Ⅱ型胶原羧基端端肽与骨关节炎的关系

韩崇涛等

【摘 要】 通过搜集近年来有关Ⅱ型胶原羧基端端肽特点及其与骨关节炎关系的研究文献，分析总结其在骨关节炎病情进展中的水平变化，探讨关节软骨标志物Ⅱ型胶原羧基端端肽在骨关节炎患者中的临床意义。Ⅱ型胶原羧基端端肽与骨关节炎关系密切，对骨关节炎早期诊断与病情评估具有一定的参考意义。

【关键词】 骨关节炎；Ⅱ型胶原羧基端端肽；诊断意义；综述

doi：10.3969/j.issn.2095-4174.2015.10.019

骨关节炎（osteoarthritis，OA）是一种中老年多发的慢性进行性骨关节疾病，以关节软骨退行性改变伴软骨下骨硬化和继发性骨质增生为主要病变，表现为不同程度的关节疼痛、肿胀、畸形等症状[1]。目前OA的临床诊断以临床表现及影像学特征为主，往往比较滞后，对病变早期诊断比较困难。随着研究的深入，关节软骨标志物Ⅱ型胶原羧基端端肽（C-terminal crosslinking telopeptide of typeⅡcollagen，CTX-Ⅱ）日益成为研究热点，本文就其与OA的关系综述如下。

1 CTX-Ⅱ概述与特点

关节软骨是一种特定类型的结缔组织，由1%的软骨细胞和99%的软骨基质组成，无血管、神经及淋巴组织分布。其中软骨基质由胶原蛋白、水分及蛋白聚糖合成，胶原成分主要是Ⅱ型胶原，是由三股α1链组成的螺旋结构，每条α链两端分别是氨基端肽和羧基端肽，正常状态下胶原网状结构的合成与降解维持着平衡，在OA的病情进展中，这种平衡被打破，降解代谢大于合成代谢，导致关节软骨的损伤，作为Ⅱ型胶原的降解产物之一的CTX-Ⅱ，来源于其羧基末端，因而被称为Ⅱ型胶原羧基端端肽[2]。CTX-Ⅱ最早是由Eyre等在研究牛软骨过程中发现，可被组织蛋白酶裂解成小分子多肽，其中EKGPDP小肽来自CTX-Ⅱ的中间部分。CTX-Ⅱ是目前唯一能够同时在关节滑液、血液及尿液中检测到的软骨代谢标志物，且完全来自于成熟的非合成的Ⅱ型胶原，其样品稳定性及可靠性时间较长，在OA的临床检测中更有意义，故检测关节液、血液或尿液中的EKGPDP小肽，可以作为了解CTX-Ⅱ水平的指标，并有良好的稳定性和可靠性，是综合反映关节软骨损伤累计程度的生物标志物[3-5]。

2 CTX-Ⅱ水平的测定

目前CTX-Ⅱ的测定采用酶联免疫吸附法（ELISA），查阅资料发现，女性OA患者尿液中CTX-Ⅱ的水平明显高于男性患者[6]；有研究表明，雌激素可影响男女CTX-Ⅱ水平[7]；也有学者提出，男性、女性间关节CTX-Ⅱ水平差异无统计学意义（P > 0.05）[8]。目前CTX-Ⅱ测定方法需要进一步研究。

