Laboratoriediagnostisering av slitasjegikt

I de fleste tilfeller er de pasienter med osteoartritt ikke er noen endringer i blod- og urinprøver, bortsett fra synovitt med betydelig effusjon, være i stand til å forekomme økning av ESR, hypergammaglobulineminefrose, øket antall tilfeller av akutt fase - CRP, fibrinogen., Etc. I Studer synovialvæske signifikant forskjellig fra Normale indikatorer avslører ikke.

I de senere år er det pågår et intensivt søk etter mulige biologiske markører (BM) for degenerasjon og reparasjon av fellesvev (hovedsakelig brusk og ben). BM bør gjenspeile disse dynamiske endringene, tjene som prediktorer av artrose prognose og markører for effektiviteten av patogenetisk behandling. Oppdagelsen av ny og mer grundig studie av kjente biologiske markører vil tillate oss å bedre forstå mekanismene for patogenesen til slitasjegikt. Hovedoppgaven med å bruke biologiske markører av brusk er imidlertid å vurdere de kondrobeskyttende egenskapene til narkotika og å overvåke behandlingen med narkotika som tilhører DMO AD-gruppen - "sykdomsmodifisering".

Ved slitasjegikt forekommer patologiske forandringer hovedsakelig i leddbrusk, samt i subchondralbeinet, synovialmembranen og andre myke vev i leddet. Siden vår evne til direkte undersøkelse av disse strukturene er begrenset, er de viktigste kildene for innsamling av biologiske markører blod, urin og synovialvæske.

Urin undersøkelse er mest foretrukket, siden det ikke er forbundet med noen invasive prosedyrer. Etter vår mening er det ideelle materialet for studien daglig urin. Analyse av morgenurinprøvene ville være mer hensiktsmessig, er imidlertid muligheten for dens bruk bare basert på det faktum at en slik assay blir anvendt for påvisning av biologiske markører for beinmetabolismen i osteoporose: det er kjent at de biologiske markører er gjenstand for døgnrytme, og topp-konsentrasjonen av de biologiske markører for ben-metabolisme utgjør natt timer. Til dags dato er ingen publiserte informasjon på de cirkadianske rytmer av biologiske bløtvev markører av brusken, slik at den endelige avgjørelsen om valg av en tilstrekkelig urinanalyse foretas etter de aktuelle undersøkelser.

Blodprøven refererer til rutinemessige kliniske analyser. Noen biologiske markører i blodet bestemmer i dag, for eksempel indikatorer for den akutte fasen, andre, vil kanskje i nær fremtid bli inkludert i standardlisten over biokjemiske tester. For hver biologisk markør er det nødvendig å spesifisere i hvilken komponent av blodet det skal bestemmes - i plasma eller serum. Resultatene fra studiene indikerer at konsentrasjonen av biologiske markører i blodplasma er signifikant forskjellig fra det i serum. Vanligvis bestemmes biologiske markører i serum. Ifølge V. Rayan og medforfattere (1998) er konsentrasjonen av biologiske markører i blodet tatt fra en blodåre nær den berørte ledd og fra en fjernere vene forskjellig. Disse dataene indikerer behovet for å standardisere blodprøvetaking for studier av biologiske markører.

Inngitt LJ Attencia et al (1989), brusk av synovial leddene voksen bare er 10% av den totale vekt av hyalinbrusk av kroppen, inklusive mellomvirvelskiver. Således reflekterer bestemmelsen av biologiske markører i blod og urin en systemisk metabolisme i stedet for lokale forandringer i leddet som er berørt av slitasjegikt. Synovial væske er nærmest det patologiske fokuset på slitasjegikt og sannsynligvis reflekterer mest nøyaktig prosessene som forekommer i den berørte ledd. Konsentrasjonen av biologiske markører i synovialvæsken kan være betydelig høyere enn i blodet, og det er derfor lettere å bestemme. Eksempler omfatter epitopen aggrecan 846 - i synovialvæsken det er 40 ganger større enn i serumet, brusk oligomert matriksprotein (Hombach) - 10 ganger høyere enn i blodserum. Nedbrytningsproduktene i synovialvæsken reflekterer mer nøyaktig katabole prosesser i leddbrusk. Drenering av molekyler fra synovialvæsken gjennom det lokale lymfatiske systemet kan føre til en reduksjon av deres størrelse og til og med til ødeleggelsen.

