Diagnostik laboratorium osteoartritis

Dalam kebanyakan kasus, pasien dengan osteoarthritis ada perubahan dalam darah dan urin tes, kecuali sinovitis dengan efusi yang signifikan, bisa terjadi peningkatan ESR, hipergammaglobulinemia, peningkatan tingkat fase akut - CRP, fibrinogen., Dll di Studi cairan sinovial yang berbeda secara signifikan dari Indikator normal tidak terungkap.

Dalam beberapa tahun terakhir, pencarian intensif terhadap kemungkinan penanda biologis (BM) untuk degenerasi dan perbaikan jaringan sendi (terutama tulang rawan dan tulang) sedang berlangsung. BM harus mencerminkan perubahan dinamis ini, berfungsi sebagai prediktor prognosis osteoartritis dan penanda efektivitas pengobatan patogenetik. Penemuan studi baru dan lebih mendalam tentang penanda biologis yang diketahui akan memungkinkan kita untuk lebih memahami mekanisme patogenesis osteoartritis. Namun, tugas utama penggunaan penanda biologis metabolisme kartilagin adalah untuk menilai sifat obat chondroprotective dan untuk memantau pengobatan dengan obat-obatan yang termasuk dalam kelompok DMO AD - "modifikasi penyakit".

Pada osteoartritis, perubahan patologis terjadi terutama pada tulang rawan artikular, juga pada tulang subchondral, membran sinovial, dan jaringan lunak sendi lainnya. Karena kemampuan kita untuk secara langsung menyelidiki struktur ini terbatas, sumber terpenting untuk pengumpulan penanda biologis adalah darah, air kencing dan cairan sinovial.

Pemeriksaan urin paling disukai, karena tidak terkait dengan prosedur invasif. Menurut kami, bahan ideal untuk penelitian ini adalah urine harian. Analisis sampel urin pagi akan lebih tepat, bagaimanapun, kemungkinan penggunaannya hanya didasarkan pada kenyataan bahwa hanya uji tersebut digunakan untuk mendeteksi penanda biologis metabolisme tulang pada osteoporosis: diketahui bahwa penanda biologis tunduk ritme sirkadian, dan konsentrasi puncak penanda biologis akun metabolisme tulang untuk jam malam Sampai saat ini, tidak ada informasi dalam literatur tentang ritme sirkadian penanda biologis jaringan lunak, tulang rawan, sehingga keputusan akhir untuk memilih tes urine yang memadai akan dilakukan setelah penelitian yang tepat.

Tes darah mengacu pada analisis klinis rutin. Beberapa penanda biologis dalam darah menentukan hari ini, misalnya, indikator fase akut, yang lain, mungkin dalam waktu dekat akan disertakan dalam daftar standar tes biokimia. Untuk setiap penanda biologis, perlu menentukan komponen darah mana yang harus ditentukan - dalam plasma atau serum. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi penanda biologis dalam plasma darah berbeda secara signifikan dari serum. Biasanya, penanda biologis ditentukan dalam serum. Menurut V. Rayan dan rekan penulis (1998), konsentrasi penanda biologis dalam darah yang diambil dari pembuluh darah di dekat sendi yang terkena dan dari vena yang lebih jauh berbeda. Data ini menunjukkan perlunya standarisasi pengambilan sampel darah untuk studi penanda biologis.

Menurut LJ Attencia dkk (1989), tulang rawan sendi sinovial pada orang dewasa hanya 10% dari total massa tulang rawan hialin tubuh, termasuk cakram intervertebralis. Dengan demikian, penentuan penanda biologis dalam darah dan air seni mencerminkan metabolisme sistemik daripada perubahan lokal pada sendi yang terkena osteoartritis. Cairan sinovial paling dekat dengan fokus patologis pada osteoartritis dan mungkin paling akurat mencerminkan proses yang terjadi pada sendi yang terkena. Konsentrasi penanda biologis dalam cairan sinovial dapat secara signifikan lebih tinggi daripada di dalam darah, dan oleh karena itu lebih mudah ditentukan. Contohnya adalah epigope 846 aggrecan - pada cairan sinovial 40 kali lebih besar daripada serum darah, protein matriks oligomer tulang rawan (HOMB) - 10 kali lebih besar dari pada serum. Produk degradasi dalam cairan sinovial lebih akurat mencerminkan proses katabolik pada kartilago artikular. Drainase molekul dari cairan sinovial melalui sistem limfatik lokal dapat menyebabkan penurunan ukuran dan bahkan penghancurannya.

