Получите консультацию
по телефону

Статья

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛЕЧЕНИЯ ГОНАРТРОЗА НА ФОНЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ
ВНУТРИСУСТАВНЫХ ИНЪЕКЦИЙ ЛИНЕЙНОЙ И СШИТОЙ ФОРМ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ

E. Barbieri 1,2; I. Capparucci 1; F.Mannello 1; G. Annibalini 1; S.Contarelli 1; L. Vallorani 1; A.M. Gioacchini 1; D. Ligi 1; R. Maniscalco 1; M. Gervasi 1; T. Tran Dang Xuan 3; C. Bartolucci 1, V. Stocchi 1; P. Sestili 1

1. Department of Biomolecular Sciences, University Urbino Carlo Bo, via A. Saffi 2, 61029 Urbino, Italy
2. Interuniversity Institute of Myology
3. Stem Cells Center, Van Hanf Hospital, Hochiminh City, Vietnam
ВВЕДЕНИЕ
Гонартроз – ведущее инвалидизирующее заболевание суставов преимущественно лиц пожилого возраста: увеличение продолжительностижизни и старение населения являются 4-ой причиной по значимости инвалидизации населения в 2020 г. С соответствующими вытекающими социально-экономическими последствиями (1, 2).

В мире наблюдается рост индекса продолжительности жизни с поправкой на инвалидность в связи с гонартрозом на 104,9% (или на 8,8% при стандартизации возраста) с 1990 по 2016 гг.

Внутрисуставные (ВС) инъекции – это консервативная стратегия ведения пациентов с ГА (3). На сегодняшний день препараты ГиК имеют наибольшую доказательную базу относительно эффективности в лечении ГА без повышения риска побочных эффектов. В последнее время систематические обзоры периодических мета-анализов и реальная клиническая практика
демонстрируют эффективность инъекций ГиК на уровне доказательности IA.

Биологически ГиК является инертной молекулой. Нативная ГиК является крупномолекулярным веществом с большой молекулярной массой,способные деградировать до более мелких фрагментов за счет активности гиалуронидаз, индуцируя несколько патофизиологических адаптивных реакций. (2).

Различные фракции ГиК могут быть оценены в целях применения в нескольких биомедицинских направлениях, в т.ч. для улучшения вязкости синовиальной жидкости.
В то время как различные фракции ГиК в зависимости от размера обладают различными реологичеcкими свойствами и могут как ингибировать, так и стимулировать воспалительный ответ в таргетных клетках и поврежденных тканях и дифференцированно модулировать продукцию специфических воспалительных медиаторов (5,6).

В соответствии с данными о различной активности ГиК в зависимости от размера и структуры ГиК, гибридные препараты ГиК низко- и высокомолекулярной ГиК (7,8), сшитая ГиК (9) продемонстрировали еще больше вариаций и комплексность эффектов по сравнению с нативными линейными полимерами.

С клинической точки зрения на основании анализа базы данных Кокрейновского систематического обзора, основанного на большом количестве контролируемых исследований, было продемонстрировано значительное уменьшение боли при гонартрозе на фоне инъекций ГиК (11).

Инъекционные препараты для улучшения вязкости содержат линейную ГиК (ЛГиК) или сшитую ГиК – которая является наиболее устойчивой к ферментативной деградации (9).

Положительный лечебный эффект ГиК при гонартрозе часто ассоциирован с ее биомеханическими и улучшающими вязкость синовиальной жидкости свойствами; однако с каждым годом растет объем доказательной базы объективности ГиК в отношении биологических эффектов и ее влияния на процессы воспаления и деградации хряща.

Целью данного исследования является оценка клинических и биохимических эффектов последовательного в/с введения различных форм - линейной и сшитой гиалуроновых кислот в снижении болевого синдрома и улучшении функции сустава у пациентов с ГА с фокусом на модуляцию маркеров деградации хряща и цитокинов, участвующих в патогенезе ГА (13).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Проведено описательное пролонгированное исследование с последующими визитами в течение 12 месяцев.

Критерии включения: симптоматический ГА легкой и средней степени тяжести, II–III Rg -стадия по шкале Келлгрена–Лоуренса (KL) с проведением Rg -исследования давностью не более 3 мес.

Критерии исключения: инфекционное поражение суставов, воспалительные заболевания суставов, остеонекроз, бактериальное поражение синовиальной жидкости, ограничение объема движений, окружность колена >45 см, травмы, оперативные вмешательства на коленном суставе, потеря хряща на всем протяжении по индексу КС и/или лечение ГК и или нестероидными противовоспалительными препаратами (НПВП) в течение предшествующих 3 месяцев, ревматические заболевания, эндокринная патология, злокачественные новообразования и системные заболевания.

