關節滑液中白細胞介素-18水平與膝骨關節炎病情的相關性分析

陳景濤 陳有 李玉靜 劉志剛

【摘 要】目的：探討關節滑液中白細胞介素-18（IL-18）水平與膝骨關節炎嚴重程度的相關性。方法：選取2021年2月至2022年11月在河南大學第一附屬醫院就診的98例膝骨關節炎患者為研究組，選取同期無關節炎影像學表現的膝關節運動型損傷患者52例為對照組。按照X線Kellgren-Lawrence（K-L）分級將研究組患者分為輕度、中度和重度膝骨關節炎組；采用西安大略和麥克馬斯特大學骨關節炎指數（WOMAC）評分評價膝骨關節炎癥狀嚴重程度；酶聯免疫吸附法（ELISA）檢測患者關節滑液中IL-18水平，分析IL-18水平與病情嚴重程度及癥狀評分的相關性。結果：輕度、中度和重度膝骨關節炎組的關節滑液IL-18水平均顯著高于對照組（P < 0.05），且隨著膝骨關節炎病情程度的加重，IL-18水平、疼痛評分、僵硬評分、肢體功能評分，以及WOMAC總分逐漸升高（P < 0.05）；IL-18與疼痛評分、僵硬評分、肢體功能評分，及WOMAC總分均呈正相關性（P < 0.05）；ROC曲線分析顯示，關節滑液IL-18水平診斷膝骨關節炎病情嚴重程度的曲線下面積為0.771，敏感性為90.28%，特異性為65.38%。結論：關節滑液中IL-18水平與膝骨關節炎病情嚴重程度密切相關，對膝骨關節炎診斷具有一定的價值。

【關鍵詞】 膝骨關節炎；白細胞介素-18；關節滑液；病情；相關性

【ABSTRACT】Objective：To explore the correlation between the level of interleukin-18（IL-18）in synovial fluid and the severity of knee osteoarthritis.Methods：Ninety-eight patients with knee osteoarthritis who were treated in the First Affiliated Hospital of Henan University from February 2021 to November 2022 were selected as the study subjects，and 52 patients with knee joint motion injury who had no imaging manifestations of arthritis in the same period were selected as the control group.According to the X-ray Kellgren-Lawrence（K-L）classification，the patients were divided into the mild，moderate and severe knee osteoarthritis groups.The severity of symptoms of knee osteoarthritis was evaluated by the WOMAC score.The level of IL-18 in the synovial fluid of the patients was detected by ELISA，and the correlation between the level of IL-18 and the severity of the disease and the score of symptoms was analyzed.Results：The level of IL-18 in synovial fluid of the mild，moderate and severe knee osteoarthritis groups was significantly higher than that of the control group（P < 0.05），and with the aggravation of knee osteoarthritis，the level of IL-18，pain score，stiffness score，limb function score and total WOMAC score were gradually increased（P < 0.05）.IL-18 was positively correlated with pain score，stiffness score，limb function score and total WOMAC score（P < 0.05）.ROC curve analysis showed that the area under the curve of IL-18 in synovial fluid for diagnosing the severity of knee osteoarthritis was 0.771，the sensitivity was 90.28%，and the specificity was 65.38%.Conclusion：The level of IL-18 in joint synovial fluid is closely related to the severity of knee osteoarthritis，and has certain value in the diagnosis of knee osteoarthritis.

【Keywords】 knee osteoarthritis;IL-18;joint synovial fluid;disease;relevance

膝骨關節炎（knee osteoarthritis，KOA）為骨關節炎（osteoarthritis，OA）的常見類型，多發于老年人。其發病機制較為復雜，主要病理表現為關節軟骨損傷、破壞及滑膜增生等［1］。KOA發病機制主要與抑炎和促炎因子失衡導致的關節軟骨損傷及滑膜炎癥反應有關［2］。因此，分析滑膜細胞分泌的炎癥因子水平對了解KOA病情進展具有重要意義。白細胞介素-18（IL-18）作為白細胞介素家族的促炎因子之一，參與腫瘤［3］、強直性脊柱炎［4］、類風濕關節炎［5］等多種疾病的發生。KOA患者血清及關節液中IL-18水平增加，表明其可參與OA改變［6］。因此，本研究通過檢測KOA患者關節滑液中IL-18水平，分析其與KOA病情嚴重程度的相關性，為KOA的臨床診斷及后續研究奠定基礎。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選取2021年2月至2022年11月在河南大學第一附屬醫院就診的98例KOA患者為研究組，其中男42例，女56例；年齡52～81歲，平均（65.88±6.19）歲；體質量指數（BMI）16.30～32.90 kg·m-2，平均（23.35±3.11）kg·m-2。

