Laboratorijska dijagnostika osteoartritisa

U većini slučajeva, pacijenti s osteoartritisom nema promjene u krvi i mokraće, osim sinovitis sa značajnim izljev, biti u mogućnosti da se dogodi povećanje od ESR, hipergamaglobulinemijom, povećane stope akutne faze - CRP, fibrinogen., Itd Studija sinovijalne tekućine razlikuje se značajno od normalne vrijednosti nisu otkrivena.

U posljednjih nekoliko godina u tijeku je intenzivno traženje mogućih bioloških markera (BM) za degeneraciju i popravak zglobnih tkiva (uglavnom hrskavice i kostiju). BM bi trebao odražavati te dinamičke promjene, služe kao prediktori prognoze osteoartritisa i markeri učinkovitosti patogenetskog tretmana. Otkriće nove i detaljnije proučavanja poznatih bioloških markera omogućit će nam da bolje razumijemo mehanizme patogeneze osteoartritisa. Međutim, glavna zadaća upotrebe bioloških markera hrskavskog metabolizma je procjena kondrofrotektivnih svojstava lijekova i praćenje liječenja lijekovima koji pripadaju DMO AD grupi - "modifikaciji bolesti".

U osteoartritisu se patološke promjene javljaju uglavnom u zglobnoj hrskavici, kao iu subchondralnoj kosti, sinovijalnoj membrani i drugim mekim tkivima zgloba. Budući da je naša sposobnost da izravno istražimo ove strukture je ograničena, najvažniji izvori za prikupljanje bioloških markera su krv, urin i sinovijalna tekućina.

Ispitivanje urina je najpoželjnije, jer nije povezano s nikakvim invazivnim postupcima. Prema našem mišljenju, idealan je materijal za istraživanje dnevni urin. Analiza jutarnjih urina će biti više odgovarajući, međutim, mogućnost njegove uporabe se temelji samo na činjenici da je upravo takav test se koristi za detekciju bioloških markera koštanog metabolizma u osteoporozi: poznato je da su biološki markeri podliježu cirkadijurni ritmovi, a vršna koncentracija bioloških markera koštanog metabolizma računa za noćnih sati. Do danas se ne objavljuje podatke o cirkadijurni ritmovi bioloških tkiva markera mekane hrskavice, tako da je konačna odluka o izboru adekvatnog urina analiza će se nakon relevantnim studijama.

Test krvi se odnosi na rutinske kliničke analize. Neki biološki markeri u krvi određuju danas, na primjer, indikatori akutne faze, drugi, možda u bliskoj budućnosti, uključeni u standardni popis biokemijskih testova. Za svaki biološki marker potrebno je odrediti u kojoj se komponenti krvi treba odrediti - u plazmi ili serumu. Rezultati istraživanja pokazuju da je koncentracija bioloških markera u krvnoj plazmi značajno različita od one u serumu. Obično se određuju biološki markeri u serumu. Prema V. Rayanu i koautorima (1998), razlika je u koncentraciji bioloških markera u krvi uzeti iz vene u blizini zahvaćenog zgloba i daleke vene. Ti podaci upućuju na potrebu standardizacije uzorka krvi za proučavanje bioloških markera.

Podnio Lj Attencia et al (1989), hrskavica od sinovijalne zglobove odrasle je samo 10% od ukupne mase hijaline hrskavice tijela, uključujući i veznih pločica. Dakle, određivanje bioloških biljega u krvi i urinu odražava sustavni metabolizam, a ne lokalne promjene u zglobu zahvaćenom osteoartritisom. Synovialna tekućina je najbliža patološkom fokusu u osteoartritisu i vjerojatno najslikovitije odražava procese koji se javljaju u zahvaćenom zglobu. Koncentracija bioloških markera u sinovijalnoj tekućini može biti znatno veća nego u krvi, pa je lakše odrediti. Primjeri uključuju epitope agrekana 846 - u sinovijalnoj tekućini je to 40 puta veći nego u serumu, hrskavica oligomerni matrični protein (Hombach) - 10 puta viša nego u serumu. Proizvodi degradacije u sinovijalnoj tekućini preciznije odražavaju kataboličke procese u zglobnoj hrskavici. Deduktiranje molekula iz sinovijalne tekućine kroz lokalni limfni sustav može dovesti do smanjenja njihove veličine, pa čak i do uništenja.

