IL-3、IL-6、TNF-α在關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)前后水平的變化及其預(yù)后預(yù)測價值

王少俊　王秀會　付備剛　周小小　王明輝

[摘要] 目的 分析關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)前后白細(xì)胞介素（IL）-3、IL-6、腫瘤壞死因子α（TNF-α）水平變化及其對患者預(yù)后的預(yù)測價值。 方法 回顧性分析2016年8月—2018年8月上海浦東新區(qū)周浦醫(yī)院行關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎（KOA）患者123例的臨床資料，比較術(shù)前、術(shù)后14 d患者血清IL-3、IL-6、TNF-α水平。術(shù)后對患者隨訪1年，根據(jù)患者預(yù)后情況將其分為預(yù)后不良組（30例）和預(yù)后良好組（93例）。比較兩組術(shù)前一般臨床資料及血清IL-3、IL-6、TNF-α水平，采用logistic回歸分析法分析導(dǎo)致預(yù)后不良的危險因素;繪制受試者工作特征曲線（ROC）分析危險因素對預(yù)后不良的預(yù)測價值。 結(jié)果 術(shù)后14 d患者IL-3、IL-6、TNF-α水平均高于術(shù)前，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P < 0.05）。兩組性別、體重指數(shù)、家族史、病程、高血壓、糖尿病、軟骨損傷、韌帶損傷、游離體、術(shù)前VAS評分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（均P > 0.05）;預(yù)后不良組年齡大于預(yù)后良好組，受累間室個數(shù)多于預(yù)后良好組，術(shù)前Kellgren-Lawrence>2級占比及術(shù)前血清IL-3、IL-6、TNF-α水平均高于預(yù)后良好組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P < 0.05）。經(jīng)logistic回歸分析，年齡、受累間室個數(shù)、術(shù)前Kellgren-Lawrence>2級，術(shù)前血清IL-3、IL-6、TNF-α均為導(dǎo)致預(yù)后不良的危險因素（P < 0.05）。ROC結(jié)果提示，IL-3、IL-6、TNF-α對預(yù)后不良的最佳截斷值分別為248.35 pg/mL、174.61 pg/mL、1.96 ng/mL，AUC分別為0.752、0.774、0.704。 結(jié)論 關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)后KOA患者血清IL-3、IL-6、TNF-α水平上升，且三者術(shù)前血清水平對該病預(yù)后預(yù)測具有一定價值。

[關(guān)鍵詞] 白細(xì)胞介素-3;白細(xì)胞介素-6;腫瘤壞死因子α;關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù);預(yù)后預(yù)測

[中圖分類號] R684.3 ? ? ? ? ?[文獻標(biāo)識碼] A ? ? ? ? ?[文章編號] 1673-7210（2020）08（c）-0084-05

Changes of IL-3， IL-6 and TNF-α levels before and after arthroscopic knee joint lateral support belt release and their prognostic value

WANG Shaojun ? WANG Xiuhui ? FU Beigang ? ZHOU Xiaoxiao ? WANG Minghui

Department of Orthopedics， the Affiliated Zhoupu Hospital of Shanghai University of Medicine & Health Sciences， Shanghai ? 201318， China

[Abstract] Objective To analyze the changes of interleukin-3 （IL-3）， IL-6 and tumor necrosis factor α （TNF-α） levels before and after arthroscopic knee joint lateral support belt release and their value in predicting the prognosis of patients. Methods Retrospective analysis was performed on the clinical data of 123 patients with knee osteoarthritis （KOA） who underwent arthroscopic knee joint lateral support belt release in the Affiliated Zhoupu Hospital of Shanghai University of Medicine & Health Sciences from August 2016 to August 2018. Serum levels of IL-3， IL-6 and TNF-α were compared before and 14 days after surgery. Patients were followed up for one year after surgery and divided into poor prognosis group （30 cases） and good prognosis group（93 cases） according to their prognosis. The preoperative general clinical data and serum levels of IL-3， IL-6 and TNF-α were compared between the two groups， and the risk factors leading to poor prognosis were analyzed by logistic regression analysis. The receiver operating characteristic curve （ROC） was drawn to analyze the predictive value of risk factors for poor prognosis. Results The levels of IL-3， IL-6， and TNF-α were higher in the 14 days after surgery than before and the differences were statistically significant （all P < 0.05）. There was no significant difference in gender， body mass index， family history， course of disease， hypertension， diabetes， cartilage injury， ligament injury， free body and preoperative VAS score between the two groups （all P > 0.05）. The age of the poor prognosis group was older than that of the good prognosis group， the number of affected compartments was more than that of the good prognosis group， the preoperative Kellgren-Lawrence> 2 grade ratio and preoperative serum IL-3， IL-6 and TNF-α levels were higher than those of the good prognosis group， and the differences were statistically significant （all P < 0.05）. Logistic regression analysis showed that age， number of affected compartments， preoperative Kellgren-Lawrence> 2 grade， preoperative serum IL-3， IL-6 and TNF-α levels were all risk factors leading to poor prognosis （P < 0.05）. ROC results indicated that the optimal cutoff value for IL-3， IL-6 and TNF-α for poor prognosis were 248.35 pg/mL， 174.61 pg/mL and 1.96 ng/mL， and the AUC was 0.752， 0.774 and 0.704， respectively. Conclusion The levels of serum IL-3， IL-6 and TNF-α increase in KOA patients after arthroscopic knee joint lateral support belt release， and the preoperative serum levels of these three factors have certain value in predicting the prognosis of the disease.