3 CTX-Ⅱ与OA的关系

3.1 CTX-Ⅱ与OA关节软骨及滑膜的关系 关于CTX-Ⅱ在软骨损伤中的分子生物标志作用，王丽华等[9]进行了相关研究，实验采用T-2毒素造大鼠关节软骨损伤模型，以透明软骨的组织病理和超微结构改变作为判断软骨损伤程度的依据，并用ELISA法检测大鼠不同阶段血清CTX-Ⅱ和脱氧吡啶啉（DPD）的水平。结果发现，实验组大鼠关节软骨尤其是Ⅱ型胶原明显损害；且实验组大鼠血清CTX-Ⅱ水平在3个月时含量比对照组明显升高，差异有统计学意义（P < 0.05）；6个月时，虽然仍比对照组高，但差异无统计学意义（P > 0.05）。得出血清CTX-Ⅱ对关节软骨早期反应敏感，可以作为关节软骨损伤早期的生物标志物的结论。Nielsen等[10]采用前交叉韧带切除术法诱导建立OA模型，并检测病变区软骨蛋白提取液中CTX-Ⅱ的含量变化，发现CTX-Ⅱ在术后1，2，4周的水平与假手术组比较，明显升高。Jung等[11]研究发现，OA患者尿液中的CTX-Ⅱ水平与正常人相比，显著增高。李正南等[12]探讨了膝关节液CTX-Ⅱ水平与滑膜炎程度之间的关系，发现膝关节液中CTX-Ⅱ水平可作为关节软骨损伤累积程度的生物标记物，并且还可以反映关节滑膜炎程度，其水平升高提示滑膜炎严重。但吕嘉[8]研究结果显示，关节液中CTX-Ⅱ浓度作为单独指标在不同关节软骨损伤程度的差异无统计学意义（P > 0.05），与软骨损伤程度无相关性（P > 0.05）。

这些研究提示，CTX-Ⅱ能够在血液、局部关节液及尿液中检测到，并且在反映骨、软骨及滑膜代谢水平方面有一定的意义。

3.2 CTX-Ⅱ在OA早期诊断中的意义

3.2.1 诊断及病情监测 任戈亮等[13]采用前交叉韧带切除术诱导大鼠OA模型，研究血清CTX-Ⅱ在OA早期诊断及病情评估的意义，发现血清CTX-Ⅱ水平在未出现病理变化时就已经开始升高，与病灶区软骨中CTX-Ⅱ表达一致，可作为OA早期诊断和病情评估的参考指标。刘渊[14]采用Kellgren和Lawrence法对70例符合标准的OA患者进行放射学病情分级，研究发现，在Ⅰ级、Ⅳ级患者血清CTX-Ⅱ水平与Ⅱ级、Ⅲ级患者水平差异有统计学意义（P < 0.05），在OA早期上升不显著，关节狭窄时水平最高，随着关节间隙的进一步狭窄其水平又有所下降，并且CTX-Ⅱ与OA病变相关性最高，呈正相关（r = 0.923）。得出结论，血清CTX-Ⅱ水平是反映软骨代谢的特异性指标，可以反映OA病情、证型等变化。还有研究显示，关节滑液中CTX-Ⅱ在OA早期还未显示放射学改变时就显著升高，水平高达正常对照组的2倍[15]。

3.2.2 药物疗效监测 由于影像学表现在OA的诊断中比较滞后，因此在监测治疗OA的药物疗效方面，OA生物标志物可以较早地反映出效果。有研究发现，口服硫酸氨基葡萄糖12个月的OA患者，CTX-Ⅱ水平明显下降，表明氨基葡萄糖对软骨高代谢具有抑制作用[16]。

4 生物标志物联合应用

虽然目前有研究证实CTX-Ⅱ可用于OA的早期诊断中，但是单一检测还是联合其他标志物检测，尚存在争议。于伟光等[17]实验研究发现，在统计学意义上，联合CTX-Ⅱ、基质金属蛋白酶-3、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1进行检测，对OA早期诊断更充分灵敏；血清CTX-Ⅱ在诊断早期OA方面缺乏灵敏性。刘渊[14]研究发现，CTX-Ⅱ联合软骨寡基质蛋白（COMP）能大大提高OA诊断的准确性，在膝OA的发病机制中具有重要的作用。

5 结语与展望

综上所述，CTX-Ⅱ在反映关节软骨的损伤、OA的早期诊断及病情监测、监测药物疗效方面表现出日益明显的优势。虽然有研究显示其敏感性不高，在单一检测还是联合其他软骨生物标志物检测还存在争议，而且关于联合标志物检测的研究存在不一致，主要体现在实验选择的标志物和数量不一致，缺乏最优联合。在检测方面，CTX-Ⅱ的水平受性别、年龄、样品离心前的存放时间及温度、体重及药物等方面的影响，在实际应用时，需要考虑这些影响因素。以上这些因素都会影响检测的准确性，相信随着分子生物学研究的不断深入，CTX-Ⅱ的研究会有所突破，寻找到特异性和灵敏性兼有的生物标记物，从而为OA的早期诊断和治疗提供依据。

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收稿日期：2015-06-03；修回日期：2015-07-06