软骨标志物CTX-Ⅱ在骨关节炎中的应用

骨关节炎(osteoarthnitis,OA)是中老年人群中常见的一种慢性退行性关节疾病，其主要病理环节在关节软骨，软骨退变和损伤可加速产生，引起关节疼痛及功能障碍早期对骨关节病变患者的关节软骨合成与降解进行检测，可及时反映关节软骨代谢状态，了解关节软骨退变和损伤程度进而间接揭病情。因此，有学者提出要重视OA的早期诊断和防治。近年来关节软骨标志物Ⅱ型胶原羟基端交联肽(C—termima1crosshnkingtelopeptideoftypeⅡco1lagcn,CTX-Ⅱ)的相关研究十分活跃。研究证实CTⅩ-Ⅱ水平可作为骨关节炎病情评估的有用指标,且呈现许多新的特点。本文主要就CTⅩ-Ⅱ的生理特点,CTⅩ-Ⅱ与关节软骨损伤和退变的关系及CTX-Ⅱ在OA中的应用进行综述。1软骨标志物CTX-Ⅱ的特点关节软骨是由软骨细胞及细胞外基质构成的一种无血管、神经、淋巴组织分布的结缔组织。基质包括胶原和蛋白多糖两种相互作用物质,关节软骨的胶原纤维主要由Ⅱ型胶原组成。Ⅱ型胶原合成的产物包括:Ⅱ型前胶原羧基端前肽(C-propeptideoftypeⅡproco⒒agen,PIICP)禾口ⅡA型前胶原氨基端前肽(Nplclpepude。f″peⅡAuocollagen,PIIANP);降解产物主要包括CTX-Ⅱ、Ⅱ型螺旋片段(HehxⅡ、Co112-l)和新表位(C2C、C1,2C、TIINE)等D]。软骨标志物CTⅩ—Ⅱ由Eyre等旧119汐年于牛软骨研究屮首次发现,为共价键组成的三螺旋片段,可在组织蛋白酶作用下产生小分子多肽。交联肽(CTⅩ-Ⅱ)完仝来自成熟的结构胶原,即不是新合成的,并以小肽形式全部进人尿液阳。EKGPDP小肽或Ca⒒ilaps来自CTX-Ⅱ的中间区域,是蛋白降解产生的6个氨基酸序列的线性表位,只存在于Ⅱ型胶原中,其他胶原或结构蛋白则无。因此,通过酶联免疫吸附试验法(ELISA)检测尿液、血清或关节液中Cari1aps可以了解CTⅩ-Ⅱ的浓度,间接反映关节软骨损伤和退变及OA患者病情。2CTX-Ⅱ与关节软骨损伤和退变CTⅩ-Ⅱ可以检测关节软骨的损伤和退变,间接反映关节软骨的病理变化。2.1CTⅩ-Ⅱ与膝关节软骨李昊等阝]采用ELISA法对患者血清中CTⅩ-Ⅱ含量进行检测,并在关节镜下利用Outcr~bhdgc法对膝关节软骨损伤程度进行评价。研究发现OA组血清CTⅩ-Ⅱ含量均高于非OA组与正常组。且膝关节疾病患者CTX-Ⅱ含量与软骨损伤评分呈正相关。进而证实,血清中CrⅨ~Ⅱ含量是综合反映膝关节软骨损伤累计程度的生物标志物,其含量在早期软骨损伤诊断方面有重要意义,可提示软骨有损伤的危险因素。亦有研究证实,膝关节软骨缺损严重性与尿CTⅩ—Ⅱ水平有明显的联系lh|,CTX-Ⅱ水平是预测关节受损的重要标志物,并可成为预测膝OA严重忤的重要标志物。还有研究表明,提高基线CTⅩ-Ⅱ预测软骨丢失与用MRI证实软骨丢失每年增加31%结果相当。李正南等㈨认为膝关节液CTX-Ⅱ含量可作为生物标记物反映关节软骨损伤累计程度外,在一定程度上还可反映关节滑膜炎程度;膝关节液CTX-Ⅱ含量升高提示滑膜炎程度较重。而CharniBen等:lbl认为,由于不同的酶通路,CTX-Ⅱ仅能部分反映总软骨退变。2.2CTⅩ-Ⅱ与椎间盘退变及0A对比研究Garnero等u研究发现,椎间隙狭窄、膝OA、临床手OA患者的尿液中CTⅩ—Ⅱ水平比无椎间隙狭窄、放射学膝OA、临床手OA患者高⒛%,并认为在分析CTⅩ-Ⅱ的水平与膝、髋、手OA研究中,早期患者的椎间盘变性应得到评估。