邹信明　占卫兵　范乃人

【摘要】 目的：探讨关节镜清理术治疗膝骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）对血清CTX-Ⅱ、COMP的影响，对比术前术后血清CTX-Ⅱ、COMP含量以了解患者术后膝关节软骨修复情况。方法：选取2013年1月-2015年6月本院行关节镜清理术的膝骨关节炎患者60例，根据ICRS分级方法按病情分为Ⅰ级组18例、Ⅱ级组23例、Ⅲ级组11例、Ⅳ级组8例。用ELISA法测定患者术前及术后1周、1个月、3个月血清CTX-Ⅱ和COMP含量，采用WOMAC评分评价患者术前术后膝关节功能。结果：不同分级患者关节镜清理术后1周、1个月、3个月WOMAC评分均较术前显著降低，差异均有统计学意义（P<0.01），各组患者术后1周血清CTX-Ⅱ和COMP含量与术前比较差异均无统计学意义，且各分级组间比较差异均无统计学意义（P>0.05）。各组患者血清CTX-Ⅱ、COMP含量于术后1个月、3个月较术前均显著降低，差异均有统计学意义（P<0.05）。软骨损伤程度Ⅳ级患者术后1个月、3个月的WOMAC总评分、血清CTX-Ⅱ、COMP含量均显著高于其他分级组，差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：膝骨关节炎患者的血清CTX-Ⅱ、COMP可作为关节镜清理术后膝关节软骨修复的评价指标，有助于对膝骨关节炎患者治疗预后进行评估。

【关键词】 Ⅱ型胶原羧基端端肽； 骨寡聚基质蛋白； 软骨修复； 膝骨关节炎； 关节镜清理术

The Variation and Clinical Significance of Serum CTX-Ⅱ and COMP in Knee Osteoarthritis Patients before and after Treatment with Arthroscopic Debridement/ZOU Xin-ming，ZHAN Wei-bing，FAN Nai-ren.//Medical Innovation of China，2016，13（09）：013-017

【Abstract】 Objective：To study the influence on serum CTX-Ⅱ and COMP of arthroscopic debridement in the treatment of knee osteoarthritis patients，and to evaluate the joint cartilage repairing progress via comparing the level of serum CTX-Ⅱ and COMP before and after operation.Method：Sixty patients with knee osteoarthritis who underwent arthroscopic debridement in our hospital from January 2013 to June 2015 were selected，they were divided into the four groups according to the ICRS grade，which includes 18 patients in the grade Ⅰ group，

23 patients in the grade Ⅱ group，11 patents in the grade Ⅲ group and 8 patients in the grade Ⅳ group.The serum CTX-Ⅱ and COMP of all patients were detected by ELISA before arthroscopic debridement operation and at

1 week，1 month and 3 months after the operation.Patients knee functions were evaluated by measurements of WOMAC score at the same time.Result：The WOMAC scores of patients in different groups all decreased at

1 week，1 month and 3 months after the operation than before operation，the differences were statistically significant（P<0.01）.One week after the operation，the serum CTX-Ⅱ and COMP of all groups had no significant differences with either which before the operation or which between different groups（P>0.05）.Compared with before operation，the serum CTX-Ⅱ and COMP of all four groups were significantly decreased at 1 month and 3 months after the operation，the differences were statistically significant（P<0.05）.The grade Ⅳ patients WOMAC scores，serum CTX-Ⅱ and COMP at 1 month and 3 months after the operation were significantly higher than the other groups，the differences were statistically significant（P<0.05）.Conclusion：The serum CTX-Ⅱ and COMP of knee osteoarthritis patients can be used as an evaluation indicator for the knee joint cartilage repairing progress and contribute，is conducive to assess the prognosis of knee osteoarthritis after treatment.

【Key words】 CTX-Ⅱ； COMP； Cartilage repairing； Knee osteoarthritis； Arthroscopic debridement

First-authors address：Yangchun Hospital of Traditional Chinese Medicine，Yangchun 529600，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.09.004