Terlepas dari invasi teknik asupan cairan samovial, ditambah dengan sejumlah kemungkinan komplikasi, nilai penentuan penanda biologis di dalamnya sudah jelas. Untuk menghindari masalah dengan yang disebut dry joint, sesaat sebelum pengangkatan cairan di sendi, Anda bisa memasukkan 20 ml larutan NaCl isotonik. Segera setelah injeksi larutan isotonik, pasien harus melakukan pelepasan fleksi 10 kali lipat pada anggota badan di sendi, diikuti oleh aspirasi cairan sinovial yang diencerkan dengan cepat. Menurut EM-JA Thonar (2000), pengenceran synovia tersebut mempengaruhi metabolisme pada tulang rawan artikular. Namun, hasil penelitian oleh FC Robion dan rekan penulis (2001) menunjukkan bahwa pengulangan sendi lutut yang berulang kali tidak menyebabkan perubahan metabolisme kartilago yang signifikan. Data ini, tentunya membutuhkan konfirmasi. Oleh karena itu, untuk setiap penanda biologis pada tahap penelitian praklinis pada hewan, penting untuk mengetahui pengaruh pembilasan sendi terhadap perubahan konsentrasinya.

Poin penting berikutnya adalah penentuan setiap penanda biologis paruh paruh cairan sinovial dan darah. Tanpa data seperti itu, interpretasi hasil tes akan sulit. Biasanya, waktu paruh zat aktif secara biologis dalam darah kurang dari pada media cair lainnya, karena pembersihan hati dan ginjal secara efektif. Jadi, untuk setiap penanda biologis, juga perlu menentukan jalur eliminasi. Dengan demikian, kolagen tipe N-propeptida tipe III disekresikan oleh hati melalui endositosis yang dimediasi reseptor, dan fragmen kolagen non-glikosilasi diekskresikan terutama oleh pembasahan, dan juga cacosteocalcin. Sel endotel sinus dari lobulus hepatik memiliki reseptor untuk glikosaminoglikan, jadi asam hialuronat dan proteoglikan dieliminasi oleh hati. Waktu paruh asam hialuronat dalam darah adalah 2-5 menit. Kehadiran sinovitis dapat mempercepat pembersihan spidol biologis dari persendian, walaupun penelitian pada kelinci tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam pembersihan proteoglikan dengan adanya dan tidak adanya sinovitis. Dengan demikian, perlu untuk mengetahui efek peradangan pada perubahan konsentrasi penanda biologis dalam cairan tubuh.

Ginjal secara selektif menyaring penanda biologis. Dengan demikian, glycosaminoglycans yang memiliki muatan negatif besar tidak dapat menembus membran dasar ginjal, sedangkan glikosaminoglikan seperti kondroitin-6-sulfat dan kondroitin-4-sulfat terdeteksi dalam urin.

Selain patologi (khususnya osteoarthrosis), konsentrasi penanda biologis dalam cairan tubuh dapat dipengaruhi oleh sejumlah faktor:

