万茜淋[]刘淑莹1,2
1.长春中医药大学吉林省人参科学研究院长春130117
2.中国科学院长春应用化学研究所长春130022
摘要:类风湿关节炎是以慢性滑膜炎为主的一类人体自免疫疾病。质谱技术已经应用于多种临床疾病诊断,利用质谱技术对患者体内疾病相关化合物的鉴定,对类风湿关节炎患者进行诊断目前尚处于实验室阶段。本文综述了类风湿关节炎的临床特征和疾病分型。简要介绍现行的类风湿关节炎诊断方法,对近年来报道的研究工作进行总结。从类风湿关节炎患者的质谱检测样品展开讨论,并对质谱技术在临床诊断的应用进行展望。
关键词:质谱技术;类风湿关节炎;诊断;应用
1引言
类风湿关节炎是一种以慢性滑膜炎为主的多样化疾病。据统计,该病以女性患者居多,高发于中老年群体,具有反复发作和致残率高的特点,最终会导致患者关节损伤甚至残疾[1]。质谱技术,在细胞生物学和生物医学研究领域,目前已经作为全球分析蛋白质及其修饰的重要工具。
质谱技术的优点在于能够准确快速的分析样品,由于设备灵敏度高,可以特异性的针对某种成分进行定性定量分析。本综述将对近年来报道的研究工作进行总结,从类风湿关节炎的疾病特征、疾病分型和现行的临床诊断技术,特别是质谱技术在类风湿关节炎患者样本检测中的应用进行介绍,最后展望质谱技术在类风湿关节炎临床诊断的应用前景。
2类风湿关节炎的特征与分类
类风湿关节炎的临床症状主要表现为:清晨伴有较严重的关节或背脊僵硬,关节呈梭形肿胀和疼痛,严重时出现关节功能障碍。根据临床特点和治疗反应的多样性,类风湿关节炎可能与遗传、环境和免疫学因素相关。
根据患病原因及类风湿关节炎患者个体表现的差异,中医和西医将类风湿关节炎分为不同类型。目前,我国中医对类风湿关节炎的辨证分型主要依照《中医病证诊断疗效标准》中“痹”的证候,分为如下6个类型:风寒湿阻型、风湿热郁型、痰瘀互结型、肾虚寒凝型、肝肾阴虚型、气血亏虚型。美国风湿病学会制定诊断标准:晨僵、3个或3个以上关节肿胀、手关节肿胀、对称性肿胀、皮下结节、血清类风湿因子阳性、骨关节X线片示手或腕关节侵蚀性缺损和关节周围骨质疏松。而对类风湿关节炎的不同表型发病机制研究发现,类风湿关节炎是由于患者体内基因、蛋白等免疫因子含量和组成的差异所导致。
综上所述,类风湿关节炎患者的临床表现复杂多样,个体差异极大,中西方科学家都针对类风湿关节炎患者进行类型划分。因此,找到类风湿关节炎患者个体间差异,探究行之有效的诊断方法和治疗途径,对提高类风湿关节炎疾病的预防和治疗效果至关重要。
3诊断技术
目前,针对类风湿性关节炎的诊断方法主要有两类:影像学检查和实验室检查。
3.1影像学检查
临床影像学检查主要采用以下4种方法:
X线检查:类风湿关节炎患者的X线摄片可见骨质疏松改变或关节骨面侵蚀呈半脱位或脱位,以及骨性强直,关节面融合等情况。
计算机断层摄影系统检查:计算机断层摄影系统检查是临床评估类风湿关节炎患者疾病程度和预后情况的重要辅助工具。研究发现,机体对侵润粒细胞和组织内巨噬细胞对葡萄糖的吸收情况,都可以用它检测,进而描述类风湿关节炎患者的炎症情况。
超声波检测法:通过引入高频线性探针和灵敏的多普勒技术,该方法已经成功用于类风湿关节炎的早期诊断和疾病进展的检测,提供患病位置信息和病情进展。
核磁共振成像技术:能够提供详细的骨骼、软骨、肌腱和滑膜的图像,揭示关节炎症、结构损伤、骨侵蚀的方式、软骨变薄及腱断裂的情况,并反映水分及血管含量,有助于阐明类风湿关节炎的发病机制。该技术已经成为临床协助类风湿关节炎诊断和疾病管理的重要工具。
上述影像技术在临床上的使用,提高了类风湿关节炎关节损害的检出率,能够时刻监察患者的患病情况及预后信息,从而辅助临床进行下一步治疗[2]。但是,影像学检查仅仅能够对类风湿关节炎患者的病理类型进行评估,并不能识别特定类型的类风湿疾病。
3.2实验室检查
实验室检查主要包括血尿常规检查、遗传标记检查、自身抗体免疫学测定法和细胞化学方法等。目前,实验诊断主要对类风湿因子、抗环瓜氨酸肽抗体、抗类风湿关节炎33抗体、抗角蛋白抗体、抗核周因子抗体,以及急性血象反应如红细胞沉降率和C-反应蛋白含量的检测都用于类风湿关节炎实验室诊断。
近年来,随着代谢组学研究的发展,为我们揭示了许多疾病的发病机制,而血液和尿液已经成为代谢组学主要的研究材料。例如对巨噬细胞、B细胞、白细胞介素-12A基因、组织蛋白酶、免疫球蛋白、趋化因子等分子在机体内含量的深入研究,分别从细胞、分子和核酸水平探究类风湿关节炎的发病机制。
