骨關(guān)節(jié)炎患者血清HDAC3表達(dá)水平及臨床意義*

李 美,王勝杰,王 霞,李文哲,張夢偉,于桂泳

哈勵(lì)遜國際和平醫(yī)院:1.康復(fù)醫(yī)學(xué)科;2.骨外科,河北衡水 053000

骨關(guān)節(jié)炎(OA)是一種以軟骨、軟骨下骨及其他關(guān)節(jié)組織炎癥性損傷為主要特征的退行性關(guān)節(jié)疾病,是老年人中常見的關(guān)節(jié)疾病[1]。OA可能引起患者關(guān)節(jié)功能喪失,使患者遠(yuǎn)期致殘率增加[2]。OA發(fā)病有一個(gè)“沉默期”,在“沉默期”的患者沒有任何臨床癥狀,影像學(xué)檢查也未能發(fā)現(xiàn)異常,但關(guān)節(jié)組織已經(jīng)開始病變[3]。因此,探尋與OA發(fā)病相關(guān)的生物分子,對(duì)早期診斷OA、降低患者致殘率至關(guān)重要。相關(guān)研究顯示,OA發(fā)病機(jī)制涉及細(xì)胞凋亡、焦亡、炎癥等多種生物學(xué)調(diào)節(jié)過程,且目前研究認(rèn)為炎癥在OA發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用[4-6]。組蛋白去乙酰化酶3(HDAC3)是HDAC家族成員之一,參與調(diào)控機(jī)體炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激等過程。既往研究顯示,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過靶向HDAC3和STAT1/NFκB p65來抑制軟骨細(xì)胞和軟骨的焦亡進(jìn)而改善OA[7-8]。目前關(guān)于HDAC3表達(dá)與OA的關(guān)系報(bào)道較少,基于此,本研究對(duì)OA患者血清中HDAC3表達(dá)水平進(jìn)行測定,探討HDAC3表達(dá)與OA的關(guān)系,以期為OA的診治提供參考。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取本院2021年10月至2023年1月收治的128例OA患者為研究對(duì)象(OA組),其中男58例,女70例,年齡45～80歲,平均(59.17±8.11)歲。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)符合《中國骨關(guān)節(jié)炎診療指南(2021年版)》[9]中相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn);(2)既往無關(guān)節(jié)手術(shù)史;(3)臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)肝、腎功能異常患者;(2)合并類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者;(3)合并精神疾病患者;(4)合并惡性腫瘤患者;(5)感染患者。另選取同期在本院進(jìn)行健康體檢的體檢健康者128例作為對(duì)照組,其中男60例,女68例,年齡46～82歲,平均(60.13±8.27)歲。本研究通過本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批號(hào):2021-835),所有受試者或其家屬知情并同意。

1.2方法

1.2.1血清HDAC3表達(dá)水平檢測 采集所有受試者晨起空腹肘靜脈血3 mL,待血液凝固后3 500 r/min離心10 min分離血清,采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)測定血清HDAC3表達(dá)水平。試劑盒購于上海酶聯(lián)生物科技有限公司,嚴(yán)格根據(jù)試劑盒說明書進(jìn)行操作。

1.2.2Kellgren-Lawrence(K-L)分級(jí) 根據(jù)K-L評(píng)分系統(tǒng)對(duì)OA患者進(jìn)行分組,其中Ⅱ級(jí)組46例,男20例,女26例,年齡46～78歲,平均(59.23±8.15)歲(Ⅱ級(jí)為關(guān)節(jié)間隙可疑狹窄或中度關(guān)節(jié)間隙變窄,有明顯骨贅);Ⅲ級(jí)組46例,男20例,女26例,年齡46～78歲,平均(59.23±8.15)歲(Ⅲ級(jí)為中等大小骨贅形成,伴有骨囊腫、骨贅,關(guān)節(jié)間隙狹窄明顯);Ⅳ級(jí)組30例,男15例,女15例,年齡46～80歲,平均(59.65±8.19)歲(Ⅳ級(jí)為伴有大量骨贅,骨質(zhì)嚴(yán)重硬化改變,出現(xiàn)關(guān)節(jié)畸形),3組基本資料比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2.3OA癥狀評(píng)分 根據(jù)西安大略和麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)(WOMAC)總分[10]對(duì)OA患者癥狀嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)分,包括疼痛、僵硬、關(guān)節(jié)功能3個(gè)部分,一共24個(gè)項(xiàng)目,每項(xiàng)進(jìn)行5級(jí)評(píng)分法評(píng)分。分值越高,OA患者癥狀越嚴(yán)重。OA嚴(yán)重程度:<80分為輕度,80～120分為中度,>120分為重度。

