FGF18与骨性关节炎患者血清炎症细胞因子、脂肪细胞因子及骨关节严重程度的相关性

胡彦彬 王振东 赵强 汤玮 潘伟 李雷

骨性关节炎（osteoarthritis，OA）又被称为增生性骨关节炎或退行性关节病，患者的主要病理表现为新骨的形成及软骨退行性病变，进而导致关节软骨变性、破坏，引发关节疼痛、肿胀、骨质增生和关节积液等症。OA 严重的甚至可导致残疾等严重不良事件，被认为是导致人群伤残的重要原因之一，严重威胁了患者的生活质量[1]。细胞因子学说认为炎性细胞因子在骨关节炎的发生发展中发挥重要作用[2]。并有研究证实[3]，肥胖、高血压、血脂异常等代谢紊乱是骨性关节炎发生的重要危险因素。通过炎症细胞因子和脂肪细胞因子检测可了解OA患者疾病进展情况。成纤维细胞生长因子-18（fibroblast growth factor-18，FGF18）为FGF家族中具有代表性的因子，在软骨形成、骨骼发育及关节软骨修复中具有重要作用[4]。目前，对于FGF18 在OA 中检测及与OA 骨关节严重程度的关系研究较少，本研究对FGF18与骨性关节炎患者血清炎症细胞因子、脂肪细胞因子及骨关节严重程度的相关性进行了探究，以指导OA患者的病情评估及治疗，具体如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年6月至2019年6月本院收治的120例OA患者，根据Kellgren-Lawrence（K-L）分级至少2级，并分为KL2 组（n=53）、KL3组（n=39）、KL4组（n=28）。其中，KL2级男31例，女22例，年龄39～80岁，平均年龄（58.8±4.2）岁，病程6个月～9年，平均（2.5±0.6）年；KL3级男23例，女16例，年龄41～79岁，平均年龄（59.4±4.1）岁，病程3个月～10年，平均（2.5±0.7）年；KL4级男16例，女12例，年龄42～76岁，平均年龄（58.1±4.5）岁，病程6个月～10年，平均（2.7±0.7）年。另选取同期于我院体检的健康志愿者30例作为对照组，其中男18例，女12例，年龄45～82岁，平均（59.7±4.6）岁。

纳入标准：①符合OA 的相关诊断标准[5]；②对病变关节行X 光线检查并依据Kellgren-Lawrence（K-L）分级为2～4级；③均对本研究内容知情同意并签署知情同意书；④依从性好，能够配合完成此研究。排除标准：①合并感染、类风湿性关节炎、创伤及骨肿瘤等骨关节疾病者；②肝肾等脏器存在器质性病变者；③存在骨关节手术史者；④近期有糖皮质激素等药物治疗者。排除关节外伤史、合并急慢性疾病者。4组研究对象在性别、年龄上比较差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。本研究获得院伦理委员会批准。

1.2 方法

1.2.1 Kellgren-Lawrence（K-L）分级方法[6]

所有研究对象均行X射线检查并行K-L分级。K-L分级0～4级，分级越高，病变越严重。

1.2.2 血清因子检测

所有研究对象均入院后抽取5 mL 空腹静脉血，3 500 r/min 离心10 min 收集血清，-80℃保存待测。采用酶联免疫吸附法（Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）测定FGF18及炎症细胞因子[肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素-1β（Interleukin-1β，IL-1β）、IL-6、IL-17、IL-23]、脂肪细胞因子[瘦素（Leptin，LP）、脂联素（Adiponectin，APN）、内脂素（visfatin）]水平，FGF18及炎症细胞因子试剂盒购自南京建成生物医学工程公司，脂肪细胞因子试剂盒购自深圳晶美生物工程有限公司。检测方法依照试剂盒说明书进行。

1.3 统计学分析

采用SPSS 20.0软件进行数据分析，计数资料以%表示，组间比较采用χ2检验；计量资料以（）表示，两两比较采用LSD-t 检验，多组间比较采用单因素方差分析；Spearman 相关性分析各指标的相关性。P＜0.05 为差异具有统计意义。

2 结果

2.1 各组患者临床一般资料比较

对照组健康志愿者、KL2 组、KL3组及KL4组OA患者性别、年龄比较差异无统计学意义（P＞0.05）；K-L分级各组OA患者病程比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。

表1 各组患者临床一般资料比较（±s）Table1 Comparison of general clinical data of patients in each group（±s）

表1 各组患者临床一般资料比较（±s）Table1 Comparison of general clinical data of patients in each group（±s）

项目性别（男/女）年龄（岁）病程（年）对照组（n=30）18/12 59.7±4.6-KL2 组（n=53）31/22 58.8±4.2 2.5±0.6 KL3组（n=39）23/16 59.4±4.1 2.5±0.7 KL4组（n=28）16/12 58.1±4.5 2.7±0.7 F值0.051 1.225 1.469 P值0.997 0.224 0.146

2.2 各组FGF18、炎症细胞因子及脂肪细胞因子水平比较

KL2 组、KL3组及KL4组间FGF18、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17、IL-23、Leptin、visfatin及APN 水平比较差异具有统计学意义（P＜0.05），OA患者K-L分级各组FGF18、APN 水平均显著低于对照组，TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17、IL-23、Leptin、visfatin 水平显著高于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 各组FGF18、炎症细胞因子及脂肪细胞因子水平比较（±s）Table2 Comparison of levels of FGF18，inflammatory cytokines and adipokines in each group（±s）