Unatoč invazivnosti tehnike samovoljanog unosa tekućine, zajedno s brojnim mogućim komplikacijama, očita je vrijednost određivanja bioloških markera. Da bi izbjegli probleme s takozvanim suhim zglobom, neposredno prije uklanjanja tekućine, 20 ml izotonične otopine NaCl može se ubrizgati u zglob. Neposredno nakon injektiranja izotonične otopine, pacijent mora izvesti deset puta fleksibilno produženje ekstremiteta u zglobu, nakon čega slijedi brzu aspiraciju razrijeđene sinovijske tekućine. Prema EM-JA Thonar (2000), takvo razrjeđivanje sinovije utječe na metabolizam u zglobnoj hrskavici. Međutim, rezultati studije FC Robion i koautori (2001) ukazuju da ponovljeni ispiranje konjskih zglobova koljena ne uzrokuje značajne promjene u metabolizmu hrskavice. Ti podaci, naravno, zahtijevaju potvrdu. Stoga je za svaki biološki marker u stadiju pretkliničkog istraživanja životinja potrebno odrediti učinak ispiranja zgloba na promjenu njegove koncentracije.

Sljedeća važna točka je određivanje svakog biološkog znaka poluživota u sinovijalnoj tekućini i krvi. Bez takvih podataka, tumačenje rezultata testa bit će teško. Tipično, poluživot biološki aktivnih tvari u krvi je manji nego u drugim tekućim medijima, zbog djelotvornog uklanjanja jetre i bubrega. Dakle, za svaki biološki marker također je potrebno utvrditi put eliminacije. Tako, N-propeptid kolagena tipa III luči jetri endocitoze izazvane pomoću receptora, i neglikozilirani fragmenata kolagena izvedena uglavnom smochoytakzhe, kakosteokaltsin. Naendotelialnyh stanica jetre sinus lobules su glikozaminoglikani receptora, hijaluronska kiselina i tako proteoglikane eliminiraju u jetri. Poluživot hijaluronske kiseline u krvi je 2-5 minuta. Prisutnost sinovitis može ubrzati klirens bioloških markera u zglobovima, iako studija u zečeva pokazali su da nema značajne razlike u klirensu proteoglikana u prisutnosti i odsutnosti sinovitis. Stoga je potrebno istražiti učinak upale na promjene koncentracije bioloških biljega u tjelesnim tekućinama.

Bubrezi selektivno filtriraju biološke markere. Tako, na glikozaminoglikan nose visoki negativni naboj, ne može prodrijeti kroz membranu bubrega, dok glikozaminoglikana kao hondroitin-6-sulfat i kondroitin-4-sulfat, određuju se u urinu.

Uz patologiju (osobito osteoartrozu), koncentraciju bioloških markera u tjelesnim tekućinama može utjecati niz čimbenika:

