骨關節(jié)炎相關生物標記物研究進展

周星彤，曹永平*，王京

(1.北京大學第一醫(yī)院骨科，北京 100034；2.北京積水潭醫(yī)院骨科，北京 100035)

綜 述

骨關節(jié)炎相關生物標記物研究進展

周星彤1，曹永平1*，王京2

(1.北京大學第一醫(yī)院骨科，北京 100034；2.北京積水潭醫(yī)院骨科，北京 100035)

骨關節(jié)炎(osteoarthritis，OA)是指由多種因素引起的關節(jié)退行性病變，其病理特征為軟骨破壞、軟骨下骨硬化和滑膜炎癥改變等。針對這一世界范圍內(nèi)老年人群致殘的首要病因，目前的治療手段主要包括疾病早期的保守治療及晚期的人工關節(jié)置換手術。后者雖堪稱唯一有效的治療手段，但隨之產(chǎn)生的嚴重并發(fā)癥及巨額財務負擔不容忽視。因此，如何更有效地在疾病早期進行診斷，以便制定可以延緩、甚至逆轉(zhuǎn)病情進展的治療方案，具有重要意義。

目前，OA的診斷依賴于病史和影像學檢查的結(jié)合。其中，X線檢查發(fā)現(xiàn)關節(jié)間隙狹窄(joint space narrowing，JSN)仍是OA診斷的“金標準”[1]。然而，X線檢查很難發(fā)現(xiàn)早期骨、軟骨和滑膜等關節(jié)結(jié)構(gòu)的變化，其對于早期診斷的作用有限。MRI能夠早期發(fā)現(xiàn)關節(jié)軟骨的改變，但因價格昂貴，尚不能大規(guī)模用于OA的臨床診斷。關節(jié)鏡檢查能夠直觀觀察關節(jié)軟骨的損傷及相應滑膜的炎癥改變，然而其有創(chuàng)性及其潛在的并發(fā)癥，使之不適宜廣泛應用于OA的診斷和病情評估。

由此，為了更好地診治OA，需要尋找更為安全、有效且便捷的早期診斷OA的方法，并為疾病的治療、預后提供新的評價手段。

美國生物標記物定義工作組將生物標記物定義為能夠客觀反映某一生理、病理過程或治療效果的生理指標[2]。在21世紀剛剛過去的10年中，許多人開始關注生物標記物，并將之作為OA早期診斷及療效評價的手段進行研究。本文就近年來關于OA相關生物標記物的研究做一綜述。

1 OA相關生物標記物

根據(jù)OA的病理改變，文獻中將OA相關生物標記物分類為骨代謝生物標記物、軟骨代謝生物標記物及滑膜代謝生物標記物[3]。隨著近年來對于microRNAs以及OA疾病進展相關蛋白、軟骨分化相關蛋白的研究，越來越多可能的生物標記物被提出。本文將近年來新提出的生物標記物歸為其他OA生物標記物。

1.1 骨代謝生物標記物

1.1.1 Ⅰ型膠原代謝標記物 骨基質(zhì)主要由Ⅰ型膠原組成，通過吡啶啉(pyridinoline，PYD)及脫氧吡啶啉(deoxypyridinoline，DPD)交聯(lián)分子組合在一起。關節(jié)退變過程中，PYD/DPD交聯(lián)分子裂解，交聯(lián)區(qū)的分子進入循環(huán)，其中小分子物質(zhì)通過尿液排出，故尿液中PYD可作為生物標記物進行研究。

Ⅰ型膠原N末端端肽(N-terminal telopeptide of collagen Ⅰ，NTX-Ⅰ)和Ⅰ型膠原C末端端肽(C-terminal telopeptide of collagen Ⅰ，CTX-Ⅰ)是Ⅰ型膠原的降解產(chǎn)物，二者經(jīng)尿液排出。Kelman等[4]對老年女性的研究表明，NTX-Ⅰ的含量與影像學髖OA的發(fā)展相關聯(lián)。Bettica等[5]發(fā)現(xiàn)，進展期OA患者尿液中CTX-Ⅰ的含量高于非進展期OA及正常人群。其他研究表明，NTX-Ⅰ并不能單一應用于OA的診斷，原因是人體其他部位的骨代謝可能嚴重影響NTX-Ⅰ及CTX-Ⅰ的含量[6]。在急性前交叉韌帶(Anterior Cruciated ligament，ACL)損傷的患者中，NTX-Ⅰ和CTX-Ⅰ含量也是升高的[7]。

1.1.2 非Ⅰ型膠原代謝標記物 骨鈣素是骨和牙齒中的成骨細胞特異合成與分泌的一種非膠原蛋白，受多種維生素、激素和細胞因子的調(diào)節(jié)。Sowers等[8]研究表明，血清中骨鈣素含量與骨關節(jié)炎嚴重程度相關。但在兩者相關程度上，目前尚無一致結(jié)論。