Исследование соответствует этическим стандартам. В частности, все экспериментальные процедуры проводились в соответствии с утвержденными принципами и рекомендациями (14).

После одобрения институциональным этическим комитетом 15 ноября 2016 года исследование было проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией об исследованиях с участием добровольцев (1975), все пациенты подписали форму информированного согласия для участия в исследовании.

В исследование были включены тридцать девять (39) пациентов, соответствующих критериям включения.

Исходно были зафиксированы антропометрические данные (возраст, пол, рост, масса тела и индекс массы тела, , ИМТ) и уровень физической активности (ФА), измеряли по шкале уровня физической активности Солтина–Гримби (15)

(Таблица 1). Оценка клинических и функциональных изменений проводилась во время последовательных ВС инъекций ЛГиК и СГиК (исходный уровень на 1-й неделе и через 6 месяцев) с повторением курса.
Таблица 1. Характеристики пациентов.
BMI, body mass index; PA, physical activity. SF, synovial fluid; DRY, no synovial fluid. Values are the mean +/- SE.
Пациенты - 39
Возраст - 64,9 (+/- 8,8)
Мужчины - 26,0
Женщины - 13,0
Курение - 16
Масса тела (кг) - 69,9 (+/- 6,3)
Рост (м) - 1,7 (+/- 0,1)
ИМТ - 23,8 (+/- 2,4)
Уровень физической активности - 1,6 (+/- 0,2)
Двухстороннее поражение - 14
Одностороннее поражение - 25
Синовиальная жидкость - 19
"Сухой сустав" - 24
Курс состоял из двух последовательных в/с инъекций сначала линейной ГиК 1,2 МДа (32mg /2 мл), затем через 1 неделю – кросс-линк препарат 3 мл. Повтор через 6 месяцев.
Рис.1. Дизайн исследования. Последовательные ВС инъекции ГиК пациентам с ГА ЛГиК и последующим введением СГиК через 1 нед. Повторение курса инъекций через 6 мес. Хронология проведения клинической оценки, ультрасонографии, артроцентеза и заборов крови.
Linear and cross- linked hyaluronic acid trearment
Инъекции в коленный сустав проводились в стерильных условиях путем введения иглы G"21 в полость пателлофеморального сустава верхнелатеральным доступом в положении лежа на спине (16).

Идентичная схема лечения с двумя последовательными инъекциями была проведена повторно через 6 месяцев (рис. 1); все инъекции выполнял один врач.

Клиническая и функциональная оценка

Функциональные параметры включали интенсивность боли и диапазон движений (ROM). Интенсивность боли определяли с использованием визуальной аналоговой шкалы (ВАШ) в диапазоне от 0 до 10; ROM (сгибание и разгибание в коленном суставе) оценивали гониометрически; индекс WOMAC использовался для оценки функциональных ограничений в коленном суставе. Все данные WOMAC, представленные в этом отчете, были нормализованы с определением среднего балла по шкале от 0 до 10, аналогично с другими исследованиями (18).

Удовлетворенность пациентов также оценивалась с помощью шкалы Ликерта (19). Средняя толщина хряща измерялась с применением ультрасонографической визуализации (ультразвуковые аппараты Esaote MyLab ™ 70 XVG с линейными преобразователями 12 МГц и 18 МГц).

Сначала визуализировалась область межмыщелковой борозды, включая мыщелки бедренной кости за надколенником. Последовательно сканировали хрящ медиального и латерального мыщелков бедренной кости, а также межмыщелковую борозду, охватывая все поверхности от проксимальных до дистальных отделов с использованием датчика в поперечном положении.

Ультразвуковой луч проводился перпендикулярно поверхности бедренной кости (20). Колени были максимально согнуты для большей доступности при проведении ультразвуковой оценки. Угол сгибания в коленном суставе составлял около 100-140°. Эксперт УЗД со стажем работы более 30 лет в отношении опорно-двигательного аппарата, не был ознакомлен с историей болезни, данными клинических инструментальных методов исследований пациентов.

Биохимическая оценка

Забор образцов плазмы проводился исходно, через 1 неделю и 3 месяца после первого цикла лечения, анализ на CTX-II и содержание цитокинов. При выявлении.

Образцы выдерживали при температуре -80°C до проведения анализа.

