硫酸氨基葡萄糖對(duì)膝骨關(guān)節(jié)炎患者血清及關(guān)節(jié)液基質(zhì)金屬蛋白酶類及前列腺素E2的影響

張毅 高青 李全民唐楓燕 宋曉輝

（解放軍第二炮兵總醫(yī)院內(nèi)分泌科，北京100088）

硫酸氨基葡萄糖對(duì)膝骨關(guān)節(jié)炎患者血清及關(guān)節(jié)液基質(zhì)金屬蛋白酶類及前列腺素E2的影響

張毅 高青 李全民*唐楓燕 宋曉輝

（解放軍第二炮兵總醫(yī)院內(nèi)分泌科，北京100088）

背景：目前，骨關(guān)節(jié)炎（OA）的診斷主要依靠臨床表現(xiàn)及影像學(xué)檢查，針對(duì)OA早期的病變標(biāo)志物研究較少，其早期診斷相對(duì)困難，因此需進(jìn)一步研究探索OA的具體病因及發(fā)病機(jī)制。

目的：觀察硫酸氨基葡萄糖（GS）對(duì)膝OA患者血清及關(guān)節(jié)液基質(zhì)金屬蛋白酶類（MMPs）及PGE2的影響。

方法 ：2011年3月至2012年9月在我院住院診斷為膝OA患者56例，隨機(jī)分為兩組各28例，分別為GS（500 mg/次，tid）組和對(duì)照組，連續(xù)給藥12周，ELISA法檢測(cè)治療前后血清及關(guān)節(jié)液MMP-3、MMP-13和PGE2水平，并進(jìn)行比較和分析。

結(jié)果：經(jīng)過12周治療后，GS組患者血清MMP-3、MMP-13和PGE2水平顯著下降，與對(duì)照組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。

結(jié)論：GS治療膝OA的療效與能抑制膝OA患者血清及關(guān)節(jié)液MMP-3、MMP-13和PGE2水平有關(guān)。

骨關(guān)節(jié)炎，膝；基質(zhì)金屬蛋白酶類；前列腺素E類

Background:The diagnosis of osteoarthritis relies mainly on clinical manifestations and imaging examination.There are few researches about biomarkers related to early osteoarthritis,and it is relatively difficult to diagnose early osteoarthritis. Therefore,it is necessary to further explore the etiology and pathogenesis of osteoarthritis.

Objective:To evaluate the effect of glucosamine sulfate(GS)on serum and synovia matrix metalloproteinases(MMPs)and prostaglandin E2(PGE2)levels in patients with knee osteoarthritis.

Methods:Fifty-six patients with knee osteoarthritis admitted to our hospital between March 2011 and September 2012 were randomly divided into GS group(500 mg,tid)and control group(n=28).After 12-week treatment,the levels of MMP-3, MMP-9 and PGE2 in the serum and synovia were detected by enzyme linked immurosorbent assay(ELISA).

Results:Compared with those in the control group,the levels of MMP-3,MMP-9 and PGE2 in the serum and synovia were significant decreased in the GS group after treatment(P＜0.05).

Conclusions:GS is useful to treat knee osteoarthritis by decreasing the MMP-3,MMP-9,and PGE2 in serum and synovia.

骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis,OA）是一種多發(fā)于老年人的慢性退行性骨關(guān)節(jié)病，主要以軟骨丟失并伴有關(guān)節(jié)周圍骨反應(yīng)為特征，發(fā)病部位多為膝關(guān)節(jié)。在OA的發(fā)病過程中關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)分解和合成代謝處于動(dòng)態(tài)平衡，這一過程受體內(nèi)多種細(xì)胞因及生長(zhǎng)因子調(diào)控。其中基質(zhì)金屬蛋白酶類（matrix metalloproteinase,MMPs）及 前 列 腺 素E2（prostaglandin E2, PGE2）等在軟骨代謝中發(fā)揮關(guān)鍵作用。MMPs是一大類具有相似結(jié)構(gòu)，可導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)變性最重要的蛋白酶[1,2]，近年來研究表明MMP-13和MMP-3與OA發(fā)病密切相關(guān)，MMP-3及MMP-13均可不同程度降 解 細(xì) 胞 外 蛋 白 多 糖 、Ⅱ 型 膠 原[3-5]。 而 前 列 腺 素PGE2是參與對(duì)OA軟骨與滑膜損傷的重要致病因子，是滑膜炎癥和關(guān)節(jié)疼痛的直接原因所在[6]。本研究通過采用夾心酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定膝OA患者血清及膝關(guān)節(jié)液中MMP-3、MMP-13及PGE2水平，進(jìn)一步探討 硫 酸 氨基葡萄糖（glucosamine sulfate,GS）治療OA的作用機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①病程至少6個(gè)月，膝OA診斷標(biāo)準(zhǔn)參考美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)會(huì)制定標(biāo)準(zhǔn)[7]；②試驗(yàn)前4周以及試驗(yàn)期間未使用其他止痛藥物、皮質(zhì)類固醇藥物及具有消炎鎮(zhèn)痛作用的中藥及中成藥。排除標(biāo)準(zhǔn)：①曾發(fā)生過消化性潰瘍或胃十二指腸出血病史；②有心血管、肝、腎等重要臟器病變；③感染性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等其他關(guān)節(jié)疾患；④妊娠或哺乳期婦女。