Til tross for invasiviteten til teknikken for samovial væskeinntak, kombinert med en rekke mulige komplikasjoner, er verdien av å bestemme biologiske markører i den åpenbare. For å unngå problemer med den såkalte tørrleddet, like før fjerning av væske i leddet, kan du legge inn 20 ml isotonisk NaCl-løsning. Umiddelbart etter injeksjonen av den isotoniske løsningen, må pasienten utføre 10-folds fleksjonsforlengelse av lemmen i leddet, etterfulgt av rask aspirasjon av det fortynnede synovialvæske. Ifølge EM-JA Thonar (2000) påvirker en slik fortynning av synovia stoffskiftet i leddbrusk. Resultatene fra studien fra FC Robion og medforfattere (2001) indikerer imidlertid at gjentatt skylling av hestens kneledd ikke forårsaker betydelige endringer i bruskemetabolismen. Disse dataene krever selvfølgelig bekreftelse. Derfor, for hver biologisk markør i det prekliniske forskningsstadiet i dyr, er det nødvendig å bestemme effekten av lavage av leddet på endringen i konsentrasjonen.

Det neste viktige punktet er bestemmelsen for hver biologisk markør av halveringstid i synovialvæsken og i blodet. Uten slike data vil tolkningen av testresultatene være vanskelig. Vanligvis er halveringstiden for biologisk aktive stoffer i blodet mindre enn i andre flytende medier, på grunn av effektiv clearance av leveren og nyrene. For hver biologisk markør er det derfor også nødvendig å bestemme veien for eliminering. Således er N-propeptidet av kollagen type III utskilles av leveren ved reseptor-formidlet endocytose, og ikke-glykosylerte kollagenfragmenter avledet hovedsakelig smochoytakzhe, kakosteokaltsin. Naendotelialnyh celler sinus hepatiske lobules er reseptorer glykosaminoglykaner, hyaluronsyre og så proteoglykaner er eliminert via leveren. Halveringstiden for hyaluronsyre i blodet er 2-5 minutter. Tilstedeværelsen av synovitt kan akselerere clearance av de biologiske markører for leddene, selv om et studium i kaniner viste ingen signifikant forskjell i klaring av proteoglykaner i nærvær og fravær av synovitt. Det er således nødvendig å undersøke effekten av betennelse på endringer i konsentrasjonen av biologiske markører i kroppsvæsker.

Nyrer selektivt filtrerer biologiske markører. Således er de glykosaminoglykan som bærer høy negativ ladning, kan ikke trenge gjennom basalmembranen av nyre, mens glykosaminoglykaner, slik som chondroitin-6-sulfat og kondroitin-4-sulfat, bestemmes i urin.

I tillegg til patologi (spesielt osteoartrose), kan konsentrasjonen av biologiske markører i kroppsvæsker påvirkes av en rekke faktorer:

1. Sirkadiske rytmer har kun blitt studert for et lite antall biologiske markører. For markører av benmetabolisme blir de studert. Således, osteocalcin konsentrasjonstopp om natten, og kollagen-tverrbindinger i morgen -. 8 h Ved revmatoid artritt, IL-6 aktivitetstopp står også for nattetimer (ca. 2 timer), og tidligere enn osteocalcin. Disse dataene har en viss interesse for involvering av IL-6 i betennelse og i benvevs fysiologi. TNF, tvert imot, har ikke sirkadianrytmer. Imidlertid kan reseptorene av dette cytokinet være underordnet dem.
2. Peristaltikk. Hyaluronsyre syntetiseres av synovialceller (så vel som mange andre celler) og er en potensiell markør for synovitt i slitasjegikt og revmatoid artritt. Imidlertid finnes den høyeste konsentrasjonen av hyaluronat i tarmens lymfesystem. Det er ikke overraskende at konsentrasjonen av sirkulerende hyaluronsyre kan øke etter å ha spist. Dermed skal blodprøvetaking for å bestemme biologiske markører utføres på tom mage eller 3 timer etter å ha spist. Og påvirkning av peristaltikk på nivået av biologiske markører i blodet krever studier.
3. Fysisk aktivitet om morgenen etter søvn fører til økning i konsentrasjonen av hyaluronsyre i blodet, MMP-3 og epitopen av keratansulfat hos friske individer. Fysisk belastning kan endre konsentrasjonen av noen markører i både synovialvæske og serum. Denne økningen er mer uttalt hos pasienter med revmatoid artritt, i tillegg korrelerer konsentrasjonen av biologiske markører med den kliniske tilstanden til disse pasientene.
4. Sykdommer i leveren og nyrene. Cirrhosis forårsaker en signifikant økning i hyaluronsyrenivået i blodserumet og påvirker sannsynligvis eliminering av proteoglykaner. Det er kjent at nyresykdommer påvirker konsentrasjonen av osteocalcin. Dette problemet krever også en dypere studie.
5. Alder og kjønn. Under kroppens vekst øker aktiviteten til vekstplaterceller, som følge av en økning i konsentrasjonen av skjelettbiologiske markører i blodserumet. Et eksempel er økningen i konsentrasjonen av fragmenter av aggrecan og kollagen type II i perifert blod og urin hos voksende dyr. Således er tolkningen av analyser av biologiske markører hos barn og ungdom med sykdommer i muskuloskeletalsystemet vanskelig. For mange biologiske markører er det funnet en økning i konsentrasjonen med aldring. Hos menn er konsentrasjonen av biologiske markører betydelig høyere enn hos kvinner i brusk og beinvev. I tillegg kan kvinner i overgangsalderen og postmenopausale kvinner forvente forandringer i konsentrasjonen av biologiske markører for brusk metabolisme tilsvarende den som ble observert i benet.
6. Kirurgiske operasjoner kan også påvirke nivået av biologiske markører, i tillegg kan denne effekten vare flere uker.