表2 各组FGF18、炎症细胞因子及脂肪细胞因子水平比较（±s）Table2 Comparison of levels of FGF18，inflammatory cytokines and adipokines in each group（±s）

注：与对照组比较，aP＜0.05；与KL2 组比较，bP＜0.05；与KL3组比较，cP＜0.05。

项目FGF18（ng/L）TNF-α（mg/L）IL-1β（ng/L）IL-6（ng/L）IL-17（ng/mL）IL-23（ng/mL）Leptin（μg/L）APN（mg/L）visfatin（μg/L）对照组（n=30）33.5±4.6 0.3±0.1 22.3±2.5 3.5±1.2 0.6±0.2 5.0±1.8 5.2±1.3 19.7±2.8 6.6±1.8 KL2 组（n=53）27.2±3.7a 0.6±0.2a 36.7±4.4a 13.8±2.0a 1.1±0.3a 16.3±2.2a 9.6±1.9a 14.2±2.4a 11.3±2.0a KL3组（n=39）22.1±3.1ab 0.8±0.2ab 45.8±3.9ab 25.2±3.1ab 1.8±0.4ab 22.5±2.9ab 11.8±2.1ab 10.3±2.5ab 15.5±1.6ab KL4组（n=28）16.7±2.4abc 1.1±0.4abc 55.7±5.4abc 33.3±4.2abc 2.2±0.9abc 29.4±3.6abc 14.6±2.4abc 8.1±1.6abc 18.7±2.5abc F值8.577 10.991 14.006 23.605 11.250 15.386 9.500 10.099 11.378 P值0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

2.3 FGF18与K-L分级、炎症细胞因子及脂肪细胞因子的相关性

Spearman 相关性分析结果显示，FGF18与K-L分级存在显著负相关性（P＜0.05）。FGF18与TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17、IL-23、Leptin、visfatin 存在显著负相关性，与APN 存在显著正相关性（P＜0.05），见表3。

3 讨论

研究指出[7]，单核细胞及炎症介质参与了OA的病理进展。TNF-α 为淋巴细胞分泌的炎症前体细胞因子，能够促进损伤部位白细胞聚集和释放炎性介质，在炎症、感染及免疫应答体系中起到重要作用。IL-1β 为就是细胞产生的具有广泛生物学效应的炎症因子，研究认为IL-1β 为OA 发病的重要因素[8]。IL-6 为T淋巴细胞产生的急性反应蛋白，其参与了诱导炎症反应发生、调节细胞生长分化及免疫功能等多种生理病理进程。研究指出，IL-6 可在IL-23及TGF-β 的作用下诱导Th17细胞产生IL-17，从而影响OA 疾病的发展[9]。本研究中，OA患者随着K-L分级增加，炎症细胞因子水平随之升高。提示，炎症细胞因子水平升高伴随着OA 疾病的进展的整个过程，促进了疾病的加重。

表3 FGF18与K-L分级、炎症细胞因子及脂肪细胞因子的相关性Table3 Correlation between FGF18 and K-L classification，inflammatory cytokines and adipokines

脂肪细胞因子为脂肪细胞产生及分泌的一种特殊蛋白质，对于调控炎症和免疫应答、调节器官功能等具有重要作用。Leptin 在脂肪代谢中发挥着关键作用，除了脂代谢之外其还参与了感染、炎性反应及免疫反应等病理生理过程。研究指出[10]，Leptin 可以诱导MMPs及炎症介质的高表达参与OA患者软骨降解及反应过程。APN 被认为与肥胖、糖尿病、胰岛素抵抗相关，研究指出其可能参与了OA 的发病过程，APN 作为前炎性因子在后期软骨基质降解中发挥重要作用[11]。但也有研究显示，APN 可减轻诱导性关节炎模型局部炎症反应和软骨破坏，发挥抗炎作用[12]。Visfatin是关节炎发展中的促炎因子，促进了细胞外基质的破坏和降解。本研究中结果提示，Leptin、visfatin 升高促进了OA 的进展，而随着OA 进展，APN 水平逐渐降低，这可能与其APN 的抑制炎症发展有关。

本研究结果提示FGF18与OA患者疾病严重程度存在显著关系。一些研究显示，FGF18 能够促进软骨细胞增殖和基质产生[13-15]。FGF18 可增强机体胰岛素敏感性、减少胰岛素抵抗，促进血脂、血糖代谢。OA 的发病过程伴随着软骨细胞凋亡、软骨ECM 合成、降解失衡等改变[16]，这与炎症细胞因子及脂肪因子的作用有关。FGF18 可以对于骨和软骨的发育起到正向调节作用，这可能与其对炎症细胞因子和脂肪细胞因子的抑制作用有关。因此，FGF18 对于抑制OA 疾病进展，促进病情转归具有重要价值。综上所述，随着OA患者骨关节疾病严重程度增加，FGF18 水平随之降低，这与OA患者血清炎症细胞因子和脂肪细胞因子异常表达有关，检测相关指标对于OA患者病情评估及治疗具有重要意义。