血清25羟基维生素D与膝关节骨性关节炎疼痛相关性研究
石少辉1　吴国平1　文海昭1　高华英2
1.航空总医院骨科中心，北京　100012；2.航空总医院检验科，北京　100012
［摘要］目的探讨血清25羟基维生素D水平与膝关节骨性关节炎疼痛之间的关系。 方法选取2012年8月～2014年10月我院门诊就诊的膝关节骨性关节患者177例为观察对象，分为实验组和对照组两组。实验组就诊时以疼痛为主诉患者，共135例，对照组就诊时以非疼痛为主诉，而为定期复查开药患者，共42例。所有患者入组时行膝关节负重正位X线，采用Ke11gren和Lawrence方法对骨性关节炎严重程度进行分级，并行空腹检测血清25羟基维生素D水平。应用SPSS 13.0软件对两组患者25羟基维生素D水平进行相关性分析。结果实验组患者25羟基维生素D为（14.893±7.570）ng/m1，对照组为（19.870±8.460）ng/m1，两组之间差异有统计学意义（t=5.875，P＜0.01）。通过负重正位X线，实验组患者按照Ke11gren和Lawrence标准分级，1级患者血清25羟基维生素D为（11.103±2.765）ng/m1，2级患者为（15.074±7.952）ng/m1，3级为（15.176±5.351）ng/m1，4级为（15.908±6.789）ng/m1，各亚组之间差异无统计学意义（F值=0.886，P=0.321）。实验组患者25羟基维生素D值水平与疼痛之间呈负相关（r= 0.801，P＜0.05）。　结论血清25羟基维生素D水平可能是膝关节骨性关节炎疼痛的一个独立危险因素，但由于本实验样本量小，需进一步实验研究。
［关键词］骨关节炎；膝疼痛；25羟基维生素D
膝关节骨性关节炎是一种慢性关节疾病，临床上以中老年发病最常见。其病理特点为局灶性关节软骨的退行性变，软骨下骨质变密（硬化），骨赘形成和关节畸形。机体维生素D状态与年龄密切相关，在机体老化过程中，维生素D贮存下降。以往研究发现维生素D缺乏不仅能改变骨矿物质代谢，还可能影响软骨新陈代谢［1-3］。因此，维生素D可通过影响骨和软骨的代谢，从而改变膝关节骨性关节炎的疾病进展过程。膝关节骨性关节炎的主要临床表现是关节疼痛和活动不灵活，但患者疼痛的严重程度和相应膝关节X线分级无明确相关性［4］。目前除了年龄、性别、高负荷工作等因素外，其他因素与膝关节疼痛关系文献报道较少。本文研究的目的是探讨膝关节疼痛与维生素D水平之间的关系，为临床治疗提供理论依据。
1　对象与方法
1.1　研究对象
选取航空总医院2012年8月～2014年10月因膝关节骨性关节炎门诊就诊的患者177例，其中，女性112例，男性65例；年龄43～71岁，平均57.1岁。所有患者均符合骨性关节炎临床诊断标准，间断口服治疗骨性关节炎药物硫酸氨基葡萄糖胶囊6个月以上，且在入组时行静脉血检查前3个月内未口服非甾体类消炎止痛药物。所有患者在入组时常规行膝关节X线检查，膝关节X线根据Ke11gren和Lawrence分型进行分级。给予患者静脉血行骨免疫检查，检测血清25羟基维生素D水平，并结合患者疼痛情况给予疼痛（visua1 ana1ogue sca1e，VAS）评分。将患者分为两组，实验组，该组患者入组时以膝关节炎疼痛为主诉再次就诊，共135例，其中女性85例，男性50例；年龄43～70岁，平均59.1岁。对照组，该组患者就诊时，疼痛不明显，为复查定期开骨性关节炎药物患者，共42例，其中女性27例，男性15例；年龄45～71岁，平均52.7岁。
1.2　Kellgren和Lawrence骨性关节炎分级
门诊患者行膝关节负重正位X线，分级采用Ke11-gren和Lawrence骨性关节炎分级。包括：0级，无骨赘或关节间隙不变窄；1级，可有骨赘或可疑关节间隙变窄；2级，明显骨赘伴有可疑关节间隙变窄，或中度关节间隙变窄（伴有或不伴有骨赘）＜50%；3级，关节间隙变窄＞50%，常伴有骨囊肿、骨赘等；4级，关节间隙明显变窄。
1.3　25羟基维生素D的检测方法
两组患者均空腹采血，收集静脉血各3 m1，室温放置1 h以内，3000 r/min离心10 min，吸取上层血清-80℃低温保存。采用酶联免疫法测定血清中的25羟基维生素D水平，按试剂盒说明书操作。试剂盒购自英国Immunodiagnostic Systems Limited公司。
1.4　统计学方法
