肾气亏虚型OA未病临床诊断试验的初步研究❋

宋庆慧，王金洪，何丽清，杨丽平，朱 嘉，李 莉，马 渊，孔焕宇,张万强△

(1.中国中医科学院望京医院，北京 100102;2.朝阳区八里庄社区卫生服务中心,北京 100025)

骨性关节炎(osteoarthritis，OA)是发病率较高的中老年慢性病，目前临床上的诊断方法仅在关节软骨破坏严重时才能发现病情，使患者错过最佳诊疗时机。因此，探究有效、便捷的检查手段以检测早期OA的变化，对有效防治OA具有重要意义。

中医理论认为，肝肾亏虚是OA病变的根本,风寒湿痰瘀痹阻经络为标。现代研究表明，中医肾虚[1]可在诸多方面影响骨性关节炎的发病。本课题第一部分中医证型的研究[2]也证实，肾气亏虚型OA患者所占比例较高。

Ⅱ型胶原C-端肽(C terminal propeptide of collagen type II，CTX-Ⅱ)和软骨寡聚基质蛋白 (cartilage oligomeric matrix protein，COMP) 水平可反映关节软骨降解破坏程度[3～5]。因此本研究采用ELISA方法测定OA患者、类风湿关节炎患者及同期确诊健康人尿液中CTX-Ⅱ和血清中COMP水平，探讨CTX-Ⅱ和COMP在骨关节炎早期诊断中的作用及其临床意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料

研究对象为2010年3月至2010年5月在望京医院门诊就诊的膝骨关节炎、类风湿关节炎患者及同期确诊的健康人。骨关节炎及类风湿关节炎患者年龄45～60岁，平均年龄(52.18±4.02)岁；健康人群年龄30～50岁，平均年龄(42.22±3.43)岁，所有研究对象均为女性。将研究对象分为肾气亏虚型OA已病组、肾气亏虚型OA未病组、类风湿关节炎组、健康人群组与肾气亏虚型亚健康人群组，每组30人共150人。

1.2 诊断标准

1.2.1 膝骨关节炎诊断标准 膝骨关节炎诊断标准参照《中药新药临床研究指导原则》[6]膝骨关节炎临床标准；膝骨关节炎放射学检查(Lawrence法)分级。

1.2.2 类风湿关节炎 诊断标准参照1987年美国风湿病学会类风湿关节炎诊断标准[7]。

1.2.3 中医肾气亏虚型证候诊断标准主症：腰膝冷痛，神疲乏力，腰脊疼痛，腰部沉重，腰酸。次症：面暗，胸闷，心悸，气短，口干渴。

1.2.4 分级 1)OA未病：①符合膝骨关节炎诊断标准；②膝骨关节炎放射学检查(Lawrence法)分级为Ⅰ级。2)OA已病：①符合膝骨关节炎诊断标准；②膝骨关节炎放射学检查(Lawrence法)分级为Ⅱ级以上含Ⅱ级。

1.3 纳入标准

1.3.1 肾气亏虚型OA已病组 符合OA诊断标准且OA放射学(Lawrence法)分级为Ⅱ级以上含Ⅱ级；符合中医肾气亏虚型证候诊断标准。

1.3.2 肾气亏虚型OA未病组 符合OA诊断标准且OA放射学(Lawrence法)分级为Ⅰ级；Ⅱ级以下不含Ⅱ级；符合中医肾气亏虚型证候诊断标准。

1.3.3 类风湿关节炎组 符合类风湿关节炎诊断标准。

1.3.4 健康人群组 经诊断未患OA且未患类风湿关节炎者；未见有肾气亏虚中医证候者。

1.3.5 肾气亏虚型亚健康人群组 经诊断未患OA且未患类风湿关节炎者；有肾气亏虚中医证候者。

1.4 排除标准

并发症影响到关节者，如牛皮癣、梅毒性神经病、褐黄病、 代谢性骨病、急性创伤等；患有心血管、脑血管、胃、肝、肾、造血系统、内分泌系统等严重原发性疾病及精神病患者；患有其他风湿病如系统性红斑狼疮、干燥综合征、强直性脊柱炎、痛风性关节炎病史者。

