CTX-Ⅱ檢測對早期KOA患者的診斷價值研究

趙伊婷 何云 馬潔

膝關節骨性關節炎(knee osteoarthritis，KOA)是骨關節炎常見類型，病因復雜，多認為與勞損、膝關節退行性病變等因素有關，據報道，KOA發生率逐年升高[1]。目前，臨床診斷KOA多依靠影影像學手段，該檢查方法雖可觀察患者病變情況，但敏感性欠佳，且無法準確反映病情變化情況，應用存有局限[2]。相關研究顯示，多種炎性因子與KOA病情嚴重程度有關，但關節腔穿刺檢測炎性因子屬于有創操作，部分患者接受度低[3]。研究指出，關節軟骨主要成分Ⅱ型膠原蛋白降解產物Ⅱ型膠原羧基端端肽(C-telopeptide of CⅡ，CTX-Ⅱ)會進入機體循環系統，且主要代謝途徑為尿液[4]。而KOA病情嚴重程度多根據軟骨損傷評估，由此猜測，CTX-Ⅱ可用于預測早期臨床KOA發生風險，但目前筆者所見相關研究較少。鑒于此，本研究探討CTX-Ⅱ檢測對早期臨床KOA患者的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年8月至2021年5月我院體檢中心體檢60例健康者，納為A組；另選取主訴關節疼痛、關節活動受限，影像學檢查提示膝關節陰性60例疑似早期KOA患者，納為B組；另選取Kellgren Ⅰ級[5]確診60例KOA患者，納為C組。A組：男34例，女26例；年齡40～65歲，平均年齡(52.41±3.35)歲；體重指數(body mass index，BMI)17.4～24.6 kg/m2，平均(21.03±1.01)kg/m2；民族：漢族22例，維吾爾族31例，其他7例。B組：男33例，女27例；年齡41～65歲，平均年齡(52.51±3.37)歲；BMI 17.3～24.8 kg/m2，平均(21.02±1.00)kg/m2；民族：漢族23例，維吾爾族32例，其他5例。C組：35例，女25例；年齡40～64歲，平均年齡(52.63±3.23)歲；BMI 17.3～24.9 kg/m2，平均(21.12±1.03)kg/m2；民族：漢族21例，維吾爾族33例，其他6例。3組年齡、性別比、BMI和民族比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經過醫院倫理委員會批準，患者同意本項研究，并簽署研究知情同意書。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準：KOA符合《骨關節炎診療指南(2018年版)》[6]相關診斷標準，且經X線檢查提示關節間隙變窄、關節緣可見骨贅；年齡40～65歲；精神正常，可配合研究。

1.2.2 排除標準：具有手術治療指征；入組前接受免疫抑制劑或抗風濕藥治療；近2周服用影響軟骨代謝藥物；合并類風濕關節炎；合并肝功能異常、心肌炎等重要臟器疾病；合并感染性肺炎、流感等感染性疾病。

1.3 方法

1.3.1 血清、尿液CTX-Ⅱ檢測:取所有對象空腹肘靜脈血5 ml，置于肝素抗凝管內，以3 000 r/min轉速離心10 min，取血清置于-80℃冰箱內貯存、待檢；另采取清晨尿標本10 ml，以3 000 r/min轉速離心10 min，取上層清液置于-80℃冰箱內貯存、待檢，注意尿標本需為中段尿，且尿液采集前受檢對象需清洗尿道口；血清、尿液CTX-Ⅱ均采用酶聯免疫吸附試驗法測定，檢測試劑盒均購自上海紀寧實業有限公司，檢驗流程嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3.2 基線資料調查:設計基線資料調查問卷，詢問KOA患者相關基線資料，內容包括：性別(男、女)、年齡(≥60歲、<60歲)、BMI(≥20 kg/m2、<20 kg/m2)、民族(漢族、維吾爾族、其他)、關節手術史(患者主訴有、無)、骨性關節炎家族史[既往家族成員(不僅限于祖孫直系親屬)患過骨性關節炎]、關節損傷史(患者主訴有、無)、病程(≥1年、<1年)、軟骨損傷程度(患者均進行膝關節MRI檢查，依據Recht分級[7]評估軟骨損傷程度，0級：軟骨正常；Ⅰ級：軟骨內可見局灶性低信號，分層結構消失；Ⅱ級：軟骨表面輪廓輕度不規則，軟骨缺損，但深度≤全層厚50%；Ⅲ級：軟骨表面輪廓中度不規則，軟骨缺損，深度>全層厚50%，但未完全脫落；Ⅳ級：軟骨全層缺損，可見軟骨下骨質，軟骨下骨質信號改變或不改變)等。

2 結果

2.1 3組患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比較 C組血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A組和B組，且B組血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 3組患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比較 n=60,ng/L,M(P25,P75)

2.2 不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比較 病程≥1年、軟骨損傷程度Ⅱ～Ⅳ級的KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于病程<1年、軟骨損傷程度0～Ⅰ級患者，差異有統計學意義(P<0.05)；其他不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平比較

2.3 各主要變量與KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平的關系分析 將KOA患者血液、尿液CTX-Ⅱ水平作為因變量，將2.1中差異有意義的變量作為自變量并賦值(病程X1：1=≥1年，0=<1年；軟骨損傷程度X2：1=≥Ⅱ～Ⅳ級，0=0～Ⅰ級)，經多元線性回歸分析分別得到方程：Y=600.700+215.813X1+244.344X2、Y=1 175.293+123.980X1+111.654X2，其中回歸模型的F值分別為35.982、94.231，R2分別為0.383、0.619，調整后R2分別為0.372、0.612；結果顯示，病程較長、軟骨損傷嚴重均是老年KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ過表達的重要影響因素(P<0.05)。見表3、4。