1.2 軟骨代謝生物標記物

1.2.1 Ⅱ型膠原代謝標記物 Ⅱ型膠原是軟骨基質(zhì)中含量最多、組織特異的蛋白。N端和C端前肽反映了其前體Ⅱ型前膠原的合成過程。人ⅡA型前膠原N末端原肽(type Ⅱ A N-propeptide，PⅡANP)和人Ⅱ型前膠原羧基端原肽(type Ⅱ C-propeptide，PⅡCP)分別用于測定ⅡA型及ⅡB型前膠原。Shinmei等[9]發(fā)現(xiàn)早期OA患者關節(jié)液中PⅡCP含量有所升高。而對已經(jīng)確診為OA的患者研究發(fā)現(xiàn)，血清PⅡANP的含量較正常人群降低[10]。另一項隨訪研究表明，進展期OA患者血清中PⅡANP的含量較對照組升高[11]，這可能與PⅡANP反映Ⅱ型膠原合成過程相關。

Ⅱ型膠原C端肽(C-terminal telopeptide of collagen Ⅱ，CTX-Ⅱ)是目前研究最多的OA生物標記物之一。大量研究證明，尿液CTX-Ⅱ(urinary CTX-Ⅱ，u-CTX-Ⅱ)含量與OA的發(fā)生、發(fā)展相關。Sarukawa等[12]的動物模型研究證明，u-CTX-Ⅱ含量的升高早于影像學變化，這表明u-CTX-Ⅱ有可能作為OA早期診斷的生物標記物。近期一項大樣本研究發(fā)現(xiàn)，u-CTX-Ⅱ的含量與反映骨代謝的其他生物標記物(如尿液中的NTX-Ⅰ、CTX-Ⅰ和骨鈣素)有明顯相關性[13]。綜上所述，u-CTX-Ⅱ含量在反映Ⅱ型膠原代謝的同時，可能也與體內(nèi)的骨代謝相關。u-CTX-Ⅱ是否能像預期一樣特異性地反映OA的發(fā)生及發(fā)展，仍有待更多的實驗證實。

Kala?等[14]對125名女性患者進行研究，結(jié)果表明u-CTX-Ⅱ的含量與OA的嚴重程度相關，而血清人Ⅱ型膠原螺旋肽(helical region of type Ⅱ collagen，HELIX-Ⅱ)的含量與OA的疾病進展相關。HELIX-Ⅱ可以作為潛在生物標記物進行研究。

Ⅱ型膠原C肽結(jié)構(gòu)域(C-telopeptide domain of collagen Ⅱ，Col2CTX)反映Ⅱ型膠原的降解過程。Hunter等[15]的研究證明，MRI中已經(jīng)出現(xiàn)軟骨丟失的患者Col2CTX的含量并無明顯變化。目前關于Col2CTX的研究較少，其作為OA的生物標記物的價值尚不清楚。

Ⅱ型膠原降解中產(chǎn)生的3/4片段的測定同樣可以反映Ⅱ型膠原的降解過程。依據(jù)測定的序列不同分為短序列(C1，2C)和長序列(C2C)。前者同時反映Ⅰ型膠原和Ⅱ型膠原的降解過程，后者特異性地反映Ⅱ型膠原的降解過程[16]。然而，Hunter在其研究中同時證明C1、2C和C2C含量與MRI中軟骨丟失無明顯關聯(lián)[15]。

在3/4片段上的特異性序列Coll 2-1也被用于反映Ⅱ型膠原的降解過程。對于Coll 2-1的研究發(fā)現(xiàn)，尿液Coll 2-1的含量與膝OA的嚴重程度相關，且Coll 2-1含量的持續(xù)升高預示了OA的影像學進展[17]。

1.2.2 蛋白聚糖代謝標記物 蛋白聚糖是軟骨基質(zhì)中含量最豐富的蛋白質(zhì)之一，對于軟骨的生理過程起重要作用。通過抗體識別測定硫酸軟骨素(chondroitin sulfate，CS)鏈上的846表位能夠反映蛋白聚糖的合成代謝。動物研究證明846表位含量在早期OA中即有上升[18]。而Hunter等人的研究結(jié)果卻相反[15]。Epitope 846對于OA早期診斷的意義有待進一步研究。

硫酸角質(zhì)素(keratan sulfate，KS)被認為可以反映蛋白聚糖分解代謝的生物標記物。研究表明，K-L分級0～1級的患者血清KS含量高于K-L分級2～4級的患者[19]。這說明KS可以用于早期OA的識別。

