血清PDGF、FGF-2水平與膝骨關(guān)節(jié)炎病情嚴(yán)重程度的相關(guān)性

梁治權(quán),孟慶才,李祥生,鄧迎杰,劉鵬程

骨關(guān)節(jié)炎是一種慢性骨關(guān)節(jié)疾病,在中老年人群中較為常見,一般可導(dǎo)致患者關(guān)節(jié)功能發(fā)生障礙,生活質(zhì)量嚴(yán)重降低[1]。隨著膝骨關(guān)節(jié)炎疾病嚴(yán)重程度增加,患者關(guān)節(jié)腫脹及疼痛等臨床癥狀不斷加重,關(guān)節(jié)畸形明顯,使臨床治療難度增加,治療后關(guān)節(jié)功能可能無法完全恢復(fù),影響預(yù)后[2-3]。因此,早期明確膝骨關(guān)節(jié)炎疾病進(jìn)展,對早期治療和預(yù)后具有重要臨床意義。血小板衍生生長因子(platelets derived growth factor,PDGF)是一種促有絲分裂因子,參與維持骨膜中骨骼干/祖細(xì)胞的未成熟表型,可增加節(jié)段性缺陷愈合中的骨形成[4]。成纖維細(xì)胞生長因子2(fibroblast growth factor-2,FGF-2)在軟骨發(fā)育、生長和代謝中均發(fā)揮關(guān)鍵作用,并與其自身受體相互作用[5]。然而,PDGF、FGF-2在膝骨關(guān)節(jié)炎中的表達(dá)情況及作用目前仍待進(jìn)一步探討。基于此,現(xiàn)觀察膝骨關(guān)節(jié)炎患者血清PDGF、FGF-2變化及其與疾病嚴(yán)重程度的關(guān)系,以期為臨床治療及改善預(yù)后提供理論指導(dǎo),報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2020年7月—2023年1月新疆醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院骨二科診治膝骨關(guān)節(jié)炎患者105例作為關(guān)節(jié)炎組,男48例,女57例,年齡(65.39±8.46)歲;BMI(22.80±2.98)kg/m2;糖尿病12例,高血壓30例,高脂血癥 8例;吸煙43例,飲酒21例。依據(jù)X線檢查結(jié)果將患者分為輕中度亞組(KL分級2～3級)62例和重度亞組(KL分級4級)43例。同時納入健康體檢者102例作為健康對照組,男46例,女56例,年齡(65.47±8.32)歲;BMI(22.74±3.02)kg/m2;糖尿病10例,高血壓32例,高脂血癥9例;吸煙40例,飲酒19例。關(guān)節(jié)炎組與健康對照組臨床資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。本研究已經(jīng)獲得醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(2020-00624),受試者及家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標(biāo)準(zhǔn) (1) 納入標(biāo)準(zhǔn):①符合2021年版中國骨關(guān)節(jié)炎相關(guān)診療指南[6];②患者具備完整的資料,影像學(xué)檢查結(jié)果顯示KL分級≥2級。(2)排除標(biāo)準(zhǔn):①痛風(fēng)性、創(chuàng)傷性、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎者;②近3個月內(nèi)有過關(guān)節(jié)內(nèi)藥物注射史者;③有嚴(yán)重心腦血管、內(nèi)分泌系統(tǒng)及肝腎功能障礙性疾病者;④同時有髖關(guān)節(jié)或踝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎者。

1.3 觀察指標(biāo)與方法

1.3.1 PDGF、FGF-2基因型檢測:于患者入院次日晨及健康體檢者采集空腹肘靜脈血樣5 ml,離心收集上層血清-80℃保存?zhèn)溆谩２捎迷噭┖?北京普非生物科技有限公司,貨號PR2473)提取基因組DNA,采用引物設(shè)計(jì)軟件Oligo 6.0設(shè)計(jì)引物后,由上海生工生物工程有限公司合成。PDGF基因rs974819位點(diǎn)上游引物序列5′-CGATGGCGTAAGCGTACCGC-3’,下游引物序列5′-CGCTGAGAGCCTGATGCACT-3’;FGF-2基因rs2922979位點(diǎn)上游引物序列5′-TGCGTGAGTGGATCGACTG-3’,下游引物序列5′-CGACCGAGCGTATGGCGTGC-3’。采用PCR法擴(kuò)增目的基因片段,采用限制性內(nèi)切酶將PCR產(chǎn)物進(jìn)行酶切,之后采用3.0%的瓊脂糖凝膠進(jìn)行檢測,美國BIO-RAD公司的Gel Doc EZ凝膠成像儀拍照確定基因型。