1. Irama sirkadian telah dipelajari hanya untuk sejumlah kecil penanda biologis. Untuk penanda metabolisme tulang, mereka diteliti. Dengan demikian, konsentrasi puncak osteocalcin turun pada jam malam, dan kolagen cross-link untuk pagi hari - selama 8 jam. Pada rheumatoid arthritis, puncak aktivitas IL-6 juga terjadi pada malam hari (sekitar 2 jam), dan lebih awal dari osteocalcin. Data ini menarik perhatian dalam keterlibatan IL-6 dalam peradangan dan fisiologi jaringan tulang. TNF, sebaliknya, tidak memiliki ritme sirkadian. Namun, reseptor sitokin ini bisa di bawahnya.
2. Peristalsis. Asam hialuronat disintesis oleh sel sinovial (dan juga sel lainnya) dan merupakan penanda potensial sinovitis pada osteoartritis dan rheumatoid arthritis. Namun, konsentrasi hyaluronate tertinggi ditemukan pada sistem limfatik usus. Tak mengherankan bila konsentrasi asam hialuronat beredar bisa meningkat setelah makan. Dengan demikian, pengambilan sampel darah untuk menentukan penanda biologis harus dilakukan pada waktu perut kosong atau 3 jam setelah makan. Dan pengaruh peristalsis pada tingkat penanda biologis dalam darah membutuhkan penelitian.
3. Aktivitas fisik di pagi hari setelah tidur menyebabkan peningkatan konsentrasi asam hialuronat dalam darah, MMP-3 dan epitop keratan-sulfat pada individu sehat. Beban fisik dapat mengubah konsentrasi beberapa penanda pada cairan sinovial dan serum. Peningkatan ini lebih terasa pada pasien dengan rheumatoid arthritis, apalagi konsentrasi penanda biologis berkorelasi dengan keadaan klinis pasien ini.
4. Penyakit hati dan ginjal. Sirosis menyebabkan peningkatan kadar asam hyaluronat yang signifikan dalam serum darah dan, mungkin, mempengaruhi penghapusan proteoglikan. Diketahui bahwa penyakit ginjal mempengaruhi konsentrasi osteocalcin. Masalah ini juga membutuhkan studi yang lebih dalam.
5. Umur dan jenis kelamin. Selama pertumbuhan tubuh, aktivitas sel plat pertumbuhan meningkat, yang disertai dengan peningkatan konsentrasi penanda biologis skeletal dalam serum darah. Contohnya adalah peningkatan konsentrasi fragmen aggrek dan kolagen tipe II pada darah tepi dan urin pada hewan yang sedang tumbuh. Dengan demikian, interpretasi analisis penanda biologis pada anak-anak dan remaja dengan penyakit sistem muskuloskeletal memang sulit dilakukan. Bagi banyak penanda biologis, peningkatan konsentrasi dengan penuaan diamati. Pada pria, konsentrasi penanda biologis secara signifikan lebih tinggi daripada wanita dalam jaringan tulang dan tulang rawan. Selain itu, pada wanita pada masa menopause dan pascamenopause, perubahan konsentrasi penanda biologis metabolisme jaringan kartilaginous dapat diharapkan dengan cara yang serupa dengan yang diamati pada jaringan tulang.
6. Operasi bedah juga dapat mempengaruhi tingkat penanda biologis, terlebih lagi, efek ini bisa berlangsung beberapa minggu.

Dasar dari konsep penanda biologis osteoartritis adalah asumsi bahwa mereka mencerminkan aspek-aspek tertentu dari proses metabolisme dalam jaringan persendian. Namun, hubungan antara konsentrasi penanda biologis di media cair tubuh dan metabolisme kartilaginosa, sinovial dan jaringan lainnya terbukti sangat rumit.

Jadi, misalnya, konsentrasi penanda untuk degradasi ECM tulang rawan artikular dalam cairan sinovial dapat bergantung tidak hanya pada tingkat degradasi matriks itu sendiri, tetapi juga pada faktor-faktor lain seperti tingkat eliminasi fragmen molekul dari sinovia, seperti yang telah disebutkan di atas, Jaringan tulang rawan tertinggal di sendi.

Terlepas dari fakta di atas, konsentrasi penanda biologis pada cairan sinovial umumnya berkorelasi dengan metabolisme molekul VKM pada kartilago artikular. Misalnya, mengubah konsentrasi fragmen aggrecan epitop 846, Hombach dan C-propeptide kolagen II dalam cairan sinovial setelah trauma sendi dan dalam pengembangan osteoarthritis konsisten dengan perubahan metabolisme tingkat aggrekan, Hombach dan kolagen II dalam model eksperimental dari osteoarthritis pada hewan dan / vivo dan pada tulang rawan artikular pasien dengan osteoarthritis / dan vitro.