1.2.3 非Ⅱ型膠原、非蛋白聚糖代謝標記物 軟骨寡聚基質(zhì)蛋白(cartilage oligomeric matrix protein，COMP)也是目前研究很多的生物標記物之一。有研究表明，OA患者血清COMP(serum COMP，s-COMP) 的含量明顯高于正常人群，且與年齡和BMI呈正相關，但是與OA患者K-L分級無明顯關系[20]。針對去酰胺基COMP(Disamidated COMP，D-COMP)的研究表明，D-COMP與髖關節(jié)OA的嚴重程度相關，而與膝關節(jié)OA無明顯關系。而完整的COMP分子的含量則與膝關節(jié)OA相關，而與髖關節(jié)OA無明顯關系[21]。D-COMP是目前已知的第一個具有關節(jié)特異性的生物標記物，它的存在給生物標記物的研究提供了新的思路。

衰老關鍵蛋白3(Fibulin-3，F(xiàn)ib3)與基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子(tissue inhibitor of metallo proteases，TIMPs)相關，參與OA的發(fā)生與發(fā)展。Fib-3可分為Fib3-1及Fib3-2。Henrotin等[22]研究發(fā)現(xiàn)，OA患者尿液Fib3-1及Fib3-2的含量較正常人群升高。Fib3-1及Fib3-2有可能成為OA診斷的生物標記物。

Ⅱ型膠原和蛋白聚糖的降解過程都有基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix matalloproteinases，MMPs)的參與。金屬蛋白酶組織抑制劑(Tissue Inhibitor of Metalloproteinases，TIMPs)是由結(jié)締組織產(chǎn)生，特異性地抑制MMPs活性的分子。研究證實，OA患者血清TIMP-1含量可能與OA的進展相關[23]，MMPs相較于TIMP的過量增加則可能提示OA的發(fā)生[24]。

戊糖素是一種糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end-products，AGEs)，連接賴氨酸與精氨酸蛋白交聯(lián)結(jié)構(gòu)。Verzijl等[25]研究表明，OA患者尿中戊糖素水平較對照組升高，其升高水平與OA相關，且與年齡及BMI不相關。

1.3 滑膜代謝生物標記物 糖基-半乳糖基-吡啶諾林(Glucosyl-Galactosyl-Pyridinoline，Glu-Gal-PYD)在人類滑膜組織中含量豐富，能夠特異性地反映滑膜組織的降解。研究發(fā)現(xiàn)，Glu-Gal-PYD和u-CTX-Ⅱ的含量在男性膝關節(jié)OA患者體內(nèi)較高，并且與疾病嚴重程度相關[26]。

透明質(zhì)酸(Hyaluronic acid，HA)是關節(jié)軟骨及滑液的重要成分，但同時也分布在人體其他組織中。研究表明，OA患者血清HA含量較正常人群升高，且與OA的嚴重程度相關[27]，但這一點受許多因素影響。

人軟骨糖蛋白-39(human cartilage glycoprotein-39，YKL-40)與軟骨細胞及滑膜細胞分泌的殼多糖酶含量相關。一些研究證實，YKL-40在OA患者體內(nèi)的含量較正常人群升高[2]，因而其被作為滑膜代謝生物標記物進行研究。

1.4 其他OA生物標記物

1.4.1 MicroRNAs MicroRNAs是包含9～25個核苷酸分子的非編碼RNA，能夠廣泛調(diào)節(jié)細胞內(nèi)各項生理活動。多種microRNAs參與OA發(fā)病及軟骨發(fā)育、分化。Beyer等[29]研究表明，血清中miR-let7e、miR-454及miR-885-5p與嚴重OA相關。這是第一次研究血清microRNA與OA的關系。目前可以通過基因芯片及RT-PCR等方法檢測體液中microRNAs的含量，并研究其與OA疾病嚴重程度、預后及療效的關系。

1.4.2 脂肪因子 肥胖被認為是OA發(fā)病的相關因素。超重會增加負重關節(jié)的機械承重，從而導致關節(jié)軟骨的退變。脂肪因子在骨及軟骨穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。與OA相關的脂肪因子主要包括瘦素、脂聯(lián)素、內(nèi)脂素和抵抗素。Poonpet等[30]發(fā)現(xiàn)瘦素、內(nèi)酯素及抵抗素在OA患者中表達升高，脂聯(lián)素在OA患者中表達降低。然而，脂肪因子在其他組織內(nèi)也有廣泛表達，故需聯(lián)合其他生物標記物共同應用。脂肪因子可能對于監(jiān)測疾病進展及預測藥物治療預后起到一定作用。

