目的探讨膝关节骨关节炎（KOA）患者血清及关节液环状RNA-Phc3（circPhc3）、微小RNA-34a-5p（miR-34a-5p）表达水平及其临床意义。方法选择2020年6月至2021年11月该院收治的137例KOA患者作为观察对象（KOA组），根据凯尔格伦-劳伦斯（K-L）分级标准，其中Ⅱ级54例、Ⅲ级42例、Ⅳ级41例，另选取同期因膝关节运动型损伤进行手术的患者70例作为对照组。采用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）法检测血清及关节液circPhc3、miR-34a-5p表达水平，收集患者一般资料并对患者膝关节置换术后进行随访，根据随访结果分为复发组和未复发组，Pearson法分析KOA患者血清及关节液circPhc3、miR-34a-5p表达水平与K-L分级、西安大略麦克马斯特大学骨关节炎指标（WOMAC）评分的相关性，并分析circPhc3与miR-34a-5p表达水平的相关性。采用受试者工作（ROC）曲线来评价血清及关节液circPhc3、miR-34a-5p表达水平对KOA患者严重程度的预测价值。结果与对照组比较，KOA组血清及关节液circPhc3表达水平显著降低，miR-34a-5p表达水平显著升高（P＜0.05）；与Ⅱ级患者比较，Ⅲ级与Ⅳ级患者血清及关节液circPhc3表达水平显著降低（P<0.05），miR-34a-5p表达水平显著升高（P＜0.05），与Ⅲ级患者比较，Ⅳ级患者血清及关节液circPhc3表达水平显著降低（P<0.05），miR-34a-5p表达水平显著升高（P＜0.05）；相关性分析显示，血清及关节液circPhc3表达水平与K-L分级、WOMAC评分呈负相关（P＜0.05），miR-34a-5p表达水平与K-L分级、WOMAC评分呈正相关（P＜0.05），KOA患者血清及关节液circPhc3与miR-34a-5p表达水平呈负相关（r=-0.544、-0.552，均P＜0.05）；与未复发组比较，复发组血清及关节液circPhc3表达水平显著降低（P<0.05），miR-34a-5p表达水平显著升高（P＜0.05）。ROC曲线结果显示，血清及关节液circPhc3、miR-34a-5p表达水平联合预测KOA患者严重程度的曲线下面积显著高于二者单独预测（P＜0.05）。结论KOA患者血清及关节液circPhc3呈低表达、miR-34a-5p高表达，且与KOA患者病情及预后相关，可能成评估KOA病情严重程度及预后的标志物。