引用本文
董奕裕, 张新根, 陆建良, 于国芳, 陆鑫丽. 早期类风湿性关节炎患者血清Ⅰ型胶原吡啶交联终肽、基质金属酶-3等指标的检测及意义. 检验医学, 2013, 28(5): 400-403
DONG Yiyu, ZHANG Xingen, LU Jianliang, YU Guofang, LU Xinli. Detection and significance of serum cross-linked carboxyterminal telopeptide region of type Ⅰ collagen and matrix metalloproteinase enzyme-3 in patients with early rheumatoid arthritis. Labratory Medicine, 2013, 28(5): 400-403  
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早期类风湿性关节炎患者血清Ⅰ型胶原吡啶交联终肽、基质金属酶-3等指标的检测及意义
董奕裕1, 张新根2, 陆建良3, 于国芳4, 陆鑫丽1
1.浙江省荣军医院检验科,浙江 嘉兴 314000
2.浙江省荣军医院中西结合骨伤科,浙江 嘉兴 314000
3.浙江省荣军医院放射科,浙江 嘉兴 314000
4.浙江省荣军医院风湿免疫科 ,浙江 嘉兴 314000

作者简介:董奕裕,男,1968年生,学士,主管技师,主要从事临床免疫学研究。

基金:嘉兴市科技局计划项目(2010AY1053)
摘要
目的 探讨Ⅰ型胶原吡啶交联终肽(ICTP)、基质金属酶-3 (MMP-3) 、抗环瓜氨酸肽(CCP)抗体、类风湿因子(RF)检测及类风湿性关节炎(RA)活动度在RA早期诊断中的意义。方法 应用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测213例RA患者(早期RA组92例、中长期RA组121例)、43例非RA的其他免疫系统疾病患者和40名正常对照者血清ICTP、MMP-3及抗CCP抗体;同时采用免疫比浊法检测血清RF。结果 ICTP、MMP-3、抗-CCP抗体、RF在早期RA诊断中的最佳临界值分别为3.21 μg/L、67.45 ng/mL、15.45 U/mL、12.35 U/mL,灵敏度分别为74.0%、63.4%、52.4%、55.3%,特异性为95.5%、81.8%、95.5%、90.9%。RA各组RF、抗CCP水平均高于对照组及非RA组(P<0.01),ICTP、MMP-3、RF在非RA组和正常对照组间差异有统计学意义(P<0.01),ICTP在早期RA与非RA组间差异无统计学意义(P>0.05)。X线分期中Ⅰ期患者的ICTP、MMP-3、抗CCP抗体及RF水平与Ⅱ、Ⅲ期、Ⅳ期患者比较差异均有统计学意义(P<0.05、P<0.01)。Ⅱ期患者ICTP、MMP-3及抗CCP抗体水平与Ⅲ、Ⅳ期比较差异均有统计学意义(P<0.05、P<0.01),而RF水平3组之间差异无统计学意义 (P>0.05)。结论 同时检测ICTP、MMP-3、抗CCP抗体和RF能提高RA早期诊断的准确性,减少漏诊,动态联合检测可有效监测RA病情进展。
关键词: Ⅰ型胶原吡啶交联终肽; 基质金属酶-3; 抗环瓜氨酸肽抗体; 类风湿因子; 类风湿性关节炎
中图分类号:R446.62 文献标志码:A 文章编号:1673-8640(2013)05-0400-04
Detection and significance of serum cross-linked carboxyterminal telopeptide region of type Ⅰ collagen and matrix metalloproteinase enzyme-3 in patients with early rheumatoid arthritis
DONG Yiyu1, ZHANG Xingen2, LU Jianliang3, YU Guofang4, LU Xinli1
1. Department of Clinical Laboratory, Rongjun Hospital of Zhejiang, Zhejiang Jiaxing 314000, China
2. Department of Integrative Medicine Orthopedics, Rongjun Hospital of Zhejiang, Zhejiang Jiaxing 314000, China
3. Department of Radiology, Rongjun Hospital of Zhejiang, Zhejiang Jiaxing 314000, China
4. Department of Rheumatism Immunology, Rongjun Hospital of Zhejiang, Zhejiang Jiaxing 314000, China
Abstract
Objective To investigate the significance of cross-linked carboxyterminal telopeptide region of type Ⅰ collagen (ICTP), matrix metalloproteinase-3 (MMP-3), anti-cyclic citrullinated peptide (CCP) antibody, rheumatoid factor (RF) and rheumatoid arthritis(RA) activity in the early diagnosis of RA. Methods The enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA) was used to determine the serum samples of 213 patients with RA (early RA group: 92 cases and medium-and long-term RA group: 121 cases), 43 patients with non-RA associated and immune diseases and 40 healthy controls. The serum ICTP, MMP-3 and anti-CCP antibody were determined. The serum RF was determined by immunoturbidimetry. Results The optimal cut-off values of ICTP, MMP-3 and anti-CCP antibody in the diagnosis of early RA were 3.21 μg/L, 67.45 ng/mL, 15.45 U/mL and 12.35 U/mL. The sensitivities were 74.0%,63.4%,52.4% and 55.3%, and the specificities were 95.5%, 81.8%, 95.5% and 90.9%. RF and anti-CCP antibody were higher in the RA group than in the healthy control group and the non-RA group (P<0.01). ICTP, MMP-3 and RF in the non-RA group and the healthy control group had statistical significance (P<0.01). ICTP in early RA and non-RA group had no statistical significance (P>0.05). The ICTP, MMP-3, anti-CCP antibody and RF of X ray staging Phase Ⅰ had statistical significances with those staging Phase Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ(P<0.05,P<0.01). The ICTP, MMP-3 and anti-CCP antibody of Phase Ⅱ with those of Phase Ⅲ and Ⅳ had statistical significance (P<0.05,P<0.01). The RF among Phase Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ had no statistical significance (P>0.05). Conclusions The simultaneous detection of ICTP, MMP-3, anti-CCP antibody and RF can improve accuracy and reduce missed diagnosis. Dynamic combination detection can monitor effectively the progression of RA.
Keyword: Cross-linked carboxyterminal telopeptide region of type Ⅰ collagen; Matrix metalloproteinase-3; Anti-cyclic citrullinated peptide antibody; Rheumatoid factor; Rheumatoid arthritis
引言

