Laboratoriediagnostik af slidgigt

I de fleste tilfælde, patienter med slidgigt er ingen ændringer i blod- og urinprøver, undtagen synovitis med signifikant effusion, at kunne forekomme stigning af ESR, hypergammaglobulinæmi, forøgede akut fase - CRP, fibrinogen. Etc. I Undersøgelse synovialvæsken signifikant forskellig fra normale indikatorer afslører ikke.

I de senere år er der påbegyndt en intensiv søgning efter mulige biologiske markører (BM) til degenerering og reparation af fællesvæv (hovedsageligt brusk og knogle). BM bør afspejle disse dynamiske ændringer, tjene som forudsigere for osteoarthritis prognose og markører for effektiviteten af patogenetisk behandling. Opdagelsen af en ny og mere dybtgående undersøgelse af kendte biologiske markører vil gøre det muligt for os at forstå bedre mekanismerne for patogenese af slidgigt. Hovedopgaven med at anvende biologiske markører af bruskdannelse er imidlertid at vurdere de chondroprotektive egenskaber af lægemidler og at overvåge behandlingen med lægemidler tilhørende DMO AD-gruppen - "sygdomsmodificerende".

Ved slidgigt forekommer patologiske forandringer hovedsageligt i ledbrusk samt i subchondralbenet, den synoviale membran og andre bløde væv i leddet. Da vores evne til direkte undersøgelse af disse strukturer er begrænset, er de vigtigste kilder til indsamling af biologiske markører blod, urin og synovialvæske.

Urinundersøgelse er mest foretrukket, da den ikke er forbundet med nogen invasive procedurer. Efter vores mening er det ideelle materiale til undersøgelsen daglig urin. Analyse af morgen urinprøver ville være mere passende, imidlertid muligheden for dets anvendelse kun baseret på den kendsgerning, at netop en sådan assay anvendes til påvisning af biologiske markører af knoglemetabolisme ved osteoporose: det er kendt, at de biologiske markører er underlagt døgnrytmen, og den maksimale koncentration af de biologiske markører for knoglemetabolisme konto for nat timer. Til dato ingen offentliggjorte oplysninger om de døgnrytmen af biologiske blødt væv markører for brusk, så den endelige beslutning om valg af en passende urin analyse vil blive foretaget efter de relevante undersøgelser.

Blodprøven refererer til rutinemæssige kliniske analyser. Nogle biologiske markører i blodet bestemmer i dag, for eksempel indikatorer for den akutte fase, andre vil måske i den nærmeste fremtid indgå i standardlisten over biokemiske test. For hver biologisk markør er det nødvendigt at specificere i hvilken bestanddel af blodet det skal bestemmes - i plasma eller serum. Resultaterne af undersøgelserne viser, at koncentrationen af biologiske markører i blodplasma er signifikant anderledes end i serum. Normalt bestemmes biologiske markører i serum. Ifølge V. Rayan og medforfattere (1998) er koncentrationen af biologiske markører i blodet taget fra en vene nær det berørte led og fra en mere fjern vene anderledes. Disse data indikerer behovet for at standardisere blodprøveudtagning til undersøgelse af biologiske markører.

Indleveret LJ Attencia et al (1989), brusk af synovialled voksen er kun 10% af den totale vægt af hyalinbrusk af kroppen, herunder de intervertebrale skiver. Bestemmelsen af biologiske markører i blodet og urinen afspejler således en systemisk metabolisme snarere end lokale ændringer i leddet påvirket af slidgigt. Synovial væske er tættest på det patologiske fokus i slidgigt og repræsenterer sandsynligvis mest nøjagtigt de processer, der forekommer i den ramte led. Koncentrationen af biologiske markører i synovialvæsken kan være signifikant højere end i blodet, og derfor er det lettere at bestemme. Eksempler er epigop 846 aggrecan - i synovialvæsken er den 40 gange større end i blodserum, brusk oligomere matrixproteiner (HOMB) - 10 gange større end i serum. Nedbrydningsprodukterne i synovialvæsken afspejler mere præcist kataboliske processer i ledbrusk. Dræning af molekyler fra synovialvæsken gennem det lokale lymfesystem kan føre til et fald i deres størrelse og til og med til deres ødelæggelse.

