Laboratoriediagnostik av artros

I de flesta fall, de patienter med artros finns inga förändringar i blod och urin, med undantag synovit med betydande utgjutning, att kunna inträffa ökning av ESR, hypergammaglobulinemi, ökade hastigheter av akut fas - CRP, fibrinogen. Etc. I Studie synovialvätska signifikant skild från Normala indikatorer avslöjar inte.

Under senare år pågår en intensiv sökning efter möjliga biologiska markörer (BM) för degenerering och reparation av gemensamma vävnader (huvudsakligen brosk och ben). BM bör återspegla dessa dynamiska förändringar, fungera som prediktorer för osteoartritprognos och markörer för effektiviteten av patogenetisk behandling. Upptäckten av en ny och djupare studie av kända biologiska markörer gör det möjligt för oss att bättre förstå mekanismerna för artrosens patogenes. Huvuduppgiften att använda biologiska markörer för broskig metabolism är emellertid att bedöma de kondroprotektiva egenskaperna hos droger och att övervaka behandlingen med läkemedel som tillhör DMO AD-gruppen - "modifierande sjukdomar".

Vid artros uppträder patologiska förändringar huvudsakligen i ledbrosk, liksom i subchondralbenet, det synoviala membranet och andra mjuka vävnader i leden. Eftersom vår förmåga att direkt undersöka dessa strukturer är begränsad är de viktigaste källorna för insamling av biologiska markörer blod, urin och synovialvätska.

Urinundersökning är mest föredragen, eftersom den inte är associerad med några invasiva förfaranden. Enligt vår mening är det ideala materialet för studien daglig urin. Analys av morgon urinprov skulle vara mer lämpligt är emellertid möjligheten att dess användning endast baseras på det faktum att just en sådan analys används för detektion av biologiska markörer av benmetabolism vid osteoporos: det är känt att de biologiska markörer är föremål för dygnsrytmen, och toppkoncentrationen av de biologiska markörer av benmetabolism konto för natt timmar. Hittills har inga publicerade uppgifter om dygnsrytmen av biologiska mjukdels markörer för brosk, så det slutliga beslutet om valet av en adekvat urinanalys kommer att göras efter relevanta studier.

Blodtestet refererar till rutinmässiga kliniska analyser. Några biologiska markörer i blodet bestämmer idag, till exempel indikatorer för den akuta fasen, andra, kanske i den närmaste framtiden kommer att ingå i standardlistan över biokemiska test. För varje biologisk markör är det nödvändigt att specificera i vilken komponent av blodet det ska bestämmas - i plasma eller serum. Resultaten av studierna indikerar att koncentrationen av biologiska markörer i blodplasma skiljer sig signifikant från det i serum. Vanligtvis bestäms biologiska markörer i serum. Enligt V. Rayan och medförfattare (1998) är koncentrationen av biologiska markörer i blodet taget från en ven nära den drabbade leden och från en mer avlägsen ven annorlunda. Dessa data indikerar behovet av att standardisera blodprovtagningen för studier av biologiska markörer.

Inlämnad LJ Attencia et al (1989), är brosket av synoviala leder vuxen endast 10% av den totala vikten av hyalint brosk i kroppen, inklusive diskarna. Sålunda, identifiering av biologiska markörer i blodet och urinen snarare reflektera systemisk metabolism än lokala förändringar i den drabbade leden osteoartrit. Synovialvätska ligger närmast det patologiska fokuset på artros och återspeglar förmodligen mest korrekt de processer som förekommer i den drabbade leden. Koncentrationen av biologiska markörer i synovialvätskan kan vara signifikant högre än i blodet, och därför är det lättare att bestämma. Exempel innefattar epitopen aggrecan 846 - i ledvätskan det är 40 gånger större än i serum, brosk oligomera matrisprotein (Hombach) - 10 gånger högre än i blodserum. Nedbrytningsprodukterna i synovialvätskan återspeglar mer noggrant kataboliska processer i ledbrusk. Dränering av molekyler från synovialvätskan genom det lokala lymfsystemet kan leda till en minskning av deras storlek och till och med till deras förstörelse.

