膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平與膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后康復(fù)效果的關(guān)系

凌海霞，徐素苗，陳曉君，蘇小平

生活方式多樣化及人口老齡化趨勢加劇使膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)病率逐漸升高。膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎為骨科常見的慢性退行性關(guān)節(jié)疾病，主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)活動受限，關(guān)節(jié)疼痛腫脹，嚴(yán)重影響患者正常生活[1-2]。膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是治療膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎重要方法之一，不僅具有手術(shù)持續(xù)時間短、微創(chuàng)、術(shù)后恢復(fù)迅速等優(yōu)勢，還可以有效改善患者膝關(guān)節(jié)功能及疼痛情況[3]。膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)、可溶性細(xì)胞間黏附分子-1(sICAM-1)等多種細(xì)胞因子參與了本病的病理過程，TNF-α及MMP-9與本病進(jìn)展關(guān)系密切，而sICAM-1在關(guān)節(jié)功能恢復(fù)中發(fā)揮重要作用[4-5]。目前上述3項指標(biāo)主要用于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的術(shù)前診斷及病情嚴(yán)重程度評估，而關(guān)于膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平與術(shù)后康復(fù)效果間的關(guān)系尚缺乏有效臨床數(shù)據(jù)支持。基于此，本研究旨在探究膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平與膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后康復(fù)效果的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1一般資料 以2017年7月—2020年7月我院因膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者為研究對象，納入標(biāo)準(zhǔn)：符合膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]；保守治療無效，需接受膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，具有手術(shù)指征；第一次接受膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，且未見顯著骨缺損；精神意識正常；患者知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴化膿性或風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者；伴重要臟器、中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能異常及感染性疾病或腫瘤性疾病者；采用其他方式治療者；術(shù)后評估康復(fù)效果時失訪者。最終納入患者71例，其中男36例，女35例；年齡31～75(57.82±11.37)歲；體質(zhì)量指數(shù)16.30～29.30(23.36±5.34)kg/m2；病程0.80～7.50(4.16±1.09)年。本研究獲得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)同意。

1.2治療方法 所有患者采用膝關(guān)節(jié)置換術(shù)治療，患者全身麻醉，在髕骨內(nèi)側(cè)做一縱向切口，暴露髕關(guān)節(jié)，切除部分髕下脂肪墊及增生滑膜，經(jīng)脛骨髓外定位及股骨髓內(nèi)定位后行脛骨股骨截骨及擴(kuò)髓，不保留交叉韌帶，截骨完成后松質(zhì)骨表面應(yīng)用脈沖沖洗槍沖洗，隨后安裝水泥型關(guān)節(jié)假體，股骨髓腔開口需在截骨時保留自體骨塊進(jìn)行填塞封閉。手術(shù)均由同一醫(yī)師負(fù)責(zé)。

1.3觀察指標(biāo) 比較患者手術(shù)前后關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平及關(guān)節(jié)功能恢復(fù)評分，分析關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平與關(guān)節(jié)功能恢復(fù)評分間的相關(guān)性；比較不同療效患者關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平，分析關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平對患者治療效果的預(yù)測價值。

1.4關(guān)節(jié)液相關(guān)指標(biāo)測定 由同一醫(yī)師在行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)前、術(shù)后3個月時提取所有患者關(guān)節(jié)液，注意在無菌環(huán)境中穿刺收集，離心處理關(guān)節(jié)液，采用酶聯(lián)免疫吸附試驗測定關(guān)節(jié)液中TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平，試劑盒購自Elabscience公司，具體步驟按照試劑盒說明書進(jìn)行。

1.5評價標(biāo)準(zhǔn)

1.5.1療效評估：術(shù)后3個月采用Shahariarre評分[7]評估患者手術(shù)效果。優(yōu)：患膝腫脹消退、疼痛完全消失，關(guān)節(jié)功能恢復(fù)正常；良：患膝腫脹及疼痛顯著減輕，未見壓痛，關(guān)節(jié)功能基本恢復(fù)正常；差：患膝腫脹、疼痛及關(guān)節(jié)功能未見改善甚至加重。其中優(yōu)、良視為有效，差視為無效。

1.5.2關(guān)節(jié)功能：術(shù)前及術(shù)后3個月應(yīng)用美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會(AKS)評分[8]評估患膝關(guān)節(jié)功能。AKS評分主要通過患膝關(guān)節(jié)功能及臨床表現(xiàn)進(jìn)行評估，功能評分項目主要包括上下樓梯及行走能力，臨床表現(xiàn)項目包括穩(wěn)定性、疼痛程度及活動度，總分100分，分?jǐn)?shù)越高表示患者關(guān)節(jié)功能恢復(fù)越好。

2 結(jié)果

2.1手術(shù)前后關(guān)節(jié)液相關(guān)指標(biāo)水平及AKS評分比較 術(shù)后3個月患者關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平低于術(shù)前，AKS評分高于術(shù)前，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，見表1。

表1 71例膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者手術(shù)前后關(guān)節(jié)液相關(guān)指標(biāo)及AKS評分比較

2.2關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平與AKS評分間的相關(guān)性分析 Pearson相關(guān)性分析顯示，關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平與AKS評分均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.613、-0.482、-0.536，P<0.05)。

