골관절염의 실험실 진단

대부분의 경우, 골관절염 환자가 크게 삼출 활막염을 제외하고 혈액과 소변 검사에는 변화가 없으며, 증가 발생할 수있는 ESR의를, 감마 글로불린 혈증, 급성 단계의 증가 속도 - CRP, 피브리노겐. 등에는 활액 연구 에서 유의 한 차이 정상적인 지표는 공개되지 않습니다.

최근에는 관절 조직 (주로 연골 및 뼈)의 퇴행 및 수복을위한 가능한 생물학적 마커 (BM)에 대한 집중적 검색이 진행되고 있습니다. BM은 이러한 역동적 인 변화를 반영하고, 골관절염 예후의 예측 인자 및 병리학 적 치료의 유효성에 대한 지표 역할을해야한다. 알려진 생물학적 마커에 대한 새롭고 심층적 인 연구를 통해 골관절염의 병인 기전을 더 잘 이해할 수 있습니다. 그러나, 연골 신진 대사의 생물학적 마커를 사용하는 주요 임무는 약물의 연동 보호 특성을 평가하고 DMO AD 그룹에 속하는 약물 ( "질병을 변형시키는")에 의한 치료를 모니터하는 것이다.

골관절염에서 병리학 적 변화는 주로 관절 연골뿐만 아니라 연골 하골, 활막 및 기타 연조직에서도 발생합니다. 이러한 구조를 직접 조사 할 수있는 능력이 제한적이기 때문에 생물학적 마커를 수집하는 가장 중요한 소스는 혈액, 소변 및 활액입니다.

소변 검사는 침습적 절차와 관련이 없으므로 가장 바람직합니다. 우리의 의견으로는, 연구에 이상적인 재료는 일일 소변입니다. 아침 소변 샘플의 분석 그러나, 그것의 사용의 가능성은 단지 이러한 분석은 골다공증 뼈 대사의 생물학적 마커의 검출에 사용된다는 사실을 기반으로, 더 적합 할 것이다 : 생물학적 마커가 활동 일주기에 따라, 그리고 것으로 알려져있다 골대사 계정의 생물학적 마커의 피크 농도 밤 시간. 지금까지 아무 연골의 생물학적 연부 조직 마커의 일주기 리듬에 대한 정보를 공개하지 않기 때문에 적절한 소변 분석의 선택에 대한 최종 결정은 관련 연구 후에 이루어집니다.

혈액 검사는 일상적인 임상 분석을 말합니다. 혈액의 일부 생물학적 마커는 오늘날 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 급성기의 지표와 가까운 장래에 다른 것들이 생화학 적 테스트의 표준 목록에 포함될 것입니다. 각 생물학적 마커에 대해 혈장 또는 혈청에서 혈구의 어느 성분을 결정해야하는지 명시 할 필요가 있습니다. 연구 결과는 혈장에서의 생물학적 마커의 농도가 혈청에서의 농도와 현저히 다르다는 것을 보여줍니다. 일반적으로 생물학적 마커는 혈청에서 결정됩니다. V. Rayan 및 공동 저자 (1998)에 따르면, 감염된 관절 근처의 정맥 및 더 먼 정맥에서 채혈 한 생물학적 마커의 농도는 다릅니다. 이 데이터는 생물학적 마커 연구를 위해 혈액 샘플링을 표준화해야 할 필요성을 나타냅니다.

LJ Attencia 등 (1989)에 출원 된 활막 관절의 연골 성인은 추간판을 포함한 신체의 연골의 총 중량의 10 %이다. 따라서, 혈액 및 소변에서의 생물학적 마커의 결정은 골관절염에 의해 영향을받는 관절의 국소적인 변화보다는 전신 대사를 반영한다. 활액낭은 골관절염 의 병리학 적 초점에 가장 가깝고 아마도 감염된 관절에서 일어나는 과정을 가장 정확하게 반영합니다. 활액에서 생물학적 마커의 농도는 혈액보다 훨씬 높을 수 있으므로 결정하기가 더 쉽습니다. 예는 epigope 846 aggrecan입니다 - 활액에서 혈청, 연골 올리고머 매트릭스 단백질 (HOMB)보다 40 배 더 크며 혈청보다 10 배 더 큽니다. 활액 내 분해 생성물은 관절 연골의 이화 과정을보다 정확하게 반영합니다. 국소 림프계를 통한 활액에서의 배수는 크기가 감소하고 파괴 될 수도 있습니다.