På trods af invasiviteten af teknikken til samovial væskeindtag kombineret med en række mulige komplikationer er værdien af at bestemme biologiske markører i den indlysende. For at undgå problemer med den såkaldte tørre ledning, lige før du tager væsken ud, kan 20 ml isotonisk NaCl-opløsning injiceres i leddet. Umiddelbart efter injektionen af den isotoniske opløsning skal patienten udføre 10 gange fleksionsforlængelse af lemmer i leddet efterfulgt af hurtig aspiration af den fortyndede synovialvæske. Ifølge EM-JA Thonar (2000) påvirker en sådan fortynding af synovia stofskiftet i ledbrusk. Resultaterne af undersøgelsen fra FC Robion og medforfattere (2001) viser imidlertid, at gentagen skylning af hestens knæledder ikke forårsager væsentlige ændringer i bruskemetabolismen. Disse data kræver naturligvis en bekræftelse. Derfor er det for hver biologisk markør i det prækliniske forskningsfase hos dyr nødvendigt at bestemme virkningen af lavage af leddet på forandringen i koncentrationen.

Det næste vigtige punkt er bestemmelsen for hver biologisk markør af halveringstid i synovialvæsken og i blodet. Uden sådanne data vil fortolkningen af testresultaterne være vanskelig. Typisk er halveringstiden for biologisk aktive stoffer i blodet mindre end i andre flydende medier på grund af effektiv clearance af lever og nyrer. For hver biologisk markør er det således også nødvendigt at bestemme eliminationsvejen. Således, N-propeptid af collagen type III udskilles af leveren ved receptormedieret endocytose, og ikke-glycosylerede kollagenfragmenter hovedsagelig hentet smochoytakzhe, kakosteokaltsin. Endotelcellerne i bindehulenes bihuler har receptorer til glycosaminoglycaner, så hyaluronsyre og proteoglycaner elimineres af leveren. Halveringstiden for hyaluronsyre i blodet er 2-5 minutter. Tilstedeværelsen af synovitis kan accelerere clearance af biologiske markører fra leddene, selv om undersøgelsen hos kaniner ikke viste nogen signifikante forskelle i clearance af proteoglycaner i nærvær og fravær af synovitis. Det er således nødvendigt at undersøge virkningen af inflammation på ændringer i koncentrationen af biologiske markører i kropsvæsker.

Nyrer selektivt filtrerer biologiske markører. Således glycosaminoglycan transporterer høj negativ ladning, kan ikke trænge gennem basalmembranen af nyre, mens glycosaminoglycaner såsom chondroitin-6-sulfat og chondroitin-4-sulfat, bestemmes i urin.

Udover patologi (især osteoarthrose) kan koncentrationen af biologiske markører i kropsvæsker påvirkes af en række faktorer:

1. Circadianrytmer er kun undersøgt for et lille antal biologiske markører. Til markører af knoglemetabolisme studeres de. Således, osteocalcin topkoncentration natten og collagen tværbindinger i morgen -. 8 timer Ved reumatoid arthritis, IL-6-aktivitet peak også udgjorde nattetimerne (ca. 2 timer), og tidligere end osteocalcin. Disse data har en vis interesse for inddragelsen af IL-6 i inflammation og i knoglevævets fysiologi. TNF har tværtimod ikke cirkadianrytmer. Imidlertid kan receptorer af dette cytokin underordnes dem.
2. Peristaltikken. Hyaluronsyre syntetiseres af synovialceller (såvel som mange andre celler) og er en potentiel markør for synovitis i slidgigt og reumatoid arthritis. Imidlertid findes den højeste koncentration af hyaluronat i tarmens lymfesystem. Det er ikke overraskende, at koncentrationen af cirkulerende hyaluronsyre kan øges efter at have spist. Således skal blodprøveudtagning til bestemmelse af biologiske markører udføres på tom mave eller 3 timer efter at have spist. Og indflydelsen af peristalsis på niveauet af biologiske markører i blodet kræver undersøgelse.
3. Fysisk aktivitet om morgenen efter søvn fører til en stigning i koncentrationen af hyaluronsyre i blodet, MMP-3 og epitopen af keratansulfat hos raske individer. Fysisk belastning kan ændre koncentrationen af nogle markører i både synovialvæske og serum. Denne stigning er mere udtalt hos patienter med reumatoid arthritis, endvidere er koncentrationen af biologiske markører forbundet med den kliniske tilstand hos disse patienter.
4. Sygdomme i lever og nyrer. Cirrhosis forårsager en signifikant stigning i hyaluronsyreniveauet i blodserumet og påvirker sandsynligvis elimineringen af proteoglycaner. Det vides at nyresygdomme påvirker koncentrationen af osteocalcin. Dette problem kræver også en dybere undersøgelse.
5. Alder og køn. Under vækst af kroppen øges aktiviteten af vækstpladesceller, hvilket ledsages af en stigning i koncentrationen af skeletbiologiske markører i blodserumet. Et eksempel er stigningen i koncentrationen af fragmenter af aggrecan og kollagen type II i perifert blod og urin hos dyrkende dyr. Således er fortolkningen af analyser af biologiske markører hos børn og unge med sygdomme i muskuloskeletalsystemet vanskelig. For mange biologiske markører er der fundet en stigning i koncentrationen med aldring. Hos mænd er koncentrationen af biologiske markører signifikant højere end for kvinder i brusk og knoglevæv. Hertil kommer, at hos kvinder i menopausale og postmenopausale perioder kan ændringer i koncentrationen af biologiske markører af metabolisme af bruskvæv forventes på en måde svarende til den, der observeres i knoglevæv.
6. Kirurgiske operationer kan også påvirke niveauet af biologiske markører. Desuden kan denne virkning vare flere uger.