Для определения уровней ИЛ-1β, ИЛ-17 и ИЛ-9 в плазме и СЖ использовали тесты для проведения иммуноферментного анализа (ИФА) (BMS224HS High Sensivity, BMS2017, BMS2081 ELISA ThermoFisher Scien fic, SrL) и CTX-II (ELISA

CTX-II MBS261323 Novus Biologicals, SrL). Кроме этого, количественно определяли человеческий лубрицин (ELISA LS-F7095 LifeSpan, Inc.), эластазу (ELISA NBP2-60501 Novus Biologicals, SrL) и CTX-II в СЖ.

Статистический анализ

Анализ параметров проводился с определением индексов описательной статистики (среднее значение и стандартные отклонения). Отдельное одностороннее повторное измерение ANOVA проводилось с оценкой по ВАШ, ROM коленного сустава, WOMAC и цитокинов в плазме. Для post-hoc анализа использовался post-hoc тест Бонферрони. Парные t-тесты использовали для сравнения параметров СЖ на исходном уровне и через неделю от начала лечения ГиК. Корреляция Пирсона использовалась для анализа взаимосвязи между исходной концентрацией CTX-II и изменениями толщины хряща через 12 месяцев. Уровень статистической значимости был установлен на уровне р<0,05. Статистический анализ проводился с помощью SPSS Statistics для Windows v20.0, IBM Corp.).



РЕЗУЛЬТАТЫ

Тридцать девять (39) пациентов отобраны для исследования с учетом критериев включения. Распределение по полу, возрасту, массе тела, курению, ИМТ, уровню ФА и Rg -стадии по Келлгрену-Лоуренсу представлено в таблице 1.

14 пациентам с двусторонним ГА произведены инъекции ГиК в оба коленных сустава. Не было зарегистрировано отказов и местных/системных реакций или побочных эффектов.

Как показано в таблице 2, показатель ВАШ снизился непосредственно после первой инъекции линейной ГиК и сохранялся на низком уровне в течение 12 месяцев наблюдения (р<0,05).

Анализ изменений показателей ВАШ во времени показывает более выраженное снижение ВАШ после двух инъекций линейной и сшитой ГиК.

Последовательные инъекции сначала линейной ГиК, а потом сшитой ГиК обеспечивают длительную стабилизацию полученных эффектов.

Продемонстрировано выраженное улучшение ROM, ВАШ и WOMAC, зарегистрированных спустя 6 месяцев и позднее, как по сравнению с данными, полученными на исходном уровне, так и через 6 месяцев (таблица 2).

В целом у пациентов отмечалось значимое улучшение показателей WOMAC, ROM со снижением показателя ВАШ. Изменения показателей WOMAC и ROM изменялись более пролонгировано во времени.

Продемонстрировано выраженное улучшение ROM, ВАШ и WOMAC, зарегистрированных спустя 6 месяцев и позднее, как по сравнению с данными, полученными на исходном уровне, так и через 6 месяцев (таблица 2).

В целом у пациентов отмечалось значимое улучшение показателей WOMAC, ROM со снижением показателя ВАШ. Изменения показателей WOMAC и ROM изменялись более пролонгировано во времени.
Таблица 2. Характеристики пациентов
VAS, Visual analogue scale; ROM, Range of motion (degree); WOMAC, Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis (functional subscale, normalized using average score on 0 to 10 scales.)

Arthrocentesis were performed at the indicated time points and the volume of the resulting SFs was determined immediately before each HA injection and at 12 mounts (means +/- SE).

Статистически значимо от исходного (p<0,05). Статистически значимо через 6 месяцев (p<0,05).
Все вышеперечисленные результаты сопровождались определением удовлетворенности пациентов по шкале Лейкерта: через 12 месяцев 37 пациентов были очень удовлетворены полученным лечением.

Для контроля толщины бедренного хряща использовалась ультрасонографическая визуалзация, проводимая исходно и через 12 месяцев наблюдения (рисунки 2A-F).

УЗИ латеральных хрящей коленных суставов трех пациентов, отражающее клиническую сценарий этого исследования представлены на рисунках 2A-F.

Первый случай демонстрирует последовательное улучшение состояния хряща (рисунок 2A-B), наблюдавшееся в исследовании; второй (рисунок 2C-D) - среднее/промежуточное клиническое состояние, т. е. умеренную симптоматику; третий случай (рис. 2E-F) – тяжелую клиническую ситуацию с прерывистой поверхностью хряща и хроническим синовитом.
Рис.2. Репрезентативная ультрасонография изменения латерального хряща бедренной кости 3 пациентов исходно и через 2 месяца на A-B, C-D и E-F, соответственно.
Несмотря на клинические различия, у всех трех пациентов были выявлены ультразвуковые признаки улучшения состояния и толщины хряща в течение 12 месяцев наблюдения, но в разной степени.

