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目的:本研究在建立AIARA兔模型的前提下,应用超声引导滑膜活检取不同时期兔活体膝关节滑膜,结合多模态超声及血清学指标,在第一部分纵向研究滑膜病理炎性改变,第二部分纵向研究滑膜新生血管生成,第三部分评估纳米包埋甲泼尼龙关节周边皮下注射干预早期类风湿关节炎的效果。
方法:第一部分:①30只雄性新西兰兔随机分为AIARA模型组(25只)及对照组(5只);②取建模第1-16周AIA组及对照组的血样,ELISA法检测IL-1、CRP、TNF-α等指标;③常规超声及超声造影在建模第6、8、12、16周检测AIA组及对照组兔双侧膝关节,获得多模态超声指标,随后超声引导滑膜活检取AIA组膝关节滑膜,进行病理评分及CD3免疫组化检测,并分析病理指标与多模态超声指标、血清学指标之间的相关性。
第二部分:镜下观察第一部分所取的滑膜组织不同时期的微血管改变,免疫组化法检测滑膜CD31及VEGF表达水平,分析不同时期微血管密度(CD31标记)及VEGF与多模态超声指标之间的相关性。
第三部分:①构建30只AIARA兔模型,随机分为对照组及4个治疗组包括口服沙利度胺组(MT1)、口服甲泼尼龙组(MT2)、纳米包埋甲泼尼龙皮下注射组(MT3)、口服甲氨喋呤组(MT4),每组6只,从建模第7周的第1天开始进行干预,共干预6周。②于干预前及干预后第1-6周,每周取各组兔的血样,ELISA法检测IL-1、CRP、TNF-α、VEGF等指标;③干预前及干预后2、4、6周常规超声评估各组兔膝关节,干预前及干预后6周超声造影评估,获得多模态超声指标;④干预前及干预后2、4、6周超声引导滑膜活检取各组兔膝关节滑膜,进行病理评分及CD3、CD31、VEGF免疫组化检测,并分析病理学指标与多模态超声指标及血清学指标之间的相关性。
结果:第一部分:①AIA组兔建模成功率100%;②AIA组滑膜病理评分各亚项、总分及CD3表达水平建模6-16周时随时间的延长而持续增加,差异有统计学意义(P<0.05);③AIA组中,滑膜厚度值、滑膜厚度分级在第6-16周时随时间的延长呈持续上升(P<0.05);PDI分级、CEUS分级在第6-8周时随时间的延长而增加(P<0.05),8-16周时较平稳;PI值在第6-8周时上升,8-16周时下降(P<0.05);AUC值在第6-8周时较平稳,8-12周时上升,12-16周时下降(P<0.05);TTP在不同部位不同时间变化率差异均无统计学意义。④超声引导滑膜活检总成功率为75.2%(292/383);活检成功率与滑膜厚度值、滑膜厚度分级的相关度r值为0.798、0.812(P<0.01)。⑤AIA组的血清学指标TNF-α、CRP、IL-1自第5周呈现较明显的上升,第8周左右达高峰,其后相对平稳;与对照组比较,第5-16周差异有统计学差异(P<0.05);⑥滑膜厚度值、滑膜厚度分级、CD3表达率与滑膜炎病理评分相关性r值分别为0.827、0.789、0.806(P<0.01)。
第二部分:①随着建模时间的延长,AIA组滑膜内血管数目增多,管腔逐渐增大;AIA组滑膜MVD(CD31)及VEGF表达水平在建模6-12周时随时间的延长而增加(P<0.01),12-16周变化较平稳;②AIA组的CEUS增强早期,建模6周及8周以散在点状增强较多见,建模12周及16周以单条状及多条状/扭曲粗大状占多数(P<0.05);③AIA组中,PDI分级与滑膜MVD(CD31)、VEGF相关度分别为0.451、0.432;CEUS分级与MVD(CD31)、VEGF相关度分别为0.586、0.557;PI与MVD(CD31)、VEGF相关度分别为0.579、0.587;以上均有统计学意义。
第三部分:①口服甲泼尼龙组(MT2组)干预第4周时1只兔死亡,第5周时1只兔因严重感染退组,其余兔完成干预计划。②干预前,各组兔之间超声指标、血清学及病理指标无显著性差异;干预后,口服甲泼尼龙组(MT2组)、纳米包埋甲泼尼龙关节皮下注射组(MT3组)及口服甲氨喋呤组(MT4组)较对照组滑膜厚度、PDI分级、CEUS分级减少,而口服沙利度胺组(MT1组)相应指标有所增加;对照组及口服沙利度胺组(MT1组)PI值变大,余治疗组PI值减小,上述差异均有统计学意义;各组之间AUC及TTP均无统计学意义。③对照组血清学指标相对平稳;口服沙利度胺组(MT1组)血清TNF-α、CRP、IL-1、VEGF水平随干预时间的增加呈逐渐上升趋势,第3周后与对照组相比,差异有统计学意义;余治疗组血清CRP、TNF-α、IL-1、VEGF变化较平稳。