LIPUS對兔KOA血清TIMP-2和關(guān)節(jié)軟骨MMP-13表達的影響及臨床療效評價.pdf

1、我國已于本世紀初進入老齡化社會，現(xiàn)有年齡60歲以上的老年人近1.60億，是目前世界上老年人口最多的國家。骨性關(guān)節(jié)炎(Osteoarthritis，OA)逐漸成為最常見的關(guān)節(jié)慢性疾病，其中膝關(guān)節(jié)受累在臨床上最為多見?，F(xiàn)代醫(yī)學認為膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎(Knee Osteoarthritis，KOA)始發(fā)于膝關(guān)節(jié)軟骨退行性變，關(guān)節(jié)軟骨漸進性退變，逐漸出現(xiàn)軟骨裂隙、軟骨缺損，最終可致關(guān)節(jié)軟骨全層磨損剝脫;同時還可累及整個關(guān)節(jié)，造成滑膜增生、軟骨下骨硬

2、化及囊變、關(guān)節(jié)周圍的韌帶及關(guān)節(jié)囊攣縮，關(guān)節(jié)周圍肌肉萎縮等，由此產(chǎn)生以膝關(guān)節(jié)疼痛、關(guān)節(jié)不穩(wěn)及活動功能減退為主要表現(xiàn)的臨床癥狀。
　　研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinases，MMPs)對關(guān)節(jié)軟骨細胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)的生理及病理降解起重要作用。當軟骨受損時，刺激軟骨細胞分泌過量的MMPs，尤其是MMPs家族成員中最有效的Ⅱ型膠原降解酶MMP-13大量表達，導

3、致構(gòu)成軟骨ECM的主要成分Ⅱ型膠原的降解增加，破壞了軟骨ECM的膠原纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，并造成軟骨ECM另一種成分蛋白多糖（Proteoglycan，PG）的流失，引起軟骨結(jié)構(gòu)破壞和軟骨細胞的凋亡，導致骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)病。
　　超聲波在醫(yī)學上的應用可以追溯至1942年，奧地利醫(yī)生Dussik首次將其用于醫(yī)學領域。隨著對超聲波作用機理的研究深入以及相關(guān)應用技術(shù)的提高，目前超聲波在臨床上的已經(jīng)得到非常廣泛的應用。低強度脈沖超聲波(Lowinte

4、nsity pulsed ultrasound，LIPUS)的頻率一般為1～3MHz，強度小于100mW/cm2，通過空化效應、機械效應以及熱效應，改變細胞周圍液體流向，促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的排出，從而糾正細胞缺氧缺血狀態(tài)，增加組織營養(yǎng)狀況，提高細胞再生能力。OA動物模型研究表明，低強度脈沖超聲治療可以明顯減輕實驗動物的軟骨損傷程度，骨關(guān)節(jié)炎動物進行LIPUS治療后，軟骨中的MMP-13表達量下降，Ⅱ型膠原的降解速度也出現(xiàn)下降。

5、研究證明，LIPUS可以促進軟骨細胞合成蛋白多糖和Ⅱ型膠原，有利于關(guān)節(jié)軟骨的修復。
　　近年來，低強度脈沖超聲治療因其安全、無創(chuàng)、方便、經(jīng)濟等特點，逐漸被臨床醫(yī)生廣泛接受，在膝骨性關(guān)節(jié)炎的臨床治療方面取得了令人滿意的療效。本文將通過構(gòu)建兔膝骨性關(guān)節(jié)炎模型，研究LIPUS對兔膝骨關(guān)節(jié)炎血清中組織金屬蛋白酶抑制因子2(Metalloproteinase inhibitor-2，TIMP-2)和關(guān)節(jié)軟骨細胞中基質(zhì)金屬蛋白酶-13(MMP

6、-13)表達的影響，探討LIPUS對膝骨性關(guān)節(jié)炎的治療機制;并在臨床中應用低強度脈沖超聲波治療儀對輕、中度膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者進行對照治療，進一步探討LIPUS在治療膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎中的臨床應用價值。
　　第一部分 低強度脈沖超聲波對兔膝骨關(guān)節(jié)炎血清TIMP-2和關(guān)節(jié)軟骨MMP-13表達的影響
　　目的：研究低強度脈沖超聲波(LIPUS)對兔膝骨關(guān)節(jié)炎(OA)血清中組織金屬蛋白酶抑制因子2(TIMP-2)和關(guān)節(jié)軟骨細胞中基質(zhì)金屬