В целом, через 12 месяцев средняя толщина хряща коленного сустава у включенных в исследование пациентов была значительно больше, чем в исходном состоянии (0,84 ± 0,19 мм и 2,72 ± 0,86 мм соответственно; р<0,05).

Концентрация CTX-II в плазме крови значимо не изменилась через 3 месяца по сравнению с исходным уровнем (0,69 ± 0,28 нг/мл и 0,70 ± 0,24 нг/мл, соответственно; р>0,05).

Для оценки взаимосвязи между исходным уровнем CTX-II плазмы крови и изменений толщины хряща через 12 месяцев был проведен корреляционный анализ Пирсона: была обнаружена статистически значимая отрицательная корреляция между этими параметрами (r= -0,517; p<0,05).
Рис.3. Уровни биохимических маркеров воспаления и деградации хряща в плазме и синовиальной жидкости. Уровни IL-1β, IL-9, IL-17 в плазме определяли исходно (непосредственно после первой инъекции ЛГиК) и через 1 нед. Среднее отклонение +/-; уровень статистической значимости по сравнению с исходным (p<0,05).
Маркеры воспаления плазмы и синовиальной оболочки

Маркеры воспаления IL-1β и IL-9 значительно снизились через 3 месяца (р<0,05), в то время как IL-17 был низким и незначительно уменьшился через 1 неделю и 3 месяца (рис. 3A, B, C).

Уровни синовиальных IL-1β, IL-9 и IL-17 (рисунки 3D, 3E и 3F) снизились через 1 неделю после начала исследования (р<0,05), в то время как уровни маркеров хряща CTX-II, лубрицин и эластаза (рисунки 3G, 3H, 3I) существенно не изменились.

В подгруппе из 8 пациентов с персистирующей экссудацией СЖ проведен протеомный анализ СЖ на исходном уровне, через 6 и 12 месяцев (рисунки 4A-C). Идентификация белка, дифференциально экспрессируемого в ходе исследования, выявила снижение маркеров воспаления аполипопротеина А-1, антитрипсина α-1 и цепи IgK, наряду с увеличением ингибитора IL-1β.
Рис. 4. Протеомный анализ синовиальной жидкости. Репрезентативный 2D электрофорез СЖ субпопуляции пациентов с тяжёлым синовитом исходно (A), через 6 мес. (B) и через 12 мес. (C). Стрелками указаны белки, экспрессируемые за период наблюдений.
ОБСУЖДЕНИЕ

В настоящем исследовании оценивались клинические результаты терапевтического курса синхронизированных и последовательных циклов в/с инъекций линейной ГиК и сшитой ГиК с повторным проведением курса через 6 месяцев для лечения ГА II и III стадии по KL в течение 12 месяцев наблюдения, влияние на профиль цитокинов и маркеры деградации хряща в плазме и в СЖ. Наши данные показывают, что этот терапевтический режим способствовал значительному, быстрому и длительному улучшению симптоматики ГА у всех включенных в исследование пациентов. Клинические, функциональные показатели и большинство биохимических маркеров (из плазмы и SF) улучшились через 6, а в отдельных случаях и через 12 месяцев. Отмечался быстрый терапевтический эффект с уменьшением выраженности инвалидизирующих симптомов, который сохранялся на прежнем уровне или улучшался с течением времени. Лучшие показатели ВАШ, ROM и WOMAC наблюдались сразу после первого курса инъекций ГиК и вплоть до 6-месячного наблюдения. Второй курс инъекций ГиК способствовал последующему улучшению показателей ВАШ, ROM и WOMAC. Большинство биологических эффектов были связаны с инъекциями линейной ГиК, а инъекции сшитой ГиК способствовали закреплению и улучшению результатов, достигнутых за счет инъекций линейной ГиК.

Биохимические и клинические показатели (удовлетворенность пациентов) имели тенденцию к неуклонному улучшению на выбранных контрольных точках. Внутрисуставное введение ГК рекомендовано для консервативного лечения ГА (3, 22).

В соответствии с этим, ГиК не только ингибирует ноцицептивную реакцию при артрозе, но и положительно влияет на состояние хряща. Это представление подтверждается результатами ультразвуковых наблюдений через 12 месяцев

по сравнению с исходными показателями. Ультразвуковая оценка суставного хряща основывалась на предыдущих исследованиях, где ультразвуковое исследование предоставляло прямую информацию о дегенерации мягких тканей, о также дополнительную диагностическую информацию о специфических морфологических изменениях хряща (23, 24). Ультразвуковая визуализация является полезной для оценки относительной толщины хряща в средней и заднемедиальной областях бедренной кости, что было подтверждено данными, полученными на МРТ в других исследованиях (25, 26).

