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为解决 OA 治疗困境及探究性别差异对 OA 影像表型影响的问题,作者[第一作者单位] 研究人员开展膝骨关节炎影像表型性别差异研究,发现男女影像表型频率不同。这对优化 OA 患者临床试验招募及治疗意义重大,推荐科研读者阅读。
骨关节炎(Osteoarthritis,OA),这个听起来有点陌生的疾病,其实在我们身边很常见。它是一种慢性疾病,不仅让患者承受身体上的痛苦,还给社会带来了沉重的经济负担。你知道吗,OA 导致的老年人残疾案例比其他任何疾病都多,而且治疗起来也很困难。尽管科学家们努力寻找有效的疾病修饰性 OA 药物(Disease-Modifying Osteoarthritis Drugs,DMOADs),但非手术治疗方面的进展却十分有限。这是因为 OA 的发病机制太复杂啦,它是由软骨、滑膜、软骨下骨等不同组织之间复杂的相互作用导致的。
为了更好地治疗 OA,现在研究人员把目光投向了疾病的内型和表型(根据不同特征对疾病进行分类的方式)。其中,通过影像学来对患者进行表型分类是一个很有潜力的方法。有一种基于 MRI(磁共振成像)的评分系统,叫快速骨关节炎 MRI 资格评分(Rapid OsteoArthritis MRI Eligibility Score,ROAMES),它定义了几种不同的影像学表型,像炎症表型、半月板 - 软骨表型、软骨下骨表型等,这些表型在针对性的临床试验中很有前景。
与此同时,研究人员还发现,OA 在性别上存在差异。女性患 OA 的几率比男性高,尤其是在 50 岁之后。这可能和激素差异、生物力学因素等有关。比如说,雌激素对关节健康有保护作用,女性绝经后雌激素水平下降,OA 的患病率就增加了。而且,女性和男性的膝关节生物力学也不一样,女性骨盆相对较宽,韧带松弛度不同,这些都可能让女性的膝关节更容易磨损。但是呢,关于这些性别差异在 OA 影像学表现上有什么不同,特别是在影像学表型方面,相关研究还比较少。
为了弄清楚这些问题,作者[第一作者单位] 的研究人员在《Scientific Reports》期刊上发表了一篇名为《Gender differences in magnetic resonance imaging phenotypes of knee osteoarthritis》的论文。他们通过研究发现,性别差异在 OA 中会转化为男性和女性不同频率的影像学表型。在这个研究的 OA 患者亚组中,男性更有可能被归类为半月板 - 软骨表型,而女性则更有可能表现出炎症和软骨下骨表型,不过这和其他临床及人口统计学因素也有关系。这一发现意义重大,因为影像学表型在临床 DMOADs 试验中用于患者分层,考虑这些性别差异有助于改善患者招募,还可能定义更准确的(基于影像学的)治疗效果评估指标。
研究人员为了开展这项研究,用了不少技术方法呢。他们从骨关节炎倡议(Osteoarthritis Initiative,OAI)数据库中挑选了 2523 名参与者,这些人都做过 3T MRI 和右膝全器官磁共振成像评分(WORMS)。研究人员用特定的 MRI 扫描序列对参与者的右膝进行成像,然后通过训练有素的读者,使用改良的 WORMS 评分对半月板、软骨和软骨下骨的成像变化进行半定量评估。同时,还用了几种评分系统对滑膜炎症的 MRI 生物标志物进行评估。最后,根据改良的 ROAMES 评分系统,把参与者分为炎症、半月板 - 软骨、软骨下骨这三种影像学表型类别,再用统计分析的方法来看看性别和这些表型之间有什么关系。
下面我们来看看具体的研究结果:
