膝關節骨性關節炎患者NLR、OPN、HIF-α水平與膝關節功能、肌力相關性分析

張 智，吉 喆，李 萌，劉 凱，馬 興，邱裕生

膝關節骨性關節炎(knee osteoarthritis, KOA)作為臨床上好發于老年群體的一類退行性關節疾病[1]，臨床以膝關節疼痛、腫脹和活動受限等為主要表現，如未得到有效治療，極易引起殘疾，極大地影響了患者生活質量[2-3]。中性粒細胞與淋巴細胞比值(NLR)是臨床較常見的惡性腫瘤預后評估指標，對風濕性關節炎患者預后有一定評估價值[4]。骨橋素(OPN)是一種親水性磷酸化糖蛋白，參與骨代謝與各種炎癥反應[5]。乏氧誘導因子-1α(HIF-1α)是最早在缺氧的肝癌細胞株提取物中發現的蛋白，由于腫瘤組織內普遍缺氧，HIF-1α僅在缺氧的細胞核中存在，常氧環境中含量較低，檢測困難。既往臨床上關于OPN和HIF-1α的報道多與腫瘤相關[6-7]。本研究分析KOA患者NLR、OPN、HIF-1α水平與膝關節功能、肌力的相關性，現報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2020年4月—2021年5月我院收治的符合納入及排除標準的KOA 82例作為KOA組，男32例，女50例；年齡(57.04±12.08)歲；單膝49例，雙膝33例；根據Kellgren-Lawrence分級標準[8]將其分為Ⅰ級24例，Ⅱ級41例，Ⅲ級17例。另選取同期于我院體檢的健康體檢者40例作為健康對照組，男14例，女26例；年齡(55.76±11.42)歲。2組一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

納入標準：①符合KOA診斷標準[9]；②近3個月內未接受激素或免疫抑制等相關治療；③精神正常能配合完成相關檢測。排除標準：①合并痛風和類風濕性關節炎；②關節間隙重度狹窄或關節間形成骨橋；③合并重要臟器器質性病變；④合并精神類疾病或治療依從性差；⑤不接受本研究方案。

1.2研究方法

1.2.1血液學指標：2組均使用5 ml針筒抽取空腹靜脈血4 ml。采用自動化全血細胞分析儀計數統計中性粒細胞和淋巴細胞數目，并計算NLR；應用低速離心機于室溫下1500 r/min離心20 min，取上清液，低溫保存，采用酶聯免疫吸附試驗法檢測血清OPN和HIF-1α水平。

1.2.2膝關節功能：采用骨性關節炎自評量表(WOMAC)[10]對受試者疼痛、晨僵和日常活動難度3方面進行評估，一共24項，得分越高提示癥狀越嚴重。肌力檢測：應用Biodex型等速肌力測試儀對受試者進行肌力測試，測試前受試者做3次屈伸膝運動，并對下肢釋重，分別以慢、中、快不同速度各測試雙膝5次，取平均值，記錄患者峰力矩(PT)及腘繩肌與股四頭肌峰力矩比值(H/Q)。

2 結果

2.1KOA組和健康對照組血液學指標比較 KOA組中性粒細胞、NLR、OPN和HIF-1α水平均高于健康對照組(P<0.01)，見表1。

表1 KOA組和健康對照組血液學指標比較

2.2KOA組和健康對照組膝關節功能和肌力比較 KOA組WOMAC評分和H/Q高于健康對照組，伸膝肌群和屈膝肌群PT低于健康對照組(P<0.01)，見表2。

表2 KOA組和健康對照組膝關節功能和肌力比較

2.3不同病情程度KOA患者血液學指標和膝關節功能、肌力比較 不同病情程度KOA患者血液學指標和膝關節功能、肌力總體比較差異均有統計學意義(P<0.05，P<0.01)；KOA患者隨著病情逐漸加重，NLR、OPN、HIF-1α水平和WOMAC評分、H/Q逐漸升高，伸膝肌群和屈膝肌群PT逐漸降低(P<0.05)，見表3和表4。

