综述：骨关节炎倡议（OAI）的现状：迈向新时代

《Seminars in Arthritis and Rheumatism》：The State of the Osteoarthritis Initiative (OAI): Entering a New Era

骨关节炎倡议（OAI）作为为期20年的大型队列研究，纳入4,796名受试者，旨在通过临床数据、影像学（包括MRI和X光）及生物样本分析，揭示膝关节炎的发病机制、预测指标和生物标志物。研究数据已公开并支撑超过1,300篇论文，其中影像学评估（如Kellgren-Lawrence分级）和血清学检测（如IL-1β、25(OH)D）被广泛用于疾病进展预测和生物标志物验证。2025年启动的OAI CORE知识库旨在通过FAIR数据原则整合资源，促进跨学科合作与发现。

　　### 骨关节炎研究的里程碑：Osteoarthritis Initiative（OAI）的贡献与未来展望

骨关节炎（Osteoarthritis, OA）是一种常见的退行性关节疾病，主要影响老年人群，对全球公共健康构成了重大挑战。随着人口老龄化趋势的加剧，OA的发病率持续上升，成为医学研究领域的重要课题。为深入了解OA的发病机制、风险因素、自然病程以及潜在的治疗策略，一项具有深远影响的长期研究项目——Osteoarthritis Initiative（OAI）自2004年起，已经持续运行了超过20年，成为全球范围内最具代表性的骨关节炎研究项目之一。该项目不仅为科研工作者提供了丰富的数据资源，还推动了多种新型生物标志物的开发与验证，为骨关节炎的精准诊断和治疗奠定了坚实基础。

#### OAI项目的背景与目标

OAI项目由美国国家卫生研究院（NIH）资助，并得到了制药公司如Pfizer、Merck、GlaxoSmithKline和Novartis等私营机构的积极参与。该项目由FNIH（Foundation for the National Institutes of Health）协调，旨在通过多学科合作和大规模数据采集，推动骨关节炎研究的进展。OAI的主要目标包括：1）提高对骨关节炎预防和治疗的理解；2）研究骨关节炎的自然病程和相关风险因素；3）验证传统疾病评估方法和新型生物标志物的有效性。通过这些目标，OAI为全球医学界提供了一个开放、共享的研究平台，促进了科学发现和临床转化。

#### OAI的参与者与数据采集过程

OAI的参与者主要来自美国的四个临床研究站点，年龄范围在45至79岁之间，且无炎症性关节炎或3-Tesla磁共振成像（MRI）的禁忌症。研究对象被分为三个子队列：1）进展子队列（Progression Subcohort），包括患有单侧或双侧症状性膝关节骨关节炎的患者；2）发病子队列（Incidence Subcohort），包括无症状性膝关节骨关节炎但存在较高发病风险的个体；3）对照子队列（Control Subcohort），包括既无症状也无影像学证据的健康个体。这些子队列的划分使得OAI能够全面覆盖骨关节炎的不同阶段，从而为研究其自然病程提供了宝贵的资料。

在最初的四年研究期间，OAI进行了五次临床访视和影像学检查，之后NIH的进一步资助使得研究得以扩展至额外的12年。在这段时间内，研究团队不仅继续进行临床访视和影像学检查，还增加了电话访谈，以收集有关患者健康状况、社会行为和生活方式的数据。尽管部分参与者未能完成所有访视，但总体的参与率依然较高，特别是在48个月和96个月的访视中，分别有约89%和76%的参与者完成相关数据采集。此外，在第16年的电话访谈中，仍有50.5%的参与者参与了研究，这表明OAI在长期随访中保持了较高的参与度和数据完整性。

