OA是由于关节软骨完整性破坏及关节边缘骨赘形成和软骨下骨板病变,导致关节症状和体征的一组异质性疾病,是中老年人的常见病、多发病,是造成局部疼痛、关节功能丧失的主要原因之一。
OA发生的危险因素包括性别、年龄、肥胖、遗传、外伤、关节过度承重等,但具体的发病机制尚不明确。近年来有研究表明,维生素D与OA发病机制、影像学改变、关节症状及治疗等方面均有关,现就相关研究进展作一综述。
1维生素D在OA发病中的作用
1.1维生素D与维生素D受体(vitaminDreceptor,VDR):维生素D是脂溶性维生素,属于类固醇化合物,可以从食物中提取,即外源性维生素D,也可由皮肤中的7-脱氢胆固醇,经日光中的紫外线照射转变为胆骨化醇,即内源性维生素D。维生素D,本身没有生物活性,需要经过肝脏及肾脏羟化后形成有活性的1,25-羟基维生素D3[1,25(OH)2D3]。
而25-羟基维生素D3[25(OH)2D3]作为活性维生素D的一种贮存形式和转运形式,虽不具有生物活性,但其血浆浓度是1,25(OH)2D3的倍,是目前研究的主要测定对象。维生素D是调节体内骨代谢的重要激素之一,可通过促进破骨细胞前体细胞分化为破骨细胞,刺激骨吸收、调控骨重建。维生素D还参与调节细胞分化、增殖、凋亡以及血管生成。
VDR是介导有生物活性的维生素D发挥生物效应的核内生物大分子,属于类固醇激素受体,其功能反映了活性维生素D的功能。
VDR在人体内广泛分布,如甲状旁腺、肠道、肾脏、骨骼、血液、淋巴系统等。在肠道、肾脏和骨骼参与钙磷代谢,在淋巴系统中参与调节系统免疫。维生素D及维生素D受体在骨代谢的机制中,既能增强成骨细胞活性,促进骨的矿化和形成,又能增强破骨细胞活性,促进旧骨吸收。
1.2维生素D缺乏与OA的发病:OA可以影响整个关节组织,包括关节软骨、软骨下骨板、半月板、韧带、关节囊、滑膜、关节周围肌肉。维生素D通过VDR对于骨、软骨、肌肉发挥着多种生物学效应,并且对这些组织可起到保护作用。
而体内维生素D的缺乏可以导致血管平滑肌的增殖、内皮细胞功能障碍、增加炎症反应,这些在OA的发病中都发挥着重要的作用。有研究表明,维生素D的缺乏与OA的发病有关。血浆中维生素D水平的缺乏与OA的发病率之间的关系,不同部位的OA表现不一致。
Heidari等究发现,OA患者血浆中25-(OH)D的水平明显降低,与健康对照组相比,维生素D缺乏、维生素D不足所占的比例明显高于健康对照组。
结果显示,调整性别和年龄后,发现在60岁之前血浆中维生素D的缺乏与OA的患病率有着很大的关系,血浆中维生素D的缺乏与膝OA呈正相关,低水平的维生素D可增加膝OA的风险,即25-(OH)D的缺乏是膝OA的危险因素之一。
Chaganti等研究认为,与维生素D充足的男性相比,维生素D缺乏的男性更易患髋OA;然而Konstari等研究认为,血浆中25-(OH)D的水平与膝OA或髋OA的发生没有明显的相关性。
Kalichman和Kobyliansky研究同样认为,较低水平的25-(OH)D与手OA的发生没有明显的相关性。由此可见,维生素D水平与OA发病率的关系存在争议,但不能除外出现差异的原因是采用的研究方法不同造成的。
Heidari等和Chaganti等的研究结果是建立在病例对照研究基础之上,而Konstari等及Kalichman和Kobyliansky的研究结果是建立在横断面调查基础之上。
2维生素D与OA影像学改变
软骨下骨的局部改变,在OA病情进展中扮演着十分重要的角色,流行病学研究证实骨质量,如骨密度、骨流失等都与OA的发生及发展有关。维生素D的水平影响着骨的质量,有研究假设,维生素D的水平可以影响OA的病情进展。软骨结构的改变可以根据影像学检查结果来评价,主要的检查方法有X线和MRI。
2.1维生素D与X线:有证据表明,根据K-L分级标准(kell-gren-lawrencegradingsystem),血浆中低水平的25-(OH)D与放射学OA的进展有关。
在一项调查血浆中维生素D水平对膝OA进展和放射学表现变化的影响,以及骨密度是否在对它们的影响起重要作用的研究中,Bergink等对48例患者(男女比为1.38:1)进行长达6.5年的随访,结果发现:在女性中,血浆中低水平的25-(OH)D与关节间隙狭窄(jointspacenarrow,JSN)的发生有相关性;血浆中低水平的25-(OH)D与骨关节炎的进展有关。
McAlindon等的研究同样表明,血浆中维生素D的缺乏与JSN及骨赘(osteophyte)的形成有关,并与OA的进展有关。Ding等报道维生素D缺乏与膝JSN呈正相关。