Samovial 유체 섭취의 기술 침략에도 불구하고 가능한 여러 가지 합병증과 결합, 그것에 생물 학적 마커를 결정의 가치는 분명하다. 조인트에서 유체가 제거되기 바로 전에 소위 건식 조인트에 문제가 발생하지 않도록하려면 20 ml의 등장 성 NaCl 용액을 넣으십시오. 등장액을 주사 한 직후, 환자는 관절의 사지를 10 배 굴곡 연장 한 후 희석 된 활액을 급속하게 흡입해야합니다. EM-JA Thonar (2000)에 따르면, synovia의 그러한 희석은 관절 연골의 대사에 영향을 미친다. 그러나 FC Robion과 공동 저자 (2001)의 연구 결과는 말의 무릎 관절을 반복적으로 세척해도 연골 대사에 큰 변화를 일으키지 않는다는 것을 나타냅니다. 물론 이러한 데이터에는 확인이 필요합니다. 그러므로 동물의 전임상 연구 단계에서 각 생물학적 마커에 대해 관절 세척의 농도 변화에 대한 영향을 결정할 필요가있다.

다음 중요한 포인트는 활액과 혈액에서 반감기의 각 생물학적 마커를 결정하는 것입니다. 이러한 데이터가 없으면 테스트 결과의 해석이 어려울 것입니다. 일반적으로 간과 신장의 효과적인 제거로 인해 혈액 내 생물학적 활성 물질의 반감기가 다른 액체 매질보다 적습니다. 따라서, 각 생물학적 마커에 대해서도 제거 경로를 결정할 필요가있다. 따라서, 수용체 - 매개 엔도 사이토 시스에 의해 간에서 분비 된 콜라겐 형 III, 및 비 - 글리코 실화 된 콜라겐 단편의 N-프로 펩티드는 주로 smochoytakzhe kakosteokaltsin 산출했다. 간엽의 동결 혈관의 내피 세포에는 글리코 사 미노 글리 칸 수용체가있어 히알루 론산과 프로테오글리칸이 간에서 제거됩니다. 히알루 론산의 혈액 내 반감기는 2-5 분입니다. 활막염의 존재 여부에 따라 토끼에서 연구 한 결과 proteoglycans의 제거에 유의 한 차이가 없었음에도 불구하고 활막염의 존재는 관절에서 생물학적 마커의 제거를 가속화 할 수 있습니다. 따라서 체액에서 생물학적 마커의 농도 변화에 대한 염증의 영향을 조사 할 필요가있다.

신장은 생물학적 마커를 선택적으로 걸러냅니다. 따라서, 높은 음전하를 운반하는 글리코 사 미노 글리 칸은, 콘드로이틴 -6- 황산 콘드로이틴 -4- 황산 글리코 반면 소변 결정 신장의 기저막을 관통 할 수 없다.

병리학 (특히 골관절염) 외에도, 체액의 생물학적 마커 농도는 다음과 같은 여러 요인에 의해 영향을받을 수 있습니다.