1.5 检测指标与方法

ELISA法测定血清中COMP水平,试剂为瑞典AB公司生产的COMP ELISA(lot:161505)试剂盒；尿中CTXI-Ⅱ水平,试剂为美国IDS公司生产的CTX-Ⅱ ELISA(lot:11318)试剂盒。

1.6 统计学方法

2 结果

2.1 各组CTX-Ⅱ比较(表1)

2.2 各组COMP比较(表2)

2.3 诊断试验性能评价

2.3.1 CTX-Ⅱ水平诊断肾气亏虚型OA未病的结果及评价 表3图1显示，①ROC曲线下面积AUC=0.648,P=0.0392，临界值为0.431；②准确性评价指标：敏感度55.17%，其95%可信区间为35.7～73.6；特异度71.87%，其95%的可信区间为53.3～86.3；假阴性率(漏诊率)44.83%，假阳性率(误诊率)28.13%；③有效性评价指标：阳性似然比(+LR)1.96，阴性似然比(-LR)0.62，阳性预测值(+PV)64.0，阴性预测值(-PV)63.9；④可靠性评价指标：标准差0.178，变异系数39.21%。

表1 各组CTX-Ⅱ比较

注：与健康人群组比较：*P<0.05

表2 各组COMP比较

注：与健康人群组比较：**P<0.01

表3 CTX-Ⅱ水平诊断肾气亏虚型OA未病的诊断检测结果

图1 CTX-Ⅱ水平诊断肾气亏虚型OA未病的ROC曲线

2.3.2 CTX-Ⅱ水平诊断肾气亏虚型OA已病的结果及评价 表4图2显示，①ROC曲线下面积AUC=0.689,P=0.0048,临界值为0.321；②准确性指标：敏感度87.50%，其95%可信区间为71.0～96.5；特异度50%，其95%的可信区间为31.9～68.1；假阴性率(漏诊率)12.50%,假阳性率(误诊率)50%；③有效性指标：阳性似然比(+LR)1.75，阴性似然比(-LR)0.25；阳性预测值(+PV)63.6,阴性预测值(-PV)80.0；④可靠性评价指标：标准差0.128,变异系数26.95%。

表4 CTX-Ⅱ水平诊断肾气亏虚型OA已病的检测结果

图2 CTX-Ⅱ水平诊断肾气亏虚型OA已病的ROC曲线

2.3.3 COMP水平诊断肾气亏虚型OA未病的结果及评价 表5图3显示，①ROC曲线下面积AUC=0.927，P<0.0001，临界值为0.115；②准确性指标：敏感度95%，其95%可信区间为75.1～99.9；特异度80%，其95%的可信区间为56.3～94.3；假阴性率(漏诊率)5%，假阳性率(误诊率)20%；③有效性指标：阳性似然比(+LR)4.75，阴性似然比(-LR)0.063，阳性预测值(+PV)82.6，阴性预测值(-PV)94.1；④可靠性评价指标：标准差0.015，变异系数11.19%。

表5 COMP水平诊断肾气亏虚型OA未病的检测结果

图3 COMP水平诊断肾气亏虚型OA未病的ROC曲线

2.3.4 COMP水平诊断肾气亏虚型OA已病的结果及评价 表6图4显示，①ROC曲线下面积AUC=0.962，P<0.0001，临界值为0.12；②准确性指标：敏感度95%，其95%可信区间为75.1～99.9；特异度85%，其95%可信区间为62.1～96.8；假阴性率(漏诊率)5%，假阳性率(误诊率)15%；③有效性指标：阳性似然比(+LR)6.33，阴性似然比(-LR)0.059，阳性预测值(+PV)86.4，阴性预测值(-PV)94.4；④可靠性评价指标：标准差0.028，变异系数18.67%。

