關(guān)節(jié)滑液中白細(xì)胞介素-18水平與膝骨關(guān)節(jié)炎病情的相關(guān)性分析

陳景濤 陳有 李玉靜 劉志剛

【摘 要】目的：探討關(guān)節(jié)滑液中白細(xì)胞介素-18（IL-18）水平與膝骨關(guān)節(jié)炎嚴(yán)重程度的相關(guān)性。方法：選取2021年2月至2022年11月在河南大學(xué)第一附屬醫(yī)院就診的98例膝骨關(guān)節(jié)炎患者為研究組，選取同期無關(guān)節(jié)炎影像學(xué)表現(xiàn)的膝關(guān)節(jié)運動型損傷患者52例為對照組。按照X線Kellgren-Lawrence（K-L）分級將研究組患者分為輕度、中度和重度膝骨關(guān)節(jié)炎組；采用西安大略和麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)（WOMAC）評分評價膝骨關(guān)節(jié)炎癥狀嚴(yán)重程度；酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測患者關(guān)節(jié)滑液中IL-18水平，分析IL-18水平與病情嚴(yán)重程度及癥狀評分的相關(guān)性。結(jié)果：輕度、中度和重度膝骨關(guān)節(jié)炎組的關(guān)節(jié)滑液IL-18水平均顯著高于對照組（P < 0.05），且隨著膝骨關(guān)節(jié)炎病情程度的加重，IL-18水平、疼痛評分、僵硬評分、肢體功能評分，以及WOMAC總分逐漸升高（P < 0.05）；IL-18與疼痛評分、僵硬評分、肢體功能評分，及WOMAC總分均呈正相關(guān)性（P < 0.05）；ROC曲線分析顯示，關(guān)節(jié)滑液IL-18水平診斷膝骨關(guān)節(jié)炎病情嚴(yán)重程度的曲線下面積為0.771，敏感性為90.28%，特異性為65.38%。結(jié)論：關(guān)節(jié)滑液中IL-18水平與膝骨關(guān)節(jié)炎病情嚴(yán)重程度密切相關(guān)，對膝骨關(guān)節(jié)炎診斷具有一定的價值。

【關(guān)鍵詞】 膝骨關(guān)節(jié)炎；白細(xì)胞介素-18；關(guān)節(jié)滑液；病情；相關(guān)性

【ABSTRACT】Objective：To explore the correlation between the level of interleukin-18（IL-18）in synovial fluid and the severity of knee osteoarthritis.Methods：Ninety-eight patients with knee osteoarthritis who were treated in the First Affiliated Hospital of Henan University from February 2021 to November 2022 were selected as the study subjects，and 52 patients with knee joint motion injury who had no imaging manifestations of arthritis in the same period were selected as the control group.According to the X-ray Kellgren-Lawrence（K-L）classification，the patients were divided into the mild，moderate and severe knee osteoarthritis groups.The severity of symptoms of knee osteoarthritis was evaluated by the WOMAC score.The level of IL-18 in the synovial fluid of the patients was detected by ELISA，and the correlation between the level of IL-18 and the severity of the disease and the score of symptoms was analyzed.Results：The level of IL-18 in synovial fluid of the mild，moderate and severe knee osteoarthritis groups was significantly higher than that of the control group（P < 0.05），and with the aggravation of knee osteoarthritis，the level of IL-18，pain score，stiffness score，limb function score and total WOMAC score were gradually increased（P < 0.05）.IL-18 was positively correlated with pain score，stiffness score，limb function score and total WOMAC score（P < 0.05）.ROC curve analysis showed that the area under the curve of IL-18 in synovial fluid for diagnosing the severity of knee osteoarthritis was 0.771，the sensitivity was 90.28%，and the specificity was 65.38%.Conclusion：The level of IL-18 in joint synovial fluid is closely related to the severity of knee osteoarthritis，and has certain value in the diagnosis of knee osteoarthritis.