1.2 臨床資料

2011年3月至2012年9月收治膝OA患者56例，均經(jīng)X線片確診為膝OA，按照Kellgren和Lawrence X線片OA分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[8]：Ⅰ級(jí)11例，男5例，女6例；Ⅱ級(jí)24例，男10例，女14例；Ⅲ級(jí)16例，男7例，女9例；Ⅳ級(jí)5例，男2例，女3例。56例按隨機(jī)數(shù)字表法分為GS組及對(duì)照組各28例。對(duì)照組：男13例，女15例；年齡56～68歲，平均（61.3±5.2）歲；病程38～50個(gè)月，平均（44.2±5.6）個(gè)月；采用常規(guī)治療，予塞來昔布消炎止痛以及補(bǔ)鈣補(bǔ)充維生素D等對(duì)癥支持治療。GS治療組：男12例，女16例；年齡57～67歲，平均（62.0±4.9）歲；病程39～52個(gè)月，平均病程（45.6±6.4）個(gè)月；在對(duì)照組基礎(chǔ)上加GS 628 mg/次，每日3次；連續(xù)給藥12周。兩組患者治療前性別、年齡、病程及體重指數(shù)等一般資料比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，具有可比性（P＞0.05，表1）。所有患者治療方案均知情同意且得到醫(yī)院倫理道德委員會(huì)批準(zhǔn)。

表1 GS組與對(duì)照組一般臨床資料比較

1.3 試劑、標(biāo)本采集及檢測(cè)

MMP-3、MMP-13及PGE2定量ELISA試劑盒（美國(guó)RD Biosciences公司提供）；硫酸氨基葡萄糖膠囊（浙江海正制藥股份有限公司提供）。

OA患者血清均于上午8點(diǎn)采集，膝關(guān)節(jié)滑液通過關(guān)節(jié)穿刺術(shù)抽取至少1 ml，所有標(biāo)本均4℃、3000 r/min離心10 min，取上清 液，置-80℃低溫保存待測(cè)。按照定量ELISA試劑盒所附說明書方法操作測(cè)定血清及關(guān)節(jié)液中MMP-3、MMP-13及PGE2水平。

1.4 主要觀察指標(biāo)

兩組患者治療前后血清及關(guān)節(jié)液中MMP-3、MMP-13及PGE2活性。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料采用t檢驗(yàn)、計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)，計(jì)量資料用（）表示，計(jì)數(shù)資料表示為例（%），以P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

GS組最終參與結(jié)果分析為27例，其中1例因中斷聯(lián)系而失隨訪；對(duì)照組28例未出現(xiàn)停藥及失隨訪情況。

治療前兩組患者血清及關(guān)節(jié)液MMP-3、MMP-13及PGE2表達(dá)水平無顯著差異（P＞0.05），經(jīng)治療后兩組患者血清及關(guān)節(jié)液中MMP-3、MMP-13及PGE2含量均顯著低于治療前（P＜0.05），且經(jīng)12周治療后，GS組MMP-3、MMP-13及PGE2水平較對(duì)照組顯著降低，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），見表2、3。