国内一项病例回顾性分析显示11:,椎间盘退变患者及OA患者尿中CTⅩ-Ⅱ水平均有升高,且CTⅩ-Ⅱ与椎间盘退变及OA具有正相关性,但椎间盘退变组和OA组CTX-Ⅱ水平相比,差异无统计学意义cNielsen等:191通过损伤诱导大鼠OA后的血CTX-Ⅱ的升高,认为CTX-Ⅱ可作为软骨损伤的定量评估。以L说明在外周循环尿液、血液及局部关节液中CTⅩ-Ⅱ水平能够反映病灶区产生的CTX-Ⅱ水平,CTX-Ⅱ与关节软骨损伤和退变具有一定的一致性,可评估OA患者软骨损伤和退变的降解。3CTX-Ⅱ在0A中的应用CTⅩ-Ⅱ可反映关节软骨的变化,是其在OA中应用的基础。通过对文献的梳理,笔者发现CTⅩ-Ⅱ对0A的作用主要呈现在病情评估和药物疗效监测方面。3.1病情评估3.1.1OA的诊断日本一项研究通过尿液检测,摄站立位X线片和(Kellgrenc△ndLawlence,Κ-L)分级研究发现,非OA受试者硐刀9岁组女性CTⅩ-Ⅱ值明显比40-~。^9岁组的值高。OA(3、4级)60岁以上男女受试者中,CTⅩ-Ⅱ值明显比0、1级组和2级组的值高。同时,CTX-Ⅱ值变化能反映OA过程[⒛]。№wers等㈨发现软骨寡聚基质蛋白(ca⒒nage。ligome五cmat五xprotein,COMP)和CTⅩ-Ⅱ的增加与膝OA的严重性及僵硬有关,说明CTⅩ-Ⅱ可预测膝OA严重性及僵硬程度c此外,髋疼痛和CTⅩ-Ⅱ有显著的联系(P00O95)。关节损伤的Ⅹ线征象及关节腔宽度和CTⅩ-Ⅱ有联系(P=0007)。这提示CTX-Ⅱ与OA的症状和关节受损有最明确的联系。有研究得出与以上不同结果和观点。尿CTⅩ-Ⅱ的水平在膝痛中增高(P=0Oz+),但调整体重指数(bodymassindex,BMI)和骨赘后,CTⅩ-Ⅱ的增高与膝痛无显著性。3.1.2髋膝OA进展的预测研究发现⒉|,尿CTX-Ⅱ的水平升高与髋部Ⅹ线关节间隙降低有显著相关性,且快速进展的OA患者尿CTⅩ-Ⅱ平均水平明显比缓慢进展0A患者增高明显,这表明CTⅩ-Ⅱ是髋OA快速进展患者关节损害的高危险囚子。随后,在北美及欧洲2鲳3名患有内侧膝OA受试者参加为期⒉个月的研究中,通过检测I型胶原氨基端交联焉太(N-terminalcro“hnkingte1opeptideoftypeIco11agen,NTⅩ-I)、CTⅩ-Ⅱ的水平及摄Ⅹ线片,6个月时二膦酸盐能产生剂量依赖的CTX-Ⅱ减少,且CTⅩ-Ⅱ回至低水平的患者比基线和6个月时CTⅩ-Ⅱ增加的患者⒛个月时有较低放射学风险,这提示CTX-Ⅱ检测可鉴别缓慢进展的患者Ⅱ。另一项研究表明,处于最高4分位数CTⅩ—Ⅱ水平的受试者分别增加⒎4倍和5倍罹患髋和膝关节放射学骨关节炎(radiographicosteoa⒒h五tis,ROA)进展的风险，因此,CTX-Ⅱ和髋膝ROA的患病率及进展都有显著相关性,并得到Dallaghin等刀随访研究的证实。除脊柱椎间盘退变外,其余关节部位的ROA与CTX—Ⅱ都有独立的联系,可代表大多数ROA患者关节部位软骨异常的总积分,即使多部位OA,尿CTX-Ⅱ也可以成为ROA的敏感定量标志物。然而,Mazzuca等⒓9j认为CTⅩ-Ⅱ的水平不能将有进展性的ROA或有症状性的膝OA受试者区分开。因此,尿CTⅩ—Ⅱ的浓度不是OA进展有用的生物学指标。3.2药物治疗效果监测Christgau等对口服硫酸氨基葡萄糖治疗12个月的患者研究发现,CTⅩ—Ⅱ显著下降,表明测量尿CTⅩ—Ⅱ可反映软骨的转换,也是识别治疗OA患者敏感的改善结构药。口服降钙素治疗膝OA随机对照双盲试验中,1mg降钙素组显著减少CTⅩ-Ⅱ,C2C及MMP13水平。因此,Mmiccltl⒒等田J认为口服1mg降钙素是治疗膝OA的有效药物。