1.2.4觀察指標(biāo) 比較OA組與對(duì)照組一般資料及血清HDAC3表達(dá)水平;比較不同K-L分級(jí)OA患者血清HDAC3表達(dá)水平及癥狀評(píng)分對(duì)比;分析血清HDAC3表達(dá)水平與K-L分級(jí)及OA癥狀評(píng)分的相關(guān)性;分析血清HDAC3診斷OA的效能。

2 結(jié) 果

2.1兩組一般資料及血清HDAC3表達(dá)水平對(duì)比 OA組與對(duì)照組在性別、年齡、體重指數(shù)(BMI)及職業(yè)比較上,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),在HDAC3表達(dá)水平上比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且OA組患者血清HDAC3表達(dá)水平顯著高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表1。

表1 兩組一般資料及血清HDAC3表達(dá)水平對(duì)比[n/n或

2.2不同K-L分級(jí)OA患者血清HDAC3表達(dá)水平及癥狀評(píng)分對(duì)比 不同K-L分級(jí)OA患者血清HDAC3表達(dá)水平及癥狀評(píng)分比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),隨著K-L分級(jí)的增加,OA患者血清HDAC3表達(dá)水平、疼痛評(píng)分、僵硬評(píng)分、關(guān)節(jié)功能評(píng)分及WOMAC總分均顯著增加,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表2。

表2 不同K-L分級(jí)OA患者血清HDAC3表達(dá)水平及癥狀評(píng)分對(duì)比

2.3血清HDAC3表達(dá)水平與K-L分級(jí)之間的關(guān)系 Spearman相關(guān)性分析顯示,血清HDAC3表達(dá)水平與K-L分級(jí)呈顯著正相關(guān)(r=0.514,P<0.05),見圖1。

圖1 血清HDAC3表達(dá)水平與K-L分級(jí)之間的關(guān)系

2.4血清HDAC3表達(dá)水平與OA癥狀評(píng)分的相關(guān)性 Spearman相關(guān)性分析顯示,血清HDAC3表達(dá)水平與疼痛評(píng)分、僵硬評(píng)分、關(guān)節(jié)功能評(píng)分及WOMAC總分均呈顯著正相關(guān)(P<0.05),見表3。

表3 血清HDAC3表達(dá)水平與OA癥狀評(píng)分的相關(guān)性

2.5血清HDAC3診斷OA的效能 ROC曲線結(jié)果顯示,血清HDAC3診斷OA的曲線下面積(AUC)為0.857(95%CI:0.809～0.905),截?cái)嘀禐?.09 mg/L,靈敏度為81.3%,特異度為70.4%,見圖2。

圖2 血清HDAC3診斷OA的ROC曲線

3 討 論

OA是一種全球性的高發(fā)疾病,主要以關(guān)節(jié)的退行性改變?yōu)橹?多發(fā)于老年人群,且隨著全球老齡化進(jìn)程的加快,其發(fā)病率也呈逐年上升趨勢[11]。OA主要臨床癥狀包括關(guān)節(jié)腫脹變形、疼痛、骨贅增生并伴有不同程度活動(dòng)障礙,不僅使患者喪失勞動(dòng)力,還會(huì)對(duì)其家庭產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量[12]。目前,OA病因尚不明確,諸多研究表明[13-14],OA是一種發(fā)生在關(guān)節(jié)軟骨和滑膜間的炎性病癥,在炎性因子作用下軟骨被破壞,軟骨細(xì)胞出現(xiàn)損傷,繼而大量死亡。另外在炎性因子及蛋白酶作用下,軟骨基質(zhì)被大量降解。若患者得不到及時(shí)的就醫(yī),軟骨組織將出現(xiàn)不可逆的損傷,因此準(zhǔn)確診斷OA對(duì)預(yù)防及臨床方案制定至關(guān)重要。

