骨關節炎的實驗室診斷

在大多數情況下，骨關節炎患者的血液和尿液檢查沒有變化，除了與顯著積液滑膜炎，能夠發生增加的ESR，高球蛋白血症，增加急性期的價格- CRP，纖維蛋白原，等在研究滑液顯著從不同正常指標不透露。

近年來，對關節組織（主要是軟骨和骨）變性和修復的可能生物學標記（BM）的深入研究正在進行中。BM應反映這些動態變化，作為骨關節炎預後的預測指標和致病治療有效性的標誌。對已知生物標誌物的新的和更深入的研究的發現將使我們能夠更好地理解骨關節炎的發病機制。然而，使用軟骨代謝生物標誌物的主要任務是評估藥物的軟骨保護性質並監測屬於DMO AD組的藥物 - “疾病修飾”的治療。

在骨關節炎中，病變主要發生在關節軟骨，以及軟骨下骨，滑膜和關節的其他軟組織中。由於我們直接調查這些結構的能力有限，因此收集生物標誌物的最重要來源是血液，尿液和滑液。

尿液檢查是最優選的，因為它與任何侵入性操作無關。在我們看來，研究的理想材料是每日尿液。晨尿樣品的分析可能更合適，但其使用的可能性僅基於這只是這樣的測定用於檢測骨質疏鬆骨代謝的生物標誌物的事實：眾所周知，生物標記物是受晝夜節律，與骨代謝賬戶的生物標誌物的濃度峰值夜間時間。迄今為止，還沒有公佈對軟骨的生物軟組織標誌的晝夜節律的信息，所以關於適當的尿液分析的選擇最終決定將有關的研究後作出。

血液檢查是指常規臨床分析。血液中的一些生物標誌物如今已經確定，例如急性期的指標，其他一些可能在不久的將來將包括在標準的生物化學測試列表中。對於每個生物標誌物，有必要指定血液或血清中應確定血液的哪個組分。研究結果表明，血漿中生物標誌物的濃度與血清中的濃度顯著不同。通常，血清中測定生物標誌物。根據V.Rayan和合著者（1998）的報導，從患病關節附近和更遠距離靜脈抽取的血液中的生物標誌物濃度是不同的。這些數據表明需要對生物標誌物研究的血液採樣進行標準化。

提交LJ Attencia等人（1989），滑膜關節成人的軟骨是身體的透明軟骨，包括椎間盤的總重量的10％。因此，血液和尿液中生物標誌物的測定反映了全身性代謝，而不是骨關節炎影響下的關節的局部變化。滑液最接近骨關節炎的病理焦點，可能最準確地反映了受累關節發生的過程。滑液中生物標誌物的濃度可以顯著高於血液中的濃度，因此更容易確定。實例包括表位的聚集蛋白聚醣846 -在滑液它比在血清中大40倍，軟骨寡聚基質蛋白（洪巴赫） -比血清的10倍。滑液中的降解產物更準確地反映關節軟骨中的分解代謝過程。通過局部淋巴系統將滑液中的分子排出可導致其尺寸減小甚至破壞。

儘管血清液攝入技術的侵入性，以及一些可能的並發症，確定其中的生物標誌物的價值是顯而易見的。為了避免所謂的干接頭出現問題，就在去除接頭中的流體之前，可以輸入20毫升的等滲NaCl溶液。在註射等滲溶液後立即，患者必須在關節中進行肢體的10倍彎曲 - 伸展，然後迅速抽出稀釋的滑液。根據EM-JA Thonar（2000），這種關節液稀釋影響關節軟骨的代謝。然而，FC Robion和合著者（2001）的研究結果表明，反复灌洗馬的膝關節不會引起軟骨代謝的顯著變化。這些數據當然需要確認。因此，對於動物臨床前研究階段的每個生物標誌物，有必要確定關節灌洗對其濃度變化的影響。

