РЕВМАТОЛОГИЯ RHEUMATOLOGY Vol. XXVI, 4/2018 Vol. XXVI, 4/ ОРИГИНАЛНИ СТАТИИ ORIGINAL ARTICLES НИВА НА C-РЕАКТИВЕН ПРОТЕИН ПРИ ПАЦИЕНТИ С ГОНАРТР

Препис

1 РЕВМАТОЛОГИЯ RHEUMATOLOGY Vol. XXVI, 4/2018 Vol. XXVI, 4/ ОРИГИНАЛНИ СТАТИИ ORIGINAL ARTICLES НИВА НА C-РЕАКТИВЕН ПРОТЕИН ПРИ ПАЦИЕНТИ С ГОНАРТРОЗА И ВРЪЗКАТА ИМ С КЛИНИЧНИТЕ ПАРАМЕТРИ НА ЗАБОЛЯВАНЕТО Ц. Георгиев, Р. Стоилов Клиника по ревматология, УМБАЛ Св. Иван Рилски София C-REACTIVE PROTEIN LEVELS IN PATIENTS WITH KNEE OSTEOARTHRITIS AND THEIR RELATIONSHIP TO THE CLINICAL PARAMETERS OF THE DISEASE Ts. Georgiev, R. Stoilov Clinic of Rheumatology, University Hospital Sv. Ivan Rilski Sofi a, Bulgaria Резюме. Целта на настоящото изследване е да се проследи връзката между CRP и клиничните показатели на болестта, качеството на живот на пациенти с гонартроза (ГоА) в българската популация. В проучването бяха включени 132 болни (81% жени) със симптоматична ГоА, на средна възраст 63,45 години, както и 31 здрави доброволци. Техните клинични параметри бяха оценени чрез следните въпросници и скали: визуална аналогова скала (VAS), алгофункционален индекс на Lequesne, Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC), Health Assessment Questionaire Disability Index (HAQ-DI). Нивата на CRP бяха измерени при всички участници. Пациентите с гонартроза имаха по-високи нива на C-реактивен протеин в сравнение с изследваните контроли, като нивата на CRP все пак бяха в референтни за лабораторията граници. Нивата на CRP корелираха с болката, оценена с VAS, в пациентската група. Групите пациенти с повишени стойности на CRP и нормални стойности на маркери се отличаваха помежду си статистически значимо по своята възраст, перцепция за болка, оценена чрез VAS, по своята болестна активност и качество на живот. CRP е ценен показател за оценка на пациенти с гонартроза, който отразява болката и болестната активност като цяло. Ключови думи: CRP, гонартроза, болестна активност Abstract. The aim of the present study was to investigate the relationship between CRP and clinical parameters of the disease, including quality of life of patients with knee osteoarthritis (KOA) in Bulgarian population. 132 patients (81% female) with symptomatic KOA (mean age of years) and 31 healthy volunteers were included in the study. Their clinical characteristics were evaluated using the following questionnaires and scales: VAS, Lequesne Algofunctional Index, Western Ontario and McMaster University Osteoarthritis Index (WOMAC), Health Assessment Questionaire Disability Index (HAQ-DI). CRP levels were measured in all participants. Patients with KOA had higher levels of C-reactive protein than the controls; however, CRP levels remained still in laboratory reference ranges. CRP levels correlated with pain assessed by VAS in the patient group. Groups of patients with elevated CRP values and normal CRP values differ statistically signifi cant in their age, perceptions of pain assessed by VAS, disease activity and quality of life. CRP is a useful indicator in patients with KOA, which refl ects pain and disease activity in general. Key words: CRP, knee osteoarthritis, disease activity

2 4 Ц. Георгиев, Р. Стоилов Ts. Georgiev, R. Stoilov УВОД Серологичните биомаркери са разработени с цел количествено пресъздаване на процесите на ставно ремоделиране, болестна активност и болестна прогресия. ESCEO маркира основните направления, очертаващи развитието и разработването на нови биомаркери, още през 2013 г. [1]. С разработването на нови биомаркери през последните години бяха пренебрегнати някои рутинни изследвания [2], които са незаменима част от обичайната клинична практика. Такъв е случаят с C-реактивния протеин (CRP). C-реактивният протеин е острофазов белтък, който се продуцира от хепатоцитите и адипоцитите и се регулира от проинфламаторни цитокини [3]. Граничните нива на CRP се наблюдават при заболявания, характеризиращи се с локален, нискостепенен възпалителен