类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种以对称性多关节炎为主要临床表现的自身免疫性疾病[ 1]。现已证明RA患者关节病变在发病后第1年发展最快,发病2年即可出现不可逆的骨关节破坏[ 2]。因此早期使用改变病情的药物可控制疾病的进展。近来许多学者也在关注RA的早期诊断。我们对RA患者血清Ⅰ型胶原吡啶交联终肽(cross-linked carboxyterminal telopeptide region of type Ⅰ collagen,ICTP)、基质金属酶-3(matrix metalloproteinase-3,MMP-3)、抗环瓜氨酸肽(cyclic citrullinated peptide,CCP)抗体、类风湿因子(rheumatoid factor,RF)进行了联合检测,以探讨RA早期诊断的实验室指标及临床应用价值。

材料和方法
一、研究对象

RA组患者213例,均来自荣军医院风湿免疫科、骨伤科2010年1月至2012年6月门诊及住院患者,其中男79例,女134例,年龄(44±13)岁,其诊断均符合美国风湿病学会联合欧洲抗风湿病联盟(ACR/EULAR)2010年RA的诊断标准[ 3],将213例RA患者分为早期RA组92例(病程<12个月),中长期RA组121例(病程≥12个月);按X线分期,Ⅰ期86例,Ⅱ期49例,Ⅲ期59例,Ⅳ期19例。同时选择43例非RA的其他免疫系统疾病患者,其中男15例,女28例,年龄(42±9)岁,包括原发性干燥综合征15例、关节炎12例、系统性红斑狼疮7例、多发性肌炎4例、系统性硬化症5例, 所有患者均符合相应的临床诊断标准。正常对照组40名,均为健康体检者,其中男19名,女21名,年龄与RA组结构相匹配,均无肝肾功能损害、自身免疫性疾病、传染病、感染及肿瘤。