1.4.3 內(nèi)皮素-1 大量證據(jù)表明，骨關節(jié)炎可能是一種炎性疾病。一些炎癥因子參與骨關節(jié)炎的發(fā)病過程，內(nèi)皮素-1(endothelin-1，ET-1)即為其中一種。ET-1能夠參與細胞分化及纖維化過程。Sin等[31]研究發(fā)現(xiàn)，ET-1參與軟骨下骨硬化過程，并能刺激軟骨及滑膜細胞產(chǎn)生MMP-1、MMP-13，從而加速關節(jié)軟骨的退變。目前ET-1可能作為一種新型生物標記物用于疾病診斷及預后評估。

1.4.4 叢生蛋白及潤滑蛋白 血清及關節(jié)液蛋白有潛力成為OA相關生物標記物。Ritter等[32]通過質(zhì)譜分析方法，對血清及關節(jié)液中大量蛋白進行篩選，發(fā)現(xiàn)將叢生蛋白及潤滑蛋白聯(lián)合分析可以預測OA的進展，這也為應用質(zhì)譜分析方法進行大范圍蛋白質(zhì)篩選生物標記物提供了支持。

1.4.5 Ⅰ型血小板結(jié)合蛋白基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶-4(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs-4，ADAMTS-4) Li等[33]研究表明，血清中含ADAMTS-4的水平在早期OA患者中升高明顯，與健康人中、晚期OA患者相比，差異具有統(tǒng)計學意義。因此，ADAMTS-4有望成為早期OA診斷的生物標記物。

1.4.6 缺氧誘導因子-1a(hypoxia-inducible factor-1a，HIF-1a) HIF-1a是PAS區(qū)域轉(zhuǎn)錄因子的一種亞單位，與關節(jié)軟骨對抗缺氧的微環(huán)境相關，參與OA的發(fā)病。Chu等[34]研究表明，血清及關節(jié)液中HIF-1a的水平與OA的X線片嚴重程度相關，可能作為一種新型生物標記物。

1.4.7 血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF) VEGF是細胞分泌的能夠促進血管再生的一種生長因子。Saetan等[35]研究表明，OA患者血漿及關節(jié)液中VEGF的水平與OA的嚴重程度相關，可能作為一種新型生物標記物。通過對以上OA相關生物標記物的分類總結(jié)，其概要分類及BIPED分級見表1。

2 OA相關生物標記物的臨床應用

Bauer等[36]在2006年提出了著名的BIPED標準，用于生物標記物的分類。目前，這一分類標準已廣泛地應用于OA生物標記物研究領域。BIPED標準將OA生物標記物根據(jù)用途分為5類，即病情評估、尚處于研究階段的生物標記物、預后評估、治療有效性評估以及診斷。

2.1 OA生物標記物與診斷 生物標記物在OA的早期診斷中具有天然的優(yōu)勢，在影像學改變尚未出現(xiàn)時，體液生物學標記物即已出現(xiàn)明顯變化[37]。研究證明，外傷后及早期OA患者關節(jié)液PⅡCP和CTX-Ⅱ的含量較對照組升高[38]。Dragomir等[39]研究發(fā)現(xiàn)，在出現(xiàn)髖關節(jié)癥狀的患者中，s-COMP的升高早于影像學變化的出現(xiàn)。針對膝關節(jié)患者的研究則并未發(fā)現(xiàn)此項關系。近來關于KS的研究得到了相似的結(jié)論：早期OA患者尚未出現(xiàn)影像學改變時，其血清KS含量已經(jīng)出現(xiàn)明顯升高[19]。

單一的生物標記物并不能完全反映OA的全部病理過程。因此，將不同的生物標記物聯(lián)合測定有可能提高診斷的有效性。Cibere等[40]對已出現(xiàn)MRI變化而尚無X線改變的患者研究證明，相比單一的生物標記物，將軟骨分解與合成代謝的標記物結(jié)合后具有更高的特異性。

另一方面，作為診斷工具，需要一個明確的數(shù)值來區(qū)分OA患者及正常人。盡管許多生物標記物的含量在患者及正常人群之間顯現(xiàn)了統(tǒng)計學差異，二者實際上有很大重疊，也很難得到用于診斷的臨界值。

因此，盡管許多研究證實了生物學標記物在OA診斷中的價值，其真正應用于臨床仍有待進一步的研究和隨訪。

2.2 OA生物標記物與病情評估 目前OA疾病嚴重程度的評價指標主要包括癥狀評分及影像學評價。K-L分級評分是最常用的影像學評價系統(tǒng)。Clark等[41]研究發(fā)現(xiàn)，s-COMP的含量與OA患者的K-L分級相關。Kraus等[42]針對血清HA、s-COMP及u-CTX-Ⅱ的研究顯示，這些生物標記物的含量與患者關節(jié)間隙狹窄及骨贅形成的程度相關。相較于單純髖關節(jié)OA的患者，伴有其他關節(jié)OA的患者其血清PⅡCP及C2C的含量明顯下降，這一現(xiàn)象說明這些患者體內(nèi)的Ⅱ型膠原合成代謝明顯減少[43]。近來的研究發(fā)現(xiàn)，其他許多生物學指標也與K-L分級相關。

