颞下颌关节紊乱病变早期生化诊断方法初探

初晓阳 张 颜 王燕一

颞下颌关节紊乱病(temporomandibular disorders，TMD)是颞下颌关节(temporomandibular joint，TMJ)的常见疾病，包括咀嚼肌紊乱疾病、结构紊乱疾病、炎性疾病和骨关节病，代表着TMD的不同发展阶段,即功能紊乱阶段、结构紊乱阶段、关节器质性破坏阶段。TMD临床表现主要为颞下颌关节区疼痛、关节弹响和下颌运动受限，影响了咀嚼系统的功能。目前，TMD的临床诊断主要根据临床症状，还有影像诊断方法，如全口曲面断层片、MRI、CT等[1]。然而，影像检查不会发现关节纤维软骨炎性改变及退行性变化的初期表现[2]，大多数患者到了器质性破坏阶段才可以通过影像学检查进行诊断，延误了治疗。针对此现象，学者们希望可以通过对关节液、血液、尿液中生物标记物含量测定对TMD进行早期诊断，目前没有统一的诊断标准，未找到TMD特异的生化标记物，仍处于探索研究阶段。

TMD生物标记物检测主要是针对TMJ患病后组织发生病理变化，导致一些生物标记物含量发生变化，主要为炎性标记物和骨更新标记物，这些标记物存在于病变开始及发展过程中。TMD导致的TMJ的变化可概括为组织位置改变和组织结构改变[3,4]。组织位置改变主要指关节盘位置改变及髁突相对于关节窝位置改变，组织结构改变包括炎性变化和结构变化。关节炎性功能障碍包括关节炎症、关节退行性变化及关节变形。TMJ组织位置变化会引起关节结构变化，关节结构的改变也会导致关节组织位置变化[5,6]，这一发现对TMD的治疗有重要的指导意义，例如在治疗有位置变化的TMD的同时应考虑抗炎药物治疗以预防随后可能发生的关节结构退行性变化。

1.TMJ炎性标志物检测

有学者提出TMD病因为机械性损伤、缺氧－再灌注性损伤及神经源性炎症[2,6,7]。受到致病因素影响后TMJ组织会产生炎性介质(白介素、细胞因子)、释放神经肽(P物质、降钙素基因相关肽)、基质金属蛋白酶(MMP)和炎性介质抑制因子[2,8]。细胞因子在TMD发病中有很重要的作用[9]。TMJ损伤感受器受到刺激后会增加神经肽的释放。炎性介质和／或局部缺氧不仅会引起关节骨重建及退行性变化，也会引起关节区疼痛[7]。TMD疼痛程度与降钙素基因相关肽(CGRP)和P物质的表达互相关联。国内学者蔡恒星[10]通过对不同TMD患者关节液的分析，探讨了氧自由基与TMD不同病理类型间的关系，实验结果表明氧自由基可参与了TMD的发生发展，且关节滑液中自由基水平可与关节局部炎症程度、病变的活动性及疼痛有关。

在TMD的骨破坏阶段IL-1来自于滑膜巨噬细胞和关节软骨的软骨细胞和成纤维细胞，IL-1可用来作为早期骨破坏的检测物。Kubota等[11]研究提出IL-1和基质降解酶(stromelysin)可作为影像检查不能发现的早期骨破坏的标志物。Stegenga[6]等提出炎性标记物如细胞因子(白细胞介素-1，IL-1，TNF-α)在骨关节病的软骨基质降解和组织流失中有一定作用，它们主要通过上调金属蛋白酶(MMP)基因的表达和减少软骨细胞代偿合成通路，导致软骨降解。在Kubota等[12,13]对骨关节病患者及颞下颌关节紊乱伴不可复性关节盘移位患者的研究中，细胞因子(IL-1,IL-6)及活性状态MMP均有增加，提示有软骨降解。沈卫等[14]的研究证实TMD患者关节液中MMP-2和MMP-3的表达水平随着关节病变程度的增加而显著升高,表明其不仅参与了关节组织的病理破坏,且与关节破坏程度密切相关,它们在关节液中的表达水平反映了TMD病变的严重程度。Kaneyama等[15]研究发现关节液中IL-6的浓度可以反应髁突的退行性变化程度。张娟等［16]通过动物实验发现IL-1β启动并与TNF-α协同破坏TMJ，TGF-β1在TMJ损伤的修复中发挥重要作用。

有研究发现TMJ关节液中炎性介质含量过多及其特性、平衡及受体的变化在TMD发病过程中均起了重要作用[10-12,15,17,18]。骨关节病患者TMJ滑膜的细胞因子及蛋白质浓度高于正常人，且发现细胞因子与它们的可溶性受体的数量也不平衡[17]。TMD患者关节中细胞因子及其受体的比例会影响关节内环境稳态及病理进程的预后。所以，在研究TNF-α,IL-1α,IL-1β,IL-6,IL-8及 MMPs等炎性标志物时，除了关注它们的浓度外，还应注意它们与特异受体及其他介质的比例[17]。

