白介素1 在炎癥性關(guān)節(jié)痛中的表達(dá)及臨床意義*

王 寧 李 洋 周居燕 梁 燕

（ 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院檢驗(yàn)科，北京 100020）

炎癥性關(guān)節(jié)痛是一種最常見(jiàn)的退行性關(guān)節(jié)疾病[1]，據(jù)統(tǒng)計(jì)22%的成年人具有炎癥性關(guān)節(jié)痛，尤其是65 歲以上，患病率高達(dá)49%[2]。炎癥性關(guān)節(jié)痛發(fā)病率高，除了給病人及家庭帶來(lái)痛苦和負(fù)擔(dān)以外，同時(shí)對(duì)社會(huì)的衛(wèi)生醫(yī)療和社會(huì)保障造成巨大的影響[3]。炎癥性關(guān)節(jié)痛的病理變化累及關(guān)節(jié)多個(gè)部位：軟骨和骨骼退化、骨贅和滑膜炎形成等[4～6]。疼痛是炎癥性關(guān)節(jié)痛最顯著的臨床癥狀，同時(shí)也是病人就醫(yī)的主要原因。目前用于治療炎癥性關(guān)節(jié)痛的藥物主要依靠非甾體消炎鎮(zhèn)痛藥、阿片類(lèi)藥物等[7,8]。然而這些藥物往往只能改善癥狀但無(wú)法治愈炎癥性關(guān)節(jié)痛。因此病人需長(zhǎng)期使用鎮(zhèn)痛藥，但多數(shù)病人常因控制不當(dāng)，后期不得不進(jìn)行關(guān)節(jié)置換。目前針對(duì)炎癥性關(guān)節(jié)痛并沒(méi)有十分有效的治療方案，其主要原因在于炎癥性關(guān)節(jié)痛發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制目前尚不清楚，同時(shí)炎癥性關(guān)節(jié)痛前期診斷較為困難，病人因疼痛難忍就醫(yī)時(shí)，往往炎癥已引起骨關(guān)節(jié)多個(gè)部位病理性改變。因此如何在發(fā)病早期，確診炎癥性關(guān)節(jié)痛，就顯得尤為重要。

炎性細(xì)胞因子在炎癥性關(guān)節(jié)痛的發(fā)病過(guò)程中占有至關(guān)重要的地位，它參與了眾多的生理代謝及功能調(diào)節(jié)[9]。目前臨床實(shí)驗(yàn)室主要通過(guò)檢測(cè)C 反應(yīng)蛋白和紅細(xì)胞沉降率來(lái)輔助診斷炎癥性疾病[10,11]，但是除炎癥以外，肥胖、吸煙等因素也可以引起C 反應(yīng)蛋白和紅細(xì)胞沉降率的升高。因此，除了C 反應(yīng)蛋白和紅細(xì)胞沉降率之外，臨床實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)增加其他炎癥相關(guān)因子，多項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)綜合判斷，以提高炎癥性關(guān)節(jié)痛的確診概率。促炎細(xì)胞因子白介素1(interleukin 1, IL-1) 在感染和免疫介導(dǎo)的疾病中起到重要的作用[12]。本研究通過(guò)研究炎癥性關(guān)節(jié)痛病人血清中白介素1α (IL-1α)和白介素1β (IL-1β)的水平變化，探討其在炎癥性關(guān)節(jié)痛中的意義，為輔助臨床早期診斷炎癥性關(guān)節(jié)痛提供理論依據(jù)。

方 法

1.一般資料

本研究已通過(guò)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2021-科-53）。選取2020 年11月1 日至2021 年5 月31 日于我院初次就診的炎癥性關(guān)節(jié)痛病人31 例納入試驗(yàn)組（C 反應(yīng)蛋白及紅細(xì)胞沉降率均高于正常值范圍、視覺(jué)模擬評(píng)分法 (visual analogue scale, VAS) 評(píng)分 ≥4）、非炎癥性關(guān)節(jié)痛病人31 例（C 反應(yīng)蛋白及紅細(xì)胞沉降率均處于正常值范圍、VAS 評(píng)分 ≥4）、機(jī)械壓迫痛病人31例（椎間盤(pán)突出和椎管狹窄病人、VAS 評(píng)分≥4）及健康人80 名（C 反應(yīng)蛋白及紅細(xì)胞沉降率均正常、VAS 評(píng)分0、無(wú)任何身體不適）為對(duì)照組，以上各組年齡、性別均勻分布。