2.2维生素D与MRI:尽管在放射学评价标准中,关节间隙狭窄可以作为评价关节软骨缺损的评价指标,但是它对软骨缺损的改变并不敏感,MRI却可以对关节软骨和其他关节结构的改变进行精确的、可靠的评价。并且,与放射学标准相比,关节软骨容积的减少和关节软骨缺损对于评价OA疾病的进展更加敏感。
Ding等研究发现,25-(OH)D与关节软骨的缺损有关,然而Felson等研究则表明,25-(OH)D与关节软骨缺损无关,并不能降低软骨缺损的风险。尽管这2个研究都是纵向的,且都使用MRI来评价关节软骨缺损的改变,结果不一致,主要是由于2个研究评价软骨缺损的方法不一致。
Felson等使用半定量的方法来计算关节软骨缺损的改变,研究结果表明,血浆25-(OH)D与关节软骨缺损改变的相关性不大;而Ding等研究组使用定量的方法,对关节软骨容积进行测定,与前者相比更加敏感,并发现低水平的25-(OH)D与关节软骨的缺损相关。
近期Cao等对维生素D缺乏和OA的关系进行了系统性综述,发现有中度证据表明维生素D缺乏与放射性膝关节炎进展相关;如果将关节腔狭窄和软骨体积减少合并为软骨损失,那将有强烈证据表明维生素D缺乏与膝关节炎关节软骨损失相关。
3维生素D与OA症状
OA患者的主要症状包括关节疼痛、僵硬以及功能受限。维生素D可通过调节细胞因子和巨噬细胞的活性,起到抗炎作用。Laslett等对OA患者进行了长达5年随访,发现中重度维生素D缺乏人群5年后膝关节疼痛明显增加。
不同的是,在最近一项横断面的研究报道,Atherton等发现维生素D水平的缺乏与女性患者的疼痛症状有关,与男性不相关。并且,Straube等在一篇关于维生素D在治疗患者慢性疼痛的系统综述中报道,在成年人中维生素D与慢性疼痛的关系是很小的。
关于维生素D与OA患者关节功能的关系,仅有少量文献报道。在一项调查血浆25-(OH)D与初发的膝OA患者关节功能状态之间关系的研究,Al-Jarallah等发现大部分OA患者都有维生素D的缺乏,但血浆维生素D的水平与OA患者的关节功能状态无关。
维生素D与OA症状的关系,还有待进一步的研究,这对OA患者的关节症状的缓解和关节功能的改善是至关重要的。
4维生素D与OA治疗
补充维生素D是否能够治疗OA,目前很少有学者对此方面进行研究。2组随机对照临床试验,旨在研究对于维生素D缺乏的干预是否能够延缓OA的进展,研究结果是不一致的。
Sanghi等给予维生素D缺乏的OA患者每天U维生素D2,10d后改成每个月U,1年后根据OA指数评分表(WOMAC)及视觉模拟评分法(visual.analoguescale,VAS)对患者疼痛进行评级。
研究发现补充维生素D,可以改善患者关节疼痛的症状以及关节的功能;但这个试验存在样本数小、观察时间短、用X线测定疾病进展等缺陷。McAlindon等,则是给予每例OA患者维生素DU/d,应用2年,使OA患者的维生素D水平36ng/ml。他们发现维生素D的补充并没有改善OA患者的症状及软骨损失。
此试验存在以下缺陷:①病例选择上包含了维生素D充足的患者,这些患者对维生素D的补充可能无效;②病例选择上包含了病情严重的患者,这些患者对维生素D的补充可能无效;③样本数不足;④2组疾病病情及用药不平衡,未作任何统计学调整。
Cao等设计了一项随机对照试验,以探讨维生素D补充是否能减少软骨的缺损、阻止关节结构的改变来减缓病情的进展,并减轻患者的症状。此试验克服了以上2个试验设计上的不足。
5小结与展望
OA是一组异质性疾病,是中老年人的常见病,因机制不清,根治也很困难。近年来,很多学者研究都证实了维生素D与OA的发病、病情发展存在相关性。维生素D缺乏或不足导致OA发病和进展,但是,目前有关机体维生素D与OA的关系研究中仍有许多问题尚待解决。(维生素D与骨关节炎有关,但之间关联的机制仍在研究中)
维生素D对OA的影响机制尚不十分明确,进一步明确维生素D与OA的关系及其作用机制,需提高研究的样本量和观察时间等,同时也需要更深入的干预性研究提供依据,以期为OA的防治工作提供更加积极的线索;
研究维生素D来探讨OA,有可能为OA的发生、预防和治疗提供新的线索和方法;如何有效应用维生素D这一线索,预防OA的发生、发展,改善OA患者的预后,减少OA的并发症,有待我们进一步研究与探讨。(虽然目前维生素D对骨关节炎的治疗作用有待进一步研究,但是适当增加一些室外运动,晒晒太阳无论从身体还是身心上都是愉悦的享受)
文章摘自《中华风湿病学杂志》年6月第18卷第6期P-
文章作者:郑双徐建华丁长海