Grundlaget for begrebet biologiske markører for slidgigt er antagelsen om, at de afspejler visse aspekter af metaboliske processer i vævene i leddene. Imidlertid viste forholdet mellem koncentrationerne af biologiske markører i kroppens væskemedier og metabolismen af brusk, synovial og andet væv sig at være meget kompliceret.

For eksempel er koncentrationen af nedbrydningsprodukter markører VCR ledbrusken i ledvæske kan afhænge ikke kun af graden af nedbrydning af matricen, men også på andre faktorer, såsom graden af fjernelse af fragmenter af molekyler af synovium, som nævnt ovenfor, og antallet af bruskvæv tilbage i leddet.

På trods af de ovenstående kendsgerninger er koncentrationen af biomarkører i synovialvæske generelt korreleret med metabolismen af ECM molekyler af ledbrusk. For eksempel at ændre koncentrationen af aggrecanfragmenter epitop 846, Hombach og C-propeptid af kollagen II i synovialvæsken efter ledtraumer og i udviklingen af slidgigt i overensstemmelse med de metaboliske sats ændringer af aggrecan, Hombach og kollagen II i eksperimentelle modeller af osteoarthritis hos dyr og / vivo og i ledbrusk hos patienter med slidgigt / og vitro.

Identifikation af specifikke kilder til molekylære fragmenter er en kompleks proces. En forøgelse af frigivelsesgraden af molekyler kan forekomme både som et resultat af en generel forøgelse af nedbrydningsprocesserne, der ikke kompenseres af syntetiske processer eller på grund af forøget nedbrydning samtidig med, at syntesen af de samme ECM-molekyler øges; i sidstnævnte tilfælde ændres koncentrationen af VKM-molekyler ikke. Det er således nødvendigt at søge efter markører, der er specifikke for nedbrydning og syntese. Eksempler på den tidligere kan være fragmenter af aggrecan og det andet-C-propeptid af collagen 11.

Selvom den biologiske markør er forbundet med et bestemt aspekt af metabolisme, er det nødvendigt at tage højde for de særlige træk ved denne proces. For eksempel kan de identificerede fragmenter genereres som et resultat af nedbrydning af de syntetiserede de novo molekyler, som endnu ikke har haft tid til at integrere i de funktionelle ECM molekyler, som netop er blevet indbygget i VCR og endelig en konstant ECM-molekyler, hvilket er en vigtig funktionel del af modent matrix. Problemet er også definitionen af specifik matrix zone (pericellulært, territorial og tværterritorialt matrix), der fungerede som en kilde af biologiske markører, der findes i synovialvæsken, blod eller urin. Undersøgelser in vitro indikerer, at stofskiftet i de enkelte zoner af ledbrusk ECM kan være anderledes. Undersøgelsen af nogle epitoper forbundet med sulfation af chondroitinsulfat kan hjælpe med at identificere populationen af de novo-syntetiserede aggrecanmolekyler.