#### OAI的数据资源与存储方式

OAI项目积累了大量的数据资源，包括临床数据、影像数据和生物样本。这些数据被存储在三个主要的数据库中，分别由不同的研究机构负责管理。其中，NIMH Data Archive（国家心理健康研究所数据档案库）是OAI数据的主要存储中心，包含了所有原始临床数据、超过2600万张医学影像（如膝关节和髋关节的X光片和MRI图像）以及生物样本分析数据。这些影像数据涵盖了多种测量方式，包括半定量评分（如Kellgren-Lawrence分级）、关节间隙宽度的定量测量以及髋关节和膝关节的影像学特征分析。生物样本库则存储了包括血浆、血清、尿液、DNA、RNA（在PAXgene Tubes中）和 Buffy coat EDTA及Buffy coat citrate等样本，这些样本被广泛用于基因组学、蛋白质组学和代谢组学的研究。

此外，OAI还开展了多个嵌套研究项目，以进一步探索骨关节炎的生物标志物。例如，FNIH Osteoarthritis Biomarkers Consortium（FNIH骨关节炎生物标志物联盟）主导的一个子研究项目，涉及600个膝关节，其基线Kellgren-Lawrence分级为1至3。该项目不仅提供了丰富的影像学数据，还结合了多种生物标志物的测量，如骨形态、关节软骨厚度和18种与骨关节炎相关的生化标志物。这些数据为理解骨关节炎的发病机制和早期诊断提供了重要依据。

#### OAI对骨关节炎研究的贡献

自2003年以来，OAI的数据资源已被全球超过1,300篇论文引用，涉及来自60多个国家的研究人员。这些研究涵盖了骨关节炎的多个方面，包括风险因素、预后标志物、自然病程以及传统评估方法和新型生物标志物的有效性。例如，许多高被引论文揭示了骨关节炎与关节对齐不良、软骨病理、骨形态变化以及炎症标志物之间的关系。这些发现不仅加深了对骨关节炎发病机制的理解，也为临床实践提供了重要的参考。

此外，OAI数据还被用于验证影像学生物标志物的有效性。例如，研究显示，基于MRI的骨髓病变和滑膜积液与关节症状之间存在显著关联，这一发现为影像学在骨关节炎诊断中的应用提供了重要支持。近年来，人工智能技术的应用也显著提升了OAI研究的价值。一些研究利用人工智能算法预测骨关节炎的进展，如全膝关节置换术（total knee replacement, TKR）的发生，同时也在辅助诊断和自动化影像分割方面取得了突破性进展。

#### OAI的国际合作与跨学科研究

OAI的影响力不仅局限于医学领域，还扩展到了其他相关学科，如生物信息学、流行病学和健康经济学。该项目与多个其他骨关节炎研究队列（如Multicenter Osteoarthritis Study, MOST）以及Cohort Hip and Cohort Knee（CHECK）研究队列等建立了合作关系，形成了一个跨队列、跨学科的研究网络。这种合作模式不仅提高了样本量，还促进了研究方法的标准化和数据的外部验证。例如，OAI与MOST共同发表的研究揭示了骨关节炎与多种社会和环境因素之间的关系，而与CHECK研究队列的合作则进一步拓展了对髋关节和膝关节骨关节炎的理解。

#### OAI的未来发展与OAI CORE Knowledgebase的推出

尽管OAI的临床访视和影像学检查已经结束，但该项目仍在持续推动骨关节炎研究的进展。2025年，NIH资助了OAI Collaborative Osteoarthritis Research Enterprise（OAI CORE）Knowledgebase，这是一个全新的知识库平台，旨在促进OAI数据的使用，加速科研发现。OAI CORE Knowledgebase将采用FAIR（Findable, Accessible, Interoperable, Reusable）数据原则，确保数据的可发现性、可访问性、可互操作性和可重用性。

该知识库将提供多种资源，包括在线资源库、数据管理工具、教育材料和合作平台。在线资源库将链接到OAI的各个数据存储库，并提供详细的使用指南和数据描述。数据管理工具将帮助研究人员处理和分析OAI数据，例如创建变量搜索工具、生成简化的数据集以及提供样本代码。教育材料包括OAI.Edu，这是一个提供网络研讨会、历史讲座和课程资源的平台，旨在提升研究人员对OAI数据的理解和应用能力。此外，OAI CORE Knowledgebase还将提供OAI Connector，这是一个可搜索的协作数据库，可以帮助研究人员找到潜在的合作伙伴，促进跨学科和国际合作。