процес, какъвто е случаят с исхемичната болест на сърцето [4-6]. Гонартрозата не прави изключение от това правило: Spector и сътр. показват, че нивата на CRP са били умерено, но сигнификатно повишени при жени с ранна гонартроза. Тези нива са предсказали болестната прогресия през следващите 4 години на проследяване [7]. От друга страна, скорошен метаанализ показва, че серумната концентрация на CRP няма съществена предиктивна стойност за прогресията на структурните увреждания при ГоА (OR = 0,99; p = 0,93) [8]. Предвид разнопосочните данни в световната литература, нашата цел бе да се изследва връзката между CRP и клиничните показатели на болестта, качеството на живот на пациентитe в българска популация. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ В представеното крос-секционно проучване участваха 132 болни със симптоматична ГоА, от които 107 жени и 25 мъже (81% жени) на средна възраст (mean ± SD) 63,45 ± 8,71 години (от 40 до 80 години). Пациентската група бе сравнена с 31 здрави доброволци на средна възраст 51,77 ± 6,10 години (от 40 до 60 години), съответстващи по пол и индекс на телесна маса (ИТМ) на болните с ГоА. Здрави доброволци над 60 години не бяха включени поради клинични и/или рентгенови данни за ГоА. Пациенти и контроли За нуждите на настоящото проучване бяха подбрани и изследвани пациенти на възраст от 40 до 80 години, изпълняващи критериите на ACR за гонартроза [8]. Те страдаха от симптома- INTRODUCTION Serological biomarkers have been developed to quantify the processes of articular remodeling, disease activity and disease progression. ESCEO marked the main directions outlining the development and use of new biomarkers in 2013 [1]. The identifi cation and verifi cation of new biomarkers in recent years has neglected some routine tests [2] that are an indispensable part of routine clinical practice. This is the case with the C-reactive protein (CRP). C-reactive protein is an acute phase protein that is produced by hepatocytes and adipocytes and is regulated by pro-infl ammatory cytokines [3]. Low elevations of CRP are observed in diseases characterized by a local, low-grade infl ammatory process, as is the case with ischemic heart disease [4-6]. Knee osteoarthritis makes no exception to this rule: Spector and collaborators showed that CRP levels have been moderate but signifi cantly elevated in women with early KOA. These levels predicted disease progression over the next 4 years of follow-up [7]. On the other hand, recent meta-analysis found out that CRP serum concentration does not have a signifi cant predictive value for the structural damage progression in KOA (OR = 0.99, p = 0.93) [8]. Given the divergent data in world literature, our aim was to study the relationship between CRP and the clinical signs of the disease, the quality of life of patients in the Bulgarian population. MATERIAL AND METHODS 132 patients with symptomatic KOA, of whom 107 women and 25 men (81% women), were included in the study. Their mean age (mean ± SD) was ± 8.71 years (40 to 80 years). The patient group was compared to 31 healthy controls, aged ± 6.10 years (40 to 60 years), corresponding to sex and body mass index (BMI) to the patients with KOA. Healthy volunteers over 60 years of age were not included due to clinical and/or radiographic data for KOA. Patients and controls For the purposes of this cross-sectional study, patients aged 40 to 80 years who met the ACR criteria for KOA [9] were selected and studied. They suffered from symptomatic unilateral or bilateral