Det kan antages, at udseendet i fællesvæsken af fragmenter af molekyler, der normalt findes i brusk VKM, er forbundet med metabolismen af den bruskformede matrix. Dette er imidlertid ikke altid tilfældet, fordi den afhænger af en række faktorer, navnlig om, hvordan koncentrationen af molekylet i ledbrusken overstiger den i andre væv af leddet, og som intensiteten af dets metabolisme i brusken overstiger den i andre væv i leddet. Så den totale vægt af aggrecan i ledbrusk er signifikant højere end den for for eksempel i menisken af knæet, med den totale vægt af Hombach i menisken ikke afviger fra den af ledbrusk. Og chondrocytter producerer og sinovitsity stromelysin-1, men det totale antal celler i synovium overstiger værdien i brusk, så en væsentlig del detekteret i synovialvæsken af stromelysin-1 sandsynligvis synovial oprindelse. Identifikationen af en bestemt kilde til biologiske markører er således ekstremt kompleks og ofte umulig.

I undersøgelsen af biologiske markører i serum og urin fremkommer problemet med at bestemme en mulig ekstra artikulær kilde. Desuden kan i tilfælde af monoartikulær skade blandes biologiske markører tildelt af det berørte led med markører allokeret af intakte led, herunder kontralaterale. Sammensætningen af ledbrusk er mindre end 10% af den samlede masse af hyalinkrækken i kroppen. Bestemmelsen af biologiske markører i blodet og urinen kan således begrundes i polyartikulære eller systemiske sygdomme (for osteoartrose, i generaliseret artrose).

Krav til biologiske markører afhænger af det formål, de anvendes til - som en diagnostisk, prognostisk eller evalueringstest. For eksempel identificerer en diagnostisk test forskellene mellem raske individer og patienter med slidgigt, hvilket udtrykkes af begrebet følsomhed og specificitet af testen. En prognostisk test afslører i kohorten af personer, der mest sandsynligt vil udvikle sig hurtigt. Endelig er evalueringstesten baseret på markørens evne til at overvåge ændringer i tiden hos en individuel patient. Derudover kan biologiske markører anvendes til at bestemme patienternes følsomhed overfor et bestemt lægemiddel.

Indledningsvis blev det antaget, at biologiske markører kan tjene som diagnostiske tests, som vil medvirke til at skelne det led, der er ramt af slidgigt, fra intakt, samt at udføre differentiel diagnose med andre leddsygdomme. Således blev bestemmelsen af serumkeratansulfatkoncentration betragtet som en diagnostisk test for generaliseret slidgigt. Efterfølgende undersøgelser har vist, at denne biologiske markør kun kan afspejle nedbrydning af bruskproteoglycaner i nogle situationer. Det viste sig, at koncentrationen af biologiske markører i serum afhænger af patientens alder og køn.

Påstået biologiske markører af fælles vævsmetabolisme i synovialvæske og serum hos patienter med slidgigt

Biologisk markør	Processen	I synovialvæske (links)	Serum (links)
1. Peberrod
Aggrekan
Fragmenter af kerneproteinet	Aggrecan nedbrydning	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 af kerneproteinet (specifikke neoepitoper fra spaltningszonen)	Aggrecan nedbrydning	Sandy JD et al., 1992; LohmanderLS. Et al., 1993; LarkM.W. Et al., 1997
Epitoper af keratansulfater	Aggrecan nedbrydning	Campion GV et al., 1989; Belcher, et al., 1997
Epitoper af chondroitinsulfat (846, ZVZ, 7D4 og DR.)	Syntese / nedbrydning af 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 mellem chondroitin-6-og chondroitin-4-sulfater	Syntese / nedbrydning af aggrecan	Shinme iM. Et al., 1993
Kød engle	Nedbrydning af små proteoglycaner	Sandwich-PrehmP. Et al., 1992
Matrix -proteiner brusk
Hompo	Nedbrydning af HOMP	Saxne Т, Heinegerd D., 1992 "; Lohmander L. Et al., 1994; Petersson IF et al., 1997	Sharif M. Et al., 1995
Kollagenbrusk
C-propeptid af type II kollagen	Syntese af collagen II	ShinmeiM. Etal., 1993; YoshiharaY. Et al., 1995; LohmanderLS. Etal., 1996
Fragmenter af en kæde af type II kollagen	Nedbrydningen af kollagen II	Hollander AP et al., 1994; Billinghurst RC et al., 1997; AtleyLM. Et al., 1998
MMP og deres inhibitorer	Syntese og sekretion	Fra synovia eller ledbrusk?
II. Menisk
Hompo	Nedbrydning af HOMP	Fra ledbrusk, menisk eller synovia?
Små proteoglycaner	Nedbrydning af små proteoglycaner
III. Synoviet
Hyaluronsyre	Syntese af 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 sekretion af MMP-3	LohmanerLS. Et al., 1993	ZuckerS. Et al., 1994; YoshiharaY. Etal., 1995
Interstitiel kollagenase (MMP-1)	Syntese og sekretion af MMP-1	Clark IM et al., 1993; LohmanderLS. Et al., 1993	Manicourt DH et al., 1994
TIMP	Syntese og sekretion af TIMP	Lohmander LS. Et al., 1993; Manicourt DH et al., 1994	Yoshihara Y. Et al., 1995
N-propeptid af type III kollagen	Syntese / nedbrydning af kollagen III	Sharif M. Et al., 1996	Sharif M. Et al., 1996