1. Cirkadijanski ritmovi proučeni su samo za mali broj bioloških markera. Za markere metabolizma kosti, oni se proučavaju. Tako, koncentracija osteokalcin pik noću i kolagen unakrsne veze ujutro -. 8 h kod reumatoidnog artritisa, IL-6 vrh aktivnost iznosi noćnim satima (oko 2 sata), a prije nego što osteokalcin. Ovi podaci su od nekog interesa za uključivanje IL-6 u upalu i fiziologiju koštanog tkiva. TNF, naprotiv, nema cirkadijske ritmove. Međutim, receptori ovog citokina mogu biti podređeni njima.
2. Peristaltiku. Hijaluronska kiselina sintetizirana je sinovijalnim stanicama (kao i mnogim drugim stanicama) i potencijalni je marker sinovitisa u osteoartritisu i reumatoidnom artritisu. Međutim, najviša koncentracija hijalurona nalazi se u limfnom sustavu crijeva. Ne čudi da se koncentracija cirkulirajuće hijaluronske kiseline može povećati nakon jela. Dakle, uzimanje krvi za određivanje bioloških biljega treba obaviti na prazan želudac ili 3 sata nakon jela. I utjecaj peristaltike na razinu bioloških markera u krvi zahtijeva proučavanje.
3. Tjelesna aktivnost ujutro nakon spavanja dovodi do povećanja koncentracije hijaluronske kiseline u krvi, MMP-3 i epitopa keratan-sulfata u zdravih osoba. Fizičko opterećenje može promijeniti koncentraciju nekih markera u sinovijalnoj tekućini i serumu. Ovo povećanje je izraženije kod bolesnika s reumatoidnim artritisom, štoviše, koncentracija bioloških markera korelira s kliničkim stanjem ovih pacijenata.
4. Bolesti jetre i bubrega. Ciroza jetre uzrokuje značajan porast razine hijaluronske kiseline u serumu i vjerojatno utječe na eliminaciju proteoglikana. Poznato je da bolesti bubrega utječu na koncentraciju osteokalcina. Ovaj problem također zahtijeva dublju proučavanje.
5. Dob i spol. Tijekom rasta tijela povećava se aktivnost stanica rasterskih ploča, što je popraćeno povećanjem koncentracije skeletnih bioloških markera u krvnom serumu. Primjer je povećanje koncentracije fragmenata agrekana i kolagena tipa II u perifernoj krvi i urinu kod uzgoja životinja. Dakle, tumačenje analiza bioloških markera u djece i adolescenata s bolestima mišićno-koštanog sustava je teško. Za mnoge biološke markere, pronađeno je povećanje koncentracije s starenjem. U muškaraca, koncentracija bioloških biljega znatno je veća nego kod žena u hrskavičnim i koštanim tkivima. Osim toga, u žena u menopauzalnim i postmenopauzalnim razdobljima mogu se očekivati promjene koncentracije bioloških biljega metabolizma hrskavičnog tkiva na način sličan onom promatranom u koštanom tkivu.
6. Kirurške operacije također mogu utjecati na razinu bioloških markera, štoviše, ovaj efekt može trajati nekoliko tjedana.

Temelj koncepta bioloških markera osteoartritisa je pretpostavka da oni odražavaju određene aspekte metaboličkih procesa u tkivima zglobova. Međutim, odnos između koncentracija bioloških markera u tekućem mediju tijela i metabolizma hrskavičnih, sinovijalnih i drugih tkiva pokazao se vrlo kompliciranim.

Na primjer, koncentracija razgradnje markera VCR zglobne hrskavice u sinovijalnoj tekućini može ne ovisi samo o stupnju degradacije matriksa, ali i drugim faktorima kao što je stupanj uklanjanja fragmenata molekule u sinoviju, kao što je gore navedeno, a broj tkivo hrskavice lijevo u zglobu.

Unatoč navedenih činjenica, koncentracija biomarkera u sinovijalnoj tekućini uglavnom povezana s metabolizmom molekule ECM zglobne hrskavice. Na primjer, mijenjanje koncentracije agrekanskih fragmenata epitopa 846, Hombah i C-propeptid kolagena II u sinovijalnoj tekućini nakon traume zgloba i razvoju osteoartritisa skladu s metaboličke promjene brzine od agrekana, Hombach i kolagena II u eksperimentalnim modelima osteoartritisa kod životinja i / vivo i u zglobne hrskavice kod pacijenata s osteoartritisom i / in vitro.