表6 COMP水平诊断肾气亏虚型OA已病的检测结果

图4 COMP水平诊断肾气亏虚型OA已病的ROC曲线

4 讨论

腰野富久等[8]按骨关节炎进程分为早中晚3期，其中早期骨关节炎的X线为1级，中期骨关节炎的X线为2～3级，晚期骨关节炎的X线为4～5级。经长期随访观察发现，1级阶段软骨磨损的发展比较缓慢, 2级阶段伴有内外翻畸形明显加重时发展十分迅速, 并出现骨质的破坏。因此，应在软骨出现显著退变之前或者在X线有变化之前找到能早期诊断的方法来提高疗效。这也符合 “无病重防、欲病防作、既病防变及病愈防复”的“未病”中医理论。

Ⅱ型胶原是关节软骨的主要结构成分,占胶原总量的80%～90%。OA发生时,Ⅱ型胶原降解代谢加快,在蛋白酶的作用下,Ⅱ型胶原首先裂解产生C-端肽,即为CTX- Ⅱ。Jordan等[9]在研究176名OA患者尿液中CTX-Ⅱ与其膝关节影像学改变关系中发现，在胫骨平台和髌股骨面严重退变过程中，CTX-Ⅱ明显升高。Reijman等[10]发现，OA患者尿液中的CTX-Ⅱ水平升高还与软骨的快速破坏相关联，这提示尿液中CTX-Ⅱ水平越高，OA的发病危险越大，疾病进展的可能性也越大。

本研究证实，OA早期CTX-Ⅱ水平就明显升高，且随着OA的不断加重，CTX-II含量也不断增高，这也与Wagner 等研究一致[11]。本实验检测CTX-Ⅱ水平方法的筛检评价说明，采用CTX-Ⅱ水平评价肾气亏虚型OA准确度一般，有效性一般，可靠性好。

COMP最先发现于软骨，它与Ⅱ型胶原相结合，在软骨组织胶原网中起稳定作用[12]。血清中的COMP水平与关节炎的严重程度密切相关，与关节疼痛和僵硬程度有关,且与OA的影像学进展呈正相关[14-16]。COMP水平在一种Ⅱ型前胶原基因COL2A1突变引起的家族性OA患者体内升高，其浓度变化与OA进展完全一致[17]。在对转基因小鼠进行的动物实验中也发现,COMPmRNA表达上调与COMP蛋白重新分布,是OA病程中关节软骨退行性变早期阶段的特征性改变[18]。Huebner等[19]对豚鼠的研究发现，有骨关节炎倾向的关节液中COMP变化较软骨组织学损伤改变要早2个月左右。

本研究发现，早期OA就可见COMP明显升高，但COMP不能将早期OA与类风湿关节炎患者区分开,可以与OA后期区分开。本实验检测COMP水平方法筛检评价说明，采用COMP水平评价OA准确度好，有效性好，可靠性好。

只靠检测CTX-Ⅱ或COMP水平不能全面反映关节软骨退变的生物学过程，需要结合多种生物学标记物检测才能更准确地早期诊断OA及预测病情进展[20-21]。故CTX-Ⅱ和COMP作为辅助检查用于早期诊断OA时，需紧密结合临床及其他检查方法,并排除其他疾病,才能做出更正确的诊断。

[1] 李勇枝. 中医肾虚证研究进展[J]. 中国中医基础医学杂志,1996,2(4):56-60.

[2] 何丽清，闫立，杨涛，等.586 例膝骨关节炎中医证型聚类分析及与中医体质的关系[J]. 辽宁中医药大学学报,2012，14(7):52-55.

[3] Larsson E，Erlandsson Harris H，Larsson A，et al．Corticosteroid treatment of experimental arthritis retards cartilage destruction as determined by histology and serum COMP[J]．Rheumatology(Oxford)，2004，43(4)：428 -434．

[4] Dam EB, Byrjalsen I, Karsdal MA, Qvist P,et al.Increased urinary excretion of C-telopeptides of type II collagen (CTX-II) predicts cartilage loss over 21 months by MRI[J]. Osteoarthritis Cartilage, 2009, 17(3): 384-389.

