研究背景膝骨关节炎(Knee osteoarthritis,KOA)是由多因素引起以膝关节疼痛明显,多伴活动不利为主要表现的一类骨关节疾病,病程长,多好发于中老年人,全球骨关节炎患病人群超过3亿,临床主要通过双膝关节立位X线检查提示骨质、关节腔等病理改变进行诊断,其病情进展程度根据X线下表现的K-L分级(Kellgren&Lawrence,K-L)分为5个等级。临床以K-L分级≥Ⅱ级为诊断KOA标准之一。除此以外,临床也用双膝多普勒超声作为KOA的诊断标准之一,可从多个维度,多个体位下观察关节软骨、软骨下骨质等组织的病理变化,根据每项超声表现进行分级,用于指导膝关节病变的诊断。目前西医对KOA治疗是按照临床分期进行采取阶梯治疗方案,早期多选运动、减重以及健康宣传,中期选择非甾类抗炎药口服或玻璃酸钠膝关节注射等容易产生不良反应的药物治疗,晚期主要是高昂的关节置换手术。对疾病症状控制比较明显,但在延缓疾病发展,改善预后尚一般,中医治疗KOA多采取内治、外D-Lin-MC3-DMA治相结合的综合治疗方式,标本兼治,起效快,安全性高,并且缓解疼痛效可。膝骨关节炎属于中医“痹证”范畴,《黄帝内经》对其病因病机及防治早有记载,目前中医对KOA制定的治疗方案基于中医整体观念与辨证论治,故辨证分型是中医对KOA治疗的第一步,也是规范中医临床治疗的首要条件。KOA发病虽无地区和种族的差异,但辨证分型仍出现地区化差异,未达到证型统一化。KOA多发于家庭经济水平、教育水平较低,甚则医疗条件缺乏的人群,故规范KOA辨证分型,诊疗体系,广惠中医治疗是十分迫切且重要的。肠道菌群是目前全球的研究热点,其内容广博、功能强大,是各个领域突破研究瓶颈的途径。对于KOA而言,早有研究者提出“肠-关节轴”学说,引导研究者深入探讨微生物与关节炎症反应的相关性。通过宏观上分析微生物菌群结构对于人体生理病理活动的影响,结合微观上分析每一优势菌种的定植、耐受情况及生理功能,探寻参与机体各项生理活动的具体途径,目前已有研究找到具有研究潜力的菌种,并试图探究其作用机制。研究目的第一部分膝骨关节炎中医证型分布规律研究1.通过整理分析我科门诊及病房KOA患者证型分布规律以及与各项检验检查相关性,为在KOA诊断方面提供新的、有意义的临床资料。2.探寻与KOA发病机制、病情进展关系密切的检验检查指标,寻求能够协助诊断KOA、协助辨别KOA中医证候的检验检查指标,为KOA临床诊疗提供有意义的资料。第二部分膝骨关节炎不同中医证型与肠道菌群相关性研究1 探寻KOA患者与健康人肠道菌群结构、丰度差异;2 探寻KOA湿热痹阻证与寒湿痹阻证患者肠道菌群结构、丰度差异;3 分析对比寻求对KOA诊断以及KOA中医证型诊断起到协助作用的菌群,提供新的更高敏感性的微生物标志物。研究方法第一部分膝骨关节炎中医证型分布规律研究本研究通过我院病历系统收集2012年10月-2022年11月于我科门诊及病房以膝骨关节炎为第一诊断的患者3260例。双人独立筛选病史、双膝立位X线检查、双膝关节超声检查、ESR、CRP、H-CRP、HS-CRP等信息完备的病例,并再次按照培训方式评估证型,同时提取证素,建立数据库,最终纳入207例患者。利用SPSS 20.0分析性别、年龄、工作性质、双膝立位X线下表现情况,双膝关节超声下表现情况、ESR、CRP、H-CRP及HS-CRP等多因素与KOA中医证型及中医证素的相关性。分别采用t检验、Bonferroni法、Wilcoxon秩和检验、Kruskal-Wallis秩和检验以及无序多分类Logistic回归分析等分析方法,从多角度对相关性分析。第二部分膝骨关节炎不同中医证型与肠道菌群相关性研究纳入2022年10月-2023年2月就诊于我科门诊的膝骨关节炎患者中湿热痹阻证10例为A组、寒湿痹阻证患者10例为B组;招募健康人10例为C组。采集受试者粪便,并在30min内-80℃冷冻待分析。经过质检及建库后,在不同水平下比较分别比较A、B两组与C组受试者肠道菌群的差异,从不同水平挖掘是否存在具体微生物对差异产生的影响程度,探寻对KOA具有诊断意义的生物标志物。