納入標(biāo)準(zhǔn)：符合上述疾病病人、健康人群，且無(wú)其他疾病或傳染病史。

排除標(biāo)準(zhǔn)：發(fā)熱病人（體溫≥37.2 ℃）；病人血清不符合要求者（如溶血、乳糜血等）。

2. 方法

（1）酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定 (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)：試劑購(gòu)于北京金普來(lái)公司。步驟：①100 微升血清加入反應(yīng)板，37°孵育90分鐘；②洗板4 次，加入生物素化抗體工作液（100微升/孔），37°孵育60 分鐘；③洗板4 次，加入酶結(jié)合物工作液，37°孵育30 分鐘；④洗板4 次，加入顯色劑，37°孵育15 分鐘；⑤加入終止液，混勻，測(cè)量OD450值。

（2）C 反應(yīng)蛋白 (C-Reactive Protein, CRP)：檢測(cè)儀器Beckman Coulter IMMAGE800，檢測(cè)試劑C反應(yīng)蛋白檢測(cè)試劑盒 (BECKMAN COULTER)。

（3）紅細(xì)胞沉降率 (erythrocyte sedimentation rate, ESR)：檢測(cè)儀器ALIFAX-TESTITH，試劑為該儀器配套試劑。

3.觀察指標(biāo)

（1）收集病人臨床資料（包括性別、年齡、有無(wú)其他疾病等）。

（2）疼痛評(píng)分采用VAS 評(píng)分，以0～10 分表示疼痛的程度，0 分代表無(wú)痛，10 分代表疼痛最劇烈最難以忍受的程度。

（3）C 反應(yīng)蛋白含量及紅細(xì)胞沉降率：C 反應(yīng)蛋白含量及紅細(xì)胞沉降率是臨床實(shí)驗(yàn)室輔助診斷炎癥性疾病的主要檢測(cè)內(nèi)容，通常情況下C 反應(yīng)蛋白的正常值范圍為0～0.80 mg/dl，紅細(xì)胞沉降率正常值范圍為2 ～20 mm/h。

（4）分別檢測(cè)病人血清中IL-1α和IL-1β的含量。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 GraphPad Prism 5.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)誤 (±SEM)表示，組間數(shù)據(jù)采用單因素方差分析。P< 0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.健康人群IL-1 表達(dá)情況

80 名健康人群血清中C 反應(yīng)蛋白及紅細(xì)胞沉降率均處于正常值范圍內(nèi)，針對(duì)該80 名健康人群進(jìn)行IL-1α 和IL-1β 檢測(cè)（見(jiàn)表1）。結(jié)果表明，在健康人群中，IL-1α 和IL-1β 的表達(dá)較低，且與性別和年齡無(wú)明顯相關(guān)(P> 0.05)。

2.炎癥性關(guān)節(jié)痛與非炎癥性關(guān)節(jié)痛IL-1α 表達(dá)的比較

C 反應(yīng)蛋白和紅細(xì)胞沉降率是臨床實(shí)驗(yàn)室輔助診斷炎癥性相關(guān)疾病的主要檢測(cè)對(duì)象，因此選取了首次就診北京朝陽(yáng)醫(yī)院，診斷結(jié)果為關(guān)節(jié)痛的病人，針對(duì)其血清樣本進(jìn)行C 反應(yīng)蛋白和紅細(xì)胞沉降率檢測(cè)（見(jiàn)表2），根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)關(guān)節(jié)痛病人區(qū)分為炎癥性關(guān)節(jié)痛和非炎癥性關(guān)節(jié)痛病人。之后使用ELISA 試劑盒，對(duì)這兩種類(lèi)型病人進(jìn)行IL-1α 檢測(cè)（見(jiàn)圖1）。結(jié)果表明，炎癥性關(guān)節(jié)痛病人IL-1α平均表達(dá)量為(1.71±0.28) pg/ml，明顯高于非炎癥性關(guān)節(jié)痛病人(0.81±0.17) pg/ml，兩組比較差異明顯(P< 0.01)。