Trots invasiviteten hos tekniken för samovialvätskaintag kombinerat med ett antal möjliga komplikationer är värdet av att bestämma biologiska markörer i det uppenbart. För att undvika problem med den så kallade torra ledningen, innan du tar ut vätskan, kan 20 ml isotonisk NaCl-lösning injiceras i fogen. Omedelbart efter injektionen av den isotoniska lösningen måste patienten utföra 10-faldig flexionsförlängning av lemmen i leden, följt av snabb aspiration av den utspädda synovialvätskan. Enligt EM-JA Thonar (2000) påverkar en sådan utspädning av synovia metabolismen i ledbrusk. Resultaten från studien av FC Robion och medförfattare (2001) visar emellertid att upprepad sköljning av hästens knäled leder inte till signifikanta förändringar i broskmetabolism. Dessa data kräver naturligtvis en bekräftelse. Därför är det för varje biologisk markör vid det prekliniska forskningssteget hos djur nödvändigt att bestämma effekten av sköljning av fogen på förändringen i koncentrationen.

Nästa viktiga punkt är bestämningen för varje biologisk markör av halveringstid i synovialvätskan och i blodet. Utan sådana data blir tolkningen av testresultaten svår. Typiskt är halveringstiden för biologiskt aktiva substanser i blodet mindre än i andra flytande medier, på grund av effektivt clearance av levern och njurarna. För varje biologisk markör är det således också nödvändigt att bestämma vägen för eliminering. Sålunda, N-propeptid av kollagen typ III som utsöndras av levern genom receptormedierad endocytos, och icke-glykosylerade koUagenfragment härledda huvudsakligen smochoytakzhe, kakosteokaltsin. Endotelcellerna i bihålorna i de hepatiska loblerna har receptorer för glykosaminoglykaner, så hyaluronsyra och proteoglykaner elimineras av levern. Halveringstiden för hyaluronsyra i blodet är 2-5 minuter. Förekomsten av synovit kan påskynda clearance av biologiska markörer från lederna, fastän studien hos kaniner inte visade några signifikanta skillnader i clearance av proteoglykaner i närvaro och frånvaro av synovit. Det är således nödvändigt att undersöka effekten av inflammation på förändringar i koncentrationen av biologiska markörer i kroppsvätskor.

Njurar selektivt filtrerar biologiska markörer. Således glykosaminoglykan som bär hög negativ laddning, inte kan tränga genom basalmembranet hos njuren, medan glykosaminoglykaner såsom kondroitin-6-sulfat och kondroitin-4-sulfat, bestäms i urin.

Förutom patologi (särskilt osteoartros) kan koncentrationen av biologiska markörer i kroppsvätskor påverkas av ett antal faktorer:

1. Cirkadiska rytmer har endast studerats för ett litet antal biologiska markörer. För markörer av benmetabolism studeras de. Sålunda, osteokalcin koncentrationstopp på natten, och kollagentvärbindningar i morgonen -. 8 h Vid reumatoid artrit, IL-6-aktivitetstoppen stod också för natten timmar (ca 2 timmar), och tidigare än osteokalcin. Dessa data har ett visst intresse för involveringen av IL-6 i inflammation och i benvävnadens fysiologi. TNF har tvärtom inte cirkadianrytmer. Receptorerna för denna cytokin kan emellertid underordnas dem.
2. Peristaltiken. Hyaluronsyra syntetiseras av synovialceller (liksom många andra celler) och är en potentiell markör för synovit vid artros och reumatoid artrit. Den högsta koncentrationen av hyaluronat finns emellertid i lymfsystemet i tarmarna. Det är inte förvånande att koncentrationen av cirkulerande hyaluronsyra kan öka efter att ha ätit. Således bör blodprovtagning för att bestämma biologiska markörer utföras på tom mage eller 3 timmar efter att ha ätit. Och inverkan av peristaltis på nivån av biologiska markörer i blodet kräver studier.
3. Fysisk aktivitet på morgonen efter sömn leder till en ökning av koncentrationen av hyaluronsyra i blodet, MMP-3 och epitopen av keratansulfat hos friska individer. Fysisk belastning kan ändra koncentrationen av vissa markörer i både synovialvätska och serum. Denna ökning är mer uttalad hos patienter med reumatoid artrit, dessutom är koncentrationen av biologiska markörer korrelerad med dessa patienters kliniska tillstånd.
4. Sjukdomar i lever och njurar. Cirros orsakar en signifikant ökning av hyaluronsyrans nivå i blodserumet och påverkar antagligen eliminering av proteoglykaner. Det är känt att njursjukdomar påverkar koncentrationen av osteokalcin. Detta problem kräver också en djupare studie.
5. Ålder och kön. Under tillväxten av kroppen ökar aktiviteten hos tillväxtplattaceller, vilket åtföljs av en ökning av koncentrationen av skelettbiologiska markörer i blodserumet. Ett exempel är ökningen av koncentrationen av aggrecan och kollagen typ II-fragment i perifert blod och urin hos växande djur. Således är tolkningen av analyser av biologiska markörer hos barn och ungdomar med sjukdomar i muskuloskeletala systemet svårt. För många biologiska markörer har en ökning av koncentrationen med åldring visat sig. Hos män är koncentrationen av biologiska markörer betydligt högre än för kvinnor i brosk och benvävnader. Dessutom kan kvinnor i klimakteriet och postmenopausala kvinnor förväntar förändringar i koncentrationen av biologiska markörer av broskmetabolism liknande den som observerades i ben.
6. Kirurgiska operationer kan också påverka nivån på biologiska markörer, dessutom kan denna effekt pågå flera veckor.