Grunnlaget for begrepet biologiske markører av slitasjegikt er antagelsen om at de reflekterer visse aspekter av metabolske prosesser i leddets vev. Imidlertid viste forholdet mellom konsentrasjonene av biologiske markører i kroppens væskemedium og stoffskiftet av brusk, synovial og annet vev seg å være svært komplisert.

For eksempel er konsentrasjonen av nedbrytnings markører VCR leddbrusken i leddvæsken kan være avhengig ikke bare av graden av nedbrytning av matriksen, men også av andre faktorer, slik som graden av fjerning av fragmenter av molekyler av synovium, som nevnt ovenfor, og antallet bruskvev igjen i leddet.

Til tross for de ovennevnte fakta, er konsentrasjonen av biomarkører i synovialvæsken vanligvis er forbundet med metabolismen av ECM-molekyler av leddbrusk. For eksempel endrer konsentrasjonen av aggrecan fragmenter epitop 846, Hombach og C-propeptidet av kollagen II i leddvæsken etter felles trauma og i utviklingen av slitasjegikt i overensstemmelse med metabolske rate endringer av aggrecan, Hombach og kollagen II i eksperimentelle modeller av osteoartritt hos dyr og / vivo og i leddbrusk hos pasienter med slitasjegikt / og vitro.

Identifikasjon av bestemte kilder for molekylære fragmenter er en kompleks prosess. En økning i frigivelsesgraden av fragmenter av molekyler kan forekomme både som følge av en generell økning i nedbrytningsprosessene som ikke kompenseres av syntetiske prosesser eller på grunn av forbedret nedbrytning, samtidig som syntesen av de samme ECM-molekylene økes. I sistnevnte tilfelle endres ikke konsentrasjonen av VKM-molekyler. Dermed er det nødvendig å søke etter markører som er spesifikke for nedbrytning og syntese. Eksempler på det tidligere kan være fragmenter av aggrecan og det andre-C-propeptidet av kollagen 11.

Selv om den biologiske markøren er forbundet med et bestemt aspekt av metabolisme, er det nødvendig å ta hensyn til de spesifikke egenskapene i denne prosessen. For eksempel kan de identifiserte fragmentene bli generert som et resultat av nedbrytning av de syntetiserte de novo -molekyler, som enda ikke har fått tid til å integrere inn i de funksjonelle ECM-molekyler, som nettopp er blitt bygget inn i videospilleren og, til slutt, en konstant ECM-molekyler, noe som er en viktig funksjonell del av modne matrise. Problemet er også definisjonen av spesifikk matrise sone (pericellulær, territoriale og inter-territoriale matriks), som fungerte som en kilde av biologiske markører som finnes i leddvæsken, blod eller urin. Studier in vitro tyder på at den metabolske hastighet i de enkelte soner av leddbrusk ECM kan være forskjellig. Undersøkelse av noen epitoper som er forbundet med den sulfatering av chondroitin sulfat kan hjelpe til i å identifisere populasjonen syntetisert de novo -molekyler aggrecan.

Det kan antas at forekomsten av fragmenter i synovialvæsken av molekyler som normalt er til stede i ECM av brusken er forbundet med metabolismen av bruskmatriks. Dette er imidlertid ikke alltid tilfelle, fordi den er avhengig av en rekke faktorer, spesielt på hvordan konsentrasjonen av molekylet i leddbrusk overstiger det som foreligger i annet vev av leddet, og som intensiteten av sin metabolisme i brusken overstiger det som foreligger i annet vev av leddet. Så, den totale vekten av aggrecan i leddbrusk er betydelig høyere enn for, for eksempel i menisken i kneet, med totalvekt Hombach i menisken ikke avviker fra den leddbrusk. Og kondrocytter produsere og sinovitsity stromelysin-1, men det totale antall celler i synovium overstiger det i brusken, slik at en betydelig del detekteres i synovialvæsken av stromelysin-1 sannsynligvis synovial opprinnelse. Identifikasjonen av en bestemt kilde til biologiske markører er således ekstremt kompleks og ofte umulig.