数据用SPSS 13.0统计学软件进行处理，计量资料用均数±标准差（±s）表示，相关性采用Pearson相关分析，组间比较采用独立样本t检验或方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。
2　结果
2.1　两组25羟基维生素D水平的比较
实验组25羟基维生素D值为（14.893±7.570）ng/m1显著低于对照组的（19.870±8.460）ng/m1，差异有统计学意义（t=5.875，P＜0.01）。实验组患者膝关节疼痛VAS评分（6.8±3.6）分显著高于对照组的（2.3±1.7）分，差异有统计学意义（t=6.147，P＜0.01）。
2.2　实验组不同亚组间25羟基维生素D值水平及疼痛的比较
根据Ke11gren和 Lawrence骨性关节炎分级，虽然1级患者25羟基维生素D值水平低于其他各组，但1～4级不同组间25羟基维生素D值水平之间差异无统计学意义（F=0.886，P=0.321）。1～4级不同组间疼痛评分之间差异无统计学意义 （F=0.421，P= 0.298）。实验组25羟基维生素D值水平与疼痛之间呈负相关（r=0.801，P＜0.05）（表1）。
表1　实验组不同亚组间25维生素D值水平及疼痛的比较（±s）
3　讨论
膝关节骨性关节炎病理特征是关节软骨的缺失以及由此带来的软骨下骨的一系列变化，给患者带来明显的功能障碍和生活质量下降。其影像学表现为骨质增生、膝关节间隙变窄等表现，而临床症状主要表现为关节疼痛。引起膝关节疼痛机制有过度劳累引起的肌肉劳损、疲劳，软骨下骨小梁的微骨折，炎性物质的刺激，半月板磨损，髌股关节压力增高，软骨下骨的重塑形期的静脉充血等多种。目前临床上除确定膝关节疼痛与年龄、性别及高负荷工作等因素有关外，Muraki等［5］通过基因检测发现维生素D受体基因是关节炎疼痛的一个独立危险因素。人体内维生素水平高低受人种、气候、年龄等多种因素影响，故尚缺乏维生素D水平界定标准。大多数学者认为，＜20 ng/m1为维生素D缺乏，＜10 ng/m1为维生素D严重缺乏，＞30 ng/m1为维生素D水平充足，20～30 ng/m1为维生素D水平不足。由于25羟基维生素D是维生素D在体内的主要存在形式，在血液中的浓度相对稳定，一般认为血清25羟基维生素D是评价个体维生素D营养状况最有价值的指标。本研究发现，门诊就诊膝关节疼痛患者血清25羟基维生素D水平显著低于对照组，本研究中两组血清25羟基维生素D水平均低于20 ng/m1，这可能与不同的检测方法有关，因为两组采用同一试剂同一仪器检测，故排除了独立实验外的客观因素，且两组差异有统计学意义，说明血清25羟基维生素D水平低可能是影响膝关节疼痛的原因之一。
维生素D缺乏在全世界都普遍存在。人体的维生素D主要靠紫外线照射后的代谢转换以及额外的维生素D补充获得。以往流行病学研究显示，体内低维生素D水平将加快骨关节的发展，低膳食维生素D摄入量增加使膝骨关节炎的进展的风险增加［6-9］。Chaganti等［10］在另一组老年妇女8年随访研究中发现，低血清25羟基维生素D水平髋关节骨性关节炎发生率升高。维生素D缺乏是如何引起骨关节炎进展的，具体的机制不详。维生素D受体存在于多种组织中，其中包括软骨细胞等［11］，体外实验中维生素D能刺激成熟的关节软骨蛋白多糖的合成［12］，这表明维生素D可能通过软骨细胞维生素D受体直接影响到关节软骨的新陈代谢，从而影响关节软骨细胞的活性，造成骨的某些机械性能的变化，这些机械性能的变化使得关节炎的易感性增加，导致早期的关节退行性改变。最近研究［13］表明，血清25羟基维生素D水平均与膝关节软骨减少损失有关，然而在调整年龄、体重指数等相关因素后，膝关节骨性关节炎与维生素D水平之间相关性不再存在。这可能是由于种族不同，维生素D代谢有关的环境因素中的差异，或存在其他的遗传因素影响维生素D受体的功能，即以维生素D受体基因多形态性来解释。