#### OAI的科研团队与合作网络

OAI的科研团队由来自多个机构的专家组成，包括大学、医院和研究机构。这些团队在数据采集、分析和解释方面发挥了关键作用。例如，Jeffrey Driban作为OAI CORE Knowledgebase的主任，负责项目的整体规划和实施；Timothy McAlindon和Grace Lo则在数据管理和研究设计方面提供了重要支持。此外，其他研究人员如Kate Lapane、Shao-Hsien Liu、Stephenie Lemon、Adrian Zai、Michael Nevitt、Marc Hochberg、Jane Cauley、Charles Eaton、Susan Rubin和Erika Schneider也在项目中发挥了重要作用。

OAI的研究团队还与多个外部机构合作，如FNIH、NIH的多个研究所以及VA（退伍军人事务部）的健康服务研究与开发服务中心。这些合作不仅促进了数据的共享和整合，还为研究人员提供了更多资源和支持。例如，VA的资助帮助OAI在数据管理和分析方面取得了重要进展，而FNIH的协调作用则确保了私营部门与学术界之间的有效合作。

#### OAI的挑战与未来机遇

尽管OAI在骨关节炎研究中取得了显著成就，但其数据资源的使用仍面临一定挑战。一方面，数据的复杂性和多样性使得部分研究人员在使用OAI数据时感到困难，尤其是在数据整合、变量选择和分析方法方面。另一方面，由于部分数据未经过统一的质量控制，一些研究人员可能难以获取完整的数据集。此外，某些研究领域（如生物统计学、基础科学研究和计算机科学）对OAI数据的利用相对有限，这可能与研究人员对OAI数据的了解不足或对数据使用存在疑虑有关。

为应对这些挑战，OAI CORE Knowledgebase将提供一系列支持服务，包括数据使用指导、数据分析工具、样本代码和合作机会。这些服务将帮助研究人员更好地理解和利用OAI数据，从而减少数据使用的门槛。此外，知识库还将通过举办网络研讨会、会议和培训课程，提高研究人员对OAI数据的认知和应用能力。通过这些措施，OAI CORE Knowledgebase有望吸引更多研究人员加入，并推动骨关节炎研究的进一步发展。

#### OAI的未来展望

随着OAI CORE Knowledgebase的推出，该项目将进入一个新的发展阶段。这一知识库不仅将促进OAI数据的共享和使用，还将为未来的骨关节炎研究提供更加系统和高效的平台。通过整合多种数据资源和跨学科合作，OAI有望在以下几个方面取得突破：1）进一步验证和开发新型生物标志物；2）探索骨关节炎与多种健康相关因素之间的关系；3）推动人工智能技术在骨关节炎研究中的应用；4）加强国际合作，促进全球范围内的科研交流。

此外，OAI CORE Knowledgebase还将致力于培养新一代研究人员，特别是在数据科学、生物信息学和流行病学等领域。通过提供教育资源和培训机会，该项目将帮助年轻科学家掌握先进的研究方法和技术，从而推动骨关节炎研究的持续发展。随着越来越多的研究人员加入OAI的科研网络，这一平台将成为全球骨关节炎研究的重要支柱，为未来的医学进步奠定基础。

#### 结语

OAI项目自启动以来，已经成为全球骨关节炎研究的重要基石。其丰富的数据资源和多学科合作模式，不仅推动了对骨关节炎的理解，还促进了多种新型生物标志物的开发和验证。尽管临床访视和影像学检查已经结束，但OAI CORE Knowledgebase的推出标志着该项目进入了一个新的阶段，为未来的科研合作和数据共享提供了更加高效和便捷的平台。随着更多研究人员的加入和跨学科合作的深化，OAI将继续发挥其在骨关节炎研究中的核心作用，为全球健康事业做出更大的贡献。