颞下领关节骨关节炎患者血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平变化及其临床意义的研究

董 洋，陈广庶，干春凤，张 壮

（1.首都医科大学大兴教学医院口腔科，北京 102600；2.四川大学华西口腔医院头颈肿瘤外科，四川 成都 610041）

颞下颌关节骨关节炎（TMJOA）是一种发病率较高的慢性炎症性和退行性口腔颌面部疾病，临床表现为剧烈疼痛、咀嚼困难和开口障碍，严重影响患者生活质量[1]。TMJOA的典型病理表现为关节滑膜炎、软骨退变和关节软骨破坏[2]。炎性因子在骨关节炎发病中发挥关键作用，与骨关节炎严重程度有关[3]。白细胞介素-1β（IL-1β）是颞下颌关节骨关节炎发病机制中的关键启动子，IL-1β表达上调有助于颞下颌滑膜间充质干细胞炎症反应激活[4]。骨桥蛋白（OPN）是炎症反应的关键介质，OPN过表达上调核因子-κB，促使骨关节炎和软骨细胞增殖[5]。转化生长因子-β1（TGF-β1）信号转导是软骨形成、骨重塑和骨稳态维持的关键，TGF-β1过表达会加重关节破坏、促进骨关节炎，与骨关节炎发生进展密切相关[6]。IL-1β、OPN、TGF-β1与TMJOA的关系尚不清楚。因此，本研究检测TMJOA患者血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平，分析其与患者病情的关系，旨在为临床诊治提供理论依据。

1 资料和方法

1.1 临床资料

本研究已经获得我院伦理委员会批准（批准号：S-18021）。选择2018年2月—2021年1月我院口腔科收治的101例TMJOA患者（TMJOA组）。纳入标准：①颞下颌关节区张口疼痛、开口受限，螺旋CT、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、锥形束CT（cone beam computer tomography,CBCT）检查提示存在关节磨损、髁突增生等TMJOA病变，符合TMJOA的诊断标准[7]；②初次被诊断为TMJOA；③患者知情同意并签署同意书。排除标准：①颌面深部肿瘤、颞下窝肿瘤；②咀嚼肌疼痛、牙痛；③颌面部间隙感染；④肌筋膜紊乱综合征。所有患者中，男性37例，女性64例，年龄57～73岁，平均年龄（65.12±7.03）岁。选择同期于我院门诊体检的92例志愿者为对照组，均排除TMJOA和其它口腔疾病，共纳入男性36例，女性56例，年龄52～75岁，平均年龄（65.08±7.11）岁。2组患者年龄和性别比较均衡性良好，差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 实验室检测

所有受试者于入组当日早晨采集静脉血约3 mL，并将其注入干燥试管，于室温下静置30～60 min待血液凝固，取上层液置入Microfuge 16台式微量离心机（贝克曼库尔特公司，美国）离心（转速：3 000 r/min；半径：10 cm；时间：10 min），取上层液采用Multiskan Sky High全波长酶标仪（赛默飞公司，美国）运用酶联免疫吸附试验检测血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平，IL-1β、OPN、TGF-β1试剂盒购自武汉赛培生物公司。

1.3 病情评估

采用疼痛视觉模拟评分法（VAS）[8]评定患者张口时颞下颌关节区疼痛程度。自制长10 cm的疼痛直观模拟标尺（一端标注为0，表示无痛，另一端标注为10，表示剧烈疼痛，中间表示不同程度的疼痛），由患者自评，测评者记录分值，每位患者测评2次，取2次的平均值。根据VAS评分将TMJOA组分为轻度疼痛亚组（3分以下，38例）、中度疼痛亚组（4～6分，40例）及重度疼痛亚组（7分及以上，23例）[9]。

采用游标卡尺测量TMJOA患者的非辅助下最大开口度（MMO）。MMO是指最大张口时上、下中切牙切缘之问的距离，每位患者测量2次，取2次测量的平均值[9]。根据MMO的测量值将TMJOA组分为≤2 cm亚组（34例）、2.1～3.0 cm亚组（42例）及＞3.0 cm亚组（25例）。

1.4 统计学分析

应用SPSS 22.0软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，采用单因素方差分析和LSD-t检验或独立样本t检验。计数资料以例表示，采用χ2检验。采用Pearson分析法进行相关性分析、受试者工作特征曲线（ROC）进行诊断效能分析。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 TMJOA组和对照组血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平比较

TMJOA组血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平均高于对照组（表1，P＜0.05）。

表1 TMJOA组和对照组血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平差异Table 1 Differences of serum detect of IL-1β,OPN and TGF-β1 between TMJOA group and control group

2.2 不同疼痛程度患者血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平比较

重度疼痛亚组血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平均高于中度疼痛亚组和轻度疼痛亚组（P＜0.05），中度疼痛亚组血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平高于轻度疼痛亚组（P＜0.05）。详见表2。

表2 不同疼痛程度患者血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平差异Table 2 Differences of serum levels of IL-1β,OPN and TGF-β1 in patients with different pain levels

2.3 不同MMO患者血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平比较

≤2 cm亚组血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平高于2.1～3.0 cm亚组和＞3.0 cm亚组（P＜0.05），2.1～3.0 cm亚组血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平高于＞3.0 cm亚组（P＜0.05）。详见表3。

表3 不同MMO患者血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平差异Table 3 Differences of serum levels of IL-1β,OPN and TGF-β1 in patients with different MMO