1. 일주기 리듬은 소수의 생물학적 마커에 대해서만 연구되었습니다. 뼈 신진 대사 마커에 대해서는 연구가 진행됩니다. 따라서, 오스테오칼신 농도 밤 피크 콜라겐 아침 가교 -. 류마티스 관절염 8 H는 IL-6 활성 피크는 야간 시간 (약 2 시간)를 차지하고, 및 오스테오칼신 이전. 이 데이터는 염증 및 IL-6가 뼈 조직의 생리학에 관여하는 데 관심이 있습니다. 반대로 TNF는 24 시간 리듬이 없습니다. 그러나,이 사이토 카인의 수용체는 그들에게 종속 될 수있다.
2. 연축. Hyaluronic acid는 활액 세포 (많은 다른 세포뿐만 아니라)에 의해 합성되며 골관절염 및 류마티스 성 관절염에서 활액막염의 잠재적 마커입니다. 그러나 히알루 론산 염의 최고 농도는 장의 림프계에서 발견됩니다. 순환 히알루 론산의 농도가 식사 후에 증가 할 수 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 따라서 생물학적 마커를 결정하기위한 혈액 샘플링은 공복시 또는 식후 3 시간 후에 수행해야합니다. 그리고 혈액 내 생물학적 마커 수준에 대한 연동 운동의 영향은 연구가 필요합니다.
3. 수면 후 아침의 신체 활동은 건강한 개체에서 혈액, MMP-3 및 케 라탄 황산염의 에피토프에서 히알루 론산의 농도를 증가시킵니다. 물리적 부하는 활액과 혈청에서 일부 마커의 농도를 변화시킬 수 있습니다. 이 증가는 류마티스 성 관절염 환자에게서 더욱 두드러지게 나타나며, 생물학적 마커의 농도는 이들 환자의 임상 상태와 관련이 있습니다.
4. 간과 신장의 질병. 간경변은 혈청에서 히알루 론산의 수준을 현저히 증가 시키며 아마도 프로테오글리칸의 제거에 영향을 미칩니다. 신장 질환이 오스테오칼신 농도에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 이 문제는 더 깊은 연구가 필요합니다.
5. 나이와 성별. 신체의 성장 중에, 성장 플레이트 세포의 활성이 증가하고, 이는 혈청에서 골격 생물학적 마커의 농도 증가를 동반한다. 예를 들면, 성장하는 동물에서 말초 혈액과 소변에서 아그 리칸 (aggrecan)과 II 형 콜라겐 (collagen type II)의 파편 농도가 증가합니다. 따라서 근골격계 질환을 가진 소아와 청소년의 생물학적 마커 분석에 대한 해석은 어렵다. 많은 생물학적 마커에서 노화에 따른 농도의 증가가 발견되었습니다. 남성에서는 생물학적 마커의 농도가 연골 및 뼈 조직의 여성보다 유의하게 높습니다. 또한 갱년기와 폐경기의 여성에서는 골 조직에서 관찰되는 것과 유사한 방식으로 연골 조직의 신진 대사의 생물학적 마커 농도 변화를 예상 할 수 있습니다.
6. 외과 수술은 또한 생물학적 마커의 수준에 영향을 줄 수 있으며,이 효과는 몇 주간 지속될 수 있습니다.

골관절염의 생물학적 마커 개념의 기본은 관절 조직에서 대사 과정의 특정 측면을 반영한다는 가정입니다. 그러나 신체의 액체 배지에서 생물학적 마커의 농도와 연골, 활액 및 기타 조직의 대사 사이의 관계는 매우 복잡합니다.

위에서 언급 한 수의 예를 들면, 열화 마커의 농도가 VCR 활액의 관절 연골, 예컨대 활막 분자의 단편의 제거의 정도와 같은 다른 요인에 판매용 행렬의 열화 정도에 있지 의존 할 수 있지만 관절에 남아있는 연골 조직.

위의 사실에도 불구하고, 활액의 바이오 마커의 농도는 일반적으로 관절 연골의 ECM 분자의 대사와 관련된다. 예를 들어, aggrecan 단편의 농도를 변경하는 에피토프 846 Hombach 관절 외상 활액과 동물의 관절염의 실험 모델에서 대사율 aggrecan, Hombach 변화 콜라겐 II에 부합 관절염의 발전 콜라겐 II의 C-프로 펩티드 및 / 생체 내 및 골 관절염 환자의 관절 연골에서 / in vitro.

