作者：杨帆 徐又佳

单位：苏州，苏州大学附属第二医院骨科 苏州大学骨质疏松诊疗技术研究所

摘要：铁在机体中的稳态对于维持正常的生理代谢十分重要，其相关机制近些年有许多报道，研究提示铁代谢紊乱与骨质疏松症的发生存在相关性。本文针对铁代谢异常并发骨质疏松症的临床文献进行梳理，提出评估铁代谢指标变化对分析骨质疏松症相关因素有积极意义，期望为铁代谢与骨质疏松症临床研究提供一定参考，为骨质疏松症防治提供新的思路。

关键词：铁过载;铁蓄积；铁缺乏；骨质疏松

近些年，很多研究开始关注铁代谢紊乱通过影响骨重塑过程导致骨质疏松发生的现象和机制，相关研究有涉及基础实验也有涉及临床研究；其中“铁代谢与骨质疏松症相关性”的临床研究提示：在骨质疏松症及其骨折人群中，主动评估铁代谢指标变化，对综合分析骨质疏松症相关因素有积极的临床价值。

        铁作为人体内必要的元素之一，对于维持正常的生理活动十分重要。铁元素是氧化还原反应中必不可少的因子，在电子传递链中起重要的作用，可以作为辅酶参加多种酶促反应。贮存铁主要以铁蛋白的形式储存于人体的不同器官中，调节体内的铁代谢平衡、抗氧化以及消除部分重金属离子的毒性作用。体内铁的额外蓄积会增加感染、肿瘤形成、神经退行性病变等风险；而铁的铁过度缺乏也会对血液系统造成影响，并导致含铁酶的活性、含量降低。骨的有机成分主要是Ⅰ型骨胶原，骨蛋白中有90%是由Ⅰ型骨胶原构成，而在骨胶原形成中，前骨胶原向Ⅰ型骨胶原转变需要铁离子参与，所以，铁对骨形成和骨量维持有十分重要作用。铁作为体内必须的微量元素，由十二指肠吸收进入体内，通过转铁蛋白运输至组织，形成功能性和贮存性的铁蛋白。临床上与体内铁代谢相关的检测指标主要有血清铁蛋白、血清铁、血清转铁蛋白以及总铁结合力等，这些检测指标在血液科、肿瘤科运用广泛；其中血清铁蛋白可比较准确反应体内的储铁情况，其含量变化可作为判断是否铁缺乏或铁增加的指标；在临床及流行病学研究中，血清铁蛋白是广泛用于表示体内铁含量的重要指标。

骨质疏松患者的铁蛋白水平

铁在人体内保持着吸收与排泄平衡状态，但随着年龄增长 (尤其是绝经后女性) 体内会出现铁代谢异常；2013年Kim等[9]的研究阐述了韩国健康人群中血清铁蛋白水平与骨量变化存在相关性，研究统计分析了10~80岁年龄段的男女健康人群骨密度和铁蛋白数据，结果显示3个年龄段 (≤24岁、25~44岁、≥45岁) 都会有伴随年龄变化而产生的骨密度改变，但年龄≥45岁组的女性血清铁蛋白与骨密度显著相关；该团队2012年的研究针对40岁以上健康人群开展了3年回顾性调查，结果显示血清铁蛋白与各部位骨密度呈负相关；该研究首次提出：健康人群中，绝经后血清铁蛋白增加可能是骨密度下降的一个独立危险因素。

在中国，健康人群中血清铁蛋白与骨密度相关的研究较少，2014年张林林等基于体检女性开展了血清铁蛋白与骨密度指标相关性分析，研究涉及22~80岁体检的435名女性，按5岁年龄段分组，检测了基础体检指标以及血清铁蛋白、骨密度；研究采用Logistic回归、多元逐步回归、偏相关分析法对数据进行分析；结果提示：女性血清铁蛋白含量随年龄增加而上升，骨密度则随年龄增加下降，同时，血清铁蛋白升高与骨量减少、骨质疏松率存在显著相关性。

