TNF-α、HA和LN对股骨头缺血性坏死致病作用的研究
罗南萍 杨道理 付志厚 孙文杰 陈世敏
摘 要 目的 探讨细胞因子与细胞外间质成份在缺血性股骨头坏死(INFH)疾病发病中的作用。方法 采用放射免疫分析法(RIA)对45例INFH患者进行血清肿瘤坏死因子(TNF-α)、透明质酸(HA)及层粘连蛋白(LN)的含量检测，并以30例健康人作为对照。结果INFH患者血清TNF-α、HA和LN含量均处于高水平状态，与对照组比较均具显著性差异(P<0.01)。不同病因组其TNF-α、HA和LN含量均有不同程度的改变。且TNF-α含量的增高与HA呈明显正相关(r＝0.45，Ρ<0.05)，与LN之间无相关性。结论 TNF-α、HA和LN之间具有相互协同作用，并共同参与了INFH疾病发生发展的免疫病理过程。
关键词：放射免疫分析法 股骨头坏死 病理过程
已有大量研究证实，肿瘤坏死因子(TNF-α)作为具有广泛生物学活性的多肽介质，参与机体许多疾病与免疫调节的病理过程。为了研究TNF-α在缺血性股骨头坏死(INFH)中的变化规律，探讨其与细胞外间质成分之间的相互关系，本文采用放射免疫分析法对45例INFH患者进行了血清TNF-α、透明质酸(HA)及层粘连蛋白(LN)的含量检测，并就其浓度变化及作用机制进行初步探讨。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1 病历选择 对照组30例，其中男18例，女12例；平均年龄32.5±14.5岁；均为本院血库健康献血员。INFH患者45例，其中男29例，女16例；平均年龄44.5±27.5岁。根据病因分类，其中类风湿性15例、激素性10例、骨关节病8例、外伤性骨折6例、其它疾患(痛风、颈椎病)6例。诊断依据临床表现、X线、CT及MRI确诊。
1.2 方法 抽取未经治疗的INFH患者与正常人空腹静脉血3 ml，1500 r/min离心5 min后吸取上层血清置-20℃冰箱保存待测。血清于检测前置室温复溶后使用。TNF-α试剂盒由解放军总医院东亚免疫技术研究所提供。HA与LN试剂盒均由上海海军医学研究所生物技术中心提供。采用放射免疫分析法(RIA)，操作按说明书要求进行。测量仪器为北京核仪器厂提供的FT-630G微机多探头γ计数仪。测量数据经计算机处理，自动抑合曲线，给出浓度。
, 百拇医药 1.3 统计学处理 各组数据用X±s表示。各组间比较采用t检验，以P<0.05为显著性差异的标准。
2 结果
2.1 与30例正常人比较，45例INFH患者血清TNF-α、HA、LN水平均明显增高，差异有显著性(Ρ<0.01)。(见表1)。
表1 INFH组与对照组的TNF-α、HA与LN水平(X±s，μg/L)
组别
对照组
INFH组
t
P
TNF-α
, http://www.100md.com
HA
LN
1.01±0.12
48.49±4.72
75.07±5.60
1.52± 0.38
157.64±126.75
87.36± 7.73
6.66
3.29
2.84
<0.01
, http://www.100md.com
<0.01
<0.01
2.2 不同病因的INFH患者之间血清中TNF-α、HA和LN含量变化的比较；TNF-α含量以外伤组增高最为显著(2.08±0.32 μg/L)，阳性率为83%。HA以激素组增高最为显著，血清中的含量高达252.78±209.63 μg/L，为正常人的5倍以上。LN含量以骨关节病组增高显著，为95.49±13.56 μg/L，但阳性率则以类风湿性组为最高(75%)。(表2)表2 不同病因INFH与正常组TNF-α、HA和LN含量与阳性率比较
组别
n
TNF-α
HA
LN
, http://www.100md.com
含量
(μg/L)
阳性率
(%)
含量
(μg/L)
阳性率
(%)
含量
(μg/L)
阳性率
(%)
对照组
, 百拇医药
30
1.01±0.12
0
48.49±4.76
2
75.07±5.6
0
INFH组
45
1.52±0.38*
78
157.64±126.75*
, 百拇医药
71
87.36±7.73*
71
激素性
10
1.47±0.24*
58
252.78±209.64*
78
86.69±4.94*
50
, http://www.100md.com 类风湿性
18
1.34±0.32**
50
91.64±60.96**
67
87.84±5.09*
75
骨关节病
8
1.69±0.51*
66