[5] 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．

[6] 郑筱萸．中药新药临床研究指导原则[S]．北京：中国医药科技出版社，2062：364．

[7] Arnett FC, Edworthy SM, Bloch DA, et al. The American Rheumatism Association 1987 revised criteria for the classifiration of rheumatoid arthritis[J]. Arthritis Rheum, 1988, 31(3): 315-324.

[8] 腰野富久.变形性膝关节症病因、诊断与治疗[J].整形外科，1992，43(11):1629.

[9] Jordan KM，Syddall HE，Garnero P，et al．Urinary CTX-Ⅱand glucosyl-galactosyl- pyridinoline are associated with the presence and severity of radiographic knee osteoarthritis in men[J]．Ann Rheum Dis，2006，65(7):871-877．

[10] Reijman M，Hazes JM，Bierma-Zeinstra SM，et al．A new marker for osteoarthritis:cross-sectional and longitudinal approach[J]．Arthritis Rheum，2004，50(8):2471-2478．

[11] Wagner S,Hofstetter W,Chiquet M,et al.Early osteoarthritic changes of human femoral head cartilage subsequent to femoro-acetabular impingement[J].Osteoarthritis and Cartilage,2003,11(7):508-518.

[12] Hedbom E，Antonsson P，Hjerpe A，et al．Cartilage matrix proteins．An acidic oligomeric protein(COMP)detected only in cartilage[J].J Biol Chem，1992，267(9)：6132-6136．

[13] Sowers MF，Karvonen-Gutierrez CA，Yosef M，et al．Longitudinal changes of serum COMP and urinary CTX-Ⅱ predict X-ray defined knee osteoarthritis severity and stiffness in women[J]．Osteoarthritis Cartilage，2009，17(12)：1609-1614．

[14] Marti C,Neidhart M,Gerber T,et al.Cartilage oligomeric matrix protein(COMP):the role of a non-collagen cartilage matrix protein as a marker of disease activity and joint destruction in patients with rheumatoid arthritis and osteoarthritis[J].Z Rheumatol,1999,58(2):79-87.

[15] Vilim V,Olejarova M,Machacek S,et al.Serum levels of cartilage oligomeric matrix protein(COMP)correlate with radiographic of progression knee osteoarthritis[J].Osteoarthritis Cartilage,2002,10(9):707-713.

[16] Sharif M，Granell R，Johansen J，et al．Serum cartilage oligomeric matrix protein and other biomarker profiles in tibiofemoral and patellofemoral osteoarthritis of the knee[J]．Rheumatology(Oxford)，2006，45(5):522-526．

[17] Bleasel JF，Poole AR，Heinegard D，et al．Changes in serum cartilage marker levels indicate altered cartilage metabolism in families with the osteoarthritis related typeⅡcollagen gene COL2A1 mutation[J]．Arthritis Rheum，1999，42(1)：39-45．

[18] Salminen H,Perala M,Lorenzo P,et al.Up-regulation of cartilage oligomeric matrix protein at the onset of articular cartilage degeneration in a transgenic mouse model of osteoarthritis[J]. Arthritis Rheum, 2000, 43(8):1742-1748.

[19] Huebner JL，Kraus VB．Assessment of the utility of biomarkers of osteoarthritis in the guinea pig[J]．Osteoarthritis Cartilage，2006，14(9)：923-930．

[20] Charni-Ben Tabassi N,Desmarais S,Bay-Jensen AC,et al.The type II collagen fragments Helix-II and CTX-II reveal different enzymatic pathways of human cartilage collagen degradation[J].Osteoarthritis Cartilage,2008,16(10):1183-1191.

[21] Williams FM.Biomarkers:in combination they may do better[J].Arthritis Res Ther,2009,11(5):130.