膝关节骨性关节炎最早病理改变是软骨基质内糖蛋白丢失时关节表层的软骨软化，在X线平片无特殊改变；以后随着软骨退行性改变及软骨下的骨质出现微小的骨折、坏死，关节面及周围的骨质增生，在X线上表现为关节间隙变窄、骨质增生、骨赘形成及骨囊性变。然而膝关节骨性关节炎患者疼痛程度与影像学表现之间关系存在争议。以前的一项流行病学调查［14］发现，10%的男性和20%的妇女膝关节疼痛严重患者，其膝关节X线无骨性关节炎改变；老年膝关节骨性关节炎患者中，约50%的男性和40%的妇女，X线表现为严重骨性关节炎，但不伴有膝关节疼痛［4］。这表明除了影像学因素外，还存在其他与膝关节疼痛有关的因素。蒋建新等［15］研究发现绝经妇女膝关节骨性关节炎影像学KL分级程度与维生素D呈正相关。在本研究中，25羟基维生素D水平低的患者往往伴有膝关节疼痛，而与膝关节骨性关节炎影像学分级、患者膝关节疼痛评分差异无统计学意义，但对于骨性关节患者长期口服药物治疗疼痛效果不佳患者，其血清25羟基维生素D水平低，且血清25羟基维生素D与疼痛呈负相关。虽然本文不是大样本实验研究，且女性患者相对较多，但从本研究结果提示，膝关节疼痛与膝关节影像学表现严重程度无相关性，低25羟基维生素D水平可能是膝关节疼痛一个独立的危险因素，对于膝关节炎疼痛治疗效果不佳患者可适当添加25羟基维生素D，具体实验结果及治疗效果需进一步增大样本，多中心实验研究来印证。
［参考文献］
［1］Brennan SL，Cicuttini FM，Nicho1son GC，et al.Endogenous parathyroid hormone is associated with reduced carti1age vo1ume in vivo in a popu1ation-based samp1e of adu1t women［J］.Ann Rheum Dis，2012，71（6）：1000-1003.
［2］Shen M，Luo Y，Niu Y，et al.1，25（OH）-D deficiency induces temporomandibu1ar joint osteoarthritis via secretion of senescence-associated inf1ammatory cytokines［J］.Bone，2013，55（2）：400-409.
［3］Ding C，Cicuttini F，Parameswaran V，et al.Serum 1eve1s of vitamin D，sun1ight exposure，and knee carti1age 1oss in o1der adu1ts：the Tasmanian o1der adu1t cohort study［J］.Arthritis Rheum，2009，60（5）：1381-1389.
［4］Muraki S，Oka H，Akune T，et al.Preva1ence of radiographic knee osteoarthritis and its association with knee pain in the e1der1y of Japanese popu1ation-based cohorts：the ROAD study［J］.Osteoarthr Carti1age，2009，17（9）：1137-1143.
［5］Muraki S，Dennison E，Jameson K，et al.Association of vitamin D status with knee pain and radiographic knee osteoarthritis［J］.Osteoarthr Carti1age，2011，19（11）：1301-1306.
［6］Ding C，Cicuttini F，Parameswaran V，et al.Serum 1eve1s ofvitamin D，sun1ight exposure，and knee carti1age 1oss in o1der adu1ts［J］.Arthritis Rheum，2009，60：1381-1389.
［7］Heidari B，Heidari P，Hajian-Ti1aki K.Association between serum vitamin D deficiency and knee osteoarthritis［J］.Int Orthop，2011，35（11）：1627-1631.
［8］McA1indon TE，Fe1son DT，Zhang Y，et al.Re1ation of dietary intake and serum 1eve1s of vitamin D to progression of osteoarthritis of the knee amongparticipants in the Framingham Study［J］.Ann Intern Med，1996，125（5）：353-359.
