膝关节痛风性关节炎的MRI表现及其与血清IL-1β、ESR、IL-8水平的关系探究

1.南阳市中心医院创伤中心(河南 南阳 473000)

2.南阳市中心医院骨科(河南 南阳 473000)

冯延冰1,* 李 刚2

膝关节痛风性关节炎(gauty arthritis，GA)是由痛风引发的膝关节病变，具有反复发作、久治不愈的特点。肥胖、高血压、遗传因素和长期大量饮酒均可增加痛风的发病风险。有数据显示，近年来随着生活水平的提升，痛风的初始发病年龄有逐渐年轻化的趋势。GA患者常于夜晚时发病，关节部位剧烈疼痛，同时伴随着水肿和炎症的产生。目前X线检查为膝关节GA常用的影像学诊断方法，但存在一定的局限性。本研究旨在探讨膝关节GA患者的MRI表现与细胞因子及血沉的关系，为临床的诊疗提供数据支持[1]。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2016年1月至2018年12月经临床确诊的204例膝关节痛风性关节炎患者为研究对象，其中男性189例，女性15例，年龄24～70岁，平均年龄(45.14±4.03)岁，病程0.3～12年，平均病程(6.82±1.38)年，单侧膝关节发病133例，双侧膝关节发病71例，共有275例关节发病。纳入标准：符合膝关节痛风性关节炎的诊断标准；自愿接受本次试验并配合研究。排除标准：合并患有感染性关节炎等其他类型的关节疾病；患有慢性炎症，如慢性肾盂肾炎、溃疡性性结肠炎等。

1.2 检查方法MRI检查设备为西门子3.0T磁共振仪，采用膝关节检测专用线圈。所有患者按照常规检查流程对矢状位、冠状位和横断面扫描，其中矢状位扫描参数为层厚4.0mm，间距1.0mm，T1快速自旋回波时间设置为32，视野大小为16cm×16cm；冠状位扫描层厚和间距与矢状位一致，T1快速自旋回波时间设置为12.2s，视野扩大为17cm×17cm；横断面扫描，T1快速自旋回波时间设置为12.0s，视野范围为17cm×17cm。部分患者行增强扫描。记录患者MRI临床表现。

1.3 图像分析由2名影像科医生及2名风湿免疫科医生采用“双盲法”完成，观察指标包括滑膜增厚、关节腔是否积液等情况。

1.4 实验室检查采集204例研究对象的外周血3mL，采用Monitor-20型全自动血沉仪测定样本血沉(ESR)值，血清IL-1β、IL-8水平采用酶联免疫吸附法检测，试剂盒购自ThermoFisher公司。

1.5 统计学分析采用SPSS 23.0统计学软件进行数据分析，计量资料采用()表示，采用t检验，多组间行单因素χ2分析，进一步两两分析行LSD-t检验，相关性分析采用Spearman相关性检验。P<0.05提示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 膝关节GA患者的MRI表现275例发病膝关节MRI表现如下：滑膜增厚：275例膝关节中225例(81.81%)有滑膜增厚现象，其中1级增厚患者47例(20.89%)，2级增厚患者108例(48.00%)，3级增厚患者70例(31.11%)；关节积液：258例关节观察到关节腔有积液；痛风结节：187例(68.00%)关节内观察到痛风结节，痛风结节主要位于髌上囊、髌下脂肪垫及肌腱周围。结节长度直径大小不一，边界清晰，T1WI信号弱，T2WI下信号强度表现各异；骨质破坏：MRI下发现173例(62.91%)膝关节存在骨质破坏，其中68例膝关节骨侵蚀表现较轻，骨皮质轮廓边缘不整齐；105例膝关节软骨表面可见穿凿样改变，损伤部位在T1WI下信号低，PDW1压脂上表现为高信号，部分病例还可见环状硬化边；骨髓水肿：114例(41.45%)膝关节观察到骨髓水肿现象，MR下呈边缘模糊的斑片状；软组织改变：229例(83.27%)膝关节发现软组织改变，软组织为非对称性的改变，呈边界不清的羽毛状或者网格状。

2.2 不同滑膜厚度下血清IL-1β、ESR、IL-8水平变化有滑膜增厚组患者IL-1β水平显著高于无滑膜增厚组(P<0.05)；两组之间ESR、IL-8无显著差异(P>0.05)，见表1。