[Key words] Interleukin-3; Interleukin-6; Tumor necrosis factor-α; Arthroscopic knee lateral support belt release; Prognosis prediction

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）為中老年常見慢性關(guān)節(jié)病[1]，以關(guān)節(jié)腫大、僵硬、疼痛、活動受限等為主要癥狀[2]，嚴(yán)重降低患者生存質(zhì)量。關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)可有效減少KOA患者關(guān)節(jié)面軟骨損傷，緩解疼痛，且創(chuàng)傷小、恢復(fù)速度快。但近年來研究顯示該手術(shù)預(yù)后效果不一[3-4]，且尚缺少準(zhǔn)確、可靠的實驗室預(yù)測指標(biāo)。白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-3（IL-3）、IL-6、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）均為常見的炎癥因子，已被國內(nèi)外研究證實參與KOA發(fā)病過程[5-6]，并與病情嚴(yán)重程度相關(guān)，但當(dāng)前關(guān)于三者在該病手術(shù)前后水平及對預(yù)后評估的作用研究尚少。鑒于此，本研究對123例行關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)的KOA患者的臨床資料進行分析，研究手術(shù)前后IL-3、IL-6、TNF-α水平的變化及對患者預(yù)后的預(yù)測價值。詳述如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2016年8月—2018年8月在上海浦東新區(qū)周浦醫(yī)院行關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)的123例KOA患者的臨床資料，其中男49例，女74例;年齡42～76歲，平均（55.49±5.23）歲;體重指數(shù)（body mass index，BMI）19.85～27.65 kg/m2，平均（23.16±1.70）kg/m2;病程8個月～16年，平均（8.02±0.94）年;術(shù)前Kellgren-Lawrence分級2級41例，3級62例，4級20例;合并高血壓29例，合并糖尿病29例。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)進行。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者均符合《骨關(guān)節(jié)炎診斷及治療指南》[7]中KOA診斷標(biāo)準(zhǔn)，就診前30 d膝關(guān)節(jié)疼痛超過14 d，經(jīng)X線片檢查證實;②Kellgren-Lawrence分級2～4級;③符合關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)手術(shù)指征;④完成術(shù)后1年隨訪。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴有心腦血管疾病、免疫系統(tǒng)疾病、血液系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤，肝、腎等主要器官功能異常者;②關(guān)節(jié)間隙嚴(yán)重狹窄，形成大量骨贅，及骨性強直者;③伴有明顯膝蓋外翻畸形者;④患肢神經(jīng)、血管損傷者;⑤膝關(guān)節(jié)手術(shù)史者;⑥精神異常者;⑦臨床資料缺失者。

1.3 方法

1.3.1 IL-3、IL-6、TNF-α檢測 ?患者入院后24 h內(nèi)收集其空腹?fàn)顟B(tài)下5 mL靜脈血，靜置分層后，在高速離心機下（離心半徑為10 cm），以3000 r/min離心5 min后收集血清，采用酶聯(lián)免疫吸附試驗（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）試劑盒檢測血清IL-3、IL-6、TNF-α水平，嚴(yán)格按照試劑盒說明書步驟操作，采用酶標(biāo)儀測定吸光光度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算樣本濃度。

1.3.2 預(yù)后判斷方式 ?關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)后隨訪1年，根據(jù)Lysholm膝關(guān)節(jié)功能評分評價患者預(yù)后[8]，包括跛行（5分）、支撐（5分）、交鎖（15分）、不穩(wěn)定（25分）、疼痛（25分）、腫脹（10分）、爬樓梯（10分）、下蹲（5分）8個條目，分?jǐn)?shù)0～100分，評分≥70分為預(yù)后良好，<70分為預(yù)后不良。