总之,上述研究发现的类风湿关节炎相关因子,有望在临床上作为类风湿疾病诊断的辅助指标。但是,实验室检查需要消耗大量的时间及人力,并且样品需要进行复杂的前期处理,对样品的污染程度增加,在一定程度上影响了分析样品的准确度和定性定量,而质谱技术能够很好的解决这些问题。因此,我们借助质谱技术检测分析上“快速、灵敏、准确、专一”的四大优势[3],确定类风湿关节炎患者体内的多种生物标志物,为临床实现类风湿关节炎的早期预防和快速诊断提供新的思路。
4质谱技术在类风湿关节炎诊断中的应用
质谱技术是一种通过制备、分离、检测气相离子来鉴定某种化合物的专门技术。质谱能方便地与多种色谱技术联用,目前,联用技术技术已经普遍用于食品安全检测、药品质量检测和环境安全检测等领域。
4.1质谱技术在医学领域应用概述
质谱技术在医学及生命科学领域的应用价值也早已引起了国内外科学家的广泛关注,已经迅速在代谢组学分析、脂类组学和蛋白质组学分析等研究中都充分发挥了作用。代谢组学是系统生物学的重要组成部分,它是一项能够直接获得生物体生理状态的研究,已经成为描述人类健康状态最理想的选择,而对机体内代谢物的分析研究中,质谱技术发挥着至关重要的作用。
随着质谱技术的发展,它应用在类风湿关节炎研究已经半个世纪,有研究人员又利用气相色谱-质谱检测类风湿关节炎患者代谢物尿液、血清和关节滑液中的硫代苹果酸盐含量,用于探索金和硫醇化合物对类风湿关节炎预防及治疗上的作用。由此可见,质谱技术早已作为评定类风湿关节炎患者体内代谢物变化以及评价药物治疗作用的理想工具。
4.2质谱技术在类风湿关节炎患者诊断中的应用
类风湿关节炎诊断的主要样本来源于人体的关节滑膜液、血液和尿液。
关节滑膜液是由关节滑囊和腱鞘的滑液膜分泌的具有润滑作用的体液。类风湿关节炎相关内源性物质的研究最早是从关节滑膜液入手。近几年有研究者对人体关节滑膜液中内源性肽的识别和检测,发现从40个蛋白质中成功识别了501个肽段,让类风湿关节炎患者的关节滑膜液原位诊断成为可能。
血液样本在一定程度上减轻患者的疼痛,血清是血浆中去除纤维蛋白后的淡黄色液体,有研究者利用质谱方法分析类风湿关节炎患者的血清组分,发现在4个蛋白峰处有差异,可以辨别健康人与类风湿关节炎患者,从蛋白质的角度实现类风湿关节炎诊断。许多分子在血清中含量甚微,却在炎症反应中发挥重要作用,使用液相色谱-串联质谱法技术,能够实现血清中检测微量物质的含量。
相对关节滑膜液和血液来说,患者尿液样本更容易获得,属于非侵入方式。有研究人员借助质谱技术的检测线低的优势,对类风湿关节炎患者尿液样本中的尿肽相关标记物展开研究,收集类风湿关节炎患者与健康者尿液,进行差异成分分析比对后发现:类风湿关节炎患者的尿液中S100-A9蛋白和凝溶胶蛋白的含量少于健康者,但是尿调素、补体C3和纤维蛋白原在尿液中的含量增加。该研究不仅证实了尿液标志物对类风湿关节炎诊断的价值和非侵入式尿液诊断的优势,也说明质谱技术在临床早期类风湿关节炎诊断、药物治疗跟踪以及患者预后情况开辟一个新途径。
综上所述,质谱技术已经广泛应用于疾病研究中类风湿关节炎的诊断及分型,成为众多科学家研究类风湿关节炎的重要技术之一。
5总结与展望
类风湿关节炎的诊断技术在不断革新,随着病理学和诊断技术的飞速发展,能够减轻病患痛苦的快速诊断方法也将在临床上得以使用。
质谱技术不仅减少了繁琐的样品预处理步骤,加快样品检测的速度,又提高了检测结果的特异性和准确性。原位、实时、在线、非破坏、高通量、低耗损将是质谱技术未来发展的重要趋势。
目前,我国许多医院已经使用液质联用的方法对患者样本进行体内代谢化合物的检测,进而达到疾病筛查的目的。通过近年来质谱技术和临床应用结合的研究,质谱检测样本获得指纹图谱,结合现代分析方法,成功的揭示疾病发生发展程度,从而实现个性化医疗。质谱技术在类风湿关节炎诊断中的应用,为快速诊断及分型、早期筛查和临床疾病复发的监测提供一个新思路和新方法,也为疾病生物标志物快速筛选和高通量鉴别研究奠定了技术基础,一定程度的推进了检验医学的发展。
参考文献:
[1]万萍,钟兵,邹庆华,方勇飞.类风湿关节炎早期诊断指标的筛选及鉴定.第三军医大学学报,2012,34(15):1564—1567.
[2]卢靓,栗占国.类风湿关节炎的诊断及治疗进展.实用医院临床杂志,2007,4(3):9-11.
[3]王夔.中药研究现代方法学[M].北京:化学工业出版社,2004:161-177.
基金项目:国家自然科学基金面上项目(编号:02090106)。