HtrA1在骨關節炎早期軟骨退變中的診斷價值

【摘要】 目的：探討骨關節炎患者關節滑液中HtrA1的表達是否與軟骨退變程度相關。方法：研究對象包括膝骨關節炎（KOA）患者40例，其中軟骨退變Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級的病例數分別為15、11、14例，正常人28例，應用ELISA測定絲氨酸蛋白酶1（HtrA1）在關節滑液中的表達程度。結果：KOAⅡ、Ⅲ、Ⅳ組中關節滑液的HtrA1因子表達均明顯高于正常人，差異有統計學意義（P<0.01），而不同軟骨退變程度患者的關節液HtrA1因子表達也不同。KOAⅡ、Ⅲ、Ⅳ組的組間HtrA1因子表達含量比較差異無統計學意義（P>0.05）。正常對照組關節液HtrA1因子表達含量為67.89～208.33 pg/ml，以208.33 pg/ml作為陰性，KOA患者不同程度軟骨退變（KOAⅡ、Ⅲ、Ⅳ組）各組檢測的敏感度均超過85.7%。結論：HtrA1對早期軟骨退變（KOAⅢ級）診斷的敏感度在90%以上，特別是診斷KOA患者KOAⅡ級軟骨退變的敏感度最高，可達93%以上。說明HtrA1是診斷早期軟骨退變（KOAⅡ級）的良好指標。

【關鍵詞】 膝骨關節炎； 軟骨退變； 絲氨酸蛋白酶1； 關節滑液

Experimental Study of HtrA1 in the Pathogenesis of Osteoarthritis/KUANG Li-peng.//Medical Innovation of China，2013，10（14）：078-079

【Abstract】 Objective：To explore the relationship of HtrA1 expression of synovial fluid in osteoarthritis and the degree of cartilage degeneration. Method：The object of study， including 40 cases of patients with knee osteoarthritis， including cartilage degeneration grade Ⅱ，Ⅲ，grade Ⅳ number of cases were 15，11，14， normal 28 cases， the application of ELISA， HtrA1 in synovial fluid the expression level.Result：KOA II，Ⅲ，group Ⅳ the synovial fluid HtrA1 factor expression were significantly higher than normal，there was statistically significant （P<0.01）， the different cartilage degeneration patients the synovial fluid HtrA1 factor expression were also different.KOA Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ group group HtrA1 factor expression levels was not statistically significant （P>0.05）.Normal control group joint fluid HtrA1 factor expression content to 67.89-208.33 pg / ml， if 208.33 pg / ml as a negative， the sensitivity of KOA Ⅱ， Ⅲ， Ⅳ group were more than 85.7%.Conclusion：The HtrA1 early cartilage degeneration （KOA grade III） diagnostic sensitivity of 90%， in particular the diagnosis of patients with KOA KOA class II cartilage degeneration highest sensitivity， more than 93%. The HtrA1 description is a good indicator for the early diagnosis of cartilage degeneration （KOA grade II）.

【Key words】 Knee Osteoarthritis； Cartilage degeneration； High temperature requirement factor 1； Apoptosis synovial fluid

First-author’s address：The Fifth Affiliated Hospital of Zunyi Medical College，Zhuhai 519100，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2013.14.046

膝骨關節炎（Knee Osteoarthritis，KOA）的發病與軟骨退變密切相關。在KOA的發病過程中，隨著病程的進展，患者老齡化，體重的增加，而逐漸出現軟骨退變。然而早期的放射檢查對于軟骨退變的診斷還有待完善，其中MRI對于關節軟骨退變的診斷特異性、敏感性低，而關節鏡的檢查雖然可以診斷，但該檢查具有創傷性。絲氨酸蛋白酶1（High temperature requirement factor，HtrA1）是屬于絲氨酸蛋白酶家族成員，是一種分泌蛋白，其生物學作用是促進細胞外基質的降解[1]。本實驗研究通過抽取患者關節液檢測HtrA1因子的表達情況，通過各級骨關節炎患者的對比，探討HtrA1因子與軟骨退變程度的相關性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 病例選擇 研究對象均來自2010年8月-2012年10月遵義醫學院第五附屬（珠海）醫院。實驗組膝關節KOA患者40例，女17，男23例，年齡44～78歲，平均69歲，軟骨退變Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級的病例數分別為15、11、14例。對照組為本院健康體檢者28例，無KOA病史，膝關節透視檢查正常，行關節穿刺前與其簽署知情同意書，女13例，男15例，年齡25～68歲，平均45歲。KOA臨床診斷參考1986年美國風濕協會所制訂標準，X線診斷參考Kellgren-Lawrence（K-L）分級標準。

1.1.2 實驗標本 兩組的滑液均在行膝關節腔穿刺時留取，其中KOA患者45例，對照組28例。留取的關節滑液標本均1500轉/min離心10 min后取上清，置于-20 ℃冰箱保存備用。