Grunden för begreppet biologiska markörer av artros är antagandet att de speglar vissa aspekter av metaboliska processer i lederna. Förhållandet mellan koncentrationerna av biologiska markörer i kroppens flytande media och metabolismen av broskiga, synoviala och andra vävnader visade sig emellertid vara mycket komplicerade.

Till exempel, koncentrationen av nedbrytnings markörer VCR ledbrosk av ledvätska kan bero inte bara på graden av nedbrytning av matrisen, utan även på andra faktorer, såsom graden av eliminering av fragment av molekyler av synovium, såsom nämnts ovan, och antalet broskvävnad kvar i fogen.

Trots ovanstående fakta, är koncentrationen av biomarkörer i ledvätskan i allmänhet korrelerade med metabolismen av ECM-molekyler av ledbrosk. Till exempel, ändra koncentrationen av aggrecanfragment epitop 846, Hombach och C-propeptiden av kollagen II i synovialvätskan efter ledtrauma och i utvecklingen av osteoartrit i överensstämmelse med den metaboliska hastigheten förändringar av aggrekan, Hombach och kollagen II i experimentella modeller av artros hos djur och / vivo och i ledbrusk hos patienter med artros / och vitro.

Identifiering av specifika källor för molekylära fragment är en komplex process. Ökad frisättning av fragment av molekyler kan ske både genom den totala förstärkningen av de nedbrytningsprocesser som inte kompenseras genom syntetiska processer eller genom att öka nedbrytning med samtidig ökning av synteshastigheten av samma molekyler VCR; i det senare fallet förändras inte koncentrationen av VKM-molekyler. Det är således nödvändigt att söka efter markörer specifika för nedbrytning och för syntes. Exempel på den tidigare kan vara fragment av aggrecan och den andra C-propeptiden av kollagen 11.

Även om den biologiska markören är förknippad med en viss aspekt av ämnesomsättningen är det nödvändigt att ta hänsyn till de specifika egenskaperna hos denna process. Till exempel kan de identifierade fragmenten genereras som ett resultat av nedbrytning av de syntetiserade de novo molekyler, som ännu inte har haft tid att integreras i de funktionella ECM-molekyler, som just har byggts in i videobandspelaren och slutligen en konstant ECM-molekyler, vilket är en viktig funktionell del av mogen matris. Problemet är också definitionen av specifika matriszonen (pericellulär, territoriellt och interterritoriella matrix), som tjänade som en källa för biologiska markörer som finns i ledvätska, blod eller urin. Studier in vitro tyder på att den metaboliska hastigheten i de enskilda zonerna av ledbrosk ECM kan vara olika. Studien av några epitoper associerade med sulfation av kondroitinsulfater kan hjälpa till att identifiera populationen av de novo-syntetiserade aggrecanmolekyler.