Identifikasi sumber spesifik fragmen molekul adalah proses yang kompleks. Peningkatan tingkat pelepasan fragmen molekul dapat terjadi baik sebagai akibat dari peningkatan umum dalam proses degradasi yang tidak dikompensasi oleh proses sintetis atau karena degradasi yang meningkat, sekaligus meningkatkan sintesis molekul ECM yang sama; Dalam kasus terakhir konsentrasi molekul VKM tidak berubah. Dengan demikian, perlu mencari penanda yang spesifik untuk degradasi dan sintesis. Contoh-contoh bekas mungkin merupakan fragmen aggrek, dan yang kedua - C-propeptida dari kolagen 11.

Bahkan jika penanda biologis dikaitkan dengan aspek metabolisme tertentu, perlu mempertimbangkan fitur spesifik dari proses ini. Sebagai contoh, fragmen yang dapat diidentifikasi dapat dibentuk sebagai hasil degradasi molekul de novo yang disintesis yang belum sempat diintegrasikan ke dalam ECM fungsional, sebuah molekul yang baru saja dibangun ke dalam ECM dan akhirnya merupakan molekul ECM konstan yang merupakan bagian fungsional penting dari matriks dewasa. Masalahnya juga penentuan zona matriks spesifik (matriks pericellular, teritorial dan interterritorial), yang berfungsi sebagai sumber penanda biologis yang ditemukan pada cairan sinovial, darah atau urine. Studi in vitro menunjukkan bahwa tingkat metabolisme di zona individu tulang rawan artikular ECM mungkin berbeda. Investigasi beberapa epitop yang terkait dengan sulfasi kondroitin sulfat dapat membantu mengidentifikasi populasi molekul aggrecan yang disintesis de novo.

Dapat diasumsikan bahwa penampilan dalam cairan sendi fragmen molekul, yang biasanya ada pada VKM tulang rawan, dikaitkan dengan metabolisme matriks kartilaginosa. Namun, ini tidak selalu demikian, karena tergantung pada sejumlah faktor, khususnya, seberapa besar konsentrasi molekul ini pada tulang rawan artikular melebihi yang ada pada jaringan sendi lainnya dan seberapa banyak metabolisme tulang rawannya melebihi yang ada di jaringan sendi lainnya. Dengan demikian, total massa aggrecan di tulang rawan artikular jauh lebih besar daripada itu, misalnya pada meniskus sendi lutut, sedangkan massa total HOMB di meniskus secara praktis tidak berbeda dengan tulang rawan artikular. Kedua chondrocytes dan synovitises menghasilkan stromelysin-1, namun jumlah sel di membran sinovial melebihi jumlah tulang rawan, sehingga bagian signifikan dari stromelysin-1 yang ditemukan pada cairan sinovial mungkin berasal dari sinovial. Dengan demikian, identifikasi sumber spesifik penanda biologis sangat kompleks dan seringkali tidak mungkin.

Dalam studi penanda biologis dalam serum dan urin, masalah penentuan sumber ekstra-artikular mungkin muncul. Selain itu, jika terjadi kerusakan monoartikular, penanda biologis yang dialokasikan oleh sendi yang terkena dapat dicampur dengan spidol yang dialokasikan oleh persendian utuh, termasuk yang kontralateral. Komposisi kartilago artikular kurang dari 10% massa total tulang rawan hialin tubuh. Dengan demikian, penentuan penanda biologis dalam darah dan urin dapat dibenarkan pada polarartikel, atau sistemik, penyakit (untuk osteoarthrosis, pada osteoarthritis umum).