【Keywords】 knee osteoarthritis;IL-18;joint synovial fluid;disease;relevance

膝骨關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）為骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA）的常見類型，多發(fā)于老年人。其發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，主要病理表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨損傷、破壞及滑膜增生等［1］。KOA發(fā)病機(jī)制主要與抑炎和促炎因子失衡導(dǎo)致的關(guān)節(jié)軟骨損傷及滑膜炎癥反應(yīng)有關(guān)［2］。因此，分析滑膜細(xì)胞分泌的炎癥因子水平對了解KOA病情進(jìn)展具有重要意義。白細(xì)胞介素-18（IL-18）作為白細(xì)胞介素家族的促炎因子之一，參與腫瘤［3］、強(qiáng)直性脊柱炎［4］、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎［5］等多種疾病的發(fā)生。KOA患者血清及關(guān)節(jié)液中IL-18水平增加，表明其可參與OA改變［6］。因此，本研究通過檢測KOA患者關(guān)節(jié)滑液中IL-18水平，分析其與KOA病情嚴(yán)重程度的相關(guān)性，為KOA的臨床診斷及后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選取2021年2月至2022年11月在河南大學(xué)第一附屬醫(yī)院就診的98例KOA患者為研究組，其中男42例，女56例；年齡52～81歲，平均（65.88±6.19）歲；體質(zhì)量指數(shù)（BMI）16.30～32.90 kg·m-2，平均（23.35±3.11）kg·m-2。

另外選取同期無關(guān)節(jié)炎影像學(xué)表現(xiàn)的膝關(guān)節(jié)運動型損傷需手術(shù)治療的患者52例為對照組，其中男25例，女27例；年齡50～78歲，平均（64.88±5.90）歲；BMI 15.18～30.75 kg·m-2，平均（23.39±3.10）kg·m-2。2組在性別、年齡、BMI等方面比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05），具有可比性。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) 按照美國風(fēng)濕病學(xué)會（ACR）制定的KOA診斷標(biāo)準(zhǔn)［7］。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn) ①研究組符合上述診斷標(biāo)準(zhǔn)；②單側(cè)KOA；③對本研究知情同意。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn) ①由其他疾病所致的繼發(fā)性KOA患者；②伴有膝關(guān)節(jié)外傷及創(chuàng)傷史者；③伴有膝關(guān)節(jié)腫瘤、結(jié)核以及重度骨質(zhì)疏松者；④伴有嚴(yán)重心腦血管等內(nèi)科疾病及糖尿病者；⑤近半個月內(nèi)使用糖皮質(zhì)激素、抗炎等藥物治療者。

2 方 法

2.1 關(guān)節(jié)滑液收集 2組患者入院后，研究組行膝關(guān)節(jié)清理或關(guān)節(jié)置換手術(shù)時，抽取病側(cè)膝關(guān)節(jié)滑液，無需手術(shù)者行關(guān)節(jié)穿刺抽取關(guān)節(jié)滑液，抽取量2～3 mL。對照組行膝關(guān)節(jié)運動型損傷手術(shù)時抽取關(guān)節(jié)滑液2～3 mL。將收集到的關(guān)節(jié)滑液放入離心機(jī)以2500 r·min-1離心15 min，離心半徑10 cm，留取上清，置于-80 ℃保存。

2.2 IL-18水平檢測 取關(guān)節(jié)滑液，按照酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測試劑盒（北京索萊寶科技有限公司）說明書檢測患者關(guān)節(jié)滑液中IL-18水平。

2.3 X線片評估Kellgren-Lawrence（K-L）分級 研究組患者均于治療前行雙膝關(guān)節(jié)負(fù)重正側(cè)位X線檢查，根據(jù)K-L分級系統(tǒng)進(jìn)行評分和評定KOA病情嚴(yán)重程度。0級，正常；1級，關(guān)節(jié)間隙無狹窄，可疑骨贅；2級，輕度骨贅形成，關(guān)節(jié)間隙可疑狹窄；3級，關(guān)節(jié)間隙狹窄明顯，多個中等大小的骨贅形成，骨質(zhì)出現(xiàn)輕度硬化性改變及可疑的骨形態(tài)改變；4級，關(guān)節(jié)間隙明顯狹窄，伴大量骨贅形成，骨質(zhì)嚴(yán)重硬化改變及出現(xiàn)關(guān)節(jié)畸形。KOA患者至少一側(cè)膝關(guān)節(jié)K-L分級≥2級，且以嚴(yán)重一側(cè)膝關(guān)節(jié)K-L分級納入分析。X線片評估由本院經(jīng)驗豐富的影像學(xué)專家進(jìn)行。按K-L分級，2級及以下者為輕度KOA組，3級為中度KOA組，4級為重度KOA組。