1.3.3 臨床資料調(diào)查 ?術(shù)前、術(shù)后14 d，比較患者血清IL-3、IL-6、TNF-α水平。根據(jù)術(shù)后1年預(yù)后情況將患者分為預(yù)后不良組、預(yù)后良好組。對兩組臨床資料進行收集，包括年齡、性別、BMI、家族史、病程、高血壓、糖尿病、軟骨損傷、韌帶損傷、游離體、受累間室個數(shù)、術(shù)前疼痛視覺模擬評分（visual analogue score，VAS）、術(shù)前Kellgren-Lawrence>2級，術(shù)前血清IL-3、IL-6、TNF-α水平。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 26.0對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，兩組比較采用獨立樣本t檢驗，多組比較采用單因素方差分析;進一步兩兩比較采用SNK-q檢驗。計數(shù)資料采用例數(shù)或百分率表示，組間比較采用χ2檢驗。經(jīng)logistic回歸分析法計算導(dǎo)致KOA患者預(yù)后不良的危險因素比值比（odd ratio，OR）及95%置信區(qū)間（confidence interval，CI）。建立受試者工作特征曲線（receiver operating curve，ROC）分析危險因素對KOA患者預(yù)后不良的預(yù)測價值。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)前、術(shù)后14 d患者血清IL-3、IL-6、TNF-α水平比較

術(shù)后14 d患者IL-3、IL-6、TNF-α水平均高于術(shù)前，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P < 0.05）。見表1。

2.2 患者預(yù)后情況

術(shù)后隨訪1年，123例KOA患者中Lysholm膝關(guān)節(jié)功能評分<70分的為30例，占比為24.39%，作為預(yù)后不良組;Lysholm膝關(guān)節(jié)功能評分≥70分的為93例，占比為75.61%，作為預(yù)后良好組。

2.3 KOA患者預(yù)后影響因素的單因素分析

兩組性別、BMI、家族史、病程、高血壓、糖尿病、軟骨損傷、韌帶損傷、游離體、術(shù)前VAS評分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05）;預(yù)后不良組年齡大于預(yù)后良好組，受累間室個數(shù)多于預(yù)后良好組，術(shù)前Kellgren-Lawrence>2級占比及術(shù)前血清IL-3、IL-6、TNF-α水平均高于預(yù)后良好組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P < 0.05）。見表2。

2.4 logistic回歸分析法分析導(dǎo)致預(yù)后不良的危險因素

對上述可能導(dǎo)致預(yù)后不良的因素進行賦值，以之為自變量，以預(yù)后是否不良（否=0、是=1）為因變量進行l(wèi)ogistic回歸分析。見表3。經(jīng)logistic回歸分析，年齡、受累間室個數(shù)、術(shù)前Kellgren-Lawrence>2級，術(shù)前血清IL-3、IL-6、TNF-α均為導(dǎo)致預(yù)后不良的危險因素（P < 0.05）。見表4。

2.5 IL-3、IL-6、TNF-α對預(yù)后不良的預(yù)測價值分析

ROC結(jié)果顯示，IL-3、IL-6、TNF-α對預(yù)后不良的最佳截斷值分別為248.35 pg/mL、174.61 pg/mL、1.96 ng/mL，AUC分別為0.752、0.774、0.704。見表5、圖1。

3 討論

KOA誘因多種多樣，肥胖、家族史、居住環(huán)境、關(guān)節(jié)外傷史、高強度運動等均為其發(fā)生的危險因素[9-10]。該病以關(guān)節(jié)周圍骨質(zhì)增生、關(guān)節(jié)軟骨退行性變?yōu)榈湫筒±砀淖?，若延誤治療，患者將面臨著較高的殘疾風(fēng)險。目前臨床上并未闡明KOA發(fā)病機制，近年來有報道指出其與炎癥、機械力學(xué)作用等相關(guān)[11]，其中炎癥相關(guān)機制被廣泛認(rèn)可。另有研究顯示[12-13]，對KOA患者采取對癥藥物治療后，IL-3、IL-6、TNF-α等炎癥因子水平顯著降低，因此提示可通過分析血清炎癥因子水平為預(yù)后評估提供參考依據(jù)。