I studien av biologiske markører i serum og urin, oppstår problemet med å bestemme en mulig ekstraartikkelkilde. I tilfelle av monoartikulær skade, kan biologiske markører som tildeles av den berørte ledd, blandes med markører som tildeles ved intakte ledd, inkludert kontralaterale. Sammensetningen av leddbrusk er mindre enn 10% av den totale massen av hyalinkroppen i legemet. Dermed kan bestemmelsen av biologiske markører i blod og urin være begrunnet i polyartikulære eller systemiske sykdommer (for osteoartrose, i generalisert slidgikt).

Krav til biologiske markører avhenger av formålet de brukes til - som en diagnostisk, prognostisk eller evalueringstest. For eksempel identifiserer en diagnostisk test forskjellene mellom friske individer og pasienter med slitasjegikt, som uttrykkes av konseptet med sensitivitet og spesifisitet av testen. En prognostisk test avslører i kohorten av personer som mest sannsynlig vil utvikle seg raskt. Endelig er evalueringstesten basert på markørens evne til å overvåke endringer i tid hos en enkelt pasient. I tillegg kan biologiske markører brukes til å bestemme pasientens følsomhet til et bestemt legemiddel.

I utgangspunktet ble det antatt at biologiske markører kan fungere som diagnostiske tester som vil bidra til å skille sammen leddet av slidgikt fra intakt, samt gjennomføre differensialdiagnose med andre leddsykdommer. Så ble bestemmelsen av serumkeratansulfatkonsentrasjon vurdert som en diagnostisk test for generalisert slitasjegikt. Imidlertid har etterfølgende studier vist at denne biologiske markøren bare kan reflektere nedbrytning av bruskproteoglykaner i noen situasjoner. Det viste seg at konsentrasjonen av biologiske markører i serum avhenger av pasientens alder og kjønn.

Påstått biologiske markører av felles vevsmetabolisme i synovialvæske og serum hos pasienter med slitasjegikt

Biologisk markør	Prosessen	I synovialfluid (koblinger)	Serum (lenker)
1. Pepperrot
Aggrekan
Fragmenter av kjerneproteinet	Aggrecan Degradation	Lohmander LS. Et al., 1989; 1993	Thonar EJMA et al., 1985; Campion GV et al., 1989; MehrabanF. Et al., 1991; Spector TD et al., 1992; Lohmander LS., Thonar EJ-MA, 1994; PooleAR et al., 1994) (Poole AR et al., 1994)
Epitoper av kjerneproteinet (spesifikke neoepitoper av spaltningssonen)	Aggrecan Degradation	Sandy J.D. Et al., 1992; LohmanderLS. Etal., 1993; LarkM.W. Etal., 1997
Epitoper av keratansulfater	Aggrecan Degradation	Campion GV et al., 1989; Belcher, et al., 1997
Epitoper av kondroitinsulfat (846, ZVZ, 7D4 og DR.)	Syntese / nedbrytning av aggrecan	Poole AR et al., 1994; HazellP.K. Et al., 1995; Slater RR Jr. Et al., 1995; Plaas AHK et al., 1997; 1998; Lohmander LS. Et al., 1998
Forholdet mellom kondroitin-6-og kondroitin-4-sulfater	Syntese / nedbrytning av aggrecan	Shinme iM. Et al., 1993
bindings proteoglykaner	Nedbrytning av små proteoglykaner	Smørbrød-PrehmP. Et al., 1992
Matrix proteiner brusk
Hompo	Nedbrytning av HOMP	Saxne Т., Heinegerd D., 1992"; LohmanderLS. Et al., 1994; Petersson I.F. Etal., 1997	Sharif M. Et al., 1995
Kollagenbrusk
C-propeptid av type II kollagen	Syntese av kollagen II	ShinmeiM. Etal., 1993; YoshiharaY. Et al., 1995; LohmanderLS. Etal., 1996
Fragmenter av en kjede av type II kollagen	Nedbrytningen av kollagen II	Hollander A.P. Et al., 1994; Billinghurst R.C. Etal., 1997; AtleyLM. Etal., 1998
MMP og deres inhibitorer	Syntese og sekresjon	Fra synovia eller leddbrusk?
II. Menisk
Hompo	Nedbrytning av HOMP	Fra leddbrusk, menisk eller synovia?
Små proteoglykaner	Nedbrytning av små proteoglykaner
III. Synoviumet
Hyaluronsyre	Syntese av hyaluronsyre		Goldberg RL et al., 1991; HedinP.-J. Et al., 1991; Sharif M. Et al., 1995
MMP og deres inhibitorer
Stromelizin (MMP-3)	Syntese og sekresjon av MMP-3	LohmanerLS. Et al., 1993	ZuckerS. Et al., 1994; YoshiharaY. Etal., 1995
Interstitiell kollagenase (MMP-1)	Syntese og sekresjon av MMP-1	Clark I.M. Et al., 1993; LohmanderLS. Etal., 1993	Manicourt DH et al., 1994
TIMP	Syntese og sekresjon av TIMP	Lohmander LS. Et al., 1993; Manicourt DH et al., 1994	Yoshihara Y. Et al., 1995
N-propeptid av type III kollagen	Syntese / nedbrytning av kollagen III	Sharif M. Et al., 1996	Sharif M. Et al., 1996