2.4 OA癥狀評分 由同一位主任醫(yī)師采用西安大略和麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)（WOMAC）對患者癥狀嚴(yán)重程度進(jìn)行評分，包含3個項目：疼痛、僵硬、關(guān)節(jié)功能，評分越高表示患者癥狀越重。

2.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料符合正態(tài)分布以表示，多組間比較使用單因素分析，采用Pearson或Spearman進(jìn)行相關(guān)性分析；ROC曲線評價指標(biāo)對重度KOA的診斷價值。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 結(jié) 果

3.1 基線資料比較 多組間年齡、性別、BMI比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05）。輕度、中度及重度KOA組關(guān)節(jié)滑液IL-18水平均顯著高于對照組（P < 0.05）。隨著KOA病情程度的加重，關(guān)節(jié)滑液IL-18水平、疼痛評分、僵硬評分、肢體功能評分，以及WOMAC總分逐漸升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P < 0.05）。見表1、表2。

3.2 IL-18水平與KOA癥狀評分的相關(guān)性 關(guān)節(jié)滑液IL-18水平與疼痛評分、僵硬評分、肢體功能評分及WOMAC總分均呈正相關(guān)。見表3。

3.3 IL-18診斷KOA嚴(yán)重程度的效能 采用ROC曲線評估IL-18對病情的診斷效果，結(jié)果顯示，關(guān)節(jié)滑液IL-18水平診斷KOA嚴(yán)重程度的曲線下面積（AUC）為0.771，最佳截斷值為146.97，敏感性為90.28%，特異性為65.38%，提示關(guān)節(jié)滑液IL-18對診斷重度KOA具有一定的預(yù)測價值。見圖1。

4 討 論

KOA是臨床常見的骨關(guān)節(jié)疾病，近年來發(fā)病率逐漸升高，其中以中老年患者居多。本病致殘率高達(dá)53%，給患者的生活質(zhì)量造成嚴(yán)重影響［8］。目前的臨床療法均難以有效治愈或阻斷疾病的進(jìn)展，因此，早期診斷與治療對改善KOA患者的臨床結(jié)局具有重要價值。目前，KOA的病因尚未完全明確，諸多研究表明，KOA是發(fā)生于關(guān)節(jié)軟骨與滑膜之間的炎性疾病。關(guān)節(jié)軟骨在炎性因子的作用下被破壞后，可釋放組織碎片進(jìn)入關(guān)節(jié)滑液，刺激關(guān)節(jié)滑膜進(jìn)而導(dǎo)致滑膜炎發(fā)生。而滑膜炎可進(jìn)一步促進(jìn)炎癥因子的釋放，加劇關(guān)節(jié)軟骨降解，形成炎癥惡性循環(huán)［9-10］。因此，滑膜炎的發(fā)生被認(rèn)為是導(dǎo)致OA軟骨破壞以及病情進(jìn)展的關(guān)鍵因素，探討關(guān)節(jié)滑液的炎癥因子水平對早期診斷KOA具有重要意義。