手術(shù)創(chuàng)傷及術(shù)后疼痛均可引發(fā)全身應(yīng)激反應(yīng)，已有動物研究證實應(yīng)激狀態(tài)下機體免疫反應(yīng)可發(fā)生雙向變化[14-15]，一方面刺激免疫及神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)，增強血管內(nèi)皮細(xì)胞及中性粒細(xì)胞活性，炎癥因子與氧自由基、細(xì)胞毒性物質(zhì)分泌量增加，表現(xiàn)為過度炎癥反應(yīng)，另一方面可激活血清免疫抑制細(xì)胞，導(dǎo)致吞噬細(xì)胞趨化，降低其殺菌能力，進而影響細(xì)胞免疫功能。本研究發(fā)現(xiàn)，KOA患者關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)后血清IL-3、IL-6、TNF-α水平升高，且隨著時間的延長呈降低趨勢。IL-3生物學(xué)作用多樣，可誘導(dǎo)B細(xì)胞增殖、分化，促使其分泌免疫球蛋白，增強細(xì)胞免疫功能以適應(yīng)創(chuàng)傷、手術(shù)等應(yīng)激事件所致的機體內(nèi)環(huán)境變化。IL-6、TNF-α是常見細(xì)胞炎癥因子，廣泛參與應(yīng)激病理與生理過程，手術(shù)侵入性操作可致其分泌量增加，且其濃度與手術(shù)時間、組織損傷程度等密切相關(guān)[16-18]。隨著術(shù)后恢復(fù)期的延長，機體應(yīng)激反應(yīng)逐漸減弱，炎癥程度降低，細(xì)胞免疫功能增強，IL-3、IL-6、TNF-α分泌量逐漸減少，與楊禮慶等[17]關(guān)于KOA全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后炎癥因子水平變化的趨勢研究結(jié)果相似。

此外，本研究提示，相較于預(yù)后良好組，預(yù)后不良組年齡更大，受累間室個數(shù)更多，術(shù)前Kellgren-Lawrence>2級占比及術(shù)前血清IL-3、IL-6、TNF-α水平更高，經(jīng)logistic回歸分析證實均是導(dǎo)致預(yù)后不良的危險因素，且ROC曲線顯示術(shù)前血清IL-3、IL-6、TNF-α在預(yù)測KOA患者預(yù)后時具有較高的價值。IL-3可誘導(dǎo)機體特異性、非特異性免疫功能，沈燕等[18]通過對CIK細(xì)胞轉(zhuǎn)染IL-3-PE38KDEL，結(jié)果顯示對HL60細(xì)胞體內(nèi)外殺傷作用均顯著增強，提示IL-3具有免疫促進作用。KOA后機體炎癥反應(yīng)加劇，TH細(xì)胞、肥大細(xì)胞及NK細(xì)胞被激活，IL-3合成、釋放量增加，嗜酸性粒細(xì)胞活性及其吞噬作用增強，嗜堿性粒細(xì)胞組織胺顆粒分泌增多，激發(fā)免疫系統(tǒng)功能，拮抗KOA所致炎癥反應(yīng)。故KOA患者IL-3水平越高，提示機體受炎癥刺激越強，病情越嚴(yán)重，預(yù)后越差。IL-6異常升高可導(dǎo)致KOA軟骨基質(zhì)降解破壞加劇，抑制軟骨細(xì)胞的修復(fù)，增強軟骨通透性[19-20];加重局部炎癥程度與炎癥細(xì)胞浸潤，促使破骨細(xì)胞OCL生成，破壞軟骨吸收、降解，導(dǎo)致成纖維細(xì)胞增生[21-23]。TNF-α對IL-6、前列腺素類及基質(zhì)金屬蛋白酶等的生成具有誘導(dǎo)作用，且可抑制蛋白聚糖合成，在KOA基質(zhì)降解、骨破壞中起關(guān)鍵作用。另有研究認(rèn)為[24-26]，TNF-α可上調(diào)軟骨細(xì)胞中MMP-3表達，增強其活性，加重軟骨損傷，并對滑膜成纖維細(xì)胞增生具有促進作用，導(dǎo)致軟骨降解速度加快。因此，IL-6、TNF-α異常高水平預(yù)示軟骨損傷嚴(yán)重，增加KOA預(yù)后不良風(fēng)險。

綜上所述，KOA患者關(guān)節(jié)鏡下膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松解術(shù)后血清IL-3、IL-6、TNF-α水平升高，且三者術(shù)前血清水平對KOA預(yù)后具有一定的預(yù)測價值，提示臨床應(yīng)加強對其水平的檢測，并實施針對性處理，以期改善患者預(yù)后。

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（收稿日期：2020-05-10）

[基金項目] 上海市浦東新區(qū)衛(wèi)生健康委員會臨床特色學(xué)科建設(shè)項目（PWYts2018-02）;上海市醫(yī)學(xué)重點專科資助項目（ZK2019B05）。

[作者簡介] 王少俊（1982.3-），男，博士;研究方向：創(chuàng)傷及脊柱外科。