OA病情評估同樣需要一個定量的“金標準”來區(qū)分病情輕重。但是目前對生物標記物研究仍很局限，尚無病情分級的“金標準”可以依據(jù)。另一方面，OA的病理過程復雜，單一生物標記物可能并不能反映所有類型的OA進程。在病程的不同階段，同一生物標記物的含量也可能發(fā)生變化。2.3 OA生物標記物與預后評估 OA的病理過程極為復雜，預后判斷十分困難。鑒于不同的預后可能影響患者治療方案的選擇，許多研究致力于尋找有效的參數(shù)進行OA預后的判斷，既往基于影像學改變的預后評估是十分不準確的。目前，許多研究者認為生物標記物能夠應用于OA預后的判斷。

表1 生物標記物分類及BIPED分級3

在OA的病理過程中，軟骨下骨的病理變化十分重要。因此，反映Ⅰ型膠原代謝的生物標記物常常被用作判斷預后。Eckstein等[44]使用MRI技術隨訪OA患者關節(jié)軟骨退變情況，并與基線生物標記物含量比較。其研究指出，在反映Ⅰ型膠原、Ⅱ型膠原、軟骨代謝以及滑膜炎癥的共16種生物標記物中，基線血清CTX-Ⅰ含量是唯一與關節(jié)軟骨退變相關的指標。

在OA預后判斷領域，CTX-Ⅱ是目前研究最多的生物標記物。研究指出，在髖關節(jié)OA患者中，基線u-CTX-Ⅱ含量升高預示著疾病快速進展[45]。在另一項針對髖、膝關節(jié)OA患者的大樣本隨訪研究中得出了相似的結(jié)論，并指出高基線u-CTX-Ⅱ含量與疾病進展之間的關系是獨立于其他已知的OA風險因素的[46]。一項納入了10種生物標記物，針對333 例髖關節(jié)OA患者的隨訪研究提示，高基線u-CTX-Ⅱ含量及s-HA含量與OA快速進展相關[47]。然而，一項類似的研究得出了相反的結(jié)論，Raynauld等[48]隨訪107 例OA患者24個月后，發(fā)現(xiàn)基線u-CTX-Ⅱ含量與軟骨丟失之間無顯著關聯(lián)。

COMP也是這一領域研究較多的生物標記物之一。一項隨訪研究表明，OA進展患者的基線s-COMP含量明顯高于無病情進展的患者[49]。Hunter等[50]對C1，2C、C2C、PⅡCP、846 epitope和COMP等反應軟骨代謝的生物標記物進行血清含量檢測，發(fā)現(xiàn)只有s-COMP的基線含量與MRI反映的軟骨丟失相關。

研究證實，血清HA含量的降低與疾病進展相關[51]。OA進展患者u-NTX-Ⅰ和u-CTX-Ⅰ的變化較未進展組明顯，反映了OA進展時骨轉(zhuǎn)換的增高[5]。一項大規(guī)模長期隨訪研究監(jiān)測了s-COMP及u-CTX-Ⅱ含量，發(fā)現(xiàn)其變化與OA嚴重程度相關，并能夠預示關節(jié)僵硬和疼痛的發(fā)生[52]。一項針對血清超敏C反應蛋白(hypersensitive C-reactive protein，hs-CRP)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNFα)和白細胞介素-6(interleukin-6，IL-6)與膝關節(jié)疼痛程度關系的隨訪研究發(fā)現(xiàn)，三者的基線含量和變化與疼痛程度具有相關性[53]，這一研究說明炎癥因素在膝關節(jié)疼痛的發(fā)生發(fā)展中有重要作用。

綜上所述，目前對于OA生物標記物與預后評估的研究十分廣泛。s-HA、s-COMP及u-CTX-Ⅱ都有可能作為判斷預后的指標，但目前的研究顯示，許多結(jié)果十分模糊甚至自相矛盾。雖然這與研究對象、隨訪時間、終點事件的選擇以及判斷標準等許多因素相關，但這也反映了我們對這個領域的認識并不十分清楚。因此我們需要更多的研究，特別是大樣本長時間的隨訪研究，來確定生物標記物在OA預后判斷領域的價值。

2.4 OA生物標記物與療效判斷 OA病情進展緩慢，因而很難選擇一個終點事件以證明治療手段的效果，生物標記物的研究在這一領域有重要的價值。相較于影像學能夠反映結(jié)構(gòu)變化，生物標記物則能夠反映出關節(jié)內(nèi)組織的代謝變化，這可能是最早對治療產(chǎn)生應答的終點事件[54]，許多研究證實了生物標記物在OA療效判斷上的價值[55]。盡管許多生物標記物具有一定特異性，但其變化并不一定反應治療的臨床應答，可能受其他因素影響，而缺少特定閾值也使得療效判斷變得困難。