表3 不同病情程度KOA患者血液學指標比較

表4 不同病情程度KOA患者膝關節功能和肌力比較

2.4KOA患者NLR、OPN、HIF-1α水平與膝關節功能、肌力相關性分析 Spearman相關性分析結果顯示，KOA患者NLR、OPN、HIF-1α水平分別與WOMAC評分、H/Q呈正相關，與伸膝肌群和屈膝肌群PT呈負相關(P<0.05，P<0.01)，見表5。

表5 KOA患者NLR、OPN、HIF-1α水平與膝關節功能、肌力相關性分析

3 討論

KOA并非單純的軟骨局限性疾病，是軟骨、半月板和關節周圍組織因各種病理機制導致關節疼痛和功能受限的慢性關節病。KOA嚴重者可造成關節畸形,喪失關節功能，給患者生活和工作帶來極大影響。現臨床關于KOA發生和發展的相關因素已有較多研究，多圍繞膝關節功能和肌力下降等方面，但聯系NLR、OPN和HIF-1α等細胞因子進行探討的并不多見[11]。本研究結果顯示，KOA組WOMAC評分和H/Q高于健康對照組，伸膝肌群和屈膝肌群PT低于健康對照組。提示KOA患者存在明顯膝關節功能受限情況，且肌力明顯下降。然而，有研究報道，KOA患者屈膝肌群PT與正常人無明顯差異，總體上伸膝肌群肌力下降較明顯[12]。分析本研究結果與以往研究結果不一致的原因可能與KOA患者病情程度不同有關。

本研究結果顯示，KOA組中性粒細胞、NLR、OPN和HIF-1α水平均高于健康對照組。分析KOA患者NLR、OPN和HIF-1α水平異常可能與骨代謝情況及炎癥反應相關。本研究結果還顯示，KOA患者隨著病情逐漸加重，NLR、OPN和HIF-1α水平逐漸升高。有研究報道，KOA患者病情程度越輕，OPN水平越低；關節滑液OPN水平越高，治療效果越明顯[13]。說明NLR、OPN和HIF-1α可能參與了KOA的發展過程。氧穩態維持是細胞生命活動的關鍵，而HIF-1α在缺氧組織血管生成、細胞增殖以及代謝等方面扮演重要角色。有國外研究證實KOA患者關節滑膜腔為缺氧環境，血管生成因子在KOA患者軟骨細胞內高表達；HIF-1α作為調控血管生成因子的主要基因，其表達上調抑制膠原和蛋白聚糖的合成，意味著KOA患者關節軟骨退化[14]。

本研究結果顯示，KOA患者隨著病情逐漸加重，H/Q逐漸升高，伸膝肌群和屈膝肌群PT逐漸降低。提示KOA患者肌力均有不同程度地下降。既往研究報道，KOA發生的直接原因就是肌力下降，并且肌力下降與KOA病程進展密切相關[15]。國外有研究發現，KOA患者膝關節肌力較正常人明顯下降，不但影響關節負荷，而且可能是KOA進展的危險因素[16]，與本研究結果基本一致。

本研究結果還顯示，KOA患者NLR、OPN和HIF-1α水平分別與WOMAC評分呈正相關。說明KOA患者NLR、OPN和HIF-1α水平與膝關節功能有關。分析其原因可能是KOA患者膝關節功能障礙，本體感覺受損，活動時以異常方式加載膝關節，導致膝關節疼痛加重，引起NLR、OPN和HIF-1α等細胞因子升高。另外，本研究結果顯示，KOA患者NLR、OPN和HIF-1α水平分別與H/Q呈正相關，與伸膝肌群和屈膝肌群PT呈負相關。提示KOA患者NLR、OPN、HIF-1α水平與膝關節肌力變化有重要關系。有學者推測由于KOA患者關節囊、軟骨和半月板等組織病理性損傷，導致分布在該處的本體感受器和神經遭到破壞，進而造成骨代謝紊亂和關節滑膜炎癥發生，從而引起NLR、OPN和HIF-1α等相關細胞因子異常上調[17]。

綜上所述，KOA患者OPN、HIF-1α和NLR水平升高，并與膝關節功能、肌力具有一定相關性，可能在一定程度上互相影響，導致KOA發生和進展。