④干预后,口服沙利度胺组(MT1组)滑膜病理各亚项及总分、CD3、MVD(CD31)、VEGF表达增高;余治疗组滑膜病理各亚项及总分、CD3、MVD(CD31)、VEGF表达减少,较对照组及口服沙利度胺组(MT1组)差异均有统计学意义;⑤滑膜病理评分与滑膜厚度、PDI分级、PI、CD3、CD31相关度分别为0.669、0.556、0.601、0.715、0.524,滑膜MVD(CD31)与PDI分级、CEUS分级、PI相关度分别为0.463、0.512、0.571,P均<0.01。
结论:第一部分:①AIA兔模型可较好地模拟RA病程,超声引导滑膜活检提示建模第4-8周相当于RA早期(炎症期),第8-12周相当于中期(血管翳形成期),第12-16周相当于晚期(纤维化期),提示RA治疗窗约2个月。②超声引导下18G半自动滑膜活检穿刺成功率高,获得的活检组织条可满足组织病理学及免疫组化CD3检测。③滑膜厚度值、滑膜厚度分级最能体现AIARA兔模型的滑膜炎病理改变。④AIA兔模型早期滑膜厚度分级及PDI分级以1级为主,随着病程进展,上述指标逐渐增加,晚期滑膜厚度分级及PDI分级以3级为主。⑤CD3随建模时间的延长,表达水平持续增高,在AIA兔模型病程发展中可能具有重要意义。
第二部分:①AIA兔模型中,炎症期CD31及VEGF表达水平增高,血管翳形成期高于炎症期,纤维化期变化较平稳。②PDI分级、CEUS分级及PI最能够反映滑膜血管化程度;CEUS增强早期血管形态对RA早期诊断有一定价值。③多模态超声,尤其是结合活检滑膜CD31表达水平可以早期准确评价AIA兔模型滑膜血管化程度。
第三部分:①在AIA兔模型上,在早期阶段应用纳米包埋甲泼尼龙关节周边皮下注射、口服甲泼尼龙、口服甲氨喋呤进行干预均能有效遏制关节炎症进展;②纳米包埋甲泼尼龙关节周边皮下注射干预早期滑膜炎,较口服甲泼尼龙毒副作用小,较口服甲氨喋呤起效快,是一种有潜力的RA早期干预新策略;③在病理学层面上,超声指标能早于、优于血清学指标反映早期RA干预效果;滑膜厚度、PDI分级及PI能较好反映干预后滑膜病理炎性状况,PDI分级、CEUS分级及PI能较好反映干预后滑膜新生血管生成状况。④超声引导18G半自动滑膜活检能够获得干预后的AIA兔模型膝关节滑膜组织,CD3能够体现干预后病理炎性改变,CD31能够体现干预后血管生成改变。
方法:第一部分:①30只雄性新西兰兔随机分为AIARA模型组(25只)及对照组(5只);②取建模第1-16周AIA组及对照组的血样,ELISA法检测IL-1、CRP、TNF-α等指标;③常规超声及超声造影在建模第6、8、12、16周检测AIA组及对照组兔双侧膝关节,获得多模态超声指标,随后超声引导滑膜活检取AIA组膝关节滑膜,进行病理评分及CD3免疫组化检测,并分析病理指标与多模态超声指标、血清学指标之间的相关性。
第二部分:镜下观察第一部分所取的滑膜组织不同时期的微血管改变,免疫组化法检测滑膜CD31及VEGF表达水平,分析不同时期微血管密度(CD31标记)及VEGF与多模态超声指标之间的相关性。
第三部分:①构建30只AIARA兔模型,随机分为对照组及4个治疗组包括口服沙利度胺组(MT1)、口服甲泼尼龙组(MT2)、纳米包埋甲泼尼龙皮下注射组(MT3)、口服甲氨喋呤组(MT4),每组6只,从建模第7周的第1天开始进行干预,共干预6周。②于干预前及干预后第1-6周,每周取各组兔的血样,ELISA法检测IL-1、CRP、TNF-α、VEGF等指标;③干预前及干预后2、4、6周常规超声评估各组兔膝关节,干预前及干预后6周超声造影评估,获得多模态超声指标;④干预前及干预后2、4、6周超声引导滑膜活检取各组兔膝关节滑膜,进行病理评分及CD3、CD31、VEGF免疫组化检测,并分析病理学指标与多模态超声指标及血清学指标之间的相关性。