3 總結(jié)與展望

目前關于OA相關生物標記物的研究仍然是熱點話題。較前的研究提示了OA相關生物標記物在疾病的早期診斷、病情及預后評估、療效評價等方面都起到了一定作用，但是，目前尚無一種生物標記物被應用于臨床。分析其原因，與目前提出的生物標記物的敏感性、特異性較差，相關臨床試驗病例數(shù)較少相關。雖然每年新提出的生物標記物種類、數(shù)量都明顯升高，但能夠真正具備臨床應用價值的卻很少。

未來的研究方向：一方面可以通過芯片技術等進行大規(guī)模相關蛋白的篩選，尋找敏感性、特異性更好的新的生物標記物；另一方面，對于已經(jīng)有深入研究的可能應用于臨床的生物標記物進行更大范圍人群的驗證，并將之應用于臨床。

[1]Sautner J，Schueller-Weidekamm C.Radiological aspects of osteoarthritis[J].Wien Med Wochenschr，2013，163(9-10)：220-227.

[2]Aronson JK.Biomarkers and surrogate endpoints[J].Br J Clin Pharmacol，2005，59(5)：491-494.

[3]Rousseau J Ch，Garnero P.Biological markers in osteoarthritis[J].Bone，2012，51(2)：265-277.

[4]Kelman A，Lui L，Yao W，etal.Association of higher levels of serum cartilage oligomeric matrix protein and N-telopeptide crosslinks with the development of radiographic hip osteoarthritis in elderly women[J].Arthritis Rheum，2006，54(1)：236-243.

[5]Bettica P，Cline G，Hart DJ，etal.Evidence for increased bone resorption in patients with progressive knee osteoarthritis：longitudinal results from the Chingford study[J].Arthritis Rheum，2002，46(12)：3178-3184.

[6]Tanishi N，Yamagiwa H，Hayami T，etal.Usefulness of urinary CTX-Ⅱ and NTX-Ⅰ in evaluating radiological knee osteoarthritis：the Matsudai knee osteoarthritis survey[J].J Orthop Sci，2014，19(3)：429-436.

[7]Catterall JB，Stabler TV，F(xiàn)lannery CR，etal.Changes in serum and synovial fluid biomarkers after acute injury(NCT00332254)[J].Arthritis Resd Ther，2010，12(6)：229.

[8]Sowers M，Lachance L，Jamadar D，etal.The associations of bone mineral density and bone turnover markers with osteoarthritis of the hand and knee in pre- and perimenopausal women[J].Arthritis Rheum，1999，42(3)：483-489.

[9]Shinmei M，Ito K，Matsuyama S，etal.Joint fluid carboxy-terminal type Ⅱ procollagen peptide as a marker of cartilage collagen biosynthesis[J].Osteoarthritis Cartilage，1993，1(2)：121-128.

[10]Rousseau JC，Zhu Y，Miossec P，etal.Serum levels of type ⅡA procollagen amino terminal propeptide(PⅡANP) are decreased in patients with knee osteoarthritis and rheumatoid arthritis[J].Osteoarthritis Cartilage，2004，12(6)：440-447.

[11]Sharif M，Kirwan J，Charni N，etal.A 5-yr longitudinal study of type ⅡA collagen synthesis and total type Ⅱ collagen degradation in patients with knee osteoarthritis-association with disease progression[J].Rheumatology，2007，46(6)：938-943.

[12]Sarukawa J，Takahashi M，Doi M，etal.A longitudinal analysis of urinary biochemical markers and bone mineral density in STR/Ort mice as a model of spontaneous osteoarthritis[J].Arthritis Rheum，2010，62(2)：463-471.

[13]van Spil WE，Drossaers-Bakker KW，Lafeber FP.Wiepke Drossaers-Bakker，and Floris PJG Lafeber.Associations of CTX-Ⅱ with biochemical markers of bone turnover raise questions on its tissue origin：data from CHECK，a cohort study of early osteoarthritis[J].Annals Rheum Dis，2013，72(1)：29-36.

[14]Kala? E，Bahlous A，Bouzid K，etal.The role of type Ⅱ collagen fragments and X-ray progression of knee osteoarthritis[J].Ann Biolo Clin，2014，72(6)：715-721.

[15]Hunter DJ，Li J，Lavalley M，etal.Cartilage markers and their association with cartilage loss on magnetic resonance imaging in knee osteoarthritis：the boston osteoarthritis knee study[J].Arthritis Res Ther，2007，9(5)：108.

[16]Elsaid KA，Chichester CO.Review：Collagen markers in early arthritic diseases[J].Clin Chim Acta，2006，365(1-2)：68-77.