［9］McA1indon T，Lava11ey MP，Schneider E，et al.Effect of vitamin D supp1ementation on progression of knee pain and carti1age vo1ume 1oss in patients with symptomatic osteoarthritis：a randomized contro11ed tria1［J］.JAMA，2013，309 （2）：155-162.
［10］Chaganti RK，Parimi N，Cawthon P，et al.Association of 25-hydroxyvitamin D with preva1ent osteoarthritis of the hip in e1der1y men：the osteoporotic fractures in men study［J］.Arthritis Rheum，2010，62（2）：511-514.
［11］Tet1ow LC，Smith SJ，Mawer EB，et al.Vitamin D receptors in the rheumatoid 1esion：expression by chondrocytes，macrophages，and synoviocytes［J］.Ann Rheum Dis，1999，58：118-124.
［12］Corvo1 MT，Dumontier MF，Tsagris L，et al.Carti1age and vitaminDinvitro［J］.AnnEndocrino1，1981，42（4-5）：482-487.
［13］Hunter DJ，Hart D，Snieder H，et al.Evidence of a1tered bone turnover，vitamin D and ca1cium regu1ation with knee osteoarthritis in fema1e twins［J］.Rheumato1ogy（Oxford），2003，42（11）：1311-1316.
［14］Muraki S，Dennison E，Jameson K，et al.Association　of vitamin D status with knee pain and radiographic knee osteoarthritis［J］.Osteoarthritis Carti1age，2011，19（11）：1301-1306.
［15］蒋建新，张先龙，唐明杰，等.绝经后妇女维生素D状况与膝关节炎相关性的研究［J］.中国骨质疏松杂志，2012，18（7）：600-603.
RelationshiP between 25-hydroxyvitamin D and Pain in knee osteoarthritis Patients
SHI Shao-hui1WU Guo-ping1WEN Hai-zhao1GAO Hua-ying2
1.Orthopedic Center，Genera1 Aviation Hospita1，Beijing　100012，China；2.C1inica1 Laboratory，Genera1 Aviation Hospita1，Beijing　100012，China
［Abstract］Objective To investigate the re1ationship between 25-hydroxyvitamin D and pain in knee osteoarthritis patients.Methods 177 cases of in knee osteoarthritis outpatients were divided into experimenta1 group and contro1 group from August 2012 to October 2014 in Aviation Genera1 Hospita1.135 cases were divided into experimenta1 group with chief comp1aint of knee pain，42 cases were divided into contro1 group with chief comp1aint of prescription without knee pain.The severity of osteoarthritis was graded with the standard Ke11gren and Lawrence throw weight-bearing anteroposterior X-ray.A11 the patients underwent fasting serum 1eve1s of 25-hydroxyvitamin D testing.SPSS 13.0 software was app1ied for corre1ation ana1ysis.Results The concentration of serum 25-hydroxyvitamin D was respective1y　（14.893± 7.570）ng/m1 and（19.870±8.460）ng/m1 in experimenta1 group and contro1 group，the difference was statistica11y significant （t=5.875，P＜0.01）.The resu1t of the graded measurement showed that the 25-hydroxyvitamin D 1eve1 of osteoarthritis patients with 1 K/L was（11.103±2.765）ng/m1，2 K/L was（15.074±7.952）ng/m1，3 K/L was（15.176±5.351）ng/m1 and 4 K/L was（15.908±6.789）ng/m1，there were no statistica1 difference between the four subgroups（F=0.886，P=0.321）.The 1eve1 of 25-hydroxy vitamin D and pain va1ues were negative1y corre1ated in experimenta1 group（r=0.801，P＜0.05）.Conclusion The present study indicated that the serum 1eve1 of 25-hydroxyvitamin D may be associated with pain in knee osteoarthritis patients，further rep1ication of our resu1t with more samp1es wi11 be required to study the re1ationship between 25-hydroxyvitamin D and knee pain.
［Key words］Osteoarthritis；Knee pain；25-Hydroxyvitamin D
［中图分类号］R684.3
［文献标识码］A
［文章编号］1674-4721（2016）05（a）-0067-04
（收稿日期：2016-02-19本文编辑：方菊花）