颞下颌关节液的生化检测比较灵敏，对影像学检查尚不能发现的未出现明显关节结构器质性改变的TMD诊断有提示作用，但关节液检测属于有创检查，且穿刺等技术对医生要求较高，临床推广难度较大，研究者更希望在血液或尿液中找到针对TMD具有特异性且较灵敏的生化标记物。

2.骨更新标记物

骨更新生物标记物常用在骨质疏松症、骨肿瘤、骨坏死、骨性关节病或类风湿性关节炎的诊断及研究中[19-21]。骨更新标记物主要来源于胶原组织碎片，以及成骨细胞、成软骨细胞、破骨细胞、破软骨细胞新陈代谢时释放入血液的酶和蛋白质。可利用血清、尿液、关节液测量它们的浓度，用来反应软骨及骨的合成和吸收情况。骨更新标记物可判定骨形成和吸收过程的速度，是软骨及骨早期代谢紊乱的敏感提示。

TMJ由于结构特殊和体积小，使用骨更新标记物进行检查有一定难度。血液中的骨更新标记物浓度为骨关节系统所有新陈代谢过程的总和。TMJ组织是由含有软骨样细胞的胶原和弹性纤维组成的[22,23]，TMJ组织表面覆盖着纤维软骨，而全身其他关节则多被透明软骨覆盖。透明软骨基质的胶原类型主要为II型胶原，纤维软骨主要以I型胶原为主，同时I型胶原也占到骨组织有机成份的90%。所以，I-型胶原C末端肽(CTX-I)的浓度增加提示TMJ纤维软骨和骨组织丢失，II-型胶C末端肽(CTX-II)的浓度只能说明关节中透明软骨丢失，对TMJ没有意义[24-26]。正确评估TMJ软骨的状态需要对多种标记物进行检测。Tanimoto等[27]用吡啶诺林(pyridinoline)和脱氧吡啶诺林(deoxypyridinoline)作为标记物对TMJ骨关节病进行诊断，这两种蛋白质是成熟的胶原蛋白分子间连接的组成成份，它们无法在体内代谢，通过肾脏排出体外。这些标记物存在于TMJ软骨中，所以可以评估标记物的浓度和骨关节病严重程度间的关系。Tanimoto等[27]选择了12名骨关节病患者进行此研究，收集受试者的尿液，用高效液相色谱法测量吡啶诺林浓度和吡啶诺林、脱氧吡啶诺林的比值(Pyr/dPyr)，测量结果与对照组进行比较，对比TMJ影像学检查，骨关节病患者尿液吡啶诺林浓度和Pyr/dPyr值增加明显。由于X线检查早期骨改变关节内病理变化过程与影像检查具有不一致性，检测结果与影像检查可发现的骨关节病变程度无相关性。Tanimoto等[27]提出传统影像检查结合骨更新标记物检测有助于鉴别诊断TMJ骨关节病。标记物检查在骨关节病早期诊断及评估疗效方面优于传统影像学检查。

3.小结

综上所述，TMD是多因素致病疾病，这要求临床医生疾病诊断时考虑多种因素，尽量采取非侵入性的保守治疗[28]。目前，在临床治疗中对大部分患者只采取对症治疗，缓解症状。研究疾病的潜在发病机理进行组织靶向治疗是十分必要的，这样可以阻断或逆转疾病的病理进程。精确的早期诊断是病因治疗中治疗的第一步，所以，找到TMD特异诊断标记物就显得十分必要。和传统放射诊断相比，标记物诊断可以发现TMJ组织早期病理变化，并可以作为评价治疗效果的指标。骨更新生物标记物指示软骨和骨的分解，可以考虑作为诊断TMD的标记物，尤其在诊断骨质疏松症、骨肿瘤、骨坏死、骨关节炎、类风湿性关节炎中表现明显。但迄今为止，找到的标记物检测TMD比较灵敏但都不是特异的，因为它们对全身的骨改建都有指示作用。血液中的炎性标志物浓度也存在同样的问题。找到能反应TMJ软骨病理变化的可靠特异标记物仍需进行更深入的研究。可以通过对TMJ关节液的生物学检查诊断TMJ炎症，TMJ关节液中神经肽、细胞因子、白细胞介素、前列腺素、代谢产物的浓度与关节疼痛、关节内的损害程度相关。国内学者也对TMD生化诊断进行了一些研究，例如蔡恒星[10]对TMD患者关节液氧自由基的研究，刘俊杰[29]对TMD关节滑液硫酸软骨素含量变化的研究等。在有临床症状但影像学检查尚不能检查出的TMD结合骨更新标记物、炎性标记物检测，可为临床诊断提供一些信息。

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