二、 方法

所有检测对象采集早晨空腹静脉血4 mL,分离血清后-20 ℃保存待检。ICTP、MMP-3、抗CCP抗体采用酶联免疫吸附试验(ELSIA)检测,RF采用免疫比浊法检测。

主要仪器与试剂:Bio-RAD酶标仪;RF用OLYMPUS2700生化仪检测;ICTP试剂由芬兰Orion Diagnostica公司提供,其线性范围为1~50 μ/L,采用ELISA(竞争法)定量,结果>4.5 μg/L为阳性;MMP-3试剂、抗CCP抗体由德国AESKULISA公司提供,抗CCP抗体结果>25 U/mL为阳性;RF检测试剂由日本第一化学药品株或会社提供,结果>20 U/mL为阳性。以上试剂均配有标准品与质控品。

三、统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行统计分析,计量数据以 ±s表示,多组均数比较采用方差分析和 q检验, P<0.05表示差异有统计学意义。

结果
一、血清ICTP、MMP-3、抗CCP抗体、RF水平对早期RA患者诊断的敏感性、特异性比较

4项指标的受试者工作特征(ROC)曲线分析结果及特征参数中ICTP的曲线下面积(AUC)、 约登指数最高,RF的AUC、约登指数最低。见 表1。ROC曲线见 图1。

表1 4项指标对早期RA诊断的最佳临界值、敏感性、特异性和AUC

图1 RA组患者4项指标的ROC曲线

二、各组血清ICTP、MMP-3、抗CCP抗体、RF水平比较

RA各组ICTP、MMP-3、抗CCP抗体、RF水平均高于正常对照组及非RA组( P<0.01);非RA组ICTP、MMP-3、RF水平与正常对照组比较差异有统计学意义( P<0.01);早期RA组ICTP水平与非RA组比较差异无统计学意义( P>0.05);中长期RA组MMP-3水平明显高于其他各组( P<0.01)。 见 表2。

表2 各组血清ICTP、MMP-3、抗CCP抗体、RF水平比较 ( ±s)
三、 X线不同分期患者血清ICTP、MMP-3、抗CCP抗体及RF水平比较

X线分期Ⅰ期患者的ICTP、MMP-3、抗CCP抗体及RF水平与Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期患者比较差异均有统计学意义( P<0.05、 P<0.01);Ⅱ期患者ICTP、MMP-3及抗CCP抗体水平与Ⅲ期、Ⅳ期患者比较差异均有统计学意义( P<0.05、 P<0.01),而RF水平3组之间差异无统计学意义 ( P>0.05) 。见 表3。

表3 X线不同分期患者血清ICTP、MMP-3、抗CCP抗体及RF水平比较 ( ±s)
讨论

RA以滑膜慢性炎为基本病理特点,表现为滑膜被覆细胞增生、炎性细胞浸润以及滑膜下层微血管增生, 大量炎性因子浸润,进而导致关节组织包括肌腱、关节囊、软骨和骨进行性和不可逆性破坏及功能障碍,在此基础上导致软骨破坏。在RA早期增生的滑膜组织向关节软骨面生长并侵蚀关节软骨,称为血管翳。血管翳含有大量成纤维细胞,后者可释放胶原蛋白酶、MMP-3等,从而引起骨组织的破坏 ,而滑膜中的成纤维样细胞来源的MMPs是导致关节病理损伤的重要因素[ 4] 。MMPs是酶活性依赖锌离子的蛋白酶超家族,可分为多种不同的亚家族,以MMP-3最为重要,因为外来信息必须首先激活MMP-3后才能活化其他MMPs[ 5],其被认为是降解关节软骨最为关键的蛋白酶[ 6]。MMP-3在RA发病机制中的作用是增生的滑膜组织向关节软骨面生长并侵蚀关节软骨[ 7], 同时MMP-3与骨侵蚀关系密切;Kamphuis等[ 8]指出,在未接受治疗的早期RA患者,血清MMP-3水平不仅和疾病活动性相关,同时可预示其放射学及整体功能的改变。RA病情发展最快阶段是在发病的第1年,此期存在一个短暂的治疗窗口,且是可逆的,因此只有早期诊断和早期治疗才能减少致残。本研究表明早期RA治疗前MMP-3水平明显高于正常对照组( P<0.01)。