, http://www.100md.com
63.54±42.4**
57
95.49±13.56**
57
外伤性骨折
6
2.08±0.32*
83
71.24±6.97
75
85.45±5.79*
, 百拇医药
25
其它疾病
6
1.45±0.17*
42
53.11±78.2
33
82.01±5.6**
55
注：经t检验，与对照组相比 *p<0.01**p<0.05
2.3 TNF-α含量增高与HA呈明显正相关(r＝0.45；p<0.05)，但与LN无相关性。HA与LN之间亦无相关关系。
, http://www.100md.com
3 讨论
INFH是一组由不同原因导致的以股骨头变性坏死为主要病理特征的临床综合征。其主要发病机制是骨压升高和骨内静脉瘀血所造成的静脉回流障碍[1]。本研究证实，细胞因子(TNF-α)和细胞外基质主要成分(HA与LN)的浓度改变及其相互作用在INFH的疾病发生发展过程具有重要意义。
TNF-α是机体炎症与免疫应答的重要调节因子。INFH是免疫介导的严重疾病。TNF-α在INFH患者中的异常表达表明TNF-α与INFH的发生密切相关。TNF-α可导致一系列临床症状及局部关节组织的破坏。其机理可能是：(1)TNF-α刺激滑膜细胞和软骨细胞合成PGE2和胶原酶，造成关节破坏[2]；(2)刺激骨吸收作用，引起骨和软骨的吸收破坏，促使成纤维细胞的增生，并通过激活破骨细胞发挥效能。本组资料在外伤性骨折引起的INFH患者血清TNF-α增高较其它病因组甚为明显，这是由于股骨颈骨折后供应股骨头血液循环的主要血管被损伤，使其通透性增加，加重局部组织血栓形成及变性坏死，进而造成股骨头缺血性坏死。
, 百拇医药
HA和LN为细胞外间质的重要成分，它们不仅存在于结缔组织、皮肤，还存在于软骨和滑液中，并与胶原、结构蛋白、硫酸软骨素等一起构成基质的主要成分[3]。本组结果显示，在INFH患者血清中含有高水平的HA，其中以应用糖皮质激素治疗后引起的INFH患者升高最为显著，其阳性率达78%。在类风湿性INFH中有2例患者HA含量高达1000 μg/L以上。由于INFH属非炎症性疾病，HA显著增高可能是由于在INFH的发病过程中软骨、滑膜合成HA增加所致。激素性INFH发病过程中大剂量激素进入人体，引起脂肪在骨髓腔内堆积，致使骨压升高，该部位的小血管受压变细，继而引起血液动力学的改变，成纤维细胞形成增加，HA与胶原合成量增加。LN是多形核白细胞(PMN)表面CD11/CD18的配体之一，亦是细胞外间质中基底膜的主要成分，在介导粘附作用、炎症、免疫应答及肿瘤转移中发挥重要作用[4]。LN在INFH患者血中升高表明INFH患者合成与降解发生障碍。同时坏死等多种致病因素刺激枯否氏细胞等分泌TGF-β、PDGE等细胞因子，这些细胞因子的异常激活了Ito细胞(肝储脂细胞)，使其转化为肌成纤维细胞，过度分泌LN，形成LN的异常沉积及骨纤维化的形成。
, 百拇医药
大量研究证明，骨和软骨组织内含有多种细胞因子，如TGF、IL、TNF-α等。它们以自分泌或旁分泌的方式调节骨和软骨内多种细胞的增殖与分泌，调节骨和软骨基质的合成与降解[5]。本组45例INFH患者血清中TNF-α含量升高与HA呈明显正相关(r＝0.45；P<0.05)。表明细胞因子与细胞外间质成分在INFH发病过程中相互制约，相互诱导和相互作用。TNF-α对成骨细胞最重要的作用是对骨基质I型胶原的影响。TNF-α可诱导成骨细胞合成I型胶原和HA增加。这一作用是通过对转录的调控而实现的。故TNF-α与HA之间可以互相诱导其表达，共同促进软骨组织、滑膜细胞合成释放胶原酶及酸性蛋白酶，促进骨和软骨的吸收，最终导致关节的破坏和变性坏死这一严重的病理过程。
罗南萍(济南军区总医院，山东 济南 250031)
杨道理(济南军区总医院，山东 济南 250031)
付志厚(济南军区总医院，山东 济南 250031)
, 百拇医药
孙文杰(济南军区总医院，山东 济南 250031)
陈世敏(济南军区总医院，山东 济南 250031)
参考文献
[1] 陆裕朴，胥少汀，葛宝丰，等.实用骨科学.北京：人民军医出版社，1991.1072.
[2] 汤慧华，冯忠军，吉玉钦，等.RA患者关节滑液及血清中TNF-α水平的测定.中华微生物学和免疫学杂志，1995，19(3)：66.
[3] 马云宝.透明质酸的临床应用及研究进展.国外医学放射核医学分册，1995，19(2)：60.
[4] 徐彤.层粘连蛋白的结构及功能.国外医学免疫学分册，1996，5：253.