骨质疏松髋部骨折患者的铁蛋白水平

2013年张林林等回顾分析了76例髋部骨折的绝经后女性骨密度与铁蛋白变化，研究按照骨折患者血清铁蛋白水平分两组：铁蛋白升高组 (Fer > 150 μg/L) 和铁蛋白正常组 (Fer≤150 μg/L)，在两组中比较骨密度相关性；结果显示，“铁蛋白升高组”的股骨颈、腰椎骨密度较“铁蛋白正常组”显著降低，同时骨转换指标明显升高；研究提示：在绝经后髋部骨折中，血清铁蛋白超过正常值后骨密度降低显著。2016年姚喆等回顾分析了376例绝经后髋部骨折骨密度与血清铁蛋白相关性，研究采用按年龄增加分组，再比较铁蛋白与骨密度关系，结果提示，随年龄增加, 血清铁蛋白增加、骨密度 (腰椎、股骨颈) 下降，铁蛋白水平与骨密度呈显著负相关；血清铁蛋白水平与β-CTX (骨吸收标志) 呈显著正相关。

在骨质疏松骨折研究中，2013年王兵等检测了10例绝经后股骨颈骨折与6例年轻女性股骨颈骨折患者中股骨颈骨组织铁含量，并且联合血清铁蛋白、骨密度进行比较，结果显示绝经女性组骨铁含量与铁蛋白正相关，且显著高于年轻女性组；同时，绝经女性组骨铁含量与骨密度呈显著负相关，年轻女性组骨铁含量与骨密度不相关；该研究提示：血清铁蛋白增高的绝经女性患者骨组织铁含量也相应增高。2014年张伟等对156例56~92岁绝经后股骨颈骨折患者检测了骨组织铁含量、骨密度、血清铁蛋白、血清骨转换等指标，将患者按10岁年龄段分为5组，比较、分析各组数据，结果显示各组间差异均有统计学意义 (P＜0.05)，绝经后髋部骨折患者的血清和骨组织中均存在铁蓄积现象，且随着年龄增加，血清铁、骨铁含量呈现增加趋势，体内铁检测指标增加与骨密度下降存在相关性；统计学分析患者相关的其他检查指标，结果显示，铁蓄积可能是绝经后髋部骨质疏松性骨折发生的一个危险因素。

失重状态的骨量下降与铁蛋白

对航天人员的失重与骨量下降研究很多，近来有研究认为失重产生的骨量下降与铁蓄积存在一定相关性。

航天失重与骨质疏松

自人类首次登上太空以来，多项研究报道极端失重环境下，宇航员机体会发生许多改变，其中骨量减少最易显现；无论短期还是长期航天飞行，都会有骨量减少发生，这一现象可能与失重容易导致骨吸收增加、骨形成减少相关。2004年Kozlovskaya等研究报道在国际空间站 (International Space Station，ISS) 的8位宇航员股骨骨量有3%~10%减低、7位腰椎骨量有2.5%~10.6%减低。Zwart等对ISS中生活2~6个月航天员数据分析后认为航天期间骨钙素、碱性磷酸酶、Ⅰ型骨胶原等指标下降，研究显示失重期间成骨功能会受到影响。较早的LeBlanc等的研究显示宇航员失重期间甲状旁腺素 (parathyroid hormone，PTH) 含量有显著下降，登陆后又可以获得恢复。

航天失重与铁蛋白

2013年Zwart等对航天员骨量下降与铁代谢异常进行了分析研究，该研究数据来自2006-2011年ISS中的宇航员，人员包括16名男性和7名女性，男性和女性平均年龄分别是 (48±4) 岁、(45±4) 岁，航天飞行时间为50~247 d，结果显示受试者血清铁蛋白水平在航天期间显著增加，女性增加幅度高于男性；另外进一步分析显示，血清转铁蛋白在航天第30天、第60天、第120天均有显著增高，同时血清铁蛋白增加与8-羟基-2′-脱氧鸟苷、前列腺素F2a变化显著相关；研究初步认为：航天失重会导致体内血清铁蛋白增加 (铁蓄积)。综合上述研究，航天人员失重会导致骨量下降，骨量下降与体内铁蓄积 (铁蛋白增加) 产生的活性氧自由基增加相关。