7、蛋白酶-13（MMP-13）表達的影響。
　　方法：SPF級新西蘭大白兔40只，體重1±0.5 kg，隨機挑選10只作為對照組，其余采用髕韌帶內(nèi)側(cè)缺損法構(gòu)建兔膝骨關(guān)節(jié)炎(OA)模型。建模后4周，各組動物耳動脈取血，ELISA檢測血清TIMP-2的表達水平。分離提取各組動物軟骨細胞進行體外培養(yǎng)，標記為對照組(Ctrl); OA模型組(OA); OA+LIPUS處理組(OA+L)。Ctrl、OA組細胞不作處理，OA+L組細胞在培養(yǎng)過程

8、中接受LIPUS處理（1MHz，40mW/cm2，1次/天）。7天后收集細胞，分別提取RNA及總蛋白，Real-time PCR及免疫印跡雜交分別在mRNA和蛋白水平分析軟骨細胞中MMP-13的表達水平。
　　結(jié)果：1.采用髕韌帶內(nèi)側(cè)缺損法構(gòu)建兔OA模型的成功率為83％。
　　2.ELISA的結(jié)果表明，OA動物血清中的TIMP-2含量平均比對照組低22.3％。
　　3.OA模型組，相對于正常對照組，TIMP-2表達水平

9、明顯下調(diào)，而MMP-13的表達量則明顯上調(diào)。
　　4.經(jīng)過LIPUS刺激后，TIMP-2及MMP-13的表達量趨向于正常對照組(P＜0.05)
　　結(jié)論：1.髕韌帶內(nèi)側(cè)缺損法構(gòu)建兔OA模型是一種成熟的方法，其建模成功率較高，軟骨生化指標與人類OA也較為一致。
　　2.OA模型組血清TIMP-2的表達量顯著下調(diào)。
　　3.在原代細胞中，相對與正常對照，OA組TIMP-2下調(diào)，MMP-13上調(diào)，
　　而經(jīng)過LI

10、PUS刺激后，TIMP-2和MMP-13的水平趨向于正常對照組。
　　第二部分 低強度脈沖超聲波在治療膝骨關(guān)節(jié)炎中的臨床療效評價
　　目的：應用低強度脈沖超聲波(LIPUS)治療儀治療膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎(KOA)患者，探討LIPUS在治療膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎中的臨床應用價值。
　　方法：選取2014年7月至2015年12月在聊城市第三人民醫(yī)院骨科門診及病房就診，符合膝關(guān)節(jié)X線片分期標準Ⅰ～Ⅲ期的膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者120例，按照隨

11、機法則分為LIPUS治療組60例，對照組（無LIPUS治療）60例。分別接受為期6周的治療。記錄治療前后兩組患者的VAS評分、HSS評分和SF-36生存質(zhì)量評分。按照受試者的X線片分期，對VAS評分、HSS評分及SF-36生存質(zhì)量各維度的評分記錄結(jié)果進行各類整理、統(tǒng)計學分析。
　　結(jié)果：1.治療組的整體VAS評分、HSS評分及SF-36評分治療后優(yōu)于對照組，前后評分對比具有統(tǒng)計學差異;對照組的治療前后評分差別不顯著。
　　2

12、.按照不同膝關(guān)節(jié)X線分期，不同疼痛程度，以及不同膝關(guān)節(jié)功能等級分別比較，LIPUS治療組患者的關(guān)節(jié)疼痛VAS評分均有明顯降低(P＜0.05)。同類對照組的差異則不顯著(P＞0.05)。
　　3.Ⅰ～Ⅱ期、輕中度疼痛、膝關(guān)節(jié)功能評級為優(yōu)和良的患者LIPUS治療后的HSS評分較治療前明顯提高(P＜0.05);但對于Ⅲ期，重度疼痛和膝關(guān)節(jié)功能評級為中的患者治療前后的HSS評分變化不明顯(P＞0.05)。
　　4.治療前后的SF-3

13、6量表總分及其8個維度評分比較顯示，LPUS治療對于緩解身體疼痛(BP)效果最為明顯，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期患者治療后均有顯著改善;Ⅰ、Ⅱ期患者LIPUS治療后，在大部分維度內(nèi)均有明顯效果，但在RP、RE這兩個維度內(nèi)效果不明顯;Ⅲ期患者中，除BP維度外，其它維度均無明顯改善。
　　結(jié)論：1.LIPUS治療對減輕膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的關(guān)節(jié)疼痛具有明顯療效;
　　2.LIPUS治療對于Ⅰ～Ⅱ期、輕中度疼痛和膝關(guān)節(jié)功能較好的膝骨關(guān)節(jié)炎患者具有良