膝关节骨性关节炎是中老年人的常见病和多发病，软骨进行性破坏是其主要病理特征。在所研究的生物标志物中，Ⅱ型胶原羧基端端肽（C-terminal crosslinking telopeptide of type Ⅱ collagen，CTX-Ⅱ）是近年来研究热点，可反映膝关节软骨损伤，对关节软骨损伤程度评估具有特异性[1]。另一类非胶原蛋白，骨寡聚基质蛋白（Cartilage oligomeric matrix protein，COMP），可结合Ⅱ型胶原纤维，稳定关节软骨的胶原-纤维网络，是关节软骨细胞外基质的一种大分子[2]，与膝关节炎严重程度相关。关节镜清理术可改善早、中期膝骨关节炎患者症状，延缓关节软骨退变[3]。但清理术后对于关节软骨修复情况的评估研究较少，本研究通过检测患者膝关节镜清理术术前、术后不同时段血清CTX-Ⅱ、COMP含量及关节功能评分，尝试从生物标志物角度了解清理术后关节软骨修复情况。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2013年1月-2015年6月在本院住院的膝骨关节炎患者60例，其中男17例，女43例，平均年龄（48.76±5.67）岁，均行单侧膝关节镜清理术治疗，采用国际软骨修复协会（international cartilage repair society，ICRS）分级方法（Ⅰ级：浅表病变、裂隙和裂缝、软化；Ⅱ级：磨损，病变向下延伸，但小于50%的软骨深度；Ⅲ级：磨损，病变向下延伸大于50%的软骨深度，甚至到钙化层；Ⅳ级：缺损已到软骨下骨）进行分级[4]，其中Ⅰ级18例，Ⅱ级23例，Ⅲ级11例，Ⅳ级8例，依照不同分级将患者分为四组。四组患者的一般资料比较差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。所有患者均获得有效随访。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：（1）骨性关节炎患者。所有骨关节炎患者均采用骨关节炎诊治指南（2007年版）为诊断标准：①近1个月内反复膝关节疼痛；②X线片（站立或负重位）示关节间隙变窄、软骨下骨硬化和/或囊性变、关节缘骨赘形成；③关节液（至少2次）清亮、黏稠，WBC<2000个/mL；④中老年患者（≥40岁）；⑤晨僵≤3 min；⑥活动时有骨摩擦音感[5]；（2）治疗上采取关节镜清理术。排除标准：（1）感染性关节炎、类风湿性关节炎、痛风性关节炎等患者；（2）由膝关节外伤引起软骨损伤的患者；（3）术前评估不能手术患者；（4）治疗过程中接受其他方法治疗者及未完成整个试验过程患者。

1.3 治疗方法 关节镜下清理手术：患者平卧屈膝位。连续硬膜外麻醉。大腿根部上充气止血带，按膝部手术消毒铺防水铺巾，抬高后予驱血止血带充气，采用膝前内外标准入路。在关节镜下依次检查髌上囊、髌股关节、内侧间隙、髁间窝、外侧间隙、后外侧间隙、后内侧间隙等，检查与治疗同时进行，主要检查膝关节软骨退变程度、半月板退化及损伤、滑膜增生及炎性程度、游离体、骨赘形成及部位。在关节镜下酌情行软骨刨削成型，对于缺损已到软骨下骨的予以微骨折处理，增生滑膜刨削，去除关节内游离体、切除变性滑膜皱襞，切除破裂半月板或半月板成型，从而消除妨碍膝关节活动的机械因素，去除关节内不稳定的骨刺。术毕，缝合伤口，纱布、绷带自脚踝至大腿加压包扎。术后第2天即开始行主动被动功能锻炼。患者每日运用CPM机持续被动活动膝关节，2次/d，1 h/次；另外患者每天在床上行股四头肌锻炼，3次/d，每次主动锻炼30次。患者需行主动被动功能锻炼7 d。7 d后下地负重行走。

1.4 疗效判定标准 （1）膝关节功能评分：采用WOMAC评分对所有患者手术前及术后1周、1个月、3个月进行评估，记录膝关节功能、活动度、疼痛情况以及术后并发症的发生情况。（2）血清CTX-Ⅱ和COMP含量测定：于术前及术后1周、1个月、

3个月静脉采血，采用酶联免疫吸附试验法（ELISA）测定患者体内CTX-Ⅱ和COMP含量，试剂盒由武汉优尔生生物制品公司提供，测定步骤依试剂盒说明检测。

1.5 统计学处理 采用SPSS 19.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料以（x±s）表示，组间比较采用t检验和方差分析，等级资料采用秩和检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 四组患者手术前后WOMAC评分比较 不同ICRS分级患者术前评分比较差异有统计学意义（P<0.01），Ⅳ级患者WOMAC评分最高，为（52.75±8.53）分。不同分级的患者于术后1周、1个月、3个月的膝关节功能WOMAC评分较术前均明显改善，差异均有统计学意义（P<0.05），不同分级的患者术后1个月和3个月的膝关节功能评分中，Ⅳ级患者均为最高，差异均有统计学意义（P<0.05），但各分级患者术后1周的膝关节功能评分比较差异无统计学意义（P=0.234），见表1。