铁过载疾病患者的骨质疏松与铁蓄积

铁蛋白含量 > 1 000 ng/L的患者可诊断为“铁过载”，这类患者通常在血液科治疗。很多相关的临床报道显示：铁过载疾病往往伴有骨量减低甚至骨质疏松。血红蛋白病是一种HFE基因突变相关的遗传性疾病，其表现为机体多组织脏器的铁沉积，使得身体产生氧化损伤。Guggenbuhl等研究发现没有接受治疗的38例男性遗传性血红蛋白病患者79%出现骨量下降，这类疾病的骨量下降可能与体内铁蓄积原发病变相关。Valenti等对87例血红蛋白病临床观察显示25%存在骨质疏松、41%存在骨量减低；部分病程长的患者铁过载状况加剧且骨量丢失严重。2014年Nakchbandi的研究显示在血红蛋白病患者中，骨质疏松症发生率高达25.3%~34.2%。可见，多项临床研究提示血红蛋白病患者体内铁含量显著增加与骨质疏松症的发生关系密切。

镰刀型细胞贫血症是一种引起体内铁代谢异常疾病，该类患者由于体内红细胞不是圆形而是镰刀型得名，特殊的红细胞形状使血氧不足且会有急性骨或关节疼痛发生。Miller等、Gupta等和Sarrai等的临床报道均提示：80%的镰刀型细胞贫血症患者伴有骨量减低和骨质疏松症发生；骨量下降的患者血清铁蛋白、肝脏铁含量都显著高于骨量正常患者。

地中海贫血症是一种由于基因突变导致血红蛋白珠蛋白肽链生成障碍的疾病，又称海洋性贫血症；这类患者会生成无效红细胞，并导致机体后续的溶血性缺氧；临床治疗是长期输血，而长期输血又会导致体内出现铁过载现象。Vogiatzi等的临床报告显示在18例地中海贫血症患儿中骨量减低发生率高达61%。2016年Poggi等对地中海贫血症去铁斯若 (铁螯合剂) 治疗和非治疗患者进行比较研究，5年后随访显示：与非治疗组比较，治疗组铁过载指标显著缓解、骨密度显著增高、骨质疏松症发生率显著降低、内分泌系统症状显著缓解；研究认为，铁螯合剂降低体内异常铁含量对地中海贫血症的骨量减低、内分泌紊乱等并发症有很好的疗效。Voskaridou等对降铁剂干预方法提出评价：尽管地中海贫血症中骨量减低有很多因素造成 (性成熟延迟、甲状腺及甲状旁腺功能减退、骨髓造血扩张加速、糖尿病等)，但目前认为铁过载和内分泌紊乱是该疾病导致骨量下降的最主要因素之一。

铁缺乏疾病患者的骨质疏松与铁含量

铁作为血红蛋白必不可少的组成部分起着转运氧的重要作用，也是体内很多酶促反应的重要环节，同时在胶原酶合成和维生素D代谢方面有着重要作用；铁缺乏往往也会影响骨代谢。

铁缺乏与骨质疏松症相关性的临床报道较少，2013年Okyay等报道了血清矿物质元素与骨质疏松症关系的研究，728例绝经后女性分为45~59岁和60~80岁两组，各组按骨质疏松、骨量正常再分亚组。结果显示，血清铜、血清锌、血清铁含量下降与骨密度有显著相关性，血清钾、血清钠、血清磷含量变化与骨密度没有相关性；在45~59岁年龄组中，血清铁含量降低与髋部骨密度呈显著正相关。2014年Zheng等对血清锌、铁、铜含量与骨质疏松症相关性进行Meta分析，结果表明，血清铁降低是骨质疏松症的一个危险因素，铁缺乏与骨量下降相关。所以，维持体内铁含量正常水平对骨代谢也十分重要。

结论

已有的临床研究和报道提示：(1) 铁代谢与骨质疏松症存在相关性；(2) 骨质疏松症及其骨折临床诊疗中血清铁蛋白的检测是了解铁蓄积的重要手段；(3) 降低铁蓄积方法可能对骨质疏松症有潜在临床诊疗价值。

铁是机体重要的微量元素之一，铁代谢正常维持着机体各个系统的稳态；铁代谢异常有铁过载、铁蓄积、铁缺乏，铁代谢异常原因有病理性和生理性；目前临床研究认为：衰老、女性绝经、环境变化等原因导致的生理性铁蓄积与骨质疏松症发生存在相关性，虽然这类研究样本、研究方法、研究结果基本属于现象层面，但在骨质疏松症的临床诊疗中，重视临床铁代谢指标评估是非常有益的。