1.3.2 血清PDGF、FGF-2水平檢測:采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法檢測血清PDGF水平(試劑盒購自上海酶聯(lián)生物科技有限公司,貨號mlE1427),酶聯(lián)免疫吸附法檢測血清FGF-2水平(試劑盒購自上海富雨生物科技有限公司,貨號FY-04319H2)。

2 結(jié) 果

2.1 2組PDGF、FGF-2基因多態(tài)性位點(diǎn)分析及Hardy-Weinberg(H-W)平衡檢驗(yàn) 2組PDGF基因rs974819位點(diǎn)、FGF-2基因rs2922979位點(diǎn)上均檢出GG型、GC型、CC型等3種基因型。關(guān)節(jié)炎組攜帶CC型基因型及C等位基因占比顯著高于健康對照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),C等位基因可能是膝骨關(guān)節(jié)炎的易感基因。經(jīng)吻合度檢驗(yàn),健康對照組和關(guān)節(jié)炎組基因型分布均符合H-W平衡法則(P均>0.05),表明所選樣本具有代表性,見表1、2。

表1 健康對照組和關(guān)節(jié)炎組PDGF基因多態(tài)性位點(diǎn)分析及Hardy-Weinberg(H-W)平衡檢驗(yàn) [例(%)]Tab.1 Analysis of PDGF gene polymorphism loci and Hardy Weinberg (H-W) balance test in healthy control group and arthritis group

表2 健康對照組和關(guān)節(jié)炎組FGF-2基因多態(tài)性位點(diǎn)分析及Hardy-Weinberg(H-W)平衡檢驗(yàn) [例(%)]Tab.2 Analysis of FGF-2 gene polymorphism loci and Hardy Weinberg (H-W) balance test in the healthy control group and arthritis group

2.2 2組血清PDGF、FGF-2水平比較 關(guān)節(jié)炎組血清PDGF、FGF-2水平低于健康對照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見表3。

表3 健康對照組和關(guān)節(jié)炎組血清PDGF、FGF-2水平比較Tab.3 Comparison of serum PDGF and FGF-2 levels between the healthy control group and the arthritis group

2.3 2亞組患者基線資料比較 2亞組性別、年齡、BMI、糖尿病、高血壓、高脂血癥、吸煙史、飲酒史、病變部位、病程比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。重度亞組IL-17、TNF-α水平高于輕中度亞組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見表4。

表4 輕中度亞組和重度亞組膝骨關(guān)節(jié)炎患者基線資料比較Tab.4 Comparison of baseline data between mild to moderate subgroups and severe subgroups of knee osteoarthritis patients

2.4 2亞組血清PDGF、FGF-2水平比較 重度亞組血清PDGF、FGF-2水平低于輕中度亞組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見表5。

表5 輕中度亞組和重度亞組膝骨關(guān)節(jié)炎患者血清PDGF、FGF-2水平比較Tab.5 Comparison of serum PDGF and FGF-2 levels between mild to moderate subgroups and severe subgroups of knee osteoarthritis patients

2.5 影響膝骨關(guān)節(jié)炎患者病情嚴(yán)重程度的多因素Logistic回歸分析 將膝骨關(guān)節(jié)炎患者病情是否進(jìn)展為重度(1=是,0=否)作為因變量,將輕中度亞組與重度亞組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的連續(xù)變量PDGF、FGF-2、IL-17、TNF-α納為自變量,多因素Logistic回歸分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),PDGF高、FGF-2高是膝骨關(guān)節(jié)炎患者病情進(jìn)展為重度的保護(hù)因素(P<0.01),見表6。

表6 影響膝骨關(guān)節(jié)炎患者病情嚴(yán)重程度的多因素Logistic回歸分析Tab.6 Multivariate logistic regression analysis on the severity of knee osteoarthritis patients' condition

3 討 論

骨關(guān)節(jié)炎的病因復(fù)雜、異質(zhì)且目前了解較少,關(guān)節(jié)軟骨病理力學(xué)在疾病的起源和發(fā)展中有著明確的作用,其修復(fù)和損傷并存,可累及軟骨、滑膜、軟骨下骨等附屬結(jié)構(gòu)[7-8]。骨關(guān)節(jié)炎患者的全身大小關(guān)節(jié)均可受累,發(fā)病部位以膝、手、足、髖等關(guān)節(jié)較為多見[9]。骨關(guān)節(jié)炎嚴(yán)重程度的判斷方法為KL分級,其主要通過X線片測量關(guān)節(jié)間隙的寬度,進(jìn)而評估骨關(guān)節(jié)病變程度[10-11]。而在骨關(guān)節(jié)炎患者影像學(xué)出現(xiàn)變化前檢測其血清相關(guān)指標(biāo)變化情況,對于早期識別高風(fēng)險患者有重要意義。