3 Нива на C-реактивен протеин... C-reactive protein levels... 5 тична унилатерална или билатерална гонартроза, ангажираща медиалното фемуро-тибиално пространство, с продължителност на оплакванията над 6 месеца. В проучването не бяха включени пациенти с краен стадий на рентгенографска ГоА (IV рентгенов стадий), които страдат от други ревматични болести, имат предшестваща високоенергийна травма или съществена деформация (валгитет или варитет > 20 ), лекуват се с глюкокортикоиди, интраартикуларни терапевтични средства, перорални хондропротектори. След подписване на информирано съгласие за участие в проучването всички пациенти бяха разпитани и прегледани, попълниха въпросниците за самооценка, беше им взета кръв за CRP и бяха проведени нативна рентгенография на двете коленни стави и магнитнорезонансна томография. Въпросници и скали за оценка Интензитетът на болката в колянната става е оценен с визуална аналогова скала (VAS) хоризонтална линия със 100 mm дължина, а болестната тежест чрез алгофункционалния индекс на Lequesne (от 0 до 24 точки). В проучването Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) е използван като болест-специфичен въпросник, който е попълнен от всички пациенти самостоятелно и дава информация за болестната активност, оценявайки основните болестни симптоми. Качеството на живот е оценено чрез Health Assessment Questionaire Disability Index (HAQ- DI). Пациентите отбелязват своите отговори върху 4-степенна Likert-тип скала, варираща от 0 (без затруднение) до 3 (невъзможно е да го направя). C-реактивен протеин C-реактивният протеин (CRPLX, C-Reactive Protein [Latex], Roche Diagnostics GmbH) е изследван на принципа на турбидиметричен анализ с частици. Референтните стойности за използвания кит са < 6 mg/l. На базата на тази стойност пациентите са разделени на две групи пациенти с повишени стойности на CRP (CRP+ група) и пациенти със стойности на CRP в референтните за лабораторията граници (CRP- група). РЕЗУЛТАТИ Общи характеристики на пациентската група В крос-секционната част на проучването взеха участие 132 пациенти (63,45 ± 8,71; обхват години) и 31 контроли (51,77 ± 6,10 години; обхват години). В резултат на проведения анализ на данните бе констатирана значима раз- KOA engaging the medial femorotibial space with a duration of complaints of over 6 months. The study did not include patients who had end-stage X-ray (IV Kellgren-Lawrence stage), suffered from other rheumatic diseases, had a prior high-energy trauma or signifi cant deformity (valgus or varus > 20 degrees), and were treated with glucocorticoids, oral chondroprotectors or intraarticular injections. After signing the informed consent to participate in the study all patients fi lled out self-assessment questionnaires and scales and had their blood drawn for CRP. Questionnaires and scales for clinical evaluation The intensity of knee joint pain was assessed with a visual analogue scale (VAS) a horizontal line of 100 mm in length. The assessment of the disease severity was carried out by the Algofunctional Index of Lequesne ranging from 0 to 24 points. The Western Ontario and McMaster University, the Osteoarthritis Index (WOMAC) was used as a disease-specifi c questionnaire, which was completed by all patients individually. This index provided information on their disease activity, assessing the underlying disease symptoms. Quality of life was assessed through the Health Assessment Questionnaire Disability Index (HAQ-DI). Patients marked their responses on a 4-point Likert-type scale ranging from 0 (without diffi culty) to 3 (impossible to do). C-reactive protein C-reactive protein was investigated (CRPLX, C- Reactive Protein [Latex], Roche Diagnostics GmbH), on the principle of turbidimetric particle analysis. The reference values for the kit used are < 6 mg/l. Based on this value, patients were divided into two groups: patients with elevated levels of CRP (CRP+ group) and patients with normal levels of CRP (CRP- group). RESULTS General characteristics of the patient group 132 patients (63.45 ± 8.71, range years) and 31 controls (51.77 ± 6.10 years, range years) participated in the cross-sectional study. As a result of the data analysis, a significant difference in age distribution between patients and