下一個重要的點是關於滑液和血液中半衰期的每個生物學標記的確定。沒有這些數據，測試結果的解釋將會很困難。通常，由於肝臟和腎臟的有效清除，生物活性物質在血液中的半衰期小於其他液體介質。因此，對於每個生物標誌物，還有必要確定消除途徑。因此，III型膠原通過受體介導的內吞作用由肝臟分泌，和非糖基化的膠原蛋白片段的N-前肽主要衍生smochoytakzhe，kakosteokaltsin。肝小葉竇內皮細胞具有糖胺聚醣受體，因此透明質酸和蛋白聚醣被肝臟消除。透明質酸在血液中的半衰期為2-5分鐘。滑膜炎的存在可加速生物標誌物從關節的清除，儘管在存在和不存在滑膜炎的情況下兔子的研究顯示蛋白聚醣的清除沒有顯著差異。因此，有必要研究炎症對體液中生物標誌物濃度變化的影響。

腎臟選擇性地過濾生物標誌物。因此，承載高負電荷的糖胺聚醣，無法通過腎臟的基底膜穿透，而葡糖胺聚醣如硫酸軟骨素-6-硫酸鹽和軟骨素-4-硫酸鹽，在尿被確定。

除了病理學（特別是骨關節病）之外，體液中生物標誌物的濃度可受多種因素影響：

1. 晝夜節律只針對少數生物標誌物進行研究。對於骨代謝標誌物，他們進行了研究。因此，在夜間骨鈣蛋白濃度峰，和膠原蛋白交聯在上午 - 8小時在類風濕性關節炎中，IL-6活性峰也佔晚上時間（約2小時），和早於骨鈣蛋白。這些數據對IL-6在炎症和骨組織生理學中的參與具有一定的興趣。相反，TNF沒有晝夜節律。然而，這種細胞因子的受體可以從屬於它們。
2. 蠕動。透明質酸由滑膜細胞（以及許多其他細胞）合成，並且是骨關節炎和類風濕性關節炎中的滑膜炎的潛在標誌物。然而，在腸的淋巴系統中發現最高濃度的透明質酸鹽。食用後循環透明質酸的濃度可以增加也就不足為奇了。因此，用於確定生物標誌物的血液採樣應該在空腹或進食後3小時進行。蠕動對血液中生物標誌物水平的影響需要研究。
3. 睡眠後早晨的身體活動導致血液中透明質酸濃度增加，MMP-3和健康個體中硫酸角質素的表位增加。物理負荷可以改變滑液和血清中某些標誌物的濃度。這種增加在類風濕性關節炎患者中更顯著，而且生物標誌物的濃度與這些患者的臨床狀態相關。
4. 肝臟和腎臟疾病。肝硬化引起血清中透明質酸水平的顯著增加，並可能影響蛋白多醣的消除。已知腎臟疾病影響骨鈣蛋白的濃度。這個問題也需要更深入的研究。
5. 年齡和性別。在身體生長期間，生長板細胞的活性增加，伴隨著血清中骨骼生物標誌物濃度的增加。一個例子是生長的動物中外周血和尿液中聚集蛋白聚醣和II型膠原蛋白片段濃度的增加。因此，對具有肌肉骨骼系統疾病的兒童和青少年生物標誌物的分析的解釋是困難的。對於許多生物標誌物，已發現隨著老化濃度的增加。在男性中，生物標誌物的濃度顯著高於軟骨和骨組織中的女性。此外，在絕經期和絕經後期的女性中，軟骨組織代謝的生物標誌物濃度的變化可以以與在骨組織中觀察到的類似的方式預期。
6. 手術操作也會影響生物標誌物的水平，此外，這種影響可能持續數週。

骨關節炎生物標誌物概念的基礎是假設它們反映了關節組織中代謝過程的某些方面。然而，身體液體培養基中生物標誌物的濃度與軟骨，滑膜和其他組織的代謝之間的關係證明是非常複雜的。

例如，降解標誌物的濃度VCR滑液關節軟骨可能不僅取決於基質的降解的程度，也取決於其它因素，例如消除滑膜的分子的片段的程度，如上所述，和數量軟骨組織留在關節中。

儘管上述事實，在滑液的生物標誌物的濃度通常與關節軟骨的ECM分子的代謝相關。例如，改變聚集蛋白聚醣片段的濃度表位846，洪巴赫和在關節創傷後的滑液和骨關節炎與在動物中聚集蛋白聚醣，洪巴赫的代謝速率的變化和膠原II骨關節炎實驗模型一致的發展II型膠原的C-前肽和/ 體內和在骨關節炎/ 體外患者的關節軟骨中。