PDGF由巨噬細(xì)胞、血小板、成骨細(xì)胞和成纖維細(xì)胞表達(dá),并在骨愈合的所有階段存在于骨痂組織中[12]。PDGF在間充質(zhì)細(xì)胞的增殖分化中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用,可誘導(dǎo)成骨細(xì)胞及軟骨細(xì)胞增生,并促進(jìn)軟骨及膜內(nèi)成骨[13]。黃雯松[14]研究顯示,PDGF低表達(dá)是導(dǎo)致跟骨骨折患者術(shù)后踝關(guān)節(jié)僵硬的危險因素。本研究顯示,膝骨關(guān)節(jié)炎患者血清PDGF水平隨病情進(jìn)展降低。提示PDGF低表達(dá)可能是導(dǎo)致膝骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展的重要因素,結(jié)合PDGF在骨愈合中的相關(guān)作用,分析其低表達(dá)可能影響機(jī)體軟骨及膜內(nèi)的成骨過程和骨細(xì)胞增生,進(jìn)而導(dǎo)致膝骨關(guān)節(jié)炎發(fā)展至重度的風(fēng)險增加。此外,基因多態(tài)性結(jié)果發(fā)現(xiàn),PDGF基因rs974819位點(diǎn)的基因多態(tài)性可能與膝骨關(guān)節(jié)炎的易感性相關(guān),此位點(diǎn)膝骨關(guān)節(jié)炎患者CC型基因型頻率分布顯著高于健康人群。提示攜帶C等位基因可能使膝骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生風(fēng)險顯著提高。

FGFs是一個以自分泌/旁分泌、內(nèi)分泌方式發(fā)揮作用的信號分子大家族,在包括骨骼系統(tǒng)在內(nèi)的各種組織和器官的發(fā)育中均發(fā)揮著重要作用[15]。FGF-2在骨折愈合過程中可加速骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞增殖分化,加快骨折術(shù)后恢復(fù)速度[16]。吳辰蘇等[17]研究表明,毛刺法聯(lián)合溫針灸治療膝骨關(guān)節(jié)炎,可使血清FGF-2水平顯著升高。趙仲偉[18]研究同樣顯示,FGF-2基因多態(tài)性與強(qiáng)直性脊柱炎易感性有關(guān),C等位基因攜帶者更易患強(qiáng)直性脊柱炎。本研究結(jié)果與上述研究具有相似性,膝骨關(guān)節(jié)炎患者CC型基因型最多。提示與GG型基因型相比,攜帶C等位基因的基因型(CC+GC)可能增加了膝骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病風(fēng)險。此外,本結(jié)果中重度膝骨關(guān)節(jié)炎患者血清FGF-2水平較低,且影響膝骨關(guān)節(jié)炎病情發(fā)展。基于既往文獻(xiàn)推測其可能是由于膝骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生后IL-17、TNF-α等炎性因子水平增加,導(dǎo)致過度炎性反應(yīng)發(fā)生,FGF-2水平降低使得其加速骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞增殖分化的作用減弱,進(jìn)而造成膝骨關(guān)節(jié)炎病情加重。

綜上,PDGF基因rs974819位點(diǎn)、FGF-2基因rs2922979位點(diǎn)的C等位基因可能是膝骨關(guān)節(jié)炎的易感基因,PDGF、FGF-2水平與膝骨關(guān)節(jié)炎患者病情嚴(yán)重程度存在明顯相關(guān)性,二者表達(dá)隨病情加重而降低。在膝骨關(guān)節(jié)炎的臨床實(shí)際應(yīng)用中,可考慮將PDGF、FGF-2作為主要病情變化的檢測指標(biāo),以便采取最佳干預(yù)治療措施,預(yù)防疾病發(fā)展為重度,有利于改善預(yù)后。然而本研究患者納入年限較短、樣本量小,證據(jù)水平相對有限,需進(jìn)行驗(yàn)證。

利益沖突:所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明

梁治權(quán)、孟慶才:設(shè)計(jì)研究方案,實(shí)施研究過程,論文撰寫;李祥生、鄧迎杰,劉鵬程:分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),論文審核,實(shí)施研究過程,資料搜集整理,論文修改