基于多状态马尔可夫模型的膝关节骨关节炎进展及影响因素：来自OAI的数据

《Osteoarthritis and Cartilage Open》：Progression and Influencing Factors of Knee Osteoarthritis Based on a Multi-State Markov Model: Data from OAI

膝关节骨关节炎（KOA）的动态转变及风险因素研究，基于OAI队列数据构建多状态马尔可夫模型，揭示早期KOA存在34%恢复可能，进展至rKOA风险是正常状态的两倍。肥胖（HR 2.57）、对侧膝病（HR 3.68）和抑郁症状（HR 2.16）显著增加进展风险，而高物理功能（HR 0.65）和男性性别（HR 0.62）具保护作用。研究强调早期干预和精准分层管理的重要性。

　　膝关节骨关节炎（KOA）是一种慢性疾病，其特征是软骨逐渐退化以及关节周围结构的变化，最终导致功能下降。这种疾病的全球发病率持续上升，尤其是膝关节作为最常见的受累部位，给患者的生活质量带来了严重影响。目前，KOA的分类系统在描述疾病状态之间的双向转换方面存在不足，尤其是在早期和晚期阶段之间的转换。这种分类上的局限性可能阻碍了早期干预的有效实施，因为无法准确识别哪些患者可能在早期阶段出现症状或结构变化，并可能在后期恢复或恶化。

为了弥补这一不足，本研究采用了一种多状态马尔可夫（MSM）模型，对KOA状态之间的动态转换进行了系统分析。通过纳入来自“骨关节炎倡议”（OAI）项目的2,043名年龄在45至79岁之间的参与者，研究涵盖了8年内的随访数据，详细评估了不同KOA状态之间的转换强度、持续时间和影响因素。研究结果表明，KOA的进展和退化并非线性或单向，而是存在复杂的双向路径。例如，处于早期KOA状态的个体有更高的可能性进入放射学KOA（rKOA）状态，而同时也存在从早期KOA恢复到正常状态的可能性。此外，rKOA状态的持续时间最长，平均为15.17年，这表明该阶段的KOA具有相对稳定的特征，但其进展速度较慢。

研究还发现，某些协变量对KOA状态之间的转换具有显著影响。其中，肥胖被证实是KOA进展的重要风险因素，其风险比（HR）高达2.57，表明体重指数（BMI）每增加5 kg/m2，KOA进展的风险就会上升35%。这一发现强调了肥胖在KOA发生、发展和预后中的双重作用：一方面，体重增加会增加关节的机械负荷；另一方面，脂肪组织释放的炎症因子如瘦素可能促进关节退化的发生。因此，针对肥胖的干预措施，如体重管理，可能在减缓KOA进展方面发挥关键作用。此外，对侧膝关节的状况也与KOA的进展密切相关，例如，如果对侧膝关节处于早期KOA或晚期KOA状态，那么目标膝关节进展到更严重的状态的风险会显著增加，风险比达到3.68。这表明KOA可能不仅仅是一个局部的疾病，而更可能是一种系统性的病理过程，涉及全身的生物力学压力、遗传易感性和炎症反应。

研究还揭示了性别、身体功能和抑郁症状等因素对KOA进展的影响。女性比男性更容易进展到早期KOA或rKOA状态，这可能与女性在结构上的脆弱性有关，例如关节参数较小、软骨体积减少以及炎症反应更强烈等。而身体功能较好的个体则表现出更低的KOA进展风险，这可能是因为更强的肌肉力量和更稳定的关节结构有助于减轻关节负担，从而延缓疾病的发展。抑郁症状也被发现与KOA的进展风险密切相关，特别是从早期KOA进展到晚期KOA的风险比达到2.16，同时抑郁症状还会影响早期KOA的恢复能力，使得患者更难以从早期阶段回到正常状态。这提示我们，在KOA的综合管理中，应将心理健康支持纳入考虑范围，以减少心理因素对疾病进展的不利影响。

此外，研究还发现，有膝关节损伤史的个体虽然在早期KOA阶段进展到rKOA的风险较高，但他们在从早期KOA恢复到正常状态方面的可能性也更大。这可能是因为这些个体对疼痛管理有更深入的理解，或者他们的损伤史促使他们更积极地采取预防措施。然而，严重的膝关节损伤可能导致结构完整性受损，进而改变关节的生物力学特性，增加KOA的发病风险。因此，对于有膝关节损伤史的个体，应进行更为细致的评估，并在早期阶段采取针对性的干预措施。

在分析KOA状态之间的转换时，研究还注意到，从正常状态到早期KOA的转换概率在8年随访期间显著增加，而从早期KOA到正常状态的转换概率则相对较高。这一发现强调了早期KOA作为潜在可逆阶段的重要性，意味着如果能够在早期阶段识别出这些患者，并采取适当的干预措施，可能有助于减缓疾病的进展。此外，研究中提到的多状态马尔可夫模型能够提供关于疾病动态变化的深入见解，包括转换强度、持续时间和协变量效应，从而为KOA的精准预防和个性化管理提供科学依据。

研究的局限性也值得提及。首先，由于OAI项目主要由美国的参与者组成，其数据可能无法完全适用于其他种族或国家的人群。因此，未来的研究需要在更多样化的人群中验证这些发现，以确保其普遍适用性。其次，对于退化的K-L分级，研究采用了保守的处理方式，即使用前一次的分级结果进行填补。这种方式虽然有助于减少误分类，但也可能低估了放射学严重程度的短暂改善。最后，研究中纳入和排除的参与者在人口学和临床特征上存在显著差异，这可能影响研究结果的代表性。同时，排除了在随访期间接受膝关节置换手术的个体，可能导致对晚期KOA恢复概率的高估。

总体而言，本研究通过多状态马尔可夫模型揭示了KOA状态之间的复杂转换机制，强调了早期干预的重要性。研究结果表明，KOA的进展并非不可逆，尤其是在早期阶段，某些患者仍有机会恢复到正常状态。这为临床实践提供了新的视角，即在KOA尚未造成明显结构损害时，通过识别和干预潜在的风险因素，如肥胖、对侧膝关节状况、身体功能和抑郁症状，可能有效延缓疾病的进展。未来的研究应进一步探索这些风险因素之间的相互作用，以及如何通过多模式干预措施来优化KOA的管理策略。同时，研究结果也提醒我们，在设计临床试验和预防性干预方案时，应考虑纳入这些动态风险模型，以提高干预的针对性和有效性。