2.4 IL-1β、OPN、TGF-β与VAS评分和MMO的相关性

IL-1β、OPN、TGF-β与VAS评分呈正相关（r=0.819、0.783、0.816，P＜0.05），与MMO呈负相关（r=-0.767、-0.782、-0.805，P＜0.05）。详见图1。

图1 血清IL-1β、OPN、TGF-β与VAS评分和MMO相关性的散点图Figure 1 Scatter plots of correlation between serum levels of IL-1β,OPN,TGF-βand VAS score and MMO

2.5 IL-1β、OPN、TGF-β1诊断TMJOA的价值分析

IL-1β、OPN、TGF-β诊断TMJOA的最佳截断值为54.72 pg/mL、4.84 mg/L、16.73 pg/mL，曲线下面积（AUC）分 别 为0.691（0.614～0.768）、0.740（0.669～0.811）、0.732（0.659～0.806）（P＜0.05），见图2。

图2 IL-1β、OPN、TGF-β1诊断TMJOA的ROC曲线Figure 2 ROC curve of IL-1β,OPN and TGF-β1 for TMJOA diagnosis

3 讨论

越来越多的证据表明，炎症因子在TMJOA的发病机制中起着关键作用。颞下颌关节滑膜受损时会产生多种炎症介质，炎症细胞因子从颞下颌关节滑膜细胞分泌到颞下颌关节滑液中，引起关节炎症反应[10]，并使滑膜下毛细血管通透性增加，滑膜液中炎症细胞因子进入外周血循环，引起外周循环血中炎症细胞因子水平升高。

IL-1β是一种促炎细胞因子，可破坏骨代谢稳态，增加软骨降解和抑制软骨基质合成，促进软骨破坏[11]。研究发现，颞下颌关节炎大鼠[12]、颞下颌关节紊乱患者[13]滑膜液中IL-1β水平明显增高。本研究发现，TMJOA患者血清中IL-1β水平明显高于对照组，且与疼痛程度、开口度均存在密切关系。Almeida等[14]发现，IL-1β高表达在颞下颌关节炎症和颞下颌关节间盘降解过程中发挥关键作用，相关机制为IL-1β通过上调重要的炎症因子IL-6的分泌促使TMJOA发生和进展，颞下颌关节滑膜间充质干细胞中IL-1β的表达受长链非编码核糖核酸-AK094629调控，AK094629通过上调丝裂原活化蛋白激酶激酶4表达，促使IL-1β和IL-6[15]。IL-1β还可能通过增强基质金属蛋白酶-13的产生来诱导软骨基质降解，导致颞下颌关节髁突软骨损伤[16]。

OPN是一种多功能带负电荷的非胶原骨基质糖蛋白，其一方面能促使软骨细胞增殖，维持正常关节软骨代谢稳态，另一方面能促使炎症反应，促使骨关节发生[17]。OPN在骨关节炎中表达上调并诱导基质金属蛋白酶-13的产生，促进软骨基质的主要成分——Ⅱ型胶原蛋白降解，损伤软骨[18]。本研究发现OPN水平与患者疼痛程度呈正相关，与MMO呈负相关，提示OPN同样参与TMJOA发病过程。El Deeb等[19]指出，OPN在髋关节骨关节炎中表达增加，且与关节病变影像分级有关。OPN参与颞下颌关节炎的机制尚不清楚，推测OPN可促使M1巨噬细胞激活并产生大量促炎介质，加剧关节炎症环境，促使降解酶产生，导致软骨细胞降解和凋亡[20]。OPN磷酸化通过促使基质金属蛋白酶-13表达上调，导致软骨组织退变[21]。

TGF-β1是促进胶原蛋白积聚和纤维化组织反应的调节因子，同时参与炎症反应调节[22]。TGF-β1也是关节软骨细胞的合成代谢因子，TGF-β1可刺激软骨细胞合成和释放细胞外基质分子发挥骨保护作用，但TGF-β1信号转导活性增加可能启动和加速关节软骨退化[23]。研究发现，TGF-β1基因多态性可增加个体骨关节炎易感性[24]，基质金属蛋白酶-3/TGF-β1轴调节机械负荷诱导下软骨细胞变性[25]。本研究的结果表明，TMJOA患者血清TGF-β1水平增高与TMJOA患者疼痛、开口受限亦存在密切关系。动物研究显示，颞下颌关节和膝关节骨关节小鼠滑膜关节组织[26]、遗传性颞下颌关节骨关节炎小鼠髁突软骨[27]中TGF-β1表达升高，抑制TGF-β1信号通路后，骨关节损伤得到明显抑制[26]。分析TGFβ1参与TMJOA的机制：机械应激下TGF-β1过表达，促使软骨细胞凋亡和软骨退化[28]，TGF-β1通过刺激磷酸激活蛋白激酶和p38的磷酸化，抑制miR-92a的表达，促使叉头盒蛋白O3表达，导致软骨细胞老化和凋亡[29]，继而促使TMJOA发病。

综上所述，高表达水平的IL-1β、OPN、TGF-β1与TMJOA发生及病情的严重程度均有关，IL-1β、OPN、TGF-β1诊断TMJOA均具有一定价值，可作为TMJOA病情评估的潜在指标。本研究的局限性在于尚未观察患者治疗后血清IL-1β、OPN、TGF-β1水平，IL-1β、OPN、TGF-β1与TMJOA疗效或预后的关系尚待进一步的研究证实。