2.2 四组患者手术前后血清CTX-Ⅱ比较 不同分级患者术前血清CTX-Ⅱ比较差异有统计学意义（P<0.01），其中Ⅳ级患者血清CTX-Ⅱ含量最高，为（1114.13±116.51）pg/mL。但不同分级患者术后1周的血清CTX-Ⅱ含量比较差异无统计学意义（P>0.05），四组患者术后1个月和3个月的血清CTX-Ⅱ比较差异均有统计学意义（P<0.01），四组患者术后3个月的血清CTX-Ⅱ较术前均有不同程度下降，差异均有统计学意义（P<0.01），Ⅳ级患者血清CTX-Ⅱ含量仍最高，为（828.12±122.15）pg/mL，见表2。

2.3 四组患者手术前后血清COMP含量比较 术前Ⅳ级组患者血清COMP含量高于其他组，差异有统计学意义（P<0.01）。不同组别患者术后1周血清COMP含量比较差异无统计学意义（P>0.05），各组患者术后1个月和3个月的血清COMP含量较术前均有不同程度下降，差异均有统计学意义（P<0.01），且组间比较差异均有统计学意义（P<0.01），Ⅳ级患者血清COMP含量均为最高，分别为（459.13±69.18）pg/mL和（422.63±64.94）pg/mL，见表3。

3 讨论

软骨在超负荷情况下变薄和破裂是膝骨关节炎软骨的病理改变[6]。其中，关节软骨细胞功能改变和Ⅱ型胶原总量的丢失是软骨退变的主要原因[7-8]。对于软骨退变程度往往难以评估，关节镜检查可在直视下了解软骨破坏，但是创伤较大。软骨细胞的生物标记物已经被认为与软骨破坏情况相关。软骨破坏后软骨基质成分流失，代谢产物进入血液当中导致血清CTX-Ⅱ和COMP含量升高[9]。因此，本研究在关节镜清理治疗膝关节炎后，通过检测患者血清CTX-Ⅱ和COMP含量与膝关节功能的综合评估，了解其关节软骨修复情况及预后情况。

本研究中分别于术前及术后1周、1个月、3个月检测患者血清CTX-Ⅱ、COMP含量，结果显示其血清CTX-Ⅱ、COMP含量与膝关节软骨破坏程度级别相关，术中关节镜下评估为Ⅳ级患者，术前血清CTX-Ⅱ、COMP含量均高于其他组别。但是术后1周的评估当中，无论是血清CTX-Ⅱ或COMP含量，四组之间差异均无统计学意义，这可能因为CTX-Ⅱ、COMP含量不但与软骨有关，滑膜细胞也可分泌[10]，同时关节镜清理手术本身对关节软骨、滑膜的清理修整可导致CTX-Ⅱ、COMP释放入血液。术后1个月和3个月之间患者血清CTX-Ⅱ、

COMP含量较为平稳，四组不同级别患者血清CTX-Ⅱ、COMP含量均较术前降低，同时关节功能改善，显示关节清理术后，因关节内关节软骨、半月板、滑膜、游离体、骨赘得到清理修整，关节从结构和内环境均获得改善，关节镜清理术可对早中期的关节炎、分级较低的患者起到消肿、止痛及改善关节功能的作用，使软骨退变延缓[11]，因此患者血清CTX-Ⅱ、COMP含量均较术前降低，但高于Tang等[12] 研究中正常人血清CTX-Ⅱ、COMP含量。根据本研究数据显示，关节功能WOMAC评分情况与血清CTX-Ⅱ、COMP含量趋势相接近，在一定程度上表明，血清CTX-Ⅱ、COMP含量与膝关节功能相关。因不同级别软骨损伤患者术后软骨修复情况的差异性[13]，研究数据显示术后不同级别患者血清CTX-Ⅱ、COMP含量也有明显差异，Ⅳ级组无论是关节功能的WOMAC评分或术后血清CTX-Ⅱ、COMP含量均提示其关节软骨修复情况较差。