圖1 炎癥性關(guān)節(jié)痛與非炎癥性關(guān)節(jié)痛病人血清中IL-1α表達(dá)量分析(±SEM,n = 31)**P < 0.01,與非炎癥性關(guān)節(jié)痛病人相比Fig. 1 Analysis of IL-1α expression in serum of patients with non-inflammatory joint pain (NIJP) and inflammatory joint pain (IJP) (±SEM, n = 31)**P < 0.01, compared with patients with non-inflammatory joint pain.

表2 炎癥性關(guān)節(jié)痛與非炎癥性關(guān)節(jié)痛檢測(cè)結(jié)果 (±SEM)Table 2 The results of ESR and CRP in inflammatory joint pain and non-inflammatory joint pain (±SEM)

表2 炎癥性關(guān)節(jié)痛與非炎癥性關(guān)節(jié)痛檢測(cè)結(jié)果 (±SEM)Table 2 The results of ESR and CRP in inflammatory joint pain and non-inflammatory joint pain (±SEM)

**P < 0.01, ***P < 0.001, 與非炎癥性關(guān)節(jié)痛組相比；**P < 0.01, ***P < 0.001, compared with group non-inflammatory joint pain.

C 反應(yīng)蛋白 (mg/dl)CRP (mg/dl)非炎癥性關(guān)節(jié)痛Non-inflammatory joint pain 31 7.33±0.92 0.23±0.03炎癥性關(guān)節(jié)痛Inflammatory joint pain 31 35.00±2.89*** 1.76±0.35**組別Group例數(shù)n紅細(xì)胞沉降率 (mm/h)ESR (mm/h)

3.炎癥性關(guān)節(jié)痛與非炎癥性關(guān)節(jié)痛IL-1β 表達(dá)的比較

接下來(lái)檢測(cè)了炎癥性關(guān)節(jié)痛病人與非炎癥性關(guān)節(jié)痛病人血清中IL-1β 的含量（見(jiàn)表1），結(jié)果表明，正常人群血清中IL-1β 的表達(dá)與年齡和性別并無(wú)關(guān)系。但炎癥性關(guān)節(jié)痛病人血清中IL-1β 含量(2.92±0.16) pg/ml明顯高于非炎癥性關(guān)節(jié)痛病人(2.41±0.12) pg/ml（P< 0.05，見(jiàn)圖2）。

表1 健康人群白介素1 含量 (±SEM)Table 1 IL-1 level in healthy people (±SEM)

表1 健康人群白介素1 含量 (±SEM)Table 1 IL-1 level in healthy people (±SEM)

組別Group年齡Age例數(shù)n白介素1α (pg/ml)IL-1α (pg/ml)白介素1β (pg/ml)IL-1β (pg/ml)男性Male< 60 20 0.37±0.08 2.12±0.13> 60 20 0.29±0.05 2.34±0.14女性Female< 60 20 0.41±0.06 2.24±0.27> 60 20 0.35±0.03 2.37±0.21

圖2 炎癥性關(guān)節(jié)痛與非炎癥性關(guān)節(jié)痛病人血清中IL-1β表達(dá)量分析(±SEM, n = 31)*P < 0.05，與非炎癥性關(guān)節(jié)痛病人相比Fig. 2 Analysis of IL-1β expression in serum of patients with non-inflammatory joint pain (NIJP) and inflammatory joint pain (IJP) (±SEM,n = 31)*P < 0.05, compared with patients with non-inflammatory joint pain.