此外,CTⅩ-Ⅱ还用于硫酸软骨素的疗效分析:幻c以上说明CTⅩ-Ⅱ水平在提示OA过程、反映OA诊断、鉴别和预测髋膝OA患者病情发展及检测药物对软骨降解的治疗效果方面起着一定的作用,但其应用仍有部分争议。4软骨标志物CTX-Ⅱ的应用特点OA的发病与软骨退变、骨质和滑膜增生、软骨下骨硬化、肌肉萎缩等病理因素有关,同时CTⅩ-Ⅱ仅为软骨降解标志物之一,因此,CTⅩ-Ⅱ和其他标志物一样,需注意其检测和应用特点。4.1OA早期诊断王丽华等通过T2毒素诱导的大鼠关节软骨损伤实验研究显示,CTX-Ⅱ在关节软骨损伤早期反映敏感(3个月),可作为早期生物标志物。⒌mkawa等也主张尿CTX-Ⅱ作为OA早期诊断的有用标志物,并得到临床应用的支持:铡。4.2生物学标志物的联合应用OA的形成受众多囚素的影响,单一检测CTⅩ-Ⅱ不能准确、全面地旱期诊断并预测OA病情进展,常需联合其他标记物或检查方法检测OA病变。实际应用中CTX-Ⅱ常伴有多种指标联合检测。如通过膝OA患者的软骨合成及退变解偶联指数(CTⅩ-ⅡZ得分PⅡANPZ得分),产生平均Z得分及通过检测血清PⅡANP和尿CTⅩ-Ⅱ研究左J见:PⅡANP禾uCTⅩ-Ⅱ标志物联合检测,对鉴别快速进展关节损伤的高危膝OA患者有用35∷。此外,Ma五eres等3旬也认为联合测量尿CTⅩ-Ⅱ及血清透明质酸(hyalur。nicacⅡ,HA)是预测髋关节结构破坏进展的新指标c5展望随着对CTX-Ⅱ研究的不断深人,其应用主要体现在以下3方面:①监测关节软骨的损伤和退变,反映软骨的病理变化;CTⅩ-Ⅱ的水平与关节软骨降解呈止相关,软骨病理改变早于临床症状。②诊断和预测OA患者病情,CTⅩ-Ⅱ主要与ROA进展有关,叮作为筛选髋膝OA有用的高危险因子。③监测药物治疗OA的效果。CTXⅡ在OA中使用需注意2个基本原则:①0A旱期患者;②CTⅩ-Ⅱ常联合其他生物学标志物-起检测,如软骨合成指标PⅡANP队35∶、滑膜代谢指标HA∶、COMP∶⒉2π以及骨转化指标NTⅩ-I2095^“|和I型胶原羧基端交联肽(C-terrninalcrosshnkingteIopeptideoftypeIco11agen,CTⅩ-I):等,以便更准确的反映0A病变。研究提示,OA中CTⅩ-Ⅱ与其他标志物检测间尚缺乏最优联合,且标志物检测间尚有部分重叠,说明CTⅩ-Ⅱ的敏感忤不高。同时CTX-Ⅱ主要是与软骨损伤有关还是与软骨退变有关,尚不明晰。CTⅩ-Ⅱ的研究主要綦于RoA的K-L分级,大部分研究无健康个体对照评估,使CTX-Ⅱ的诊断准确度降低。日前CTⅩ-Ⅱ常采用ELIsA法对尿液及血清检测,其检测水平易受自身免疫性疾病如类风湿性关节炎、年龄等因素的影响,且CTⅩ—Ⅱ应用尚缺乏OA诊断值支持。CTⅩ-Ⅱ和MRI联合检测及定量检测:为其在OA中应用提供r一种新的思路c综上,CD←Ⅱ虽然参与了关节软骨退变及OA的形成,但CTⅩ-Ⅱ对OA的早期诊断、预测髋膝OA进展、评价药物治疗效果的作用尚待完善。囚此,软骨标志物CTX-Ⅱ的检测结果具体临床指导意义还需进一步研究。参考文献朱振安. 重视膝关节骨关节炎的早期防治[J].中国骨伤,2010,(12):887-889.doi:10.3969/j.issn.1003-0034.2010.12.001.曹月龙,石印玉,张戈. 兔骨关节炎关节软骨含水率随时间变化的实验研究[J].中华风湿病学杂志,2001,(05):332-333.doi:10.3760/j:issn:1007-7480.2001.05.022.Sarukawa J,Takahashi M,Doi M. 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