분자 조각의 특정 출처를 확인하는 것은 복잡한 과정입니다. 분자 단편의 방출 정도의 증가는 동일한 ECM 분자의 합성을 증가시키는 동시에, 합성 공정에 의해 보상되지 않는 분해 과정의 일반적인 증가 또는 분해의 증가로 인해 발생할 수있다. 후자의 경우 VKM 분자의 농도는 변하지 않는다. 따라서, 분해 및 합성에 특이적인 마커를 검색 할 필요가있다. 전자의 예로는 aggrecan의 단편과 콜라겐 11의 두 번째 -C- 프로 펩티드가 있습니다.

생물학적 마커는 신진 대사의 특정 측면과 관련된하더라도, 계정에이 과정의 특정 기능을 수행하는 것이 필요하다. 예를 들어, 식별 된 단편이 합성의 저하의 결과로서 발생 될 수 드 노보 아직 단지 VCR에 내장 된 기능 ECM 분자에 통합 시간 없었 분자 최종적으로 성숙 매트릭스의 주요 기능 부 일정한 ECM 분자. 문제는 또한, 활액, 혈액 또는 소변에서 발견되는 생물학적 마커의 소스 역할을 특정 매트릭스 구역 (pericellular 영토 간 영토 매트릭스)의 정의이다. 연구 결과 생체 외에서는 관절 연골 ECM의 개별 영역의 대사 속도가 상이 할 수도 있음을 나타내는. 콘드로이틴 설페이트의 황산과 관련된 일부 에피토프의 시험은 합성 모집단 식별하는데 도움이 될 수 새로이 분자를 aggrecan.

일반적으로 연골 VKM에 존재하는 분자 단편의 관절액에서의 외관이 연골 기질의 대사와 관련되어 있다고 가정 할 수있다. 이 관절 연골 분자의 농도를 초과하는 방법, 특히 다수의 인자에 의존하기 때문에,이 연골에서의 대사의 강도를 초과 조인트의 다른 조직과 같은 것이, 그렇지 않은 경우도 해당 조인트의 다른 조직이다. 메 니스 커스 Hombach의 총 중량은 관절 연골과는 차이가 없습니다에 따라서, 관절 연골에 aggrecan의 총 무게는 무릎의 반월 상 연골, 예를 들어,보다 상당히 높은 수준이다. 연골 세포는 생산 용 sinovitsity 스트로 멜리 1하지만 활막 세포의 총 수는 연골 때문에 상당한 부분 스트로 멜리 -1- 가능성 활막 기원의 활액에서 검출 된 것을 초과한다. 따라서 생물학적 마커의 특정 출처를 확인하는 것은 극도로 복잡하고 종종 불가능합니다.

혈청과 소변에서 생물학적 마커를 연구 할 때, 가능한 외부 관절 원을 결정하는 문제가 나타납니다. 또한, 단일 신경 손상의 경우, 영향을받는 관절에 의해 할당 된 생물학적 마커는 반대편 관절을 포함한 손상되지 않은 관절에 의해 할당 된 마커와 혼합 될 수 있습니다. 관절 연골의 구성은 몸의 유리 연골 총 질량의 10 % 미만입니다. 따라서 혈액 및 소변의 생물학적 마커를 결정하는 것은 다발성 또는 전신성 질환 (골관절염의 경우 일반 골관절염의 경우)에서 정당화 될 수 있습니다.

생물학적 마커에 대한 요구 사항은 진단, 예후 또는 평가 테스트와 같이 사용 목적에 따라 다릅니다. 예를 들어, 진단 테스트는 건강한 개인과 골관절염 환자의 차이점을 식별합니다.이 진단은 민감도와 특이성의 개념으로 표현됩니다. 예후 테스트는 빠르게 진행될 가능성이 가장 큰 사람들의 코호트에서 나타납니다. 마지막으로 평가 테스트는 마커가 개별 환자의 시간 변화를 모니터링하는 능력을 기반으로합니다. 또한 생물학적 마커는 특정 약물에 대한 환자의 감수성을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.