2.3不同療效患者關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平比較 依據(jù)Shahariarre評分結(jié)果，術(shù)后3個月優(yōu)、良、差患者分別24例、26例、21例，有效組與無效組患者分別50例與21例。2組術(shù)后3個月關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平較術(shù)前顯著改善，且有效組顯著低于無效組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。見表2。

表2 不同療效的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平比較

2.4關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平對患者治療效果的預(yù)測價值分析 ROC曲線顯示，關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平預(yù)測患者治療效果的曲線下面積(AUC)分別為0.753、0.610、0.802，三指標(biāo)聯(lián)合預(yù)測的AUC為0.885，見表3與圖1。

圖1 71例膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平預(yù)測患者治療效果的受試者工作特征曲線TNF-α為腫瘤壞死因子-α，MMP-9為基質(zhì)金屬蛋白酶-9，sICAM-1為可溶性細(xì)胞間黏附分子-1

表3 71例膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平對患者治療效果的預(yù)測價值分析

3 討論

老齡化進(jìn)程的加劇使膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)病率逐漸升高，流行病學(xué)研究顯示全球有顯著癥狀的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)病率為5.4%～13.7%，而其中60%以上為>70歲的老年群體[9]。膝關(guān)節(jié)置換術(shù)已被認(rèn)為是膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的最佳治療方式，可以有效減輕患者疼痛，重建關(guān)節(jié)功能[10]。臨床對于膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后康復(fù)效果主要采用各種評分體系或患者相關(guān)體征進(jìn)行評估，但易受臨床醫(yī)師主觀傾向及患者體征描述不準(zhǔn)確等影響[11]。近期血清生化指標(biāo)已被用于評估患者療效，且證實有一定價值[12]，但是膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)液生化指標(biāo)用于患者療效評估的價值尚需進(jìn)一步研究。

TNF-α可以有效抑制軟骨膠原及軟骨細(xì)胞形成，促進(jìn)軟骨降解，其水平與膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)生及病情進(jìn)展關(guān)系密切[13]；MMP-9會損傷軟骨結(jié)構(gòu)，使軟骨結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可逆損傷[14]；sICAM-1不僅可以調(diào)節(jié)細(xì)胞間粘附作用，同時還可以激活細(xì)胞內(nèi)存在的配體，誘導(dǎo)免疫反應(yīng)激活，進(jìn)而加重機(jī)體炎癥反應(yīng)[15]。本研究中患者術(shù)后3個月時，上述指標(biāo)顯著降低，提示患者術(shù)后膝關(guān)節(jié)炎癥逐漸減輕。一項動物實驗顯示，膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎兔模型經(jīng)治療后白細(xì)胞介素-1β、TNF-α、MMP-13水平顯著降低，認(rèn)為治療后機(jī)體炎癥反應(yīng)減輕，進(jìn)而發(fā)揮關(guān)節(jié)軟骨保護(hù)作用，減輕了膝關(guān)節(jié)損傷[16]。還有研究顯示，膝關(guān)節(jié)炎患者經(jīng)治療后關(guān)節(jié)功能顯著恢復(fù)，患者關(guān)節(jié)液關(guān)節(jié)軟骨破壞相關(guān)因子(如TNF-α)水平顯著降低，提示關(guān)節(jié)液中細(xì)胞因子與患者關(guān)節(jié)功能改善關(guān)系密切[17]。本研究也顯示，行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)液中TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平與AKS評分呈負(fù)相關(guān)，證實關(guān)節(jié)液中TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平與患者關(guān)節(jié)功能有關(guān)。

國外研究認(rèn)為，骨性關(guān)節(jié)炎患者病情與TNF-α、MMP-1水平呈負(fù)相關(guān)，而定期服用非甾體類抗炎藥患者關(guān)節(jié)面軟骨中TNF-α、MMP-2水平降低，且降低程度與病情嚴(yán)重程度一致，提示患者關(guān)節(jié)面軟骨中TNF-α、MMP-1水平與關(guān)節(jié)功能損傷有關(guān)[18]。還有研究指出，膝關(guān)節(jié)軟骨損傷患者術(shù)后關(guān)節(jié)周圍血液循環(huán)顯著改善，關(guān)節(jié)腔內(nèi)TNF-α及MMP-13水平顯著降低，軟骨降解減少，軟組織損傷修復(fù)并促進(jìn)再生，患者膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)[19]。本研究有效組術(shù)后3個月關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平低于無效組，提示關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平與患者治療效果有關(guān)，分析認(rèn)為關(guān)節(jié)損傷誘使基質(zhì)降解酶激活，破壞軟骨基質(zhì)，激活關(guān)節(jié)局部免疫反應(yīng)及炎癥反應(yīng)，進(jìn)而使TNF-α和MMP-9等釋放增加，導(dǎo)致患者體內(nèi)上述因子水平升高，膝關(guān)節(jié)置換術(shù)則可以有效減輕這一過程[20]。本研究ROC曲線顯示，關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平預(yù)測患者治療效果的AUC分別為0.753、0.610、0.802，三指標(biāo)聯(lián)合預(yù)測的AUC為0.885，證實關(guān)節(jié)液中上述指標(biāo)評估患者治療效果有一定價值，且三指標(biāo)聯(lián)合評估效能優(yōu)于單一指標(biāo)評估。

綜上，行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)液TNF-α、MMP-9、sICAM-1水平與膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)及療效關(guān)系密切，聯(lián)合評估患者術(shù)后康復(fù)效果有一定價值。