- 人口统计学特征:研究人员在排除了一些没有完成成像、WORMS 评分或滑膜炎读数的参与者后,最终纳入了 1114 名男性和 1409 名女性。结果发现,男性和女性的平均年龄差不多,但是 BMI(身体质量指数)有一点差异,男性的 BMI 略低于女性。而且,KL(Kellgren & Lawrence)分级的分布在男女之间也有显著差异,男性 KL 分级 3 和 4 级的比例稍高。另外,男性的身体活动水平比女性高,而女性的疼痛程度(用 WOMAC 评分衡量)比男性更严重。
- 表型:通过对 ROAMES 标准的描述性分析发现,男性满足半月板 - 软骨表型的比例比女性高,而女性满足骨表型的比例比男性高。在只分析 KL 分级 2 和 3 级(轻度和中度影像学 OA)的参与者时,半月板 - 软骨表型、骨表型和炎症表型的性别差异更加明显,女性炎症表型的比例显著高于男性。逻辑回归分析表明,女性满足半月板 - 软骨表型的几率更低,但和炎症表型、软骨下骨表型没有独立的关联。研究还发现,很多参与者都满足不止一种表型,说明这些表型之间有明显的重叠。
- 半月板撕裂:研究人员对不同严重程度的半月板撕裂分布进行分析,发现内侧半月板后角是男女撕裂最常发生的部位,但男性的撕裂率明显更高。在外侧半月板,虽然男女前角撕裂的总体发生率相似,但撕裂严重程度的分布不同,女性的移位撕裂更多,男性的磨损更多。而且,男性外侧半月板后角的撕裂也比女性多。在 KL 分级 2 和 3 级的参与者亚组中,也有类似的分布趋势。
- 软骨损伤:女性髌股关节(Patellofemoral Joint,PFJ)的软骨损伤比男性更普遍。比如,男性髌骨软骨无异常的比例比女性高,而女性出现更严重软骨损伤(WORMS 分级 5 和 6 级)的比例比男性高。在滑车部位,虽然男女高等级软骨损伤的比例差异较小,但也能看出女性更严重一些。相反,内侧胫骨的高等级软骨损伤在男性中更常见。把每个参与者的软骨损伤汇总成一个总分后,发现女性的总体软骨损伤更严重。
- 骨髓损伤:和软骨损伤的趋势类似,女性在 PFJ 的骨髓损伤更多,而男性在内侧胫股关节(Medial FemoroTibial Joint,MFT)的骨髓损伤更多。在髌骨,女性出现骨髓损伤的比例比男性高很多,而在内侧胫骨则是男性比女性高。
- 滑膜炎:总体来说,男性和女性的滑膜炎平均总分没有差异,但在不同的 MRI 检测炎症亚类中结果不一致。用 ACLOAS 方法评估时,女性的渗出性滑膜炎等级更高,而男性在 Hoffa 脂肪垫变化的两个类别中得分更高。在 MOAKS 评估的渗出性滑膜炎和滑膜增生评分方面,男女没有差异。
最后,我们来总结一下研究结论和讨论部分。这项研究表明,OA 的性别差异确实体现在了影像学表型上。男性更易出现半月板 - 软骨表型,可能是因为男性半月板撕裂,尤其是内侧半月板高级别撕裂的患病率更高,而且软骨损伤的位置也有差异。女性更易出现炎症和软骨下骨表型,不过这和年龄、BMI 等因素有关。虽然目前的影像学表型分类在临床试验患者分层方面有一定作用,但也存在一些问题,比如表型之间重叠较多,滑膜炎和骨髓水肿样病变不一定会持续进展等。
这一研究结果对于 OA 的治疗和研究有着重要意义。在治疗方面,现在很多 DMOADs 试验在评估药物效果时,主要关注内侧 FT 关节,这样可能会忽略其他关节区域(如 PFJ)患病的患者,而这些患者中女性可能更多。所以,以后的研究需要更关注组织特异性评估,减少对特定关节区域的依赖。在研究方面,对 OA 表型的深入了解有助于我们更好地理解 OA 的病因和疾病发展轨迹,为未来的研究指明了方向。不过,这项研究也有一些局限性,比如研究设计是横断面的,无法分析表型分类的纵向可重复性,而且只靠影像学可能不足以准确地对疾病进行表型分类,还需要结合临床、基因组或代谢数据等多维度信息。但不管怎么说,这项研究为我们打开了一扇了解 OA 性别差异和影像学表型关系的大门,让我们朝着更好地治疗 OA 的目标又迈进了一步!