En række undersøgelser har vist forskelle fragmenter koncentrationer af aggrecan, HOMP og MMP'er og deres inhibitorer i synovialvæsken hos knæet raske frivillige, patienter med reumatoid arthritis, reaktiv arthritis eller slidgigt På trods af, at forfatterne demonstrerer betydelige forskelle i de gennemsnitlige koncentrationer af biologiske markører, fortolkning af dataene er vanskeligt, fordi Den udførte komparative analyse var profil og retrospektiv. De prognostiske egenskaber ved disse tests skal bekræftes i fremtidige undersøgelser.

Biologiske markører kan bruges til at bedømme sværhedsgraden af en sygdom eller opbygningen af en patologisk proces. Anvendt på slidgigt i alvorligheden af sygdommen og dens stadie bedømmes af resultaterne af røntgenundersøgelser, arthroskopi, samt af sværhedsgraden af smerte, begrænsning af funktion af angrebne led, og funktionsevne af patienten. L. Dahlberg og medforfattere (1992) og T. Saxne og D. Heinegard (1992) foreslog anvendelsen af visse molekylære markører for artikulære bruskemetabolismer til yderligere karakterisering af stadierne af slidgigt. For indførelsen af sådanne biologiske markører i lægepraksis er der imidlertid behov for yderligere forskning i denne retning.

Der er rapporter om den mulige anvendelse af biologiske markører som prognostiske tests. For eksempel blev det vist, at koncentrationen af hyaluronsyre (men ikke keratansulfat) i blodet serum fra patienter med knæ osteoarthritis patienter ved baseline viser progressionen af gonarthrosis inden for 5 års observation. I samme population af patienter viste, at højt serumindhold Hombach hos patienter med knæ OA i det første år efter starten af undersøgelsen var forbundet med radiografisk progression i løbet af 5-års opfølgning. Undersøgelser af biologiske markører hos patienter med reumatoid arthritis viste, at koncentrationen i serum af HOMB, epitop 846, chondroitinsulfat er forbundet med hurtigere sygdomsfremgang. Disse resultater, der er opnået i små grupper af patienter, ofte ikke viser styrken af forbindelsen mellem niveauerne af biologiske markører og progression af sygdommen, dvs. Er behov for yderligere forskning, prospektive og store grupper af patienter.

TD Spector og medforfattere (1997) fandt en lille stigning i serum CRP niveauer hos patienter med tidlig osteoarthrose og rapporterede, at CRP kan tjene som en forudsigelse for progression af slidgigt. I dette tilfælde afspejler en stigning i niveauet af CRP processerne for skade på fællesvæv og kan være forbundet med en stigning i hyaluronsyreniveauet, hvilket også er indicativt for sygdommens fremgang. Det er muligt, at den synoviale membran er ansvarlig for det meste af hyaluronsyren, som detekteres i blodserumet, hvilket indikerer tilstedeværelsen af en svag synovitis. En stigning i koncentrationen af MMP stromelysin i synovialvæsken og serum hos patienter med slidgigt og efter leddtrauma kan også være forbundet med en svag synovitis.

Endelig kan biologiske markører anvendes som effektkriterier i kliniske forsøg med lægemidler såvel som til overvågning af patogenetisk behandling. Der er imidlertid to indbyrdes forbundne problemer: manglen på lægemidler med bevist egenskaber af "modificeret struktur" eller "sygdomsmodificerende" i høj grad skyldes manglen på pålidelige biologiske markører og tværtimod, fraværet af specifikke markører for væv stofskiftet i leddene skyldes hovedsagelig manglen på kontrollerede forsøg af lægemidler disse grupper.

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