3 討論

OA是一種慢性、進(jìn)行性、退行性骨關(guān)節(jié)病變，臨床以膝關(guān)節(jié)OA最為常見，主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)退行性變、軟骨基質(zhì)崩解減少、骨贅形成及滑膜無菌性炎癥，病變可涉及整個(gè)關(guān)節(jié)，包括軟骨、滑膜和軟骨下骨。近年來針對(duì)OA的研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)節(jié)軟骨的細(xì)胞外基質(zhì)的合成與降解平衡在OA發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用。半胱氨酸蛋白酶類、絲氨酸蛋白酶類等多種蛋白酶均參與關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的降解，其中MMPs是關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞外基質(zhì)變形的最重要的蛋白酶[1]。MMP-3是MMPs家族的重要成員之一，MMP-3能降解細(xì)胞外蛋白多糖、層粘連蛋白、纖維結(jié)合蛋白、Ⅳ型膠原等多種基質(zhì)蛋白底物。針對(duì)早期實(shí)驗(yàn)性關(guān)節(jié)炎研究發(fā)現(xiàn)MMP-3可降解Ⅸ型膠原，其機(jī)制可能涉及骨關(guān)節(jié)炎早期膠原網(wǎng)絡(luò)水腫[9]。MMP-13主要由軟骨細(xì)胞分泌，其分解Ⅱ型膠原的能力是MMP-1的5～10倍。研究發(fā)現(xiàn)MMP-13在健康成人關(guān)節(jié)內(nèi)表達(dá)很低，卻在骨性關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)中表達(dá)非常高[10]?？梢奙MP-3和MMP-13在膝OA發(fā)病進(jìn)程中扮演著重要的角色。PGE2是由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的一種脂肪酸代謝產(chǎn)物，具有顯著的致炎作用，既往研究表明PGE2可導(dǎo)致軟骨下骨的吸收障礙，抑制骨與軟骨合成，同時(shí)可影響蛋白聚糖的生成，引起Ⅱ型膠原破壞最后致關(guān)節(jié)軟骨衰退[11]。同時(shí)PGE2可通過舒張小血管，增加微循環(huán)通透性，導(dǎo)致關(guān)節(jié)內(nèi)滲出與水腫增加，并誘導(dǎo)白細(xì)胞聚集加重骨關(guān)節(jié)炎癥反應(yīng)[12]。

表2 兩組治療前后血清中MMP-3、MMP-13及PGE2水平比較（ng/L）

表3 兩組治療前后關(guān)節(jié)液中MMP-3、MMP-13及PGE2水平比較（ng/L）

GS是關(guān)節(jié)軟骨的重要組成成分，它具有抗炎、止痛、保護(hù)軟骨、促進(jìn)軟骨基質(zhì)形成、緩解關(guān)節(jié)疼痛等多種生物活性。體內(nèi)外研究均證實(shí)GS能有效保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨，顯著改善OA患者臨床癥狀。Setnikar等[13]研究發(fā)現(xiàn)GS可顯著降低致炎劑引起的大鼠關(guān)節(jié)炎和足趾的腫脹，另外可抑制大鼠皮下植入聚乙烯海綿所致的亞急性炎癥。Reginster等[14]研究報(bào)道GS可早期改善骨關(guān)節(jié)炎患者病情，能夠減緩關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)破壞、延緩OA發(fā)展。但目前關(guān)于GS治療OA的確切機(jī)制尚不完全清楚，為進(jìn)一步評(píng)估GS治療OA的具體作用機(jī)制，本研究采用隨機(jī)對(duì)照研究，觀察GS對(duì)膝OA患者血清及關(guān)節(jié)液中MMP-3、MMP-13和PGE2的影響。結(jié)果顯示，GS治療12周后，與對(duì)照組比較患者血清及關(guān)節(jié)液中MMP-3、MMP-13顯著降低，這表明GS能通過降低血清及關(guān)節(jié)液中MMP-3、MMP-13間接預(yù)防Ⅱ型膠原總量丟失，防止關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的降解。同時(shí)研究顯示，GS能顯著降低患者關(guān)節(jié)液及血清中PGE2水平，這進(jìn)一步證實(shí)GS對(duì)KOA的療效與其抑制關(guān)節(jié)內(nèi)的PGE2水平發(fā)揮其抗炎活性有關(guān)。

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Effect of glucosamine sulfate on matrix metalloproteinases and prostaglandin E2 in serum and joint fluid in patients with knee osteoarthritis

ZHANG Yi,GAO Qing,LI Quanmin*,TANG Fengyan,SONG Xiaohui
(Department of Endocrinology,The SecondArtillery General Hospital of PLA,Beijing 100088,China)

Osteoarthritis,Knee;Matrix Metalloproteinases;Prostaglandins E

*通信作者：李全民，E-mail：liqm0806@163.com