近年來研究顯示，生物標(biāo)記物在OA的早期診斷、病情程度評估以及治療后藥物的有效性及安全性監(jiān)測方面具有重要的作用，且有可能成為診斷與判定用藥療效及預(yù)后的工具［11-12］。IL-18屬于白細(xì)胞介素1家族的主要成員之一，多由巨噬細(xì)胞分泌，也可由其他細(xì)胞如呼吸道上皮細(xì)胞、軟骨細(xì)胞等產(chǎn)生，可刺激Th1細(xì)胞產(chǎn)生γ干擾素，進(jìn)而誘導(dǎo)Th1型免疫反應(yīng)，故又被稱為γ干擾素誘生因子。既往研究顯示，IL-18在多種變態(tài)反應(yīng)性疾?。?3］、癌癥［3］、感染性疾?。?4］等中起重要的免疫調(diào)節(jié)作用。既往研究證實，IL-18可直接作用于關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞，抑制轉(zhuǎn)化生長因子-β1誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞的增殖使軟骨受損［15］。研究也顯示，IL-18對軟骨細(xì)胞有強(qiáng)烈的促炎及分解代謝作用，可通過促進(jìn)IL-1表達(dá)，刺激關(guān)節(jié)軟骨IL-6、環(huán)氧合酶-2、一氧化氮合酶等表達(dá)，誘導(dǎo)一氧化氮、前列腺素E2產(chǎn)生，進(jìn)而促使軟骨降解、破壞及滑膜炎癥等，誘導(dǎo)OA發(fā)生［16］。另外，IL-18還可促進(jìn)軟骨細(xì)胞及滑膜細(xì)胞中基質(zhì)金屬蛋白酶生成，從而抑制膠原和蛋白多糖合成，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)降解，抑制細(xì)胞生成，加速其凋亡，進(jìn)而加劇關(guān)節(jié)軟骨結(jié)構(gòu)破壞［17］。以上研究結(jié)果均說明，IL-18在OA的發(fā)生過程中扮演著重要角色。SHI等［18］研究顯示，KOA患者血清中IL-18水平增加，治療后顯著降低。有研究顯示，KOA患者關(guān)節(jié)液中的IL-18水平顯著高于正常對照組［19］。朱振標(biāo)等［20］研究證實，IL-18在KOA患者的關(guān)節(jié)液以及滑膜中表達(dá)水平顯著高于非KOA患者，且隨著KOA病情程度加劇，IL-18表達(dá)也增加。本研究結(jié)果顯示，與對照組比較，KOA患者關(guān)節(jié)滑液中IL-18顯著增加，且隨著KOA患者病情嚴(yán)重程度而增加，提示IL-18可能與KOA病情及其進(jìn)展有關(guān)，與既往研究相符。另外，本研究通過進(jìn)一步分析關(guān)節(jié)滑液中IL-18水平與KOA癥狀評分之間的相關(guān)性，結(jié)果顯示，KOA患者關(guān)節(jié)滑液中IL-18水平與疼痛評分、僵硬評分、肢體功能評分，以及WOMAC總分之間均呈顯著正相關(guān)，說明關(guān)節(jié)液中IL-18可能在KOA病程進(jìn)展中發(fā)揮重要作用，是反映KOA病變、病情嚴(yán)重程度及臨床癥狀的標(biāo)志物。此外，本研究采用ROC曲線探討關(guān)節(jié)滑液IL-18水平對KOA病情的診斷價值，結(jié)果顯示，IL-18診斷重度KOA的AUC為0.771，敏感性為90.28%，特異性為65.38%，說明對KOA病情具有一定的診斷價值，可能作為KOA患者病情進(jìn)展的診斷指標(biāo)。

綜上所述，關(guān)節(jié)滑液中IL-18水平與KOA病情嚴(yán)重程度具有顯著的正相關(guān)性，且對診斷KOA病情具有一定價值，可作為臨床監(jiān)測、診斷KOA的輔助標(biāo)志物，為KOA的早期診斷及治療提供一定的參考。然而，本研究也存在一定的局限性，如樣本量較小、疾病類型單一等，在一定程度上可能造成研究結(jié)果的偏頗，影響準(zhǔn)確性，因此，在后續(xù)的研究中會繼續(xù)開展更大樣本量的多中心研究，以獲取IL-18參與KOA進(jìn)展的更準(zhǔn)確結(jié)論。

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收稿日期：2022-11-01；修回日期：2022-12-15

基金項目：開封市科技發(fā)展計劃項目（2003028）

作者單位：河南大學(xué)第一附屬醫(yī)院，河南 開封 475001

通信作者：劉志剛