4.炎癥性關(guān)節(jié)痛與機(jī)械壓迫痛病人IL-1 表達(dá)的比較

為了證明IL-1α 和IL-1β 在炎癥性關(guān)節(jié)痛病人血清中的特異性升高，選取了首次就診北京朝陽(yáng)醫(yī)院的機(jī)械壓迫痛（椎管狹窄和椎間盤(pán)突出）病人，針對(duì)其血清樣本進(jìn)行C 反應(yīng)蛋白和紅細(xì)胞沉降率檢測(cè)，結(jié)果均在正常參考范圍內(nèi)。針對(duì)這類(lèi)病人，對(duì)IL-1α 和IL-1β 進(jìn)行了檢測(cè)（見(jiàn)表3），結(jié)果表明，炎癥性關(guān)節(jié)痛病人血清中IL-1α 和IL-1β 表達(dá)明顯高于機(jī)械壓迫痛病人，而機(jī)械壓迫痛病人血清中IL-1α和IL-1β 含量與健康人群并無(wú)明顯差異。

表3 炎癥性關(guān)節(jié)痛與機(jī)械壓迫痛病人IL-1 檢測(cè)結(jié)果 (±SEM)Table 3 The results of IL-1 in inflammatory joint pain and mechanical compression pain (±SEM)

表3 炎癥性關(guān)節(jié)痛與機(jī)械壓迫痛病人IL-1 檢測(cè)結(jié)果 (±SEM)Table 3 The results of IL-1 in inflammatory joint pain and mechanical compression pain (±SEM)

*P < 0.05, ***P < 0.001, 與機(jī)械壓迫痛組相比；*P < 0.05, ***P < 0.001, compared with group mechanical compression pain.

白介素1β (pg/ml)IL-1β (pg/ml)機(jī)械壓迫痛Mechanical compression pain 31 0.29±0.05 2.45±0.13炎癥性關(guān)節(jié)痛Inflammatory joint pain 31 1.71±0.28 *** 2.92±0.16*組別Group例數(shù)n白介素1α (pg/ml)IL-1α (pg/ml)

討 論

關(guān)節(jié)痛可以由多種疾病所引起，例如創(chuàng)傷、感染、炎癥、自身免疫性疾病、遺傳相關(guān)疾病或癌癥等，一般可分為急性關(guān)節(jié)痛（如創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)痛等）和慢性關(guān)節(jié)痛（如炎癥性關(guān)節(jié)痛等）。創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)痛、癌癥性關(guān)節(jié)痛等病人因?yàn)橛忻鞔_的病史，往往能夠早期就引起病人注意。但是炎癥性關(guān)節(jié)痛初期具有明顯的隱匿性[13]，導(dǎo)致很多病人在疾病初期并不自知或不重視，進(jìn)而延誤治療。大多數(shù)病人發(fā)病后期，關(guān)節(jié)會(huì)出現(xiàn)畸形等癥狀，并且伴隨明顯疼痛、站立困難，導(dǎo)致其身心健康受到嚴(yán)重的影響[14]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，炎癥性關(guān)節(jié)痛是全世界范圍慢性疼痛和殘疾最為常見(jiàn)的形式之一，超過(guò)2.5 億人受其影響[15～17]。因此，病人如何通過(guò)早期身體指征及血清學(xué)指標(biāo)及早診斷炎癥性關(guān)節(jié)痛、及早進(jìn)行相應(yīng)治療顯得尤為重要。

