【膝关节骨性关节炎的治疗研究进展】膝关节骨性关节炎的治疗

　　关键词：膝关节骨性关节炎；白细胞介素-1；治疗方法　　中图分类号：R684.3　　文献标志码：A　　文章编号：1008-2409(2012)03-0452-05
　　膝关节骨性关节炎(OA)是临床常见的多发疾病，以中老年人发病率高，目前临床多以药物和物理疗法治疗，且效果多不确切。其病理改变表现为膝关节软骨组织的退变、软骨下骨质增生形成骨赘、膝关节边缘韧带损伤，引起膝关节功能障碍、疼痛和关节畸形。病变的机制还不明确，但现已有实验证实膝关节骨性关节炎的发病与细胞因子有密切的关系，细胞因子是一种具有生物活性细胞重要调节蛋白。臭氧具有较强的止痛、消炎作用，有实验证明膝关节腔内注射医用臭氧可以对膝关节骨性关节炎有较好的治疗作用。
　　1　骨性关节炎
　　骨关节炎是一种退行性的疾病，主要损害关节骨组织、关节滑膜组织和软骨，表现为关节软骨磨损、骨刺形成和关节退变，引起关节功能障碍、肿胀、疼痛和关节畸形。膝关节骨性关节炎的发病随年龄增长而增加，对中老年人的健康影响也越来越大。随着社会老龄化，膝关节骨性关节炎的发病率越来越高。据我国统计，65岁以上的老年人发病率为75％。膝关节骨性关节炎的关节变化有两个主要的病理过程：①膝关节软骨发生退行性变。②关节发生原发性增生性变化，主要的变化是在关节滑膜及关节软骨周围。研究证明机械的损伤、组织细胞外环境改变、软骨细胞修复失调是骨性关节炎发病的3个重要机制。软骨细胞在机械损伤、炎症或免疫等多种损伤下发生坏死、凋亡、增殖反应，可以通过调控分解基因及合成基因的表达，可以使基质降解或合成减少。骨性关节炎病理过程表现为：由于蛋白多糖和胶原酶的作用，引起关节软骨间质的分解增加，表现软骨组织的软化、破坏，活化的软骨细胞可释放炎性介质TNF和IL-1，PGs大量增加，这些炎性介质使疼痛加重，并且伴有关节滑膜炎。膝关节是在运动中最易发生运动创伤的关节，以慢性损伤所致的膝关节骨性关节炎最常见。动物实验研究表明，骨性关节炎的修复和发生与细胞因子有关，例如：TNF-a、IL-1、IL-6、MMPs、NO、SOD等。
　　2　骨关节炎相关细胞因子
　　2.1白细胞介素-1
　　在人体膝关节滑液中能够检测到白细胞介素-1(IL-1)。IL-1是一种致炎细胞因子，在骨性关节炎中起着非常关键的作用，是引起软骨功能细胞衰退的细胞因子之一。在慢性炎症时，IL-1能够引起全身症状如肌消耗、发热和急性期蛋白合成，并且导致局部组织炎症。IL-1可分为IL-1a和IL-1β两种细胞因子，以IL-1β为主，二者分子量非常接近，发挥生物学特性是相似的。经过IL-1β转换酶处理后，IL-1β分泌到细胞膜外从而发挥作用，IL-1a是由钙蛋白酶处理，能够通过钙依赖方式在细胞膜处被激活，致炎作用弱。IL-1a和IL-1β能够刺激滑膜和软骨细胞产生NO，诱导关节软骨的凋亡，促进骨基质的降解；许多动物实验证明IL-1是引起骨性关节炎发病的原因；Mderton等将IL-1β基因转入关节滑膜组织，再将其滑膜细胞植入到兔的膝关节腔内，诱导出关节炎的表现，膝关节腔液内的，IL-1β表达检测明显增高。
　　高水平IL-1与软骨组织细胞膜上的受体结合，形成复合物，通过改变细胞膜上的信息传递系统的信息输送到细胞内，可以干扰正常的细胞活动代谢。软骨细胞膜有IL-1受体，发生骨关节炎时细胞膜上的受体数量可以增加至原数量的两倍；IL-1可抑制骨关节软骨细胞合成具有透明软骨特性的蛩白聚糖，从而使软骨变性，导致软骨生物力学改变和软骨缺损；IL-1β刺激滑膜成纤维增殖，促进滑膜组织细胞黏附因子的表达，提高纤维素分泌量，使软骨组织内环境恶变。
　　2.2白细胞介素-6(IL-6)
　　动物实验研究检测到膝关节骨性关节炎患者膝关节腔内存在高浓度的IL-6，在正常细胞中未检测出IL-6，在培养的骨关节软骨组织和骨性关节炎患者的软骨细胞中发现IL-6的mRNA表达。因此，IL-6在软骨退变和骨关节炎症中起作用。IL-6来源于破骨细胞、成纤维细胞、巨噬细胞、软骨细胞等，具有多种生物学活性，能够激活B细胞和T细胞、产生KJ急性期蛋白。Legender等动物实验研究证明IL-6和水溶性IL-6a受体(SIL-6R)结合能够抑制TIMP-1在软骨细胞中的退变，并且可以显著增加牛软骨细胞MMP-1，3，13的表达。Blanco等动物实验研究发现关节液中IL-6的浓度与胶原酶的浓度有明显相关，胶原酶是导致软骨基质破坏的主要酶类之一。IL-1β和TNF-a以及组织损伤能够诱导IL-6的产生。滑膜与关节内的炎症反应都是引起骨性关节炎进一步加重的主要因素，加重关节与滑膜的炎症，IL-6能够促进淋巴细胞分泌免疫球蛋白，因此IL-6可以作用于骨性关节炎多个环节的病理中，能够加重关节软骨的破坏，引起病变进行性发展。
　　2.3一氧化氮(NO)
　　研究发现高浓度NO能够导致膝关节软骨组织细胞凋亡：一是NO可以抑制软骨基质合成及细胞增殖，使软骨细胞修复能力下降；二是NO通过增强淋巴细胞活化杀伤细胞，能够促使软骨细胞的死亡；三是NO通过细胞毒性作用于抑制酶、线粒体等，产生乳酸，糖酵解增加，可以使软骨细胞受损，并且损伤血管内皮细胞引起骨微循环障碍。Ⅱ型为诱导型NOS(Inducible nitric oxide synthase，iNOS)，在受到一些细胞因子如TNF、IL-1的作用下，或免疫刺激，在许多细胞如淋巴细胞、巨噬细胞、枯否细胞及内皮细胞都可表达iNOS，其活性不依赖钙离子，合成的NO量多持续时间长，能够参与机体的免疫防御及免疫损伤。Tuder等将iNOS基因转入软骨细胞，发现软骨组织产生的大量NO能抑制软骨基质蛋白多糖合成，促进蛋白聚糖和胶原蛋白降解。NO可能通过4个方面机制使细胞凋亡：①抑制三羧酸循环中乌头酸酶活性，使细胞呼吸和氧化代谢受到干扰，导致糖原衰竭。②直接与某些含亚铁原卟啉的铁离子结合，形成亚硝酰络合物，造成线粒体损害。③引起核酸亚硝酞化，可以破坏DNA双螺旋结构。④其影响细胞内的其他靶分子，并且调节第二信使，导致非依赖于基因组DNA损伤的细胞凋亡；NO对软骨细胞也有重要影响。鉴于NO在骨性关节炎发病中有非常重要的地位，抑制iNOS的活性能够用来降低NO的产生，现已成为治疗膝关节骨性关节炎的新热点。