鑑定分子片段的具體來源是一個複雜的過程。增加分子的片段的釋放可以通過未通過合成過程或通過用在同一分子VCR的合成速率同時增加增加降解補償降解過程的總增益發生兩者; 在後一種情況下，VKM分子的濃度不變。因此，有必要尋找特異降解和合成的標記。前者的例子可以是聚集蛋白聚醣的片段，以及膠原蛋白11的第二C-前肽。

即使生物標誌物與代謝的某個方面有關，也必須考慮到這一過程的具體特徵。例如，所識別的片段可作為合成的降解的結果而產生的從頭分子，其還沒有來得及融入官能ECM分子，其剛剛被內置到VCR，最後一個恆定ECM分子，其是成熟的基質的重要功能部分。問題也特定矩陣區（細胞周圍，領土和領土間矩陣），它作為在滑液，血液或尿液中發現的生物標誌物的源的定義。研究在體外表明，在關節軟骨ECM的各個區域中的代謝速率可以是不同的。對與硫酸軟骨素硫酸鹽化有關的一些表位的研究可以幫助鑑定從頭合成的聚集蛋白聚醣分子的群體。

可以假設，通常存在於軟骨VKM中的分子片段在關節液中的外觀與軟骨基質的代謝有關。然而，這並非總是如此，因為它取決於許多因素，特別是在關節軟骨的分子的濃度如何超過在接頭的其它組織，並作為其在軟骨代謝的強度超過的是，在關節的其他組織。所以，在關節軟骨聚集蛋白聚醣的總重量比的顯著更高，例如，在膝蓋的半月板，與洪巴赫在彎月面的總重量不從關節軟骨的不同。細胞和軟骨細胞產生和sinovitsity溶基質蛋白酶-1，但在滑膜細胞的總數超過了在軟骨，所以在溶基質蛋白酶-1可能滑膜來源的滑膜液檢測到顯著部分。因此，鑑定生物標誌物的特定來源是非常複雜且通常不可能的。

在血清和尿液中的生物標誌物的研究中，出現確定可能的關節外源的問題。此外，在單關節損傷的情況下，由受影響的關節分配的生物標記可以與由完整關節分配的標記混合，包括對側關節。關節軟骨組成少於人體透明軟骨總質量的10％。因此，確定血液和尿液中的生物標誌物可以在多關節或全身性疾病（用於骨關節病，廣泛骨關節炎）中證明是合理的。

生物標誌物的要求取決於它們的使用目的 - 作為診斷，預後或評估測試。例如，診斷測試可以確定健康人和骨關節炎患者之間的差異，這通過測試的敏感性和特異性的概念來表示。預後測試揭示了最有可能快速進展的人群。最後，評估測試基於標記監測單個患者的時間變化的能力。另外，生物標誌物可用於確定患者對特定藥物的敏感性。

最初假定生物學標記可以用作診斷測試，這將有助於區分受到骨關節炎影響的關節和完整的關節，以及與其他關節疾病進行鑑別診斷。因此，血清硫酸角質素濃度的測定被認為是廣義骨關節炎的診斷測試。然而，隨後的研究表明，這種生物標誌物只能反映軟骨蛋白多醣在某些情況下的降解。事實證明，血清中生物標誌物的濃度取決於受試者的年齡和性別。

