，等.蛋白组学在骨关节炎中的研究进展[J].中华关节外科杂志（电子版），2018，12（6）：90-94.

[12]蒋茹.透明质酸钠注射与钻孔法治疗兔软骨损伤的对比试验[D].哈尔滨：东北农业大学，2017.

[13]陈则亦，康翼，付维力.骨关节炎相关生物标志物[J].中国生物化学与分子生物学报，2018，34（11）：45-54.

[14]杨传俊，孙红，邓进.生物学标志物在骨关节炎诊断中的应用进展[J].医学综述，2019，25（4）：631-636.

[15]胡炳炎，艾金伟，刘楚繁，等.臭氧与透明质酸治疗膝骨性关节炎安全性和有效性的Meta分析[J].重庆医学，2017， 46（9）：94-99，102.

[16]李卓东，曹烈虎，王思成，等.艾灸治疗膝骨性关节炎疗效与血清和关节液中透明质酸含量关系的临床研究[J].中国中西医结合杂志，2009，29（10）：883-885.

[17]闻振坤，郭建斌，韩龙，等.软骨寡聚基质蛋白与Ⅱ型胶原螺旋肽及印度刺猬蛋白诊断膝关节骨性关节炎的价值[J].中华实用诊断与治疗杂志，2018，32（1）：25-27.

[18]崔丽娜.膝骨关节炎患者血清中COMP和CTX-Ⅱ水平及与影像学的相关性研究[D].西宁：青海大学，2018.

[19]陈俊，叶锦霞，林洁，等.乌头汤对膝骨关节炎大鼠细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α、MMP-3的影响[J].福建中医药，2017，48（5）：27-29.

[20]李龙滕，李彦林，王坤，等.TN14003体外阻断SDF-1/CXCR4信号通路对骨关节炎患者软骨组织分泌基质金属蛋白酶3、9、13水平的影响[J].中国运动医学杂志，2017，36（1）：44-47.

（收稿日期：2019-09-04   本文编辑：李二云）