Identifikacija specifičnih izvora molekularnih fragmenata je složen proces. Povećanje stupnja oslobađanja fragmenata molekula može se pojaviti i kao rezultat općeg porasta procesa razgradnje koji nisu kompenzirani sintetskim procesima ili zbog poboljšane razgradnje, istovremeno povećavajući intenzitet sinteze istih ECM molekula; u potonjem slučaju koncentracija VKM molekula ne mijenja. Stoga je potrebno tražiti markere specifične za degradaciju i za sintezu. Primjeri prvih mogu biti fragmenti agrekana, a drugi C-propeptid kolagena 11.

Čak i ako je biološki marker povezan s određenim aspektom metabolizma, potrebno je uzeti u obzir specifičnosti ovog procesa. Na primjer, identificirani fragmenti mogu biti generirani kao posljedica razgradnje sintetiziranih de novo molekula, koje još nisu imali vremena da se integriraju u funkcionalnim molekule ECM, koji je upravo bio izgrađen u videorekorder i, konačno, konstantna ECM molekule, što je važan funkcionalni dio zrele matrice. Problem je i definicija specifične matrice zone (vanstaničnom, teritorijalno i inter-teritorijalna matrica), koja je služila kao izvor bioloških markera nalaze u sinovijalnoj tekućini, krvi ili urina. Studije in vitro pokazuju da metabolički stopa u pojedinim zonama zglobne hrskavice ECM može biti različit. Ispitivanje nekih epitopa povezanih s sulfacije kondroitin sulfat može pomoći u identifikaciji populacije sintetizirani de novo molekule agrekan.

Može se pretpostaviti da je nastanak fragmenata u sinovijalnoj tekućini molekule koje su normalno prisutni u ECM hrskavice je povezan s metabolizmom matrice hrskavice. Međutim, to nije uvijek slučaj, jer to ovisi o nizu čimbenika, posebice o tome kako je koncentracija molekula u zglobne hrskavice prelazi u drugim tkivima zgloba, kao i intenzitet njegova metabolizma u hrskavicu prelazi u drugim tkivima zgloba. Dakle, ukupna težina agrckana u zglobne hrskavice je znatno veći nego što je, na primjer, u meniskusa u koljenu, a ukupna težina Hombach u meniskusa ne razlikuje se od one na zglobne hrskavice. I hondrociti proizvodnju i sinovitsity stromelizina-1, ali je ukupan broj stanica u zglobnoj masti prelazi u hrskavici, pa značajan dio otkriven u sinovijalnoj tekućini stromelizina-1 vjerojatno sinovijalne podrijetla. Dakle, identifikacija specifičnog izvora bioloških markera je izuzetno složena i često nemoguća.

U istraživanju bioloških markera u serumu i urinu pojavljuje se problem određivanja mogućeg izvansječnog izvora. Osim toga, u slučaju jednostrukog oštećenja, biološki markeri raspodijeljeni zahvaćenim zglobom mogu se pomiješati s markerima koji su dodijeljeni intaktnim zglobovima, uključujući i kontralateralne. Sastav zglobne hrskavice je manji od 10% ukupne mase hialinske hrskavice tijela. Prema tome, identifikacija bioloških markera u krvi i urina može biti razumni kada poliartikularni i sistemske bolesti (u odnosu na osteoartritis - u općoj osteoartritis).

Zahtjevi za biološke markere ovise o svrsi za koju se koriste - kao dijagnostički, prognostički ili evaluacijski test. Na primjer, dijagnostički test identificira razlike između zdravih pojedinaca i bolesnika s osteoartritisom, što se izražava pojmom osjetljivosti i specifičnosti testa. Prognostički test otkriva u skupini osoba koje će najvjerojatnije brzo napredovati. Konačno, test evaluacije temelji se na sposobnosti markera da promatra promjene u vremenu u pojedinog bolesnika. Osim toga, biološki bi se markeri mogli koristiti za određivanje osjetljivosti pacijenata na određeni lijek.