结果:第一部分:①AIA组兔建模成功率100%;②AIA组滑膜病理评分各亚项、总分及CD3表达水平建模6-16周时随时间的延长而持续增加,差异有统计学意义(P<0.05);③AIA组中,滑膜厚度值、滑膜厚度分级在第6-16周时随时间的延长呈持续上升(P<0.05);PDI分级、CEUS分级在第6-8周时随时间的延长而增加(P<0.05),8-16周时较平稳;PI值在第6-8周时上升,8-16周时下降(P<0.05);AUC值在第6-8周时较平稳,8-12周时上升,12-16周时下降(P<0.05);TTP在不同部位不同时间变化率差异均无统计学意义。④超声引导滑膜活检总成功率为75.2%(292/383);活检成功率与滑膜厚度值、滑膜厚度分级的相关度r值为0.798、0.812(P<0.01)。⑤AIA组的血清学指标TNF-α、CRP、IL-1自第5周呈现较明显的上升,第8周左右达高峰,其后相对平稳;与对照组比较,第5-16周差异有统计学差异(P<0.05);⑥滑膜厚度值、滑膜厚度分级、CD3表达率与滑膜炎病理评分相关性r值分别为0.827、0.789、0.806(P<0.01)。
第二部分:①随着建模时间的延长,AIA组滑膜内血管数目增多,管腔逐渐增大;AIA组滑膜MVD(CD31)及VEGF表达水平在建模6-12周时随时间的延长而增加(P<0.01),12-16周变化较平稳;②AIA组的CEUS增强早期,建模6周及8周以散在点状增强较多见,建模12周及16周以单条状及多条状/扭曲粗大状占多数(P<0.05);③AIA组中,PDI分级与滑膜MVD(CD31)、VEGF相关度分别为0.451、0.432;CEUS分级与MVD(CD31)、VEGF相关度分别为0.586、0.557;PI与MVD(CD31)、VEGF相关度分别为0.579、0.587;以上均有统计学意义。
第三部分:①口服甲泼尼龙组(MT2组)干预第4周时1只兔死亡,第5周时1只兔因严重感染退组,其余兔完成干预计划。②干预前,各组兔之间超声指标、血清学及病理指标无显著性差异;干预后,口服甲泼尼龙组(MT2组)、纳米包埋甲泼尼龙关节皮下注射组(MT3组)及口服甲氨喋呤组(MT4组)较对照组滑膜厚度、PDI分级、CEUS分级减少,而口服沙利度胺组(MT1组)相应指标有所增加;对照组及口服沙利度胺组(MT1组)PI值变大,余治疗组PI值减小,上述差异均有统计学意义;各组之间AUC及TTP均无统计学意义。③对照组血清学指标相对平稳;口服沙利度胺组(MT1组)血清TNF-α、CRP、IL-1、VEGF水平随干预时间的增加呈逐渐上升趋势,第3周后与对照组相比,差异有统计学意义;余治疗组血清CRP、TNF-α、IL-1、VEGF变化较平稳。④干预后,口服沙利度胺组(MT1组)滑膜病理各亚项及总分、CD3、MVD(CD31)、VEGF表达增高;余治疗组滑膜病理各亚项及总分、CD3、MVD(CD31)、VEGF表达减少,较对照组及口服沙利度胺组(MT1组)差异均有统计学意义;⑤滑膜病理评分与滑膜厚度、PDI分级、PI、CD3、CD31相关度分别为0.669、0.556、0.601、0.715、0.524,滑膜MVD(CD31)与PDI分级、CEUS分级、PI相关度分别为0.463、0.512、0.571,P均<0.01。
结论:第一部分:①AIA兔模型可较好地模拟RA病程,超声引导滑膜活检提示建模第4-8周相当于RA早期(炎症期),第8-12周相当于中期(血管翳形成期),第12-16周相当于晚期(纤维化期),提示RA治疗窗约2个月。②超声引导下18G半自动滑膜活检穿刺成功率高,获得的活检组织条可满足组织病理学及免疫组化CD3检测。③滑膜厚度值、滑膜厚度分级最能体现AIARA兔模型的滑膜炎病理改变。④AIA兔模型早期滑膜厚度分级及PDI分级以1级为主,随着病程进展,上述指标逐渐增加,晚期滑膜厚度分级及PDI分级以3级为主。⑤CD3随建模时间的延长,表达水平持续增高,在AIA兔模型病程发展中可能具有重要意义。
第二部分:①AIA兔模型中,炎症期CD31及VEGF表达水平增高,血管翳形成期高于炎症期,纤维化期变化较平稳。②PDI分级、CEUS分级及PI最能够反映滑膜血管化程度;CEUS增强早期血管形态对RA早期诊断有一定价值。③多模态超声,尤其是结合活检滑膜CD31表达水平可以早期准确评价AIA兔模型滑膜血管化程度。
第三部分:①在AIA兔模型上,在早期阶段应用纳米包埋甲泼尼龙关节周边皮下注射、口服甲泼尼龙、口服甲氨喋呤进行干预均能有效遏制关节炎症进展;②纳米包埋甲泼尼龙关节周边皮下注射干预早期滑膜炎,较口服甲泼尼龙毒副作用小,较口服甲氨喋呤起效快,是一种有潜力的RA早期干预新策略;③在病理学层面上,超声指标能早于、优于血清学指标反映早期RA干预效果;滑膜厚度、PDI分级及PI能较好反映干预后滑膜病理炎性状况,PDI分级、CEUS分级及PI能较好反映干预后滑膜新生血管生成状况。④超声引导18G半自动滑膜活检能够获得干预后的AIA兔模型膝关节滑膜组织,CD3能够体现干预后病理炎性改变,CD31能够体现干预后血管生成改变。