[5] 周廷冲主编.多肽生长因子.北京：中国科技出版社，1992.54., 百拇医药
摘 要 目的 探讨细胞因子与细胞外间质成份在缺血性股骨头坏死(INFH)疾病发病中的作用。方法 采用放射免疫分析法(RIA)对45例INFH患者进行血清肿瘤坏死因子(TNF-α)、透明质酸(HA)及层粘连蛋白(LN)的含量检测，并以30例健康人作为对照。结果INFH患者血清TNF-α、HA和LN含量均处于高水平状态，与对照组比较均具显著性差异(P<0.01)。不同病因组其TNF-α、HA和LN含量均有不同程度的改变。且TNF-α含量的增高与HA呈明显正相关(r＝0.45，Ρ<0.05)，与LN之间无相关性。结论 TNF-α、HA和LN之间具有相互协同作用，并共同参与了INFH疾病发生发展的免疫病理过程。
关键词：放射免疫分析法 股骨头坏死 病理过程
已有大量研究证实，肿瘤坏死因子(TNF-α)作为具有广泛生物学活性的多肽介质，参与机体许多疾病与免疫调节的病理过程。为了研究TNF-α在缺血性股骨头坏死(INFH)中的变化规律，探讨其与细胞外间质成分之间的相互关系，本文采用放射免疫分析法对45例INFH患者进行了血清TNF-α、透明质酸(HA)及层粘连蛋白(LN)的含量检测，并就其浓度变化及作用机制进行初步探讨。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1 病历选择 对照组30例，其中男18例，女12例；平均年龄32.5±14.5岁；均为本院血库健康献血员。INFH患者45例，其中男29例，女16例；平均年龄44.5±27.5岁。根据病因分类，其中类风湿性15例、激素性10例、骨关节病8例、外伤性骨折6例、其它疾患(痛风、颈椎病)6例。诊断依据临床表现、X线、CT及MRI确诊。
1.2 方法 抽取未经治疗的INFH患者与正常人空腹静脉血3 ml，1500 r/min离心5 min后吸取上层血清置-20℃冰箱保存待测。血清于检测前置室温复溶后使用。TNF-α试剂盒由解放军总医院东亚免疫技术研究所提供。HA与LN试剂盒均由上海海军医学研究所生物技术中心提供。采用放射免疫分析法(RIA)，操作按说明书要求进行。测量仪器为北京核仪器厂提供的FT-630G微机多探头γ计数仪。测量数据经计算机处理，自动抑合曲线，给出浓度。
, 百拇医药 1.3 统计学处理 各组数据用X±s表示。各组间比较采用t检验，以P<0.05为显著性差异的标准。
2 结果
2.1 与30例正常人比较，45例INFH患者血清TNF-α、HA、LN水平均明显增高，差异有显著性(Ρ<0.01)。(见表1)。
表1 INFH组与对照组的TNF-α、HA与LN水平(X±s，μg/L)
组别
对照组
INFH组
t
P
TNF-α
, http://www.100md.com
HA
LN
1.01±0.12
48.49±4.72
75.07±5.60
1.52± 0.38
157.64±126.75
87.36± 7.73
6.66
3.29
2.84
<0.01
, http://www.100md.com
<0.01
<0.01
2.2 不同病因的INFH患者之间血清中TNF-α、HA和LN含量变化的比较；TNF-α含量以外伤组增高最为显著(2.08±0.32 μg/L)，阳性率为83%。HA以激素组增高最为显著，血清中的含量高达252.78±209.63 μg/L，为正常人的5倍以上。LN含量以骨关节病组增高显著，为95.49±13.56 μg/L，但阳性率则以类风湿性组为最高(75%)。(表2)表2 不同病因INFH与正常组TNF-α、HA和LN含量与阳性率比较
组别
n
TNF-α
HA
LN
, http://www.100md.com
含量
(μg/L)
阳性率
(%)
含量
(μg/L)
阳性率
(%)
含量
(μg/L)
阳性率
(%)
对照组
, 百拇医药
30
1.01±0.12
0
48.49±4.76
2
75.07±5.6
0
INFH组
45
1.52±0.38*
78
157.64±126.75*
, 百拇医药
71
87.36±7.73*
71
激素性
10
1.47±0.24*
58
252.78±209.64*
78
86.69±4.94*
50
, http://www.100md.com 类风湿性
18
1.34±0.32**
50
91.64±60.96**
67
87.84±5.09*
75
骨关节病
8
1.69±0.51*
66
, http://www.100md.com