1.2 材料和方法

1.2.1 主要儀器 普通冰箱（中國海爾），HH-W電熱恒溫水浴箱（金壇市醫療器械廠），ELX800酶標分析儀（美國Bio-Tec公司）。

1.2.2 主要試劑 HtrA絲氨酸肽酶1 （HtrA1）ELISA檢測試劑盒購自上海西唐生物科技有限公司，編號：F01025。

1.2.3 實驗方法 ELISA法檢測關節滑液中HtrA1水平，操作方法按照說明書操作。

1.3 統計學處理 所有數據均輸入計算機以SPSS 19.0軟件進行統計學處理，計量資料以（x±s）表示，實驗組與對照組間用Dunnett分析，實驗組不同關節軟骨退變程度的組間用LST分析。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

結果顯示ELISA是一種有效的檢測關節滑液HtrA1因子的方法， 該方法可以定性定量檢測HtrA1因子。該因子在正常人關節液中表達很低，平均58.11 pg/ml，KOAⅡ、Ⅲ、Ⅳ組中關節滑液的HtrA1因子表達均明顯高于正常人，差異有統計學意義（P<0.01），而不同的軟骨退變程度患者的關節液HtrA1因子表達也不同。KOAⅡ、Ⅲ、Ⅳ組的組間HtrA1因子表達含量比較差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。正常對照組關節液HtrA1因子表達含量為67.89～208.33 pg/ml，如果以208.33 pg/ml作為陰性，KOA患者不同程度軟骨退變（KOAⅡ、Ⅲ、Ⅳ組）各組檢測的陰性樣品數及敏感性見表2，其敏感度均超過85.7%。

表1 各組滑液HtrA1檢測結果

組別例數（例）HtrA1（pg/ml）

對照組28138.11±70.22

KOAⅡ15352.00±150.42*

KOAⅢ11296.00±171.77*

KOAⅣ14332.45±213.90*

*與對照組比較，P<0.01

表2 各組關節滑液檢測陰性數及敏感性

組別總例數（例）陰性例數（例）敏感性（%）

KOAⅡ15193.3

KOAⅢ11190.9

KOAⅣ14285.7

3 討論

KOA的發病與軟骨退變密切相關，有研究表明在胚胎的骨或者是干細胞向軟骨發育的過程中，絲氨酸蛋白酶可以抑制該過程向軟骨細胞分化并將該過程導向非軟骨轉化，如骨膜、肌腱、軟骨膜、韌帶和關節[2]。然而軟骨退變的關節滑液中HtrA1的含量是否與軟骨退變程度相關呢？檢測關節滑液中HtrA1的含量是否可以作為關節軟骨早期退變的診斷指標？目前還沒有肯定的答案，以下將對上面兩個問題展開討論。

HtrA1最初是在肉毒病毒40（SV40）的成纖維細胞中檢測到的，而后又有學者在骨關節炎的關節滑液中發現其對骨關節炎的發病有正調節的作用，其可能是通過抑制成纖維細胞的形成有關[3-4]。有實驗證明在胚胎或者成年小鼠的軟骨中，HtrA1對增生活躍的軟骨細胞均具有抑制作用，其機制可能是通過抑制TGF-β信號途徑，進而抑制軟骨細胞分化增生甚至鈣化[5-6]。另一則實驗通過檢測靜止的軟骨細胞中發現HtrA1無表達或者極少表達，一旦激活軟骨細胞的增生分化后，則發現HtrA1的表達增多[7]。本實驗研究表明KOAⅡ、Ⅲ、Ⅳ組中關節滑液的HtrA1因子表達均明顯高于正常人，其可能的機制是抑制TGF-β信號途徑降解軟骨基質蛋白進而使得骨關節炎的演進[8]，而其組間比較差異無統計學意義，說明了HtrA1在骨關節炎關節滑液中表達增高與軟骨退變有關，但與軟骨退變的程度遞增無關。

本研究是通過正常對照組獲得以208.33 pg/ml作為陰性而計算出KOAⅡ、Ⅲ、Ⅳ組的敏感度，各組敏感度分別為93.3%、90.9%、85.7%，可以看出隨著關節軟骨退變程度加重，敏感度進行性下降，而HtrA1的表達量的離散度越來越大，表明HtrA1因子如果作為早期軟骨退變（KOAⅡ級）的診斷指標效果最理想。HtrA1在關節滑液中的分泌是由成纖維細胞分泌的[9-10]，HtrA1的敏感度在KOAⅢ和Ⅳ組略低的原因可能是由于隨著關節軟骨退變的嚴重加劇，關節里成纖維細胞的減少、破壞增加，進而影響分泌HtrA1的穩定性。

綜上所述，HtrA1對早期軟骨退變（KOAⅢ級）診斷的敏感度在90%以上，特別是診斷KOA患者KOAⅡ級軟骨退變的敏感度最高，可達93%以上。說明HtrA1是診斷早期軟骨退變（KOAⅡ級）的良好指標。

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（收稿日期：2013-01-24） （本文編輯：陳丹云）