表1 滑膜厚度与血清IL-1β、ESR、IL-8水平的关系

2.3 血清IL-1β、ESR、IL-8水平与痛风结节、关节积液、骨质破坏的关系有痛风结节组和无痛风结节组间血清IL-1β、ESR、IL-8无显著差异(P>0.05)，见表2。有关节积液组IL-1β、ESR高于无关节积液组(P<0.05)，两组之间IL-8水平无差异(P>0.05)，见表3。有骨质破坏组与无骨质破坏组之间IL-1β、ESR、IL-8无显著差异(P>0.05)，见表4。

表2 痛风结节与血清IL-1β、ESR、IL-8水平的关系

表3 关节积液与血清IL-1β、ESR、IL-8水平的关系

表4 骨质破坏与血清IL-1β、ESR、IL-8水平的关系

2.4 血清IL-1β、ESR、IL-8水平与MRI表现的相关性分析经Spearman相关性检验分析发现，滑膜厚度与血清IL-1β水平存在相关性(r=0.261，P<0.05)；关节积液与ESR无相关性(r=0.152，P>0.05)；关节积液与IL-1β水平无相关性(r=0.167，P>0.05)。

3 讨论

痛风患者由于嘌呤代谢途径异常，尿酸无法正常排出，造成血液尿酸水平升高，继而沉积在关节及周围软组织。目前痛风的临床诊断主要依靠血尿酸测定和常规X线检查，但对于早期膝关节痛风诊断常有漏诊情况发生。MRI在膝关节GA的诊断中具有显著优势。MRI可反映软骨、滑膜等软组织的病理改变，对痛风结节及相关炎性特征的识别亦具有高度的敏感性。本研究纳入的275例病变膝关节中，81.81%有不同程度的滑膜增厚现象，部分伴有关节积液。痛风结节是GA的特征性表现之一。MRI观察下，痛风结节主要位于膝关节内部，痛风结节的信号多变与内部含水量、钙化程度密切相关。含水量高的痛风结节密度较低，呈高信号，当晶体及钙质沉积较多时则呈低信号。MRI检测中发现部分痛风结节边缘信号强化，行增强扫描发现为痛风结节外部增生的肉芽组织。

炎症反应在GA病程的发展过程中发挥了重要作用。IL-1β是由单核细胞等多种细胞分泌的细胞因子，可诱导关节内部细胞产生其它炎性介质，加剧炎症反应。体外细胞实验发现，关节炎滑膜细胞上清液中可检测到高浓度的IL-1β。本研究中，膝关节滑膜增厚患者血清IL-1β水平显著高于滑膜厚度正常患者，提示滑膜增厚可能与血清IL-1β水平过高有关，Spearman相关性检验分析证实了这种猜想，即滑膜厚度与血清IL-1β具有相关性；对关节积液的分组研究也发现血清IL-1β表达水平上调的现象，但两者之间无显著相关。膝关节GA发病初期，尿酸盐结晶颗粒刺激滑膜内软组织出现无菌性炎症，滑膜充血，水肿，发生反应性增生，进而滑膜增厚，关节腔积液。本研究进一步证实了IL-1β在滑膜炎症和组织增生中的重要作用。另外有研究表明，IL-1β可间接降低2型胶原的合成，还能诱导软骨细胞的凋亡，加速膝关节软骨损伤。ESR是观测红细胞沉降速度的指标，在急性炎症期、风湿活动期可监测到机体ESR呈病理性升高。本研究中，关节积液组ESR高于无关节积液组，但二者并无相关性。IL-8作为白介素家族中重要的致炎因子和趋化因子，可诱导分泌软骨降解酶，破坏软骨结构；还能逃避血清的灭活作用，持续在损伤部位积聚，加剧局部炎症紊乱。本研究未观察到IL-8与滑膜厚度、关节积液及骨质破坏之间存在的内部联系，推测原因可能大部分患者并非出于GA的活动期，血清IL-8升高程度有限，分组研究中并未体现出差别。本研究对是否存在痛风结节的患者进行分组研究，发现两组之间血清IL-1β、ESR、IL-8水平无统计学意义。有文献研究证实，膝关节GA患者的尿酸水平与痛风结节存在相关性。本研究并未进行血液尿酸水平的分析，实验设计存在不足之处。

综上所述，膝关节GA患者的MRI表现具有特征性，痛风结节的观测可提高MRI诊断的准确率。膝关节GA患者滑膜增厚、关节积液患者血清IL-1β水平显著升高，滑膜厚度与血清IL-1β水平存在相关性。关节积液患者比未积液患者ESR更高，但二者并无相关性。滑膜增厚、关节积液、痛风结节等的发生对血清IL-8表达水平无影响。