另外選取同期無關節炎影像學表現的膝關節運動型損傷需手術治療的患者52例為對照組，其中男25例，女27例；年齡50～78歲，平均（64.88±5.90）歲；BMI 15.18～30.75 kg·m-2，平均（23.39±3.10）kg·m-2。2組在性別、年齡、BMI等方面比較，差異無統計學意義（P > 0.05），具有可比性。

1.2 診斷標準 按照美國風濕病學會（ACR）制定的KOA診斷標準［7］。

1.3 納入標準 ①研究組符合上述診斷標準；②單側KOA；③對本研究知情同意。

1.4 排除標準 ①由其他疾病所致的繼發性KOA患者；②伴有膝關節外傷及創傷史者；③伴有膝關節腫瘤、結核以及重度骨質疏松者；④伴有嚴重心腦血管等內科疾病及糖尿病者；⑤近半個月內使用糖皮質激素、抗炎等藥物治療者。

2 方 法

2.1 關節滑液收集 2組患者入院后，研究組行膝關節清理或關節置換手術時，抽取病側膝關節滑液，無需手術者行關節穿刺抽取關節滑液，抽取量2～3 mL。對照組行膝關節運動型損傷手術時抽取關節滑液2～3 mL。將收集到的關節滑液放入離心機以2500 r·min-1離心15 min，離心半徑10 cm，留取上清，置于-80 ℃保存。

2.2 IL-18水平檢測 取關節滑液，按照酶聯免疫吸附法（ELISA）檢測試劑盒（北京索萊寶科技有限公司）說明書檢測患者關節滑液中IL-18水平。

2.3 X線片評估Kellgren-Lawrence（K-L）分級 研究組患者均于治療前行雙膝關節負重正側位X線檢查，根據K-L分級系統進行評分和評定KOA病情嚴重程度。0級，正常；1級，關節間隙無狹窄，可疑骨贅；2級，輕度骨贅形成，關節間隙可疑狹窄；3級，關節間隙狹窄明顯，多個中等大小的骨贅形成，骨質出現輕度硬化性改變及可疑的骨形態改變；4級，關節間隙明顯狹窄，伴大量骨贅形成，骨質嚴重硬化改變及出現關節畸形。KOA患者至少一側膝關節K-L分級≥2級，且以嚴重一側膝關節K-L分級納入分析。X線片評估由本院經驗豐富的影像學專家進行。按K-L分級，2級及以下者為輕度KOA組，3級為中度KOA組，4級為重度KOA組。

2.4 OA癥狀評分 由同一位主任醫師采用西安大略和麥克馬斯特大學骨關節炎指數（WOMAC）對患者癥狀嚴重程度進行評分，包含3個項目：疼痛、僵硬、關節功能，評分越高表示患者癥狀越重。

2.5 統計學方法 采用SPSS 20.0軟件進行統計分析。計量資料符合正態分布以表示，多組間比較使用單因素分析，采用Pearson或Spearman進行相關性分析；ROC曲線評價指標對重度KOA的診斷價值。以P < 0.05為差異有統計學意義。

3 結 果

3.1 基線資料比較 多組間年齡、性別、BMI比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）。輕度、中度及重度KOA組關節滑液IL-18水平均顯著高于對照組（P < 0.05）。隨著KOA病情程度的加重，關節滑液IL-18水平、疼痛評分、僵硬評分、肢體功能評分，以及WOMAC總分逐漸升高，差異均有統計學意義（P < 0.05）。見表1、表2。

3.2 IL-18水平與KOA癥狀評分的相關性 關節滑液IL-18水平與疼痛評分、僵硬評分、肢體功能評分及WOMAC總分均呈正相關。見表3。

3.3 IL-18診斷KOA嚴重程度的效能 采用ROC曲線評估IL-18對病情的診斷效果，結果顯示，關節滑液IL-18水平診斷KOA嚴重程度的曲線下面積（AUC）為0.771，最佳截斷值為146.97，敏感性為90.28%，特異性為65.38%，提示關節滑液IL-18對診斷重度KOA具有一定的預測價值。見圖1。