本研究中不同损伤级别组WOMAC评分和血清CTX-Ⅱ、COMP含量数据趋势的变化基本一致，可以提示生物标记物CTX-Ⅱ和COMP与膝关节骨关节炎的病情严重程度有一定的相关性。长期监测CTX-Ⅱ和COMP变化可作为临床评估软骨预后的指标[14]。Otterness等[15]在研究中将COMP与其他标志物联合应用，使骨关节炎的诊断率达到90%。多个生物标记物同时评估关节损伤比单个标记物更有意义[16]，对于关节软骨损伤预后的判断，同时使用CTX-Ⅱ和COMP两个生物标志物进行多时段评估是一个有效可行的办法。

综上所述，骨关节炎患者血清CTX-Ⅱ和COMP两种生物标记物是评价膝关节软骨损伤的有效指标，结合术前术后比较患者血清CTX-Ⅱ、COMP含量，对于软骨修复情况具有较好的临评估价值，值得临床应用推广。本研究仍有不足，即临床样本较少，未能加入正常人血清生物标记物进行直接对照，仍有待进一步深入研究。

参考文献

[1] Sarukawa J，Takahashi M，Doi M，et al.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.

[2] Acharya C，Yik J H，Kishore A，et al.Cartilage oligomeric matrix protein and its binding partners in the cartilage extracellular matrix：interaction， regulation and role in chondrogenesis[J].Matrix Biol，2014，7（37）：102-111.

[3]李林忠.补肾活血中药结合关节镜治疗膝骨关节炎的临床研究[J].中国医学创新，2014，11（19）：49-52.

[4] Mainil-Varlet P，Aigner T，Brittberg M，et al.Histological assessment of cartilage repair：a report by the Histology Endpoint Committee of the International Cartilage Repair Society（ICRS）[J].

J Bone Joint Surg Am，2003，85-A Suppl 2（1）：45-57.

[5]中华医学会骨科学分会.骨关节炎诊治指南（2007年版）[J].中国矫形外科杂志（电子版），2008，36（1）：287-291.

[6]沈士浩，李雪萍.应力负荷与关节软骨损伤[J].中国康复医学杂志，2013，28（5）：476-478.

[7]王学宗，高宁阳，刘婷.软骨标志物CTX-Ⅱ在骨关节炎中的应用[J].中国骨伤，2013，26（3）：260-262.

[8] Garnero P，Rousseau J C，Delmas P D.Molecular basisand clinical use of biochemical markers of bone，cartilage，and synovium in joint diseases[J].Arthritis Rheum，2000，43（5）：953-968.

[9]李正南，卫小春，张志强，等.膝关节液中生物学标记物Ⅱ型胶原羧基端端肽的检测及临床意义[J].中华关节外科杂志（电子版），2008，2（2）：45-49.

[10] Ahrman E，Lorenzo P，Holmgren K，et al.Novel cartilage oligomeric matrix protein（COMP） neoepitopes identified in synovial fluids from patients with joint diseases using affinity chromatography and mass spectrometry[J].J Biol Chem，2014，289（30）：20 908-20 916.

[11]林桦楠，陈海鹏.膝关节骨性关节炎关节镜术后注射玻璃酸钠的临床研究[J].中国医学创新，2013，10（3）：8-9.

[12] Tang X，Zhou Z，Shen B，et al.Serum levels of TNF-α，IL-1β，COMP，and CTX-Ⅱ in patients with Kashin-Beck disease in Sichuan，China[J].Rheumatol Int，2012，32（11）：3503-3509.

[13] Sun L，Reagan M R，Kaplan D L.Role of cartilage forming cells in regenerative medicine for cartilage repair[J].Orthop Res Rev，2010，2010（2）：85-94.

[14] Gungen G O，Ardic F，Findikoglu G，et al.Effect of mud compress therapy on cartilage destruction detected by CTX-Ⅱ in patients with knee osteoarthritis[J].J Back Musculoskelet Rehabil，2015，9（6）：24.

[15] Otterness I G，Swindell A C，Zimmerer R O，et al.An analysis of 14 molecular markers for monitoring osteoarthritis：segregation of the markers into clusters and distinguishing osteoarthritis at baseline[J].Osteoarthritis Cartilage，2000，8（3）：180-185.

[16] Jansen N W，Roosendaal G，Lundin B，et al.The combination of the biomarkers urinary C-terminal telopeptide of type Ⅱ collagen，serum cartilage oligomeric matrix protein，and serum chondroitin sulfate 846 reflects cartilage damage in hemophilic arthropathy[J].Arthritis Rheum，2009，60（1）：290-298.

（收稿日期：2015-10-09） （本文编辑：欧丽）