骨中的骨基质为成骨细胞分泌,其内的有机质90%~95%为骨胶原。其中绝大多数为I型胶原,极少数为V型胶原;血液中可见这种终肽的免疫生化完整形式,其衍生于骨骼的重吸收和疏松结构组织的降解,反映骨吸收,其升高程度与破骨细胞活性的增高是一致的[ 9] ;ICTP以完整的免疫源性肽形式进入血液,不再进一步分解,并不受摄入食物的影响,作为骨生化指标可在骨损害的细胞学机制上提供更多的信息[ 10],也是目前唯一知道从构成胶原纤维分子中释放出的以完整免疫源性肽形式进入血液的交联,是反映骨吸收的具有高度敏感性和特异性的指标,其变化可反映Ⅰ型胶原的降解速率和骨基质的病理性破坏程度,且升高程度与破骨细胞活性的增高一致[ 11]。本研究表明早期RA患者的ICTP水平与正常对照组比较差异有统计学意义( P<0.01)。

据文献报道,抗CCP抗体不仅可作为关节损伤程度的预测标志[ 12],还与RA骨组织侵蚀有关[ 13]。国内外研究发现,约78%的患者在发病早期血清即可出现抗CCP抗体,而且抗体阳性者比阴性患者更易发展成为可通过放射学方法检测到的骨关节损害。

本研究通过检测92例早期RA患者治疗前血液中MMP-3、 抗CCP抗体、ICTP水平的变化,综合分析他们在RA早期诊断中的作用和关系。结果显示MMP-3增高的早期RA患者在X线Ⅰ期时开始上升,在Ⅱ期时明显升高,说明指标与出现骨关节破坏有相关性。MMP-3、抗CCP抗体、ICTP与RF一样, 可出现在RA病程的各个时期,其水平均高于正常对照组( P<0.01),且中长期RA患者的水平明显高于早期RA组及正常对照组( P<0.01)。这也提示MMP-3、抗CCP抗体、ICTP可能与RA的病程有一定相关性, 动态检测可预示RA 疾病的发展。现行的RA诊断标准主要依靠临床表现。骨关节侵蚀的客观指标只有X线检查,其结果易受放射科医生主观影响,而由于骨盐密度变化近50%时X线片才能显示异常,故在RA早期关节滑膜炎症和少数表现为骨质疏松而未出现明显关节骨质结构异常时,X线诊断较困难。因此当X线下出现特征性变化时骨关节多已发生不可逆性改变,对患者预后无明显预测作用。本研究通过对X线分期时血清ICTP、MMP-3、抗CCP抗体及RF比较发现,X线分期Ⅰ期4项指标与其他各期差异均有统计学意义( P<0.05)。说明这4项指标比X线更能敏感地反映关节骨侵蚀,可作为RA早期诊断指标中与骨关节破坏有关联的,对判断预后有指导意义的危险因子。

综上所述, 同时检测ICTP、MMP-3、抗CCP抗体和RF能提高RA早期诊断的准确性, 减少漏诊,比X线能更早反映关节骨侵蚀。动态联合检测可有效监测RA病情进展。监测血液中的MMP-3、ICTP水平,有可能做到早期诊断、及时治疗,防止MMP-3等对关节造成的不可逆破坏。4项指标各有其优缺点,可以互为补充,在不同方式联合检测均可提高对早期RA诊断的特异性,对RA的早期诊断和尽早治疗、改善预后有一定的帮助。

The authors have declared that no competing interests exist.

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