Det kan antas att utseendet i fogvätskan av fragment av molekyler, som normalt finns närvarande i brosk VKM, är associerat med metabolismen av den bruskiga matrisen. Detta är dock inte alltid fallet, eftersom det beror på ett antal faktorer, bland annat på hur koncentrationen av molekylen i ledbrosket överstiger i andra vävnader i leden, och som intensiteten av dess metabolism i brosket överstiger i andra vävnader i leden. Så, är den totala vikten av aggrekan i ledbrosk signifikant högre än den hos, till exempel, i menisken av knät, med den totala vikten av Hombach i menisken inte skiljer sig från den hos den ledbrosk. Och kondrocyter producerar och sinovitsity stromelysin-1, men det totala antalet celler i synovium överskrider det i brosk, så en betydande del detekteras i ledvätskan hos stromelysin-1 sannolikt synovial ursprung. Identifikationen av en specifik källa av biologiska markörer är sålunda extremt komplex och ofta omöjlig.

I studien av biologiska markörer i serum och urin uppstår problemet med att bestämma en eventuell extraartikulär källa. Vid monotartikulär skada kan dessutom biologiska markörer som tilldelats av den drabbade leden blandas med markörer som tilldelas av intakta leder, inklusive kontralaterala sådana. Sammansättningen av ledbrusk är mindre än 10% av den totala massan av hyalinbrusk i kroppen. Således kan bestämningen av biologiska markörer i blodet och urinen vara berättigad i polyartikulära eller systemiska sjukdomar (för osteoartros, i generaliserad artros).

Krav på biologiska markörer beror på vilket syfte de används för - som ett diagnostiskt, prognostiskt eller utvärderingstest. Exempelvis identifierar ett diagnostiskt test skillnaderna mellan friska individer och patienter med artros, vilket uttrycks av begreppet känslighet och specificitet av testet. Ett prognostiskt test avslöjar i kohorten av personer som mest sannolikt kommer att utvecklas snabbt. Slutligen är utvärderingstestet baserat på markörens förmåga att övervaka tidsförändringar hos en enskild patient. Dessutom kan biologiska markörer användas för att bestämma patienternas känslighet för ett visst läkemedel.

Ursprungligen antogs det att biologiska markörer kan fungera som diagnostiska tester som kommer att bidra till att skilja leddet som berörs av artros från intakt, samt att utföra differentialdiagnos med andra gemensamma sjukdomar. Således bestämdes bestämningen av serumkeratansulfatkoncentration som ett diagnostiskt test för generaliserad artros. Efterföljande studier har emellertid visat att denna biologiska markör endast kan återspegla nedbrytningen av bruskproteoglykaner i vissa situationer. Det visade sig att koncentrationen av biologiska markörer i serum beror på individens ålder och kön.

Påstådda biologiska markörer av gemensam vävnadsmetabolism i synovialvätska och serum hos patienter med artros

Biologisk markör	Processen	I synovialvätska (länkar)	Serum (länkar)
1. Pepparrot
Aggrekan
Fragment av kärnproteinet	Aggrecan Nedbrytning	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 kärnproteinet (specifika neoepitoper av klyvningszonen)	Aggrecan Nedbrytning	Sandy JD et al., 1992; LohmanderLS. Et al., 1993; LarkM.W. Et al., 1997
Epitoper av keratansulfater	Aggrecan Nedbrytning	Campion GV et al., 1989; Belcher, et al., 1997
Epitoper av kondroitinsulfat (846, ZVZ, 7D4 och DR.)	Syntes / 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
Förhållandet mellan kondroitin-6-och kondroitin-4-sulfater	Syntes / nedbrytning av aggrecan	Shinme iM. Et al., 1993
Änglar av kött	Nedbrytning av små proteoglykaner	Smörgåsar-PrehmP. Et al., 1992
Matrisproteiner brosk
Hompo	Nedbrytning av HOMP	Saxne Т, Heinegerd D., 1992 "; Lohmander L. Et al., 1994; Petersson IF et al., 1997	Sharif M. Et al., 1995
Kollagenbrusk
C-propeptid av kollagen av typ II	Syntes av kollagen II	ShinmeiM. Etal., 1993; YoshiharaY. Et al., 1995; LohmanderLS. Etal., 1996
Fragment av en kedja av kollagen av typ II	Nedbrytningen av kollagen II	Hollander AP et al., 1994; Billinghurst RC et al., 1997; AtleyLM. Et al., 1998
MMP och deras inhibitorer	Syntes och utsöndring	Från synovia eller ledbrosk?
II. Menisk
Hompo	Nedbrytning av HOMP	Från ledbrusk, menisk eller synovia?
Små proteoglykaner	Nedbrytning av små proteoglykaner
III. Synoviumet
Hyaluronsyra	Syntes av hyaluronsyra		Goldberg RL et al., 1991; HedinP.-J. Et al., 1991; Sharif M. Et al., 1995
MMP och deras inhibitorer
Stromelizin (MMP-3)	Syntes och utsöndring av MMP-3	LohmanerLS. Et al., 1993	ZuckerS. Et al., 1994; YoshiharaY. Etal., 1995
Interstitiellt kollagenas (MMP-1)	Syntes och utsöndring av MMP-1	Clark IM et al., 1993; LohmanderLS. Et al., 1993	Manicourt DH et al., 1994
TIMP	Syntes och utsöndring av TIMP	Lohmander LS. Et al., 1993; Manicourt DH et al., 1994	Yoshihara Y. Et al., 1995
N-propeptid av kollagen av typ III	Syntes / nedbrytning av kollagen III	Sharif M. Et al., 1996	Sharif M. Et al., 1996