63.54±42.4**
57
95.49±13.56**
57
外伤性骨折
6
2.08±0.32*
83
71.24±6.97
75
85.45±5.79*
, 百拇医药
25
其它疾病
6
1.45±0.17*
42
53.11±78.2
33
82.01±5.6**
55
注：经t检验，与对照组相比 *p<0.01**p<0.05
2.3 TNF-α含量增高与HA呈明显正相关(r＝0.45；p<0.05)，但与LN无相关性。HA与LN之间亦无相关关系。
, http://www.100md.com
3 讨论
INFH是一组由不同原因导致的以股骨头变性坏死为主要病理特征的临床综合征。其主要发病机制是骨压升高和骨内静脉瘀血所造成的静脉回流障碍[1]。本研究证实，细胞因子(TNF-α)和细胞外基质主要成分(HA与LN)的浓度改变及其相互作用在INFH的疾病发生发展过程具有重要意义。
TNF-α是机体炎症与免疫应答的重要调节因子。INFH是免疫介导的严重疾病。TNF-α在INFH患者中的异常表达表明TNF-α与INFH的发生密切相关。TNF-α可导致一系列临床症状及局部关节组织的破坏。其机理可能是：(1)TNF-α刺激滑膜细胞和软骨细胞合成PGE2和胶原酶，造成关节破坏[2]；(2)刺激骨吸收作用，引起骨和软骨的吸收破坏，促使成纤维细胞的增生，并通过激活破骨细胞发挥效能。本组资料在外伤性骨折引起的INFH患者血清TNF-α增高较其它病因组甚为明显，这是由于股骨颈骨折后供应股骨头血液循环的主要血管被损伤，使其通透性增加，加重局部组织血栓形成及变性坏死，进而造成股骨头缺血性坏死。
, 百拇医药
HA和LN为细胞外间质的重要成分，它们不仅存在于结缔组织、皮肤，还存在于软骨和滑液中，并与胶原、结构蛋白、硫酸软骨素等一起构成基质的主要成分[3]。本组结果显示，在INFH患者血清中含有高水平的HA，其中以应用糖皮质激素治疗后引起的INFH患者升高最为显著，其阳性率达78%。在类风湿性INFH中有2例患者HA含量高达1000 μg/L以上。由于INFH属非炎症性疾病，HA显著增高可能是由于在INFH的发病过程中软骨、滑膜合成HA增加所致。激素性INFH发病过程中大剂量激素进入人体，引起脂肪在骨髓腔内堆积，致使骨压升高，该部位的小血管受压变细，继而引起血液动力学的改变，成纤维细胞形成增加，HA与胶原合成量增加。LN是多形核白细胞(PMN)表面CD11/CD18的配体之一，亦是细胞外间质中基底膜的主要成分，在介导粘附作用、炎症、免疫应答及肿瘤转移中发挥重要作用[4]。LN在INFH患者血中升高表明INFH患者合成与降解发生障碍。同时坏死等多种致病因素刺激枯否氏细胞等分泌TGF-β、PDGE等细胞因子，这些细胞因子的异常激活了Ito细胞(肝储脂细胞)，使其转化为肌成纤维细胞，过度分泌LN，形成LN的异常沉积及骨纤维化的形成。
, 百拇医药
大量研究证明，骨和软骨组织内含有多种细胞因子，如TGF、IL、TNF-α等。它们以自分泌或旁分泌的方式调节骨和软骨内多种细胞的增殖与分泌，调节骨和软骨基质的合成与降解[5]。本组45例INFH患者血清中TNF-α含量升高与HA呈明显正相关(r＝0.45；P<0.05)。表明细胞因子与细胞外间质成分在INFH发病过程中相互制约，相互诱导和相互作用。TNF-α对成骨细胞最重要的作用是对骨基质I型胶原的影响。TNF-α可诱导成骨细胞合成I型胶原和HA增加。这一作用是通过对转录的调控而实现的。故TNF-α与HA之间可以互相诱导其表达，共同促进软骨组织、滑膜细胞合成释放胶原酶及酸性蛋白酶，促进骨和软骨的吸收，最终导致关节的破坏和变性坏死这一严重的病理过程。
罗南萍(济南军区总医院，山东 济南 250031)
杨道理(济南军区总医院，山东 济南 250031)
付志厚(济南军区总医院，山东 济南 250031)
, 百拇医药
孙文杰(济南军区总医院，山东 济南 250031)
陈世敏(济南军区总医院，山东 济南 250031)
参考文献
[1] 陆裕朴，胥少汀，葛宝丰，等.实用骨科学.北京：人民军医出版社，1991.1072.
[2] 汤慧华，冯忠军，吉玉钦，等.RA患者关节滑液及血清中TNF-α水平的测定.中华微生物学和免疫学杂志，1995，19(3)：66.
[3] 马云宝.透明质酸的临床应用及研究进展.国外医学放射核医学分册，1995，19(2)：60.
[4] 徐彤.层粘连蛋白的结构及功能.国外医学免疫学分册，1996，5：253.
[5] 周廷冲主编.多肽生长因子.北京：中国科技出版社，1992.54., 百拇医药