Улучшение состояния хряща, наблюдавшееся через 12 месяцев по сравнению с исходным уровнем, с биохимической точки зрения сочеталось с отсутствием увеличения CTX-II в плазме через три месяца.

По данным Брюйера и др., что увеличение CTX-II за этот период (3 месяца) является предиктором деградации хряща и в более поздние сроки (т. е. через 12 месяцев) (27).

Кроме того, из исследования показана эффективность ГиК в модуляции специфических провоспалительных медиаторов. Действительно, соответствующие циркулирующие маркеры воспаления, связанные с ГА, IL-1β и IL-9, снизились через 3 месяца.

Несмотря на то, что IL-9 рассматривается как плейотропный многофункциональный цитокин, эффекты которого зависят от микроокружения и конкретных условий, при заболеваниях суставов и ревматических заболеваниях данный цитокин оказывает провоспалительное действие (28).

Снижение уровней IL-1β, IL-9 и IL-17 было выявлено и в СЖ у пациентов через 1 неделю после лечения ЛГиК. В соответствии с биохимическими данными протеомный анализ СЖ через 6 и 12 месяцев выявил ГиК-индуцированную модуляцию специфических белков, участвующих в воспалительной реакции: в частности, уровни аполипопротеина А-1, цепи IgK и α-1-антитрипсина с течением времени снижались.

Аполипопротеин А-1 является липопротеином высокой плотности, играющим ключевую роль в транспорте и доставке липидов, который также обладает провоспалительными свойствами. Данный липопротеин способствует индукции экспрессии сильных матриксных металлопротеиназ и оказывает провоспалительное действие в СЖ (29). Цепь IgK участвует в выработке антител, и повышенные уровни свободной легкой цепи могут быть обнаружены в воспаленных участках (30).

Уровень α-1-антитрипсина повышается при активном прогрессировании деградации хряща и воспаления (31).

В свою очередь, транстиретин, обладающий противовоспалительной активностью, является ингибитором конститутивной продукции IL-1β и способен хелатировать амилоид, предотвращая его отложение в коленном суставе (32).
В целом, данные биохимических исследований указывают на то, что разработанный режим введений ГиК помимо улучшения механических показателей за счет повышения вязкости, способствует также снижению маркеров воспаления.

Через 12 месяцев это отражается в общем улучшении состояния коленных суставов по данным УЗИ, в клиническом и функциональном улучшении по таким параметрам как боль, ROM и WOMAC и шкала удовлетворенности пациентов.

Описанные клинические и функциональные изменения свидетельствуют о быстрой и ранней фазах клинической эффективности за счет первой инъекции линейной ГиК, в сопровождении с прогрессирующим и более пролонгированным эффектом после введения сшитой ГиК.

Первичное в/с введение линейной ГиК способствует быстрому и резкому уменьшению боли, что ассоциировано с общей противовоспалительной тенденцией (о чем свидетельствуют тенденции цитокинов и биохимических маркеров в плазме и СЖ).

В качестве гипотезы можно предположить, что ЛГиК способствует быстрому «прекондиционированию» сустава, создавая благоприятную среду для последующей инъекции (через 1 неделю) СГиК. Следует отметить, что скорость деградации ГиК параллельно с потерей ее активности очень высока в воспаленных суставах (33). Следовательно, возможно, прекондиционированная, менее воспаленная среда сустава может способствовать дальнейшему уменьшению скорости медленной деградации введенной в последующем СГиК, еще больше продлевая ее активность.

Сшивание ГиК уменьшает склонность ГиК к деградации, опосредованную гиалуронидазой, в связи с чем СГиК более стабильна по сравнению с ЛГиК (9). Такая "сверхдлительная" активность приведет к более последовательному сочетанному клиническому улучшению. Стоит отметить, что данная гипотеза согласуется со значительным снижением уровня IL-1β и IL-9, наблюдаемым через 3 месяца после первого цикла инъекций, а также с клиническими, функциональными и ультразвуковыми результатами в течение 12 месяцев наблюдения.

ВС инъекции ЛГиК и СГиК с временной последовательностью являются безопасными и высокоэффективными в лечении у пациентов с ГА на ранней стадии ГА, что согласуется с данными литературы (3, 4). Кроме того, было выявлено, что данный терапевтический курс способствовал значительному и продолжительному улучшению и при тяжелом ГА.
ЛИТЕРАТУРА