Persyaratan penanda biologis bergantung pada tujuan penggunaannya - sebagai tes diagnostik, prognostik atau evaluasi. Sebagai contoh, tes diagnostik mengidentifikasi perbedaan antara individu sehat dan pasien dengan osteoarthritis, yang dinyatakan oleh konsep sensitivitas dan spesifisitas tes. Tes prognostik mengungkapkan pada kohort orang-orang yang paling mungkin untuk maju dengan cepat. Akhirnya, tes evaluasi didasarkan pada kemampuan penanda untuk memantau perubahan waktu pada pasien individual. Selain itu, penanda biologis dapat digunakan untuk mengetahui sensitivitas pasien terhadap obat tertentu.

Awalnya, diasumsikan bahwa spidol biologis dapat berfungsi sebagai tes diagnostik yang akan membantu membedakan sendi yang terkena osteoarthritis dari utuh, serta melakukan diagnosis banding dengan penyakit sendi lainnya. Jadi, penentuan kadar serum keratan sulfat dianggap sebagai tes diagnostik untuk osteoarthritis umum. Namun, penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa penanda biologis ini hanya dapat mencerminkan degradasi proteoglikan tulang rawan dalam beberapa situasi. Ternyata konsentrasi penanda biologis dalam serum tergantung pada usia dan jenis kelamin subjek.

Dugaan penanda biologis metabolisme jaringan sendi pada cairan sinovial dan serum pasien dengan osteoartritis

Penanda biologis	Prosesnya	Dalam cairan sinovial (link)	Serum (link)
1. Lobak
Aggrekan
Fragmen protein inti	Degradasi Aggrecan	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)
Epitop protein inti (neoepitkop spesifik dari zona pembelahan)	Degradasi Aggrecan	Sandy JD et al., 1992; LohmanderLS. Et al., 1993; LarkM.W. Et al., 1997
Epitop dari keratan sulfat	Degradasi Aggrecan	Campion GV et al., 1989; Belcher th et al., 1997
Epitop kondroitin sulfat (846, ZVZ, 7D4 dan DR.)	Sintesis / degradasi aggrek	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
Rasio chondroitin-6-dan chondroitin-4-sulfates	Sintesis / degradasi aggrek	Shinme iM Et al .. 1993
Malaikat daging	Degradasi proteoglikan kecil	Sandwich-PrehmP. Et al., 1992
Protein matriks tulang rawan
HOMP	Degradasi HOMP	Saxne Т, Heinegerd D., 1992 "; Lohmander L. Et al., 1994; Petersson IF et al., 1997	Sharif M. Et al., 1995
Tulang rawan kolagen
C-propeptida kolagen tipe II	Sintesis kolagen II	ShinmeiM. Etal., 1993; YoshiharaY. Et al., 1995; LohmanderLS. Etal., 1996
Fragmen rantai kolagen tipe II	Degradasi kolagen II	Hollander AP et al., 1994; Billinghurst RC et al., 1997; AtleyLM. Et al., 1998
MMP dan inhibitornya	Sintesis dan sekresi	Dari sinovia atau kartilago artikular?
II. Menuski
HOMP	Degradasi HOMP	Dari tulang rawan artikular, meniskus atau sinovia?
Proteoglikan kecil	Degradasi proteoglikan kecil
III. Sinovium
Asam hialuronat	Sintesis asam hialuronat		Goldberg RL et al., 1991; HedinP.-J. Et al., 1991; Sharif M. Et al., 1995
MMPs dan mereka inhibitor
Stromelizin (MMP-3)	Sintesis dan sekresi MMP-3	LohmanerLS. Et al., 1993	ZuckerS. Et al., 1994; YoshiharaY. Etal., 1995
Kolasease interstisial (MMP-1)	Sintesis dan sekresi MMP-1	Clark IM et al., 1993; LohmanderLS. Et al., 1993	Manicourt DH et al., 1994
TIMP	Sintesis dan sekresi TIMP	Lohmander LS. Et al., 1993; Manicourt DH et al., 1994	Yoshihara Y. Et al., 1995
N-propeptida kolagen tipe III	Sintesis / degradasi kolagen III	Sharif M. Et al., 1996	Sharif M. Et al., 1996

Sejumlah penelitian telah menunjukkan perbedaan fragmen konsentrasi aggrekan, homp dan MMPs dan inhibitor mereka dalam cairan sinovial dari sukarelawan sehat lutut, pasien dengan rheumatoid arthritis, arthritis reaktif atau osteoarthritis Terlepas dari kenyataan bahwa penulis menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam konsentrasi rata-rata penanda biologis, interpretasi data yang sulit karena Analisis komparatif yang dilakukan adalah profil dan retrospektif. Sifat prognostik dari tes ini perlu dikonfirmasi dalam penelitian prospektif.