據稱骨關節炎患者滑液和血清中關節組織代謝的生物學標記物

生物標記	這個過程	在滑液（鏈接）	血清（鏈接）
1.辣根
Aggrekan
核心蛋白的片段	聚集蛋白聚醣降解	Lohmander LS。等人，1989; 1993年	Thonar EJMA等人，1985; Campion GV等人，1989; MehrabanF。等人，1991; Spector TD等，1992; Lohmander LS。，Thonar EJ-MA，1994; PooleAR等，1994）（Poole AR等，1994）
核心蛋白的表位（裂解區的特定新表位）	聚集蛋白聚醣降解	Sandy JD等，1992; LohmanderLS。等人，1993; LarkM.W。等人，1997
硫酸角質素的表位	聚集蛋白聚醣降解	Campion GV等人，1989; BelcherС等，1997
硫酸軟骨素表位（846，ZVZ，7D4和DR）	合成/降解聚集蛋白聚醣	Poole AR等，1994; HazellP.K。等人，1995; Slater RR Jr.等，1995; Plaas AHK等人，1997; 1998; Lohmander LS。等人，1998
軟骨素-6-和軟骨素-4-硫酸鹽的比例	合成/降解聚集蛋白聚醣	Shinme iM。Et al .. 1993
肉的天使	降解小蛋白聚醣	三明治，PrehmP。等人，1992
軟骨基質蛋白
Hompo	HOMP的降解	SaxneТ，Heinegerd D.，1992“; Lohmander L.等，1994; Petersson IF等，1997	Sharif M.等人，1995
膠原軟骨
II型膠原的C-前肽	膠原蛋白II的合成	ShinmeiM。等人，1993; YoshiharaY。等人，1995; LohmanderLS。等人，1996
II型膠原鏈的片段	膠原蛋白II的降解	Hollander AP等人，1994; Billinghurst RC等人，1997; AtleyLM。等人，1998
MMP及其抑製劑	合成和分泌	從滑膜或關節軟骨？
II。半月板
Hompo	HOMP的降解	從關節軟骨，半月板還是滑膜？
小蛋白聚醣	降解小蛋白聚醣
III。滑膜
透明質酸	透明質酸的合成		Goldberg RL等，1991; HedinP.-J。等人，1991; Sharif M.等人，1995
基質金屬蛋白酶和其抑製劑
Stromelizine（MMP-3）	MMP-3的合成和分泌	LohmanerLS。等人，1993	ZuckerS。等人，1994; YoshiharaY。等人，1995
間質膠原酶（MMP-1）	MMP-1的合成和分泌	Clark IM等人，1993; LohmanderLS。等人，1993	Manicourt DH等人，1994
TIMP	TIMP的合成與分泌	Lohmander LS。等人，1993; Manicourt DH等人，1994	Yoshihara Y.等，1995
III型膠原的N-前肽	合成/降解膠原III	謝里夫M.等人，1996	謝里夫M.等人，1996

許多研究已經證實差異片段聚集蛋白聚醣，HOMP和蛋白酶以及它們在膝關節健康志願者的滑液抑製劑的濃度，類風濕關節炎，反應性關節炎或骨關節炎儘管作者展示在平均濃度的生物標記物的顯著差異，對數據的解釋是困難的，因為進行的比較分析是簡介和回顧。這些測試的預後特性需要在前瞻性研究中證實。

生物標誌物可用於評估疾病的嚴重程度或病理過程的分期。施加於疾病的嚴重程度的骨關節炎和其級通過X-射線檢查，關節鏡檢查的結果來判斷，以及對疼痛，受影響的關節的功能受限，以及患者的功能能力的嚴重程度。L.達爾伯格等人（1992）和T. Saxne和D. Heinegard（1992）提出了使用軟骨代謝的一些分子標記物，以進一步表徵骨關節炎的階段。然而，為了將這些生物標誌物引入醫療實踐中，需要在這個方向上進行進一步的研究。

有報導稱可能使用生物標誌物作為預後試驗。例如，已表明患者血清膝骨關節炎的患者在基線在透明質酸（但不是硫酸角質素）的濃度表明5年觀察內膝關節病的進展。在同一患者群體中，研究發現後一年內隨訪5年內，膝關節病患者血清HMB水平升高與放射學進展相關。 對類風濕性關節炎患者的生物學標誌物的研究表明，HOMB血清中表位846硫酸軟骨素的濃度與疾病進展更快有關。這些結果在小組患者中獲得，往往不能證明生物標誌物水平與疾病進展之間關係的強度，即需要進一步的研究，前瞻性和大量患者隊列研究。

TD斯佩克特和他的同事（1997）發現，在血清CRP水平略有增加患者早期骨關節炎和報導，CRP可作為骨關節炎的發展預測。在這種情況下，CRP水平的增加反映了關節組織損傷的過程，並且可能與透明質酸水平的增加有關，這也表明疾病的進展。不排除滑膜對血清中檢測到的大部分透明質酸負責，這表明存在弱滑膜炎。骨關節炎患者和關節創傷患者的滑液和血清中MMP基質溶素的濃度增加也可能與弱滑膜炎有關。

最後，生物標記物可以用作藥物臨床試驗的有效標準，也可以用於監測病原體治療。然而，有兩個相互關聯的問題：缺乏藥用“修飾結構”或“疾病修飾”的證明性能主要是由於缺乏可靠的生物標記物和與此相反，由於沒有接頭的組織代謝的特異性標誌物的主要是由於缺乏的藥物這些組對照試驗。

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