4 6 Ц. Георгиев, Р. Стоилов Ts. Georgiev, R. Stoilov лика във възрастовото разпределение между пациентите и контролите (t(161) = 7,07; p < 0,001). Двете групи показаха сходно полово разпределение ( 2 (1) = 0,211; p = 0,406), като жените бяха съответно 81% и 77%. Болните с ГоА и здравите доброволци не се различаваха значимо по индекса на телесна маса (ИТМ) (29,93 ± 3,88 и 27,48 ± 4,53; t(161) = 1,81; p = 0,072) (фиг. 1). controls was found (t (161) = 7.07, p < 0.001). Both groups showed a similar sex distribution ( 2 (1) = 0.211; p = 0.406), with the proportions of women being 81% and 77%, respectively. KOA patients and healthy volunteers did not significantly differ in their body mass index (BMI) (29.93 ± 3.88 and ± 4.53; t (161) = 1.81; p = 0.072) (Figure 1). Фиг. 1. Разпределение по възраст и ИТМ при пациенти и контроли Fig. 1. Distribution by age and BMI in patients and controls Сравнение с контроли С помощта на Mann-Whitney U тест бяха сравнени нивата на CRP между пациенти (n = 132) с ГоА (включително пациенти с изолирана ГоА и ГоА в контекста на генерализирана ОА) и здрави контроли (n = 31) CRP (3,15 [0,25; 14,30] vs. 1,27 [0,22; 4,22] mg/l; p < 0,001), където медианата на серумните нива на CRP при пациентите беше в рамките на референтните граници за лабораторията (< 6 mg/l). Подгрупов анализ Според референтните граници за лабораторията повишени нива (> 6 mg/dl) на CRP бяха наблюдавани едва при 21,2% (25/132) от пациентите. Двете групи пациенти (CRP+ и CRP-) с ГоА се отличаваха значително по възраст (p = 0,038), перцепция за болка (p = 0,011), оценена чрез VAS, по болестна активност (WOMAC) (p = 0,003) и качество на живот (HAQ-DI) (p = 0,015). Не се откриха съществени различия между CRP+ и CRP- групата по отношение на продължителността на болката, индекса на телесна маса и ин- Comparison with controls Using the Mann-Whitney U test, CRP levels were compared between patients (n = 132) with KOA (including patients with isolated KOA and KOA in the generalized OA) and healthy controls (n = 31) CRP, 3.15 [0.25, 14.30] vs [0.22, 4.22] mg /l, p < 0.001), where the median serum CRP levels in patients were within the range of the laboratory limits (< 6 mg/l). Subgroup analysis According to the laboratory reference limits, elevated levels (> 6 mg/dl) of CRP were observed in only 21.2% (25/132) of patients. The two groups of patients (CRP+ and CRP-) with KOA were significantly different in their age (p = 0.038), perception of pain (p = 0.011) evaluated by VAS, disease activity(p=0.003), and disability (HAQ-DI) (p=0.015). No significant differences were found between the CRP + and CRP - group in terms of pain duration, body mass index,

5 Нива на C-реактивен протеин... C-reactive protein levels... 7 декса на Lequesne, оценяващ тежестта на гонартрозата. Нивата на CRP корелираха с най-висока сила с болката, оценена с VAS (rs = 0,415; p < 0,001) в пациентската група (включително пациенти с високи и нормални нива на CRP). and the Lequesne index measuring the severity of KOA. CRP levels correlated strongly with VAS score (rs = 0.415; p < 0.001) in the patient group (including patients with high and normal CRP levels). ОБСЪЖДАНЕ В проучването серумните нива на CRP се различаваха значимо между пациентската и контролната група, въпреки че средните нива при болните останаха в референтни за нашата лаборатория граници (< 6 mg/l). Подобно твърдение изказват още през 1997 г. Spector и сътр., като в тяхната група нивата на CRP са били умерено, но сигнификатно повишени при жени с ранна гонартроза. Тези нива са предсказали болестната прогресия през следващите 4 години на проследяване [7]. От друга страна, скорошен метаанализ показва, че серумната концентрация на CRP няма съществена предиктивна стойност за прогресията на структурните увреждания при ГоА (OR = 0,99; p = 0,93) [8]. CRP също се асоциира със затлъстяване (възможен кофактор) [10] и се характеризира с различни нива при двата пола и при хора с различна етническата принадлежност [11] и генетични особености [12]. В