처음에는 생물학적 마커가 골관절염의 영향을받은 관절을 손상되지 않은 상태로 구별하는 데 도움이되는 진단 테스트로 사용될 수있을뿐만 아니라 다른 관절 질환과의 감별 진단을 수행 할 수 있다고 가정했습니다. 따라서, 혈청 케라 탄 황산염 농도의 결정은 일반화 된 골관절염의 진단 시험으로 간주되었다. 그러나, 이후의 연구는이 생물학적 마커가 어떤 상황에서는 연골 프로 테오 글리 칸의 분해만을 반영 할 수 있다는 것을 보여 주었다. 혈청에서 생물학적 마커의 농도는 피험자의 나이와성에 달려 있다는 것이 밝혀졌습니다.

골관절염 환자의 활액 및 혈청에서의 관절 조직 신진 대사에 관한 생물학적 마커

생물학적 마커	프로세스	활액 (링크)	혈청 (링크)
1. 양 고추 냉이
Aggrekan
핵심 단백질의 단편	Aggrecan 분해	Lohmander LS. Et al., 1989; 1,993	Thonar EJMA 등, 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)
핵심 단백질의 에피토프 (절단 부위의 특이 neoepitopes)	Aggrecan 분해	Sandy JD 외, 1992; LohmanderLS. Et al., 1993; LarkM.W. Et al., 1997
케 라탄 황산염의 에피토프	Aggrecan 분해	Campion GV et al., 1989; Belcher С et al., 1997
콘드로이틴 황산염의 에피토프 (846, ZVZ, 7D4 및 DR.)	아그 리칸의 합성 / 분해	Poole AR 등, 1994; HazellP.K. Et al., 1995; Slater RR Jr. 외., 1995; Plaas AHK et al., 1997; 1998; Lohmander LS. Et al., 1998
콘드로이틴 -6-와 콘드로이틴 -4- 설페이트의 비율	아그 리칸의 합성 / 분해	Shinme iM. Et al .. 1993
육체의 천사들	작은 proteoglycans의 분해	샌드위치 - PrehmP. Et al., 1992
연골 기질 단백질
HOMP	HOMP의 분해	Saxne Т, Heinegerd D., 1992 "; Lohmander L. Et al., 1994; Petersson IF et al., 1997	Sharif M. 외., 1995
콜라겐 연골
II 형 콜라겐의 C- 프로 펩티드	콜라겐 II의 합성	신 메이. Et al., 1993; 요시하라. Et al., 1995; LohmanderLS. Etal., 1996
제 2 형 콜라겐 체인의 단편	콜라겐 분해 II	Hollander AP et al., 1994; Billinghurst RC 외, 1997; AtleyLM. Et al., 1998
MMP 및 그 억제제	합성과 분비	Synovia 또는 관절 연골에서?
II. Menuski
HOMP	HOMP의 분해	관절 연골, 반월 상 연골 또는 활막에서?
작은 proteoglycans	작은 proteoglycans의 분해
III. 활액막
히알루 론산	히알루 론산의 합성		Goldberg RL 등, 1991; HedinP.-J. Et al., 1991; Sharif M. 외., 1995
MMP 및 그 억제제
스트로 멜리 신 (MMP-3)	MMP-3 합성 및 분비	LohmanerLS. Et al., 1993	주커. Et al., 1994; 요시하라. Etal., 1995
간질 콜라게나 제 (interstitial collagenase, MMP-1)	MMP-1 합성 및 분비	Clark IM et al., 1993; LohmanderLS. Et al., 1993	Manicourt DH 외., 1994
TIMP	TIMP의 합성 및 분비	Lohmander LS. Et al., 1993; Manicourt DH 외., 1994	Yoshihara Y. 외, 1995 년
III 형 콜라겐의 N- 프로 펩타이드	콜라겐의 합성 / 분해 III	Sharif M. 외., 1996	Sharif M. 외., 1996