U početku se pretpostavljalo da su biološki markeri mogu poslužiti kao dijagnostički testovi koji pomažu razlikovati zahvaćeni zglob od osteoartritisa netaknuti i napraviti diferencijalnu dijagnozu s druge bolesti zglobova. Dakle, određivanje koncentracije keratan sulfata u serumu smatralo se dijagnostičkim testom za generalizirani osteoartritis. Međutim, naknadne studije su pokazale da ovaj biološki marker može odražavati samo degradaciju proteoglikana hrskavice u nekim situacijama. Pokazalo se da koncentracija bioloških markera u serumu ovisi o dobi i spolu subjekta.

Navodni biološki markeri metabolizma tkiva u sinovijalnoj tekućini i serumu bolesnika s osteoartritisom

Biološki marker	Postupak	U sinovijalnoj tekućini (veze)	Serum (linkovi)
1. Hren
Aggrekan
Fragmenti proteina jezgre	Aggrecan degradacija	Lohmander LS. I sur., 1989; 1993	Thonar EJMA i sur., 1985; Campion GV et al., 1989; MehrabanF. I sur., 1991; Spector TD i sur., 1992; Lohmander LS., Thonar EJ-MA, 1994; PooleAR i sur., 1994) (Poole AR i sur., 1994)
Epitope jezgre proteina (specifični neoepitopi zone cijepanja)	Aggrecan degradacija	Sandy JD i sur., 1992; LohmanderLS. Et al., 1993; LarkM.W. I sur., 1997
Epitope keratanskih sulfata	Aggrecan degradacija	Campion GV et al., 1989; Belcher et al., 1997
Epitopi kondroitin sulfata (846, ZVZ, 7D4 i DR)	Sinteza / razgradnja agrekana	Poole AR i sur., 1994; HazellP.K. Et al., 1995; Slater RR Jr. I sur., 1995; Plaas AHK i sur., 1997; 1998; Lohmander LS. I sur., 1998
Omjer kondroitina-6 i kondroitin-4-sulfata	Sinteza / razgradnja agrekana	Shinme iM i sur., 1993
Anđeli od mesa	Degradacija malih proteoglikana	Sendviči-PrehmP. I sur., 1992
Bjelančevine matriksa hrskavice
HOMP	Degradacija HOMP-a	Saxne T., Heinegerd D., 1992 ", Lohmander L. I sur., 1994; Petersson IF i sur., 1997	Sharif M. I sur., 1995
Hrskavica kolagena
C-propeptida tipa II kolagena	Sinteza kolagena II	ShinmeiM. Etal., 1993; YoshiharaY. Et al., 1995; LohmanderLS. Etal., 1996
Fragmenti lanca tipa II kolagena	Razgradnja kolagena II	Hollander AP i sur., 1994; Billinghurst RC i sur., 1997; AtleyLM. I sur., 1998
MMP i njihovih inhibitora	Sinteza i sekrecija	Od sinovije ili zglobne hrskavice?
II. Menisk
HOMP	Degradacija HOMP-a	Iz zglobne hrskavice, meniskusa ili sinovije?
Mali proteoglikani	Degradacija malih proteoglikana
III. Synovium
Hijaluronska kiselina	Sinteza hialuronske kiseline		Goldberg RL i sur., 1991; HedinP.-J. I sur., 1991; Sharif M. I sur., 1995
MMP i njihovih inhibitora
Stromelizin (MMP-3)	Sinteza i izlučivanje MMP-3	LohmanerLS. I sur., 1993	ZuckerS. I sur., 1994; YoshiharaY. Etal., 1995
Intersticijska kolagenaza (MMP-1)	Sinteza i izlučivanje MMP-1	Clark IM i sur., 1993; LohmanderLS. I sur., 1993	Manicourt DH i sur., 1994
TIMP	Sinteza i izlučivanje TIMP	Lohmander LS. Et al., 1993; Manicourt DH i sur., 1994	Yoshihara Y. I sur., 1995
N-propeptida tipa III kolagena	Sinteza / degradacija kolagena III	Sharif M. I sur., 1996	Sharif M. I sur., 1996