表3 各主要變量與KOA患者血清CTX-Ⅱ水平的關系分析

表4 各主要變量與KOA患者尿液CTX-Ⅱ水平的關系分析結果

2.4 血清、尿液CTX-Ⅱ水平預測KOA發生風險價值分析 血清、尿液CTX-Ⅱ水平預測KOA發生風險的AUC分別為0.883、0.900，均有一定預測價值，且在二者cut-off值分別取650.435 ng/L、730.800 ng/L時，預測價值最佳。見表5，圖1。

圖1 血液、尿液CTX-Ⅱ水平預測KOA發生風險價值ROC圖

表5 血清、尿液CTX-Ⅱ水平預測KOA發生風險價值分析

2.5 KOA患者血清與尿液CTX-Ⅱ水平相關性分析 經雙變量Pearson直線相關檢驗分析得知，KOA患者血清與尿液CTX-Ⅱ水平呈正相關(r=0.396，P<0.001)。見圖2。

圖2 KOA患者血清與尿液CTX-Ⅱ水平相關性散點圖

3 討論

KOA作為常見退行性病變，發生率6%～40%，且具有高致殘率的特點，嚴重影響患者身心健康[8]。目前，膝關節置換術是治療KOA最有效的外科手段，可遏制疾病進展，改善患者生活質量，但KOA形成速度緩慢，多需經歷數十年時間，而尋求早期預測、評估KOA病情變化指標，對疾病的早期防治有積極意義[9]。

X線是臨床評估KOA病情嚴重程度的常用影像學技術，該技術具有操作簡單、價格低廉等優勢，利于患者接受，但實踐發現，約50%的膝關節疼痛患者經X線檢查提示膝關節影像學特征無改變；同時若膝關節伴有X線檢查特征改變，說明關節軟骨已出現不可逆損傷[10,11]。因此，單純依據影像學檢查并不能準確評估KOA病情，且無法預測疾病發生風險，應用存有局限。隨著分子生物學的發展，有研究指出，可通過檢測KOA患者關節腔積液炎性因子水平，以評估KOA病情嚴重程度[12]。但臨床研究發現，傳統炎性因子無法反映關節軟骨損傷情況，且受個體、組織差異影響，炎癥指標敏感性不佳，因此仍需尋求其他有效指標[13]。

膝關節結構復雜，包括軟骨、韌帶、滑膜等多種結構，其中軟骨作為由膠原、聚糖等固相成分組成的無血管、神經組織，其結構完整性破壞情況是KOA病變主要病變表現[14]。研究發現，Ⅱ型膠原蛋白是膝關節軟骨膠原中的主要成分，占軟骨濕重的10%～20%[15]。另有研究顯示，膝關節軟骨損傷后Ⅱ型膠原蛋白經基質金屬蛋白酶介導降解會生成CTX-Ⅱ，而此產物經腎臟代謝不會被降解[16,17]。賈博等[18]研究顯示，KOA患者CTX-Ⅱ表達與軟骨組織、半月板損傷程度及滑膜增生程度存在一定關系，可以反映KOA病變程度。 結合上述研究猜想，CTX-Ⅱ與KOA患者病情嚴重程度、病情進展存在一定關系，且可用于預測KOA發生風險。本研究結果顯示，C組血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A組、B組，且B組血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于A組，說明KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ表達均較非KOA患者及健康人群升高；通過比較不同特征KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平發現，病程≥1年、軟骨損傷程度Ⅱ-Ⅳ級KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平均高于病程<1年、軟骨損傷程度0～Ⅰ級患者；進一步經多元線性回歸分析結果顯示，病程長、軟骨損傷嚴重均是老年KOA患者血清、尿液CTX-Ⅱ高表達的影響因素。分析原因在于，隨著病程延長、軟骨嚴重損傷，Ⅱ型膠原蛋白被降解后會大量生成CTX-Ⅱ，進入循環系統，后再通過腎臟排除體外，從而增加血、尿液CTX-Ⅱ表達量[19,20]。

本研究通過繪制ROC曲線發現，血清、尿液CTX-Ⅱ水平預測KOA發生風險均有一定價值，當二者cut-off值分別取650.435 ng/L、730.800 ng/L時，可獲得最佳預測價值，且隨著水平升高，風險增加，證實可將CTX-Ⅱ用于預測KOA發生風險。但尿液CTX-Ⅱ預測KOA發生風險價值AUC(0.900)高于血清CTX-Ⅱ(0.883)，這一結果說明尿液CTX-Ⅱ預測價值優于血清，分析原因可能與CTX-Ⅱ經腎臟代謝有關，同時血清CTX-Ⅱ易受炎癥水平、個體差異等因素影響，因此可能研究價值不及尿液CTX-Ⅱ[21]。對此建議未來將疑似KOA患者尿液CTX-Ⅱ水平作為首選觀察指標。同時本研究還對血清與尿液中的CTX-Ⅱ行變量間的相關性檢查，結果顯示，KOA患者血清與尿液CTX-Ⅱ水平呈正相關，說明血清與尿液CTX-Ⅱ水平之間存在一定影響，其中一者可能會隨著另一者水平升高而升高，降低而降低，但二者之間具體影響機制尚未明確，未來仍需進一步研究加以驗證。

綜上所述，早期KOA患者受病程長、軟骨損傷嚴重等因素影響，血清、尿液CTX-Ⅱ呈過表達，未來可考慮檢測患者血清、尿液CTX-Ⅱ水平變化，以評估早期KOA發生風險。