[17]Deberg MA，Labasse AH，Collette J，etal.One-year increase of Coll 2-1，a new marker of type Ⅱ collagen degradation，in urine is highly predictive of radiological OA progression[J].Osteoarthritis Cartilage，2005，13(12)：1059-1065.

[18]Matyas JR，Atley L，Ionescu M，etal.Analysis of cartilage biomarkers in the early phases of canine experimental osteoarthritis[J].Arthritis Rheum，2004，50(2)：543-552.

[19]Wakitani S，Nawata M，Kawaguchi A，etal.Serum keratan sulfate is a promising marker of early articular cartilage breakdown[J].Rheumatology，2007，46(11)：1652-1656.

[20]Verma P，Dalal K.Serum cartilage oligomeric matrix protein(COMP) in knee osteoarthritis：A novel diagnostic and prognostic biomarker[J].J Orthop Res，2013，31(7)：999-1006.

[21]Catterall JB，Hsueh MF，Stabler TV，etal.Protein modification by deamidation indicates variations in joint extracellular matrix turnover[J].J Biol Chem，2012，287(7)：4640-4651.

[22]Henrotin Y，Gharbi M，Mazzucchelli G，etal.Fibulin 3 peptides Fib3-1 and Fib3-2 are potential biomarkers of osteoarthritis[J].Arthritis Rheum，2012，64(7)：2260-2267.

[23]Chevalier X，Conrozier T，Gehrmann M，etal.Tissue inhibitor of metalloprotease-1(TIMP-1) serum level may predict progression of hip osteoarthritis[J].Osteoarthritis Cartilage，2001，9(4)：300-307.

[24]Dean DD，Martel-Pelletier J，Pelletier JP，etal.Evidence for metalloproteinase and metalloproteinase inhibitor imbalance in human osteoarthritic cartilage[J].J Clin Invest，1989，84(2)：678-685.

[25]Verzijl N，Bank RA，Tekoppele JM，etal.AGEing and osteoarthritis：a different perspective[J].Curr Opin Rheumatol，2003，15(5)：616-622.

[26]Jordan KM，Syddall HE，Garnero P，etal.Urinary CTX-Ⅱ and glucosyl-galactosyl-pyridinoline are associated with the presence and severity of radiographic knee osteoarthritis in men[J].Ann Rheumc Dis，2006，65(7)：871-877.

[27]Singh S，Kumar D，Sharma NR.Role of hyaluronic acid in early diagnosis of knee osteoarthritis[J].J Clin Diagn Res，2014，8(12)：LC04.

[28]Johansen JS，Hvolris J，Hansen M，etal.Serum YKL-40 levels in healthy children and adults.Comparison with serum and synovial fluid levels of YKL-40 in patients with osteoarthritis or trauma of the knee joint[J].Br J Rheumatol，1996，35(6)：553-559.

[29]Beyer C，Zampetaki A，Lin NY，etal.Signature of circulating microRNAs in osteoarthritis[J].Ann Rheum Dis，2015，74(3)：e18.

[30]Poonpet T，Honsawek S.Adipokines：Biomarkers for osteoarthritis?[J].World J Orthop，2014，5(3)：319-327.

[31]Sin A，Tang W，Wen CY，etal.The emerging role of endothelin-1 in the pathogenesis of subchondral bone disturbance and osteoarthritis[J].Osteoarthritis Cartilage，2015，23(4)：516-524.

[32]Ritter SY，Collins J，Krastins B，etal.Mass spectrometry assays of plasma biomarkers to predict radiographic progression of knee osteoarthritis[J].Arthritis Res Ther，2014，16(5)：456.

[33]Li W，Du C，Wang H，etal.Increased serum ADAMTS-4 in knee osteoarthritis：a potential indicator for the diagnosis of osteoarthritis in early stages[J].Genet Mol Res，2014，13(4)：9642-9649.

[34]Chu H，Xu ZM，Yu H，etal.Association between hypoxia-inducible factor-1a levels in serum and synovial fluid with the radiographic severity of knee osteoarthritis[J].Genet Mol Res，2014，13(4)：10529-10536.

[35]Saetan N，Honsawek S，Tanavalee A，etal.Relationship of plasma and synovial fluid vascular endothelial growth factor with radiographic severity in primary knee osteoarthritis[J].Int Orthop，2014，38(5)：1099-1104.

[36]Bauer DC，Hunter DJ，Abramson SB，etal.Classification of osteoarthritis biomarkers：a proposed approach[J].Osteoarthritis Cartilage，2006，14(8)：723-727.

[37]Kraus VB，Burnett B，Coindreau J，etal.Application of biomarkers in the development of drugs intended for the treatment of osteoarthritis[J].Osteoarthritis Cartilage，2011，19(5)：515-542.