Brojne studije su pokazale razlika fragmenti koncentracijama agrekana, HOMP i MMP i njihovih inhibitora u sinovijalnoj tekućini od koljena zdravih dobrovoljaca, pacijenti s reumatoidni artritis, reaktivni artritis ili osteoartritis Unatoč činjenici da su autori pokazuju značajne razlike u prosječnim koncentracijama od bioloških markera, interpretacija podataka je teško jer Usporedna analiza provedena je profil i retrospektiva. Prognostička svojstva ovih testova moraju biti potvrđena u prospektivnim studijama.

Biološke markere mogu se koristiti za procjenu ozbiljnosti bolesti ili postavljanja patoloških procesa. Primijeniti osteoartritisom ozbiljnosti bolesti i stupnju prosuđuje rezultatima rendgenskih ispitivanja, artroskopije, kao i o ozbiljnosti boli, ograničenje funkcije pogođenih zglobova, i funkcionalnu sposobnost pacijenta. L. Dahlberg et al (1992) i T. Saxne i D. Heinegard (1992) je predložio upotrebu nekih molekularnih markera hrskavičnog metabolizma Za daljnju karakterizaciju faze osteoartritisa. Međutim, za uvođenje takvih bioloških markera u medicinsku praksu potrebno je daljnje istraživanje u tom smjeru.

Postoje izvještaji o mogućoj uporabi bioloških markera kao prognostičkih testova. Na primjer, pokazalo se da se koncentracija hijaluronske kiseline (ali ne keratan sulfat) u serumu pacijenata s osteoartritisom koljena bolesnika na početku pokazuje napredovanje gonartroza unutar 5 godina praćenja. U istoj populaciji bolesnika pokazale su da Hombach visoki sadržaj u serumu kod bolesnika s koljena OA tijekom prve godine nakon početka studije je bio povezan s radiološke progresije preko 5 godina praćenja. Proučavanje bioloških biljega u bolesnika s reumatoidnim artritisom pokazao da je serumska koncentracija Hombah epitopa 846, kondroitin sulfat je povezana s bržim progresije bolesti. Ovi rezultati postignuti u malim skupinama bolesnika, često ne prikazuju jačinu veza između razine bioloških markera i progresije bolesti, odnosno, potrebna su daljnja istraživanja, potencijalnim i velike kohorte bolesnika.

TD Spector i suradnici (1997) su utvrdili blagi porast serumske razine CRP u bolesnika s početkom osteoartritisom i izvijestio je da CRP može služiti kao prediktor progresije osteoartritisa. U tom slučaju, povećanje razine CRP odražava procese tkiva i oštećenja zglobova može biti povezan s povećanom razinom hijaluronske kiseline, također ukazuje na progresiju bolesti. Moguće je da je sinovijalna membrana odgovorna za većinu hialuronske kiseline otkrivene u krvnom serumu, što ukazuje na prisutnost slabog sinovitisa. Povećanje koncentracije MMP stromelizina u sinovilnoy tekućini i serumu bolesnika s osteoartritisom i nakon traume zgloba može također biti povezana sa slabom sinovitis.

Napokon, biološki markeri mogu se koristiti kao kriteriji učinkovitosti u kliničkim ispitivanjima lijekova, kao i za praćenje patogenetskog tretmana. Međutim, postoje dva međusobno povezana problema: nedostatak lijekova s dokazanim svojstvima „modificirane strukture” ili „modificiranju bolesti” je uglavnom zbog nedostatka pouzdanih bioloških markera i naprotiv, nedostatak specifičnih markera metabolizma tkiva u zglobovima je uglavnom zbog nedostatka kontroliranih ispitivanja lijekova ove skupine.

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