C 反應(yīng)蛋白是機(jī)體在受到感染或慢性炎癥性疾病時(shí)，肝臟產(chǎn)生的一種急性期蛋白[18]。紅細(xì)胞沉降率是指在抗凝血中，紅細(xì)胞在規(guī)定時(shí)間內(nèi)下降的距離，沉降率高低主要受到急性期蛋白的影響[19]。以上兩項(xiàng)指標(biāo)敏感性較高，因此被臨床試驗(yàn)室用來(lái)作為輔助診斷炎癥性疾病和評(píng)估預(yù)后的主要指標(biāo)[20]。然而紅細(xì)胞沉降率和C 反應(yīng)蛋白除了在炎癥時(shí)升高外，吸煙、抑郁、心臟缺血等情況也會(huì)升高[19]。因此為了進(jìn)一步明確鑒別炎癥性關(guān)節(jié)痛病人，除紅細(xì)胞沉降率和C 反應(yīng)蛋白外，還應(yīng)匹配其他炎癥相關(guān)指標(biāo)。多項(xiàng)炎癥相關(guān)指標(biāo)綜合判斷，能夠大幅度提高病人炎癥性關(guān)節(jié)痛的診斷準(zhǔn)確性。

由白細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子統(tǒng)稱為白細(xì)胞介素，簡(jiǎn)稱白介素。其中IL-1 和IL-6 均在自身性炎癥反應(yīng)過(guò)程中扮演重要角色，是肝臟急性期反應(yīng)的主要誘導(dǎo)因子之一。IL-1 包括IL-1α 和IL-1β，它們是固有免疫應(yīng)答過(guò)程中最為重要的細(xì)胞因子之一[21]，是在局部和全身炎癥反應(yīng)中起核心作用的細(xì)胞因子，能夠誘導(dǎo)其他炎癥細(xì)胞因子、黏附因子、趨化因子、急性期時(shí)相蛋白和組織重建酶等的合成[22,23]。IL-1β在膝關(guān)節(jié)炎癥中表達(dá)較高，并且IL-1β 水平越高，其關(guān)節(jié)部位炎癥程度越高[24]。本研究也通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)紅細(xì)胞沉降率和C 反應(yīng)蛋白明顯升高的關(guān)節(jié)痛病人血清中IL-1β 明顯升高。然而作為促炎癥細(xì)胞因子，與IL-1β 共用同樣受體的IL-1α[25]在炎癥性關(guān)節(jié)痛病人血清中的表達(dá)情況，目前研究較少。

本研究選取血清C 反應(yīng)蛋白、紅細(xì)胞沉降率明顯高于正常值的關(guān)節(jié)痛病人（無(wú)其他不適）作為研究對(duì)象。運(yùn)用ELISA 方法針對(duì)上述關(guān)節(jié)痛病人血清進(jìn)行IL-1α 和IL-1β 檢測(cè)，結(jié)果顯示與其他關(guān)節(jié)痛病人（紅細(xì)胞沉降率、C 反應(yīng)蛋白均正常）相比，炎癥性關(guān)節(jié)痛病人IL-1α 及IL-1β 明顯升高。而因壓迫神經(jīng)產(chǎn)生疼痛的病人（腰椎間盤(pán)突出、椎管狹窄）及體檢人群的血清中IL-1α 及IL-1β 含量較低。從上述結(jié)果可以看出，IL-1α 和IL-1β 在炎癥性關(guān)節(jié)痛病人血清中有較高的表達(dá)；而在正常人、其他關(guān)節(jié)痛病人、機(jī)械壓迫痛病人中，IL-1α 和IL-1β 的表達(dá)較低。因此結(jié)合C 反應(yīng)蛋白、紅細(xì)胞沉降率和IL-1 能夠一定幅度提高炎癥性關(guān)節(jié)痛的診斷。

由于條件有限，本研究的研究人群僅限于就診本院人員，針對(duì)其他城市及其他醫(yī)院病人未做統(tǒng)計(jì)研究；本研究結(jié)論機(jī)制尚不明確，后續(xù)研究需著眼于IL-1α 及IL-1β 的機(jī)制研究，為其臨床應(yīng)用提供基礎(chǔ)依據(jù)。

本研究提示關(guān)節(jié)痛初期，可根據(jù)病人癥狀以及血清中C 反應(yīng)蛋白、IL-1α 和IL-1β 及紅細(xì)胞沉降率來(lái)綜合判斷是否為炎癥性關(guān)節(jié)痛，及早診斷炎癥性關(guān)節(jié)痛，及早進(jìn)行相應(yīng)治療。