[38]Lohmander LS，Atley LM，Pietka TA，etal.The release of crosslinked peptides from type Ⅱ collagen into human synovial fluid is increased soon after joint injury and in osteoarthritis[J].Arthritis Rheum，2003，48(11)：3130-3139.

[39]Dragomir AD，Kraus VB，Renner JB，etal.Serum cartilage oligomeric matrix protein and clinical signs and symptoms of potential pre-radiographic hip and knee pathology[J].Osteoarthritis Cartilage，2002，10(9)：687-691.

[40]Cibere J，Zhang H，Thorne A，etal.Association of clinical findings with pre-radiographic and radiographic knee osteoarthritis in a population‐based study[J].Arthritis Care Res，2010，62(12)：1691-1698.

[41]Clark AG，Jordan JM，Vilim V，etal.Serum cartilage oligomeric matrix protein reflects osteoarthritis presence and severity：the Johnston County Osteoarthritis Project

[J].Arthritis Rheum，1999，42(11)：2356-2364.

[42]Kraus VB，Kepler TB，Thomas S，etal.First qualification study of serum biomarkers as indicators of total body burden of osteoarthritis[J].PLoS One，2010，5(3)：e9739.

[43]Conrozier T，Poole AR，F(xiàn)errand F，etal.Serum concentrations of type Ⅱ collagen biomarkers(C2C，C1，2C and CPII) suggest different pathophysiologies in patients with hip osteoarthritis[J].Clin Exp Rheumatol，2008，26(3)：430-435.

[44]Eckstein F，Le Graverand MP，Charles HC，etal.Clinical，radiographic，molecular and MRI-based predictors of cartilage loss in knee osteoarthritis[J].Ann Rheum Dis，2011，70(7)：1223-1230.

[45]Garnero P，Conrozier T，Christgau S，etal.Urinary type Ⅱ collagen C-telopeptide levels are increased in patients with rapidly destructive hip osteoarthritis[J].Ann Rheum Dis，2003，62(10)：939-943.

[46]Reijman M，Hazes JM，Bierma-Zeinstra SM，etal.A new marker for osteoarthritis：cross-sectional and longitudinal approach[J].Arthritis Rheum，2004，50(8)：2471-2478.

[47]Mazières B，Garnero P，Guéguen A，etal.Molecular markers of cartilage breakdown and synovitis at baseline as predictors of structural progression of hip osteoarthritis.The ECHODIAH cohort[J].Ann Rheum Dis，2006，65(3)：354-359.

[48]Raynauld JP，Martel-Pelletier J，Berthiaume MJ，etal.Long term evaluation of disease progression through the quantitative magnetic resonance imaging of symptomatic knee osteoarthritis patients：correlation with clinical symptoms and radiographic changes[J].Arthritis Res Ther，2006，8(1)：R21.

[49]Vilím V，Olejárová M，Machácek S，etal.Serum levels of cartilage oligomeric matrix protein(COMP) correlate with radiographic progression of knee osteoarthritis[J].Osteoarthritis Cartilage，2002，10(9)：707-713.

[50]Hunter DJ，Li J，LaValley M，etal.Cartilage markers and their association with cartilage loss on magnetic resonance imaging in knee osteoarthritis：the Boston Osteoarthritis Knee Study[J].Arthritis Res Ther，2007，9(5)：R108.

[51]Bruyere O，Collette JH，Ethgen O，etal.Biochemical markers of bone and cartilage remodeling in prediction of longterm progression of knee osteoarthritis[J]. J Rheumatol，2003，30(5)：1043-1050.

[52]Sowers MF，Karvonen-Gutierrez CA，Yosef M，etal.Longitudinal changes of serum COMP and urinary CTX-Ⅱ predict X-ray defined knee osteoarthritis severity and stiffness in women[J].Osteoarthritis Cartilage，2009，17(12)：1609-1614.

[53]Stannus OP，Jones G，Blizzard L，etal.Associations between serum levels of inflammatory markers and change in knee pain over 5 years in older adults：a prospective cohort study[J].Ann Rheum Dis，2013，72(4)：535-540.

[54]Karsdal MA，Henriksen K，Leeming DJ，etal.Biochemical markers and the FDA Critical Path：how biomarkers may contribute to the understanding of pathophysiology and provide unique and necessary tools for drug development[J].Biomarkers，2009，14(3)：181-202.

[55]Rousseau JC，Delmas PD.Biological markers in osteoarthritis[J].Nat Clin Pract Rheumatol，2007，3(6)：346-356.

1008-5572(2015)10-0907-07

北京大學醫(yī)學部醫(yī)學交叉學科種子基金(BMU20140392)；*本文通訊作者：曹永平

R684.3

A

2015-06-23

周星彤(1991- )，男，醫(yī)師，北京大學第一醫(yī)院骨科，100034。