WOMAC評(píng)分系統(tǒng)是一種自我報(bào)告疾病特異性工具,臨床上用于評(píng)估OA患者疼痛、關(guān)節(jié)僵硬及日常活動(dòng),然而這些量表評(píng)分準(zhǔn)確度受一定程度的主觀因素如患者其他部位疼痛的影響,易對(duì)評(píng)分結(jié)果產(chǎn)生誤差[15]。近年來有研究發(fā)現(xiàn),生物標(biāo)志物能夠客觀衡量和評(píng)價(jià)正常生理代謝、病理變化及藥物治療療效等方面,客觀性、準(zhǔn)確性更佳,且生物學(xué)標(biāo)志物在OA早期診斷、病情嚴(yán)重程度評(píng)估等方面發(fā)揮重要作用[16-17]。HDAC作為一組表觀遺傳修飾蛋白,可通過催化/非催化組蛋白賴氨酸殘基乙酰化對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié),并在多種免疫疾病的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用[18]。HDAC3作為HDAC家族重要成員之一,廣泛表達(dá)于人體各個(gè)組織中,在細(xì)胞增殖、分化、免疫系統(tǒng)發(fā)育過程中起著重要作用[19]。近年來,已有研究證實(shí)HDAC3在正常軟骨和軟骨細(xì)胞發(fā)育中發(fā)揮一定作用,可促進(jìn)軟骨及正常骨組織的生長分化,參與脊柱損傷等病理過程[20-21]。本研究結(jié)果顯示,OA組患者HDAC3表達(dá)水平顯著高于對(duì)照組,Spearman相關(guān)性分析結(jié)果顯示,OA患者K-L分級(jí)與血清HDAC3表達(dá)水平呈顯著正相關(guān),患者K-L分級(jí)越高,HDAC3表達(dá)水平越高,提示HDAC3表達(dá)水平可能與OA患者病程進(jìn)展有關(guān)。推測可能是由于HDAC3可促進(jìn)炎性蛋白NF-kappaB進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄活性,引起炎性因子的釋放,HDAC3表達(dá)水平越高,炎性因子釋放水平越高,進(jìn)而促進(jìn)OA的發(fā)生與發(fā)展[22]。另外,本研究進(jìn)一步分析血清HDAC3表達(dá)水平與OA癥狀評(píng)分之間的相關(guān)性顯示,OA患者血清HDAC3表達(dá)水平與疼痛評(píng)分、僵硬評(píng)分、關(guān)節(jié)功能評(píng)分及WOMAC總分均呈顯著正相關(guān),表明HDAC3在OA病情發(fā)展中起著重要作用。ROC曲線結(jié)果顯示,HDAC3診斷OA的AUC為0.857,靈敏度和特異度分別為81.3%和70.4%。陳景濤等[23]研究顯示,白細(xì)胞介素-18(IL-18)診斷OA的AUC為0.777,靈敏度和特異度分別為90.28%和65.38%,相比IL-18,HDAC3對(duì)OA的診斷具有較高的準(zhǔn)確度和特異度,提示HDAC3對(duì)OA具有一定的預(yù)測價(jià)值,有望成為OA的診斷指標(biāo)和治療新靶點(diǎn)。

綜上所述,OA患者血清HDAC3表達(dá)水平顯著升高,且HDAC3的異常表達(dá)與OA患者K-L分級(jí)密切相關(guān),血清HDAC3對(duì)OA有一定的診斷價(jià)值,有望成為OA臨床監(jiān)測和診斷的輔助標(biāo)志物。然而,本研究存在樣本數(shù)量較少,疾病類型單一等局限性,可能會(huì)使研究結(jié)果存在一定程度的偏倚,影響準(zhǔn)確性,因此后續(xù)可擴(kuò)大樣本量,深入探究血清HDAC3對(duì)OA的具體作用機(jī)制。