많은 연구가 aggrecan, HOMP 및 MMPs에 무릎 건강한 지원자의 활액에서의 억제제의 농도를 분해한다 차이를 증명하고, 저자는 생물학적 마커의 평균 농도에서 유의 한 차이를 보여 있다는 사실에도 불구하고 류마티스 관절염, 반응성 관절염이나 골관절염 환자 데이터의 해석은 어렵 기 때문에 비교 분석은 프로필과 회고 적으로 수행되었습니다. 이 시험의 예후 적 특성은 전향 적 연구에서 확인되어야합니다.

생물학적 마커를 사용하여 질병의 중증도 또는 병리학 적 과정의 단계를 평가할 수 있습니다. 질병의 심각성 골관절염에 적용되고 그 단계는 통증, 영향을받은 관절의 기능을 제한하고, 환자의 기능적 능력의 정도에뿐만 아니라, X 선 검사, 관절 경 검사의 결과로 판정된다. L. Dahlberg와 공동 저자 (1992)와 T. Saxne과 D. Heinegard (1992)는 골관절염 단계의 추가 특성 분석을 위해 관절 연골 신진 대사의 특정 분자 마커의 사용을 제안했습니다. 그러나 이러한 생물학적 마커를 의학적으로 도입하기 위해서는이 방향에 대한 추가 연구가 필요합니다.

예후 테스트로서 생물학적 마커를 사용할 수 있다는보고가 있습니다. 예를 들어,이 기준에서 무릎 골관절염 환자와 환자의 혈청에서 히알루 론산 (그러나 케 라탄하지 황산)의 농도가 관찰 5 년 이내에 gonarthrosis의 진행을 보여줍니다 것으로 나타났다. 동일한 환자 집단에서, 관상 동맥 질환 환자의 HMB 혈청 농도가 상승한 경우 연구 시작 후 1 년 이내에 추적 관찰 5 년 이내에 방사선 학적 진행과 관련이 있음이 입증되었습니다. 류마티스 관절염 환자의 생물학적 마커를 연구 한 결과, HOMB의 에피토프 846 인 콘드로이틴 설페이트의 혈청 농도가 더 빠른 질병 진행과 관련되어 있음이 밝혀졌습니다. 환자의 작은 그룹에서 얻은 이러한 결과는 종종 즉 생물학적 마커와 질병의 진행의 수준 사이의 링크의 강도를 표시하지 않습니다, 추가 연구는 환자의 예상과 큰 집단을 필요합니다.

TD Spector와 공동 저자 (1997)는 조기 골관절염 환자에서 혈청 CRP 수치가 약간 증가한 것을 발견하고 CRP가 골관절염의 진행을 예측할 수 있다고보고했다. 이 경우 CRP 수준의 증가는 관절 조직의 손상 과정을 반영하며 히알루 론산 수준의 증가와 연관 될 수 있으며 이는 또한 병의 진행을 나타냅니다. 활액막이 혈청에서 발견 된 대부분의 히알루 론산의 원인 일 수 있으며 이것은 약한 활액막염의 존재를 나타냅니다. 골관절염 환자와 관절 외상 환자의 활액 및 혈청에서 MMP 스트로 멜리 신의 농도가 증가하면 약한 활액막염과 관련이있을 수 있습니다.

마지막으로, 생물학적 마커는 약물의 임상 시험 및 병리학 적 치료의 모니터링을위한 효능 기준으로 사용될 수 있습니다. 그러나, 두 개의 상호 연관된 문제가 있습니다 : "수정 된 구조"또는 "질병 수정"의 입증 된 특성을 가진 약물의 부족은 신뢰할 수있는 생물학적 마커의 부족에 주로 기인하고 반대로, 관절의 조직 대사의 특정 마커의 부재로 인해 약물이 그룹의 대조 임상 시험의 부족으로 대부분입니다.

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