4 討 論

KOA是臨床常見的骨關節疾病，近年來發病率逐漸升高，其中以中老年患者居多。本病致殘率高達53%，給患者的生活質量造成嚴重影響［8］。目前的臨床療法均難以有效治愈或阻斷疾病的進展，因此，早期診斷與治療對改善KOA患者的臨床結局具有重要價值。目前，KOA的病因尚未完全明確，諸多研究表明，KOA是發生于關節軟骨與滑膜之間的炎性疾病。關節軟骨在炎性因子的作用下被破壞后，可釋放組織碎片進入關節滑液，刺激關節滑膜進而導致滑膜炎發生。而滑膜炎可進一步促進炎癥因子的釋放，加劇關節軟骨降解，形成炎癥惡性循環［9-10］。因此，滑膜炎的發生被認為是導致OA軟骨破壞以及病情進展的關鍵因素，探討關節滑液的炎癥因子水平對早期診斷KOA具有重要意義。

近年來研究顯示，生物標記物在OA的早期診斷、病情程度評估以及治療后藥物的有效性及安全性監測方面具有重要的作用，且有可能成為診斷與判定用藥療效及預后的工具［11-12］。IL-18屬于白細胞介素1家族的主要成員之一，多由巨噬細胞分泌，也可由其他細胞如呼吸道上皮細胞、軟骨細胞等產生，可刺激Th1細胞產生γ干擾素，進而誘導Th1型免疫反應，故又被稱為γ干擾素誘生因子。既往研究顯示，IL-18在多種變態反應性疾病［13］、癌癥［3］、感染性疾病［14］等中起重要的免疫調節作用。既往研究證實，IL-18可直接作用于關節軟骨細胞，抑制轉化生長因子-β1誘導軟骨細胞的增殖使軟骨受損［15］。研究也顯示，IL-18對軟骨細胞有強烈的促炎及分解代謝作用，可通過促進IL-1表達，刺激關節軟骨IL-6、環氧合酶-2、一氧化氮合酶等表達，誘導一氧化氮、前列腺素E2產生，進而促使軟骨降解、破壞及滑膜炎癥等，誘導OA發生［16］。另外，IL-18還可促進軟骨細胞及滑膜細胞中基質金屬蛋白酶生成，從而抑制膠原和蛋白多糖合成，促進細胞外基質降解，抑制細胞生成，加速其凋亡，進而加劇關節軟骨結構破壞［17］。以上研究結果均說明，IL-18在OA的發生過程中扮演著重要角色。SHI等［18］研究顯示，KOA患者血清中IL-18水平增加，治療后顯著降低。有研究顯示，KOA患者關節液中的IL-18水平顯著高于正常對照組［19］。朱振標等［20］研究證實，IL-18在KOA患者的關節液以及滑膜中表達水平顯著高于非KOA患者，且隨著KOA病情程度加劇，IL-18表達也增加。本研究結果顯示，與對照組比較，KOA患者關節滑液中IL-18顯著增加，且隨著KOA患者病情嚴重程度而增加，提示IL-18可能與KOA病情及其進展有關，與既往研究相符。另外，本研究通過進一步分析關節滑液中IL-18水平與KOA癥狀評分之間的相關性，結果顯示，KOA患者關節滑液中IL-18水平與疼痛評分、僵硬評分、肢體功能評分，以及WOMAC總分之間均呈顯著正相關，說明關節液中IL-18可能在KOA病程進展中發揮重要作用，是反映KOA病變、病情嚴重程度及臨床癥狀的標志物。此外，本研究采用ROC曲線探討關節滑液IL-18水平對KOA病情的診斷價值，結果顯示，IL-18診斷重度KOA的AUC為0.771，敏感性為90.28%，特異性為65.38%，說明對KOA病情具有一定的診斷價值，可能作為KOA患者病情進展的診斷指標。

綜上所述，關節滑液中IL-18水平與KOA病情嚴重程度具有顯著的正相關性，且對診斷KOA病情具有一定價值，可作為臨床監測、診斷KOA的輔助標志物，為KOA的早期診斷及治療提供一定的參考。然而，本研究也存在一定的局限性，如樣本量較小、疾病類型單一等，在一定程度上可能造成研究結果的偏頗，影響準確性，因此，在后續的研究中會繼續開展更大樣本量的多中心研究，以獲取IL-18參與KOA進展的更準確結論。

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收稿日期：2022-11-01；修回日期：2022-12-15

基金項目：開封市科技發展計劃項目（2003028）

作者單位：河南大學第一附屬醫院，河南 開封 475001

通信作者：劉志剛