Ett antal studier har visat skillnader fragment koncentrationer av aggrekan, HOMP och MMP och deras inhibitorer i ledvätskan hos knä friska frivilliga, är svår patienter med reumatoid artrit, reaktiv artrit eller osteoartrit Trots det faktum att författarna visar betydande skillnader i de genomsnittliga koncentrationerna av biologiska markörer tolkning av data eftersom Den jämförande analysen som utfördes var profil och retrospektiv. De prognostiska egenskaperna hos dessa test måste bekräftas i framtida studier.

Biologiska markörer kan användas för att bedöma svårighetsgraden av en sjukdom eller upptagandet av en patologisk process. Tillämpat på artros i svårighetsgraden av sjukdomen och dess stadium bedöms av resultaten av röntgenundersökningar, artroskopi, samt på svårighetsgraden av smärta, begränsning av funktionen hos drabbade lederna, och funktionsförmåga av patienten. L. Dahlberg et al (1992) och T. Saxne och D. Heinegård (1992) föreslagit användning av vissa molekylära markörer för broskmetabolism att ytterligare karakterisera de olika stadierna i osteoartrit. För införandet av sådana biologiska markörer i medicinsk praxis krävs ytterligare forskning i denna riktning.

Det finns rapporter om möjlig användning av biologiska markörer som prognostiska tester. Till exempel, visades det att koncentrationen av hyaluronsyra (men inte keratansulfat) i blodserum hos patienter med knä osteoartritpatienter vid baslinjen visar progressionen av gonartros inom 5 år av observation. I samma population av patienter visade att höga serumhalt Hombach hos patienter med knä OA under det första året efter starten av studien var associerad med radiografisk progression under fem års uppföljning. Studier av biologiska markörer hos patienter med reumatoid artrit visade att koncentrationen i serum av HOMB, epitop 846, kondroitinsulfat associeras med snabbare sjukdomsprogression. Dessa resultat som erhållits i små grupper av patienter, ofta inte visar styrkan i sambandet mellan halterna av biologiska markörer och progression av sjukdomen, det vill säga det behövs ytterligare forskning, blivande och stora grupper av patienter.

TD Spector och medförfattare (1997) fann en liten ökning av serum-CRP-nivåer hos patienter med tidig osteoartros och rapporterade att CRP kan fungera som en förutsägelse för progression av artros. I detta fall återspeglar ökningen av CRP nivån processerna för vävnad och ledskador kan associeras med ökade nivåer av hyaluronsyra, också indikerar utvecklingen av sjukdomen. Det är möjligt att det synoviala membranet är ansvarigt för det mesta av hyaluronsyran som detekteras i blodserumet, vilket indikerar närvaron av en svag synovit. En ökning i koncentrationen av MMP stromelysin i synovialvätskan och serum hos patienter med artros och efter leddtrauma kan också associeras med en svag synovit.

Slutligen kan biologiska markörer användas som effektkriterier i kliniska prövningar av läkemedel, liksom för övervakning av patogenetisk behandling. Det finns dock två inbördes relaterade problem: bristen på läkemedel med beprövade egenskaper hos "modifierad struktur" eller "sjukdom modifierande" är till stor del på grund av bristen på tillförlitliga biologiska markörer och tvärtom, är frånvaron av specifika markörer av vävnadsmetabolism i lederna till stor del på grund av bristen av kontrollerade prövningar av läkemedel dessa grupper.

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