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目的膝骨关节炎发病率很高,而目前临床上对于本病的诊断以症状和X线片、CT等为主,它们仅能在关节软骨破坏严重时才有异常的形态学改变,使患者错过了最佳治疗时机,严重影响患者的生活质量。近年来随着分子生物学的不断发展,研究反映关节软骨早期退变等有关病理变化的实验室指标已是研究的热点问题。因此探讨能够反映软骨代谢物CTX-Ⅱ和COMP在膝骨关节炎患者中的临床意义,寻求该病病证特征的规律与CTX-Ⅱ和COMP的相关性是本研究的最终目的,同时结合证型聚类研究和实验动物学的方法使结果更客观可靠。方法首先根据膝骨关节炎患者的临床表现设计调查表,共收集符合要求的70例患者的中医症状、体征、舌象、脉象等四诊信息,运用系统聚类分析等统计方法,结合临床专业知识,探索总结本病的中医证型特征,为临床研究提供客观依据；然后再对这70例有详细资料并符合纳入标准的患者作为实验组,另收集18例双膝关节既往无关节炎史,查体正常,无代谢病史者为对照组。采用酶联免疫夹心法(ELISA法)检测这两组血清生物标志物CTX-Ⅱ和COMP的水平,利用SPSS统计软件进行统计处理,综合分析实验组与对照组的差异及在不同的性别、年龄、X线等级和不同中医证型中CTX-Ⅱ和COMP含量的变化；最后结合实验动物的研究,将不同周数的CTX-Ⅱ和COMP含量与关节软骨退变的Mankin评分进行Pearson相关统计,从而直观深入的探讨血清中CTX-Ⅱ和COMP水平变化与软骨退变的相关性。结果(一)膝骨关节炎中医证型的聚类研究首先进行频数和频率统计,将四诊症状中出现频率小于5%的去掉,最后得到29个症状作为中医四诊的观察指标。将四诊频率表汇总,从结果可见膝骨关节炎患者以虚证指标居多,按出现频率依次为关节隐痛(54.29%)、劳累加重(51.43%)、腰膝酸软(50%)、遇寒疼痛(44.29%)、脉细数弱等(41.43%)。再行系统聚类法(Hierachical Cluster Analysis)中的类间距离用离差平方和法(Ward method),观察聚4类、聚3类和聚2类时,各证候的分类情况,同时进行聚类树形图的研究。当聚类树形图的类间距离为15时,可将上述29个症状分成三类,其中劳累加重、脉细数弱、关节畸形、舌淡红、关节隐痛、苔薄白、四肢不温、小便清长、腰膝酸软、便难、手足心热等归为一类,此类在中医证型上为肝肾亏虚；另一类包含喜温、畏寒怕冷、舌淡白、面色晄白等症状,中医证型为风寒湿痹；第三类包含夜间加重、舌紫暗、面色晦暗、关节刺痛、口渴不饮等症状,中医证型为气滞血瘀。最后从聚类饼图见聚为三类使得四诊资料的分散性较好,证型分布清晰,最为符合临床实际。因此得出肝肾亏虚、风寒湿痹、气滞血瘀三种基本证型,其频数(频率)为：肝肾亏虚证29(41.43%)、风寒湿痹证25(35.71%)、气滞血瘀证16(22.86%),以肝肾亏虚证诊断率最高。(二)CTX-Ⅱ和COMP在膝骨关节炎中的临床研究(1)膝骨关节炎患者血清中CTX-Ⅱ为(1057.03±195.05,pg/ml)、COMP为(557.02±85.44,pg/ml),明显高于对照组的CTX-Ⅱ(672.78±148.67,pg/ml)、COMP(353.01±54.13,pg/ml)的含量,两者比较有显著性差异(P<0.05)；(2)在不同的性别的变化规律研究中发现,男性患者血清中CTX-Ⅱ为(975.09±172.88,pg/ml)与女性患者血清中CTX-Ⅱ(1094.58±194.72,pg/ml)比较有显著性差异(P<0.05),女性患者的含量高于男性患者；而男女患者的COMP间比较无显著性差异(P>0.05)。在年龄组的变化中发现,男女患者在<50岁的年龄组中,血清CTX-Ⅱ和COMP的水平均无明显差异。女性患者在(50-59岁)之间时,血清中的CTX-Ⅱ和COMP含量明显升高,与前一组比较有显著性差异(P<0.05),而到60岁之后CTX-Ⅱ有随年龄增高而降低的趋势,而COMP仍然增高；男性患者在50岁之后血清中的CTX-Ⅱ和COMP含量继续增高,CTX-Ⅱ各年龄组间无显著性差异(P>0.05),而COMP比较有显著性差异(P<0.05)；女性患者在(50-59岁)之间时,主要考虑女性患者在50-59岁之间时处于绝经期年龄段,激素水平变化较大,骨质退变明显,从而也对膝关节软骨代谢影响较大,这提示膝骨关节炎有一个发病高峰期,对预防和治疗本病的时间段有重要的指导意义；(3)在与X线等级的研究中发现,在Ⅰ级、Ⅳ级的患者血清CTX-Ⅱ的水平与Ⅱ级、Ⅲ级的患者的水平有显著性差异(P<0.05),COMP的含量在Ⅰ级与其它级比较有显著性差异(P<0.05),Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级间COMP比较无显著性差异(P>0.05)；血清中CTX-Ⅱ的水平在骨关节炎的早期升高不明显,而在关节间隙狭窄时水平最高,当关节间隙进一步减小时又有所下降,在我们的研究中发现COMP与CTX-Ⅱ两者的变化趋势并不完全一致,COMP的合成与降解可能还与滑膜的炎性病理变化相关。(4)在研究不同中医证型中CTX-Ⅱ和COMP含量变化时发现,风寒湿痹型患者CTX-Ⅱ明显低于肝肾亏虚型和气滞血瘀型患者,统计学有显著性差异(P<0.05),而COMP间比较无显著性差异(P>0.05),但COMP有一定的上升趋势,这表明可能在不同中医证型中存在一定的软骨退变和滑膜反应等的差异,也从而提示CTX-Ⅱ和COMP有可能成为中医微观辨证的客观依据之一。(三)动物模型中CTX-Ⅱ和COMP与软骨退变的相关性研究实验组动物中CTX-Ⅱ和COMP水平与正常对照组比较有显著差异(P<0.05),但两者的升高时间有所不同。实验开始的前两周CTX-Ⅱ水平无显著差异,随之时间的推移,到第4周之后与前2周比较有显著性差异(P<0.05),尤其是第6周后与前几周比较有显著性差异(P<0.01)。而COMP到第2周和第4周之后就有显著性差异(P<0.05),而第6周后增加更进一步明显。两者与OA软骨病变相关性研究发现,CTX-Ⅱ与OA病变相关性最高且成正相关,r=0.923,其次是COMP与OA病变相关系数r=0.899,两者的相关性经相关系数检验的双尾概率(P均<0.05),认为存在显著的线性关系。结论(1)本次调查研究膝骨关节炎的患者中“肝肾亏虚证”较多,其次是“风寒湿痹证”,最后是“气滞血瘀证”,基本符合中医证型分类的研究,也证实应用聚类分析对膝骨关节炎进行证型分类有一定的科学性、实用性和可信性。(2)CTX-Ⅱ和COMP与膝骨关节炎的发生发展有着密切关系,两者联合应用能大大提高诊断的准确性,在膝骨关节炎的发病机制中具有重要的作用,与软骨的退变密切相关,并且可以反映病情、证型等变化。