Penanda biologis dapat digunakan untuk menilai tingkat keparahan penyakit atau stadium proses patologis. Sehubungan dengan osteoarthrosis, tingkat keparahan penyakit dan stadiumnya dinilai berdasarkan hasil penelitian sinar-x, artroskopi, dan juga tingkat keparahan sindrom nyeri, pembatasan fungsi sendi yang terkena dan kapasitas fungsional pasien. L. Dahlberg dan rekan penulis (1992) dan T. Saxne dan D. Heinegard (1992) mengusulkan penggunaan penanda molekuler tertentu metabolisme tulang rawan artikular untuk karakterisasi tambahan pada tahap osteoarthritis. Namun, untuk pengenalan penanda biologis semacam itu ke dalam praktik medis, penelitian lebih lanjut diperlukan dalam arah ini.

Ada laporan tentang kemungkinan penggunaan penanda biologis sebagai tes prognostik. Sebagai contoh, ditunjukkan bahwa konsentrasi asam hialuronat (tapi tidak keratan sulfat) dalam serum darah pada pasien dengan osteoarthritis lutut pada awal penelitian menunjukkan perkembangan gonarthrosis selama 5 tahun masa tindak lanjut. Pada populasi pasien yang sama, ditunjukkan bahwa peningkatan kadar HMB pada pasien gonarthrosis dikaitkan dengan perkembangan radiologis dalam 5 tahun masa tindak lanjut dalam tahun pertama setelah awitan penelitian. Studi penanda biologis pada pasien dengan rheumatoid arthritis menunjukkan bahwa konsentrasi serum serum HOMB, epitop 846, chondroitin sulfate dikaitkan dengan perkembangan penyakit yang lebih cepat. Hasil ini, diperoleh pada kelompok kecil pasien, seringkali tidak menunjukkan kekuatan hubungan antara tingkat penanda biologis dan perkembangan penyakit, yaitu studi lebih lanjut diperlukan, prospektif dan dalam kelompok besar pasien.

TD Spector dan rekan penulis (1997) menemukan peningkatan kecil kadar CRP serum pada pasien dengan osteoarthrosis awal dan melaporkan bahwa CRP dapat berfungsi sebagai prediktor perkembangan osteoarthritis. Dalam kasus ini, peningkatan tingkat CRP mencerminkan proses kerusakan pada jaringan sendi dan dapat dikaitkan dengan peningkatan tingkat asam hyaluronic, juga menunjukkan perkembangan penyakit ini. Ada kemungkinan bahwa membran sinovial bertanggung jawab atas sebagian besar asam hyaluronic yang terdeteksi dalam serum darah, yang mengindikasikan adanya sinovitis yang lemah. Peningkatan konsentrasi MMP stromelysin dalam cairan sinovial dan serum pasien dengan osteoartritis dan setelah trauma sendi juga dapat dikaitkan dengan sinovitis yang lemah.

Akhirnya, penanda biologis dapat digunakan sebagai kriteria efikasi dalam uji klinis obat-obatan, dan juga untuk memantau pengobatan patogenetik. Namun, ada dua masalah yang saling terkait: kurangnya obat dengan sifat yang terbukti "memodifikasi struktur" atau "memodifikasi penyakit" sebagian besar disebabkan oleh kurangnya penanda biologis yang andal dan sebaliknya, kurangnya penanda spesifik metabolisme jaringan sendi sebagian besar disebabkan oleh kurangnya penelitian terkontrol tentang obat-obatan kelompok ini.

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