膝关节骨关节炎早期分子标志物的蛋白质组学解析：从发现到临床转化潜力

本研究针对膝关节骨关节炎(OA)早期诊断难题，通过SWATHTM质谱技术系统分析不同Kellgren-Lawrence(KL)分级患者的滑液和血清样本，鉴定出29个显著差异蛋白。研究发现CTSG、AGT上调和FAH、NCAM1下调与OA进展显著相关，其中AGT与NCAM1在血清和滑液中呈现良好相关性，为OA早期诊断和分期提供了新型分子标志物。该成果为开发OA精准诊疗策略奠定了重要基础。

　　

膝关节骨关节炎(OA)作为全球第十一大致残性疾病，正严重威胁中老年人群的生活质量。令人担忧的是，目前临床主要依赖X线检查的Kellgren-Lawrence(KL)分级系统存在明显局限：当影像学能检测到关节间隙变窄时，软骨损伤往往已不可逆转。更棘手的是，约40%有明显疼痛症状的患者在早期影像检查中显示正常，而部分晚期影像改变者却无显著症状，这种症状与结构改变的不匹配现象，使得早期干预面临巨大挑战。

在这样的临床困境下，印度昌迪加尔的医学教育与研究研究生院的研究团队另辟蹊径，将目光投向蛋白质组学这一前沿领域。他们假设，关节"微环境"中的滑液(SF)可能蕴藏着OA进展的分子密码——毕竟这个与软骨直接接触的生物液体，就像关节的"分子日记"，记录着疾病演变的每个关键节点。通过系统分析不同KL分级患者的蛋白质组特征，研究团队成功在《Archives of Medical Research》上揭示了OA进展的分子路线图。

研究采用SWATH^TM（连续窗口采集所有理论碎片质谱）这一革命性质谱技术，对KL2-4级患者的滑液样本进行深度扫描。技术路线的精妙之处在于：首先用多重亲和去除系统清除高丰度蛋白干扰，再通过同位素标记定量确保数据可靠性，最终用ELISA在扩大样本中验证发现。这种从发现到验证的闭环设计，使研究成果兼具创新性和临床转化潜力。

【Characteristics of the subjects】部分显示，研究纳入75例OA患者（女性占68%），年龄50-70岁，BMI 24.6-27.9 kg/m²。值得注意的是，虽然年龄和BMI随疾病进展呈升高趋势，但WOMAC（西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数）评分才是与KL分级显著相关的临床参数，这提示结构损伤与功能恶化存在生物学关联。

【Clustering and quantification of synovial fluid proteins by SWATH Analysis】揭示，在357个鉴定蛋白中，29个呈现显著差异表达模式。其中，组织蛋白酶G（CTSG）和血管紧张素原（AGT）的表达量随KL分级升高而递增，如同OA进展的"分子加速器"；相反，延胡索酰乙酰乙酸酶（FAH）和神经细胞黏附分子1（NCAM1）则呈递减趋势，宛如关节保护的"分子刹车"。这种双向调控模式为理解OA发病机制提供了新视角。

【Discussion】部分深入解析了这些标志物的生物学意义。CTSG作为中性粒细胞分泌的蛋白酶，可能通过激活基质金属蛋白酶加剧软骨降解；AGT的升高则暗示肾素-血管紧张素系统异常参与OA进程；而NCAM1的下调可能反映关节神经支配异常在OA疼痛中的作用。特别值得注意的是，血清与滑液中AGT和NCAM1水平的高度相关性，为开发微创血液检测带来希望。

研究结论指出，这是首个系统描绘OA全病程蛋白质组特征的研究。验证的CTSG、NCAM1和AGT等标志物不仅能够区分早期（KL2）和晚期（KL4）OA，其AUC（曲线下面积）更达到0.82-0.91的优秀诊断效能。这些发现如同为OA诊疗安装上"分子显微镜"，使临床医生有望在影像学改变前捕捉疾病苗头。更重要的是，这些蛋白靶点为开发疾病修饰疗法指明新方向——例如，靶向CTSG的抑制剂或可成为延缓OA进展的"分子刹车片"。

这项研究的突破性在于将蛋白质组学技术与临床需求精准对接。研究者没有止步于发现阶段，而是通过严格的多阶段验证，使实验室发现向临床实践迈出坚实步伐。随着后续大样本验证的开展，这些蛋白标志物有望改写OA早期诊断标准，最终实现从"看得见骨损伤"到"读得懂分子信号"的诊疗范式转变。