其次,A组与B组肠道菌群结构、丰度的差异,在每个水平下具体微生物对差异产生的影响程度,探寻对KOA中医寒热证型具有协助诊断意义的微生物。研究结果第一部分膝骨关节炎中医证型分布规律研究本研究最终纳入207例KOA患者,其中女性167例,男性40例,年龄;61.81±6.79岁,病程44～65月,中位病程60个月,湿热痹阻证71例(34.30%),肝肾亏虚证60例(28.99%),寒湿痹阻证31例(14.98%),痰瘀痹阻证例28(13.52%),气血虚弱证17例(8.21%)。其中热因55例、寒因30例、湿因29例。年龄、性别、病程、工作性质:除湿热痹阻证与痰瘀痹阻证之间无统计学意义(P=0.163),其余各证型之间均有统计学意义(P<0.05)。CRP、H-CRP、HS-CRP、ESR、K-L分级,肝肾亏虚证与寒湿痹阻证、气血虚弱证之间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。除关节积液外其余超声表现对证素具有统计学意义(P<0.05)。各中医证型在X线K-L分级、周围组织肿胀程度表现的比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。第二部分膝骨关节炎不同中医证型与肠道菌群相关性研究从结果中显示A组与C组分组情况良好,B组样本较为分散,故在对样本进一步利用ADONIS分析后指出P<0.01,具有显著的统计学差异,在PCoA中的分析成立,且结果可靠性高。在A、B两组比较中,提示克BMS-354825配制雷伯氏菌属(Klebsiella)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、普氏栖粪杆菌(Faecalibacterium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)等是A组的优势菌种,葡萄球菌属(Staphylococcus)、普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)等是B组的优势菌;在A组与C的对比中示A组中克雷伯氏菌属(Klebsiella)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)等、肠杆菌(Intestinibacter)丰度较大,C组中回肠杆菌(Heibacterium)、紫单胞菌科(Odoribacter)等丰度较;B、C两组比较中示梭状芽孢杆菌(Clostridia)、单片苔科(Monoglobaceae)、拟杆菌门(Firmicutes)等在C组中丰度较大,巴氏梭菌(Bacteroidota)等在B组中丰度较大。研究结论第一部分膝骨关节炎中医证型分布规律研究通过对证型分布规律分析发现,湿热痹阻证(71,34.30%)最多,其次为肝肾亏虚证(60,28.99%),寒湿痹阻证多见于工作劳动程度更重者,寒湿痹阻证与气血虚弱证提示病程更长。在超声表现下,相较于痰瘀痹阻证,提示湿热痹阻证滑膜增生更明显,且热因也多表现较严重的滑膜增生,滑膜增Cryptosporidium infection生似乎可以作为湿热痹阻证的参考诊断指标;相较于寒湿痹阻证与湿热痹阻证,提示痰瘀痹阻证更容易出现较严重的软骨损伤表现;热因、湿因较容易出现关节软骨病变,且差异具有统计学意义。K-L分级在一定程度上可以作为中医证型诊断的参考,痰瘀痹阻证与气血虚弱证、寒湿痹阻证相较提示更高的K-L分级,湿热痹阻证更容易出现周围组织肿胀的表现。ESR等炎症因子无论在基线或是组间比较都对湿热痹阻证影响显著,似乎可以说ESR等炎症因子能够作为湿热痹阻证具有参照意义的诊断标志。第二部分膝骨关节炎不同中医证型与肠道菌群相关性研究根据本研究结果,克雷伯氏菌与关节炎症有密切的相关性,具有研究潜力和价值。肠杆菌对疾病过程中免疫反应的诱导、炎症因子的募集起重要作用,具有作为筛查标志物的潜力。瘤胃球菌属在湿热痹阻证中丰度较高,且该菌具有促炎作用,故推测瘤胃球菌属对中医证候的诊断有一定参考意义,具有成为证型生物标志物的潜力。