различните студии се отчита голяма разлика в средните нива на CRP, вариращи от 0,9 до 9,8 mg/l [8]. В настоящото проучване средните нива на CRP бяха 3,99 mg/l. Вариабилността в нивата на CRP може би се дължи на различните техники за изследване на острофазовия показател или на факта, че в някои студии болните с CRP над определена стойност са били изключени поради опасения за придружаващо възпалително ставно заболяване [13]. Китовете за високочувствителен CRP (high sensitivity [hs]crp) са способни да доловят нива на CRP, които са с един порядък по-ниски от традиционните CRP китове. Поради тази причина те могат да бъдат по-акуратни в оценката на локалното възпаление в ставата [14]. По-скорошно проучване установява, че серумните нива на hs- CRP и генетично прогнозираните нива на CRP не са свързани с повишен риск от ГоА сред разнообразна кохорта от жени [15]. С най-силна връзка се отличава корелацията с болката, която е установена и в предишни проучвания [8, 14]. Тези наблюдения могат да бъдат обяснени с хипотезата, че при ОА може да има системен възпалителен компонент. Предишни лонгитудинални проучвания показват, че високите нива DISCUSSION In the present study, serum CRP levels differed signifi cantly between the patient and control groups, although mean levels in patients remained in our laboratory s reference ranges (< 6 mg/l). Such a statement was made in 1997 by Spector et al., and in their group CRP levels were moderately but signifi cantly elevated in women with early KOA. These levels have predicted disease progression over the next 4 years of follow-up [7]. On the other hand, a recent meta-analysis showed that CRP serum concentration did not have a signifi cant predictive value for the structural damage progression in KOA (OR = 0.99, p = 0.93) [8]. CRP is also associated with obesity (a possible confounder) [10] and shows varying levels based on gender and ethnicity [11] and genetics [12]. Different studies showed a large difference in mean CRP levels ranging from 0.9 to 9.8 mg/l [8]. For the current study, mean CRP levels in KOA patients were 3.99 mg/l. The variability in CRP levels may be due to the different techniques for studying this acute phase protein, or to the fact that in some studies patients with CRP above a certain value were excluded, because of concerns for the presence of concomitant infl ammatory joint disease [13]. High sensitivity CRP (hscrp) is capable of detecting CRP levels that are one magnitude lower than traditional CRP kits. For this reason, they can be more accurate in assessing local infl ammation in the joint [14]. A more recent study found out that serum levels of hs-crp and genetically-predicted CRP levels were not associated with risk of KOA among a diverse cohort of women [15]. The correlation with pain, which has been established in previous studies [8, 14], has the strongest relationship in the current study. These observations can be explained by the hypothesis that OA may have a mild systemic infl ammatory component. Previous longitudinal studies have shown

6 8 Ц. Георгиев, Р. Стоилов Ts. Georgiev, R. Stoilov на CRP прогнозират клиничните симптоми при ОА [16], в подкрепа на твърдението, че възпалението играе роля в етиопатогенезата на болестта. Друга гледна точка представя хипералгезията като възможна причина за нискостепенното повишение на CRP при пациенти с ОА. Тя сама по себе си може да доведе до повишени нива на острофазовия реактант [17]. Пациенти, които вербално изразяват по-нисък болков праг към експериментално дразнене, реагират със значително по-висок възпалителен отговор към болката [17]. В заключение, C-реактивният протеин е полезен показател при пациенти с гонартроза, който отразява болката и болестната активност като цяло. Ето защо той е и трябва да остане дълбоко интегриран в рутинната практика при пациенти с гонартроза, тъй като предоставя достъпна и надеждна информация за състоянието им. that high levels of