En rekke studier har vist forskjeller fragmenter konsentrasjoner av aggrecan, HOMP og MMP'er og deres inhibitorer i synovialvæsken i kneleddet friske frivillige pasienter med reumatoid artritt, reaktiv artritt eller osteoartritt Til tross for det faktum at forfatterne viser betydelige forskjeller i de gjennomsnittlige konsentrasjonene av biologiske markører, er vanskelig tolkning av dataene fordi Den komparative analysen som ble gjennomført, var profil og retrospektiv. De prognostiske egenskapene til disse testene må bekreftes i prospektive studier.

Biologiske markører kan brukes til å vurdere alvorlighetsgraden av en sykdom eller oppstart av en patologisk prosess. Anvendt på osteoartritt av alvorlighetsgraden av sykdommen og dens stadium blir bedømt av resultatene av røntgenundersøkelser, artroskopi, samt av hvor alvorlig smerte, begrensning av funksjon av berørte ledd, og funksjonell evne til pasienten. L. Dahlberg og medforfattere (1992) og T. Saxne og D. Heinegard (1992) foreslo bruken av visse molekylære markører for artikulær brusk metabolisme for ytterligere karakterisering av stadier av slidgikt. For innføring av slike biologiske markører i medisinsk praksis er det imidlertid behov for ytterligere forskning i denne retningen.

Det er rapporter om mulig bruk av biologiske markører som prognostiske tester. For eksempel, ble det vist at konsentrasjonen av hyaluronsyre (men ikke keratansulfat) i blodserum hos pasienter med artrose pasienter med basislinje viser progresjon av gonarthrosis innen 5 år med observasjon. I samme populasjon av pasienter ble det påvist at forhøyede serumnivåer av HMB hos pasienter med gonartrose var assosiert med radiologisk progresjon innen 5 års oppfølging innen det første året etter studiestart. Studier av biologiske markører hos pasienter med revmatoid artritt viste at konsentrasjonen i serum av HOMB, epitop 846, kondroitinsulfat er forbundet med raskere sykdomsprogresjon. Disse resultatene, oppnådd i små grupper av pasienter, viser ofte ikke styrken av forholdet mellom nivået av biologiske markører og sykdomsprogresjonen, det vil si behov for videre studier, potensielle og hos store pasienter.

TD Spector og medforfattere (1997) fant en liten økning i serum-CRP-nivå hos pasienter med tidlig osteoartrose og rapporterte at CRP kan tjene som en prediktor for fremgang av artrose. I dette tilfellet reflekterer en økning i nivået av CRP prosessene for skade på fellesvev og kan være forbundet med en økning i hyaluronsyrenivået, også indikativ for sykdomsprogresjonen. Det er mulig at synovialmembranen er ansvarlig for det meste av hyaluronsyren detekteres i blodserumet, noe som indikerer tilstedeværelsen av en svak synovitt. En økning i konsentrasjonen av MMP stromelysin i synovialvæsken og serum hos pasienter med slitasjegikt og etter leddtrauma kan også være forbundet med svak synovitt.

Endelig kan biologiske markører brukes som effektkriterier i kliniske studier av legemidler, samt for overvåking av patogenetisk behandling. Det er imidlertid to beslektede problemer: mangel på legemidler med påviste egenskaper av "modifisert struktur" eller "sykdom modifiserende" er i stor grad på grunn av mangel på pålitelige biologiske markører og tvert imot, er fraværet av spesifikke markører for vev metabolisme av leddene i stor grad på grunn av mangel på kontrollerte studier av legemidler i disse grupper.

[1], [2], [3], [4]