CRP predict clinical symptoms in OA [16], in support of the claim that infl ammation plays an important role in the etiopathogenesis of the disease. Another hypothesis presents hyperalgesia as a possible cause of low-grade elevation of CRP in OA patients. It alone can lead to increased levels of the acute-phase reactant [17]. Patients who verbally indicated lower pain threshold to experimental irritation respond with a signifi cantly higher infl ammatory response to pain [17]. In conclusion, C-reactive protein is a useful indicator in patients with KOA, which refl ects pain and disease activity in general. Therefore, it is and should remain deeply integrated in routine practice in patients with KOA as it provides accessible and reliable information about their conditions. Библиография / References: 1. Lotz M, Martel-Pelletier J, Christiansen C et al. Value of biomarkers in osteoarthritis: current status and perspectives. Ann Rheum Dis 2013,72(11): Georgiev T, Ivanova M, Kopchev A et al. Cartilage oligomeric protein, matrix metalloproteinase-3, and Coll2-1 as serum biomarkers in knee osteoarthritis: a cross-sectional study. Rheumatol int, 2018,38(5), Calabro P, Chang DW, Willerson JT, et al. Release of C-reactive protein in response to infl ammatory cytokines by human adipocytes: linking obesity to vascular infl ammation. J Am Coll Cardiol 2005;46: Rifai N, Paul MR. High-sensitivity C-reactive protein: a novel and promising marker of coronary heart disease. Clin chem 2001,47(3): Danesh J, Wheeler JG, Hirschfi eld GM et al. C-reactive protein and other circulating markers of infl ammation in the prediction of coronary heart disease. N Engl J Med 2004,350(14): Pearson TA, Mensah GA, Alexander RW et al. Markers of inflammation and cardiovascular disease. Circulation 2003,107(3): Spector TD, et al. Low-level increases in serum C-reactive protein are present in early osteoarthritis of the knee and predict progressive disease. Arthritis & Rheum 1997,40(4): Jin, Xingzhong et al. Circulating C reactive protein in osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis. Ann Rheum Dis 2015,74(4) Altman R et al. Classifi cation of osteoarthritis of the knee. Arthritis Rheum. 1986;29: Aronson D et al. Obesity is the major determinant of elevated C-reactive protein in subjects with the metabolic syndrome. Int J Obes Relat Metab Disord. 2004,28(5) Kraus VB, Stabler TV, Luta G et al. Interpretation of serum C-reactive protein (CRP) levels for cardiovascular disease risk is complicated by race, pulmonary disease, body mass index, gender, and osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage 2007;15: Kluft C, De Maat MP. Genetics of C-reactive protein: new possibilities and complications. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2003;23: Kerkhof, Hanneke JM, et al. Serum C reactive protein levels and genetic variation in the CRP gene are not associated with the prevalence, incidence or progression of osteoarthritis independent of body mass index. Ann Rheum Dis 2010,69(11): Pearle AD, Scanzello CR, George S et al. Elevated highsensitivity C-reactive protein levels are associated with local infl ammatory fi ndings in patients with osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage 2007,15(5): Shadyab AH, Terkeltaub R, Kooperberg C et al. Prospective associations of C-reactive protein (CRP) levels and CRP genetic risk scores with risk of total knee and hip replacement for osteoarthritis in a diverse cohort. Osteoarthritis Cartilage. 2018,26(8): Sowers M, Jannausch M, Stein E et al. C-reactive protein as a biomarker of emergent osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage 2002;10: Lee, Yvonne C, et al. Pain sensitivity and pain reactivity in osteoarthritis. Arthritis Care res 2011,63(3): Постъпила за печат: г. Submitted: Адрес за кореспонденция: Д-р Цв. Георгиев tsetso@medfaculty.org Correspondence address: Ts. Georgiev, MD tsetso@medfaculty.org