作者：王其飞¹ 郑繁荣¹ 孙哲² 张光武¹

单位：

1.北京大学首钢医院骨科

2.山东省淄博市中心医院脊柱外科

随着我国人口老龄化发展，老年性骨质疏松症(senile osteoporosis, SOP)的发病率逐年升高，预计到2050年老年人口将增加到2.1亿，其中将有25%~70%患有骨质疏松。轻微创伤即可导致SOP患者发生骨质疏松性骨折。骨质疏松性骨折后致残率和致死率较高，相关文献报道患者髋部骨折后1年内病死率高达20%。这给患者及家属带来极大的痛苦，也加重我国医疗费用负担；目前已成为全球关注的公共健康问题之一。

甲状旁腺素(parathyroid hormone, PTH)是调节机体钙、磷代谢和骨代谢的重要激素之一，血清PTH浓度与骨代谢密切相关；因此，近年来PTH与老年人骨转换标志物(markers of bone turnover, BTMs)相关性研究的热点之一。沙特阿拉伯一项研究发现PTH基因rs1459015 GG基因型的苏丹人血清25羟维生素D(25 hydroxy vitamin D，25OHD)浓度较AA、AG基因型低(=0.030)，这表明PTH基因rs1459015位点多态性与骨代谢标志物浓度相关。关于该位点与我国老年性骨质疏松性骨折患者骨代谢标志物浓度的关系研究尚未有相关报道。本研究探讨PTH基因rs1459015位点等位基因频率和基因型频率在我国北京地区老年人群中的分布，以及该位点多态性与骨质疏松性骨折患者骨代谢标志物的关系，有助于从基因水平、骨代谢状况阐明老年性骨质疏松性骨折的发病机制。

对象和方法

对象

选取自2015年12月至2016年7月北京大学首钢医院住院部患者219例。老年性骨质疏松性骨折患者(骨折组)116例，其中胸椎骨折、腰椎骨折、胸腰椎骨折、股骨颈骨折、粗隆间骨折、肱骨近端骨折和桡骨远端骨折分别为30例、39例、3例、19例、18例、4例和3例。骨折组中男性37例，女性79例；年龄70~96岁，平均年龄(78.1±6.4)岁。老年性骨质疏松症患者对照组103例，其中男性35例，女性68例；年龄70~90岁，平均年龄(76.5±6.2)岁。测量每位研究对象身高、体质量，并计算出体质量指数(body mass index, BMI)。骨折组和对照组在性别、年龄和体质量指数方面相比，差异无统计学意义(＞0.05)()。研究通过医院伦理委员会批准，研究对象均签署知情同意书。

纳入标准：骨折组和对照组年龄≥70岁；符合世界卫生组织(World Health Organization, WHO)推荐的骨质疏松的诊断标准(值≤-2.5)；理解本研究目的及要求，同意参与本研究并签署书面知情同意书。此外，骨折组为低能量损伤导致的骨折，对照组未发生骨折。

排除标准：未签署知情同意书；近1年使用阿仑膦酸钠或唑来膦酸等双膦酸盐类药物，近6个月使用骨化三醇、雷洛昔芬、雌激素、降钙素、活性维生素D等；近3个月服用2周以上影响骨代谢药物，如类固醇类激素等；有严重肝、肾、胃肠等重要脏器疾病；患有影响骨代谢的疾病，如有糖尿病、甲状旁腺功能亢进、甲状旁腺功能减退、垂体疾病等；存在影响骨密度(bone mineral density, BMD)测量的因素，如髋部或腰椎手术史。

方法

BMD测定：采用双能X线吸收检测法测量BMD，BMD值以g/cm2表示，测量部位包括腰椎2-4和全髋等。

转换标志物测定：采用全自动化学发光免疫分析法检测研究对象血清PTH、25OHD、Ⅰ型原胶原氨基端延长肽(N-terminal propeptides of type 1 procollagen, P1NP)、Ⅰ型胶原羧基端β降解产物(β-cross linked C-telopeptide of type I collagen, β-CTX)浓度。

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)分型：清晨空腹时采集肘静脉血2 mL于EDTA抗凝管中，置于-80 ℃冰箱保存。采用酚/氯仿法提取外周血白细胞DNA, -20 ℃保存。上海生物工程技术有限公司合成PTH基因rs1459015位点引物:上游引物:5′-TCTGTTCACAAAACATGGAATTAG-3′，下游引物:5′-AAG-AGACTGATGACACCGTGACAG-3′。采用SNaPshot技术基因分型。核心反应(即延伸反应)体系中包含：测序酶；4种荧光标记ddNTP；紧挨多态位点5′-端的不同长度延伸引物；包含SNP位点的PCR产物模板。

统计学方法

采用SPSS 20.0软件进行统计学分析。计量资料用均数±标准差(±)表示，计量资料满足正态分布且方差齐性时组间比较采用检验或单因素方差分析；不满足正态分布或方差不齐时使用非参数检验。用卡方检验验证基因位点的等位基因分布是否符合Hardy-Weinberg平衡并比较两组等位基因频率和基因型分布有无统计学差异，以＜0.05为差异有统计学意义。

结果

219例研究对象SNP分型全部成功，SNP检出率为100%。骨折组A、G等位基因频率为21.6%、78.4%，对照组A、G等位基因频率为17.0%、83.0%，两组等位基因分布差异无统计学意义(＞0.05)()。

骨折组和对照组AA、AG、GG基因型频率分别为3.5%、36.2%、60.3%和1.9%、30.1%、68.0%。由于两组AA基因型理论频数小于5例，在统计学处理时按2分割法将AA、AG基因型例数合并。处理后两组基因型分布差异无统计学意义(＞0.05)()。

骨折组平均血清PTH浓度、P1NP浓度、β-CTX浓度高于对照组，浓度差异均无统计学意义(＞0.05)；骨折组血清25OHD浓度低于对照组，差异无统计学意义(＞0.05)()。

骨折组3种基因型骨代谢标志物浓度为GG＞GA＞AA, 但差异无统计学意义(＞0.05)()。

讨论

原发性骨质疏松症(primary osteoporosis, POP)是绝经后女性及老年人常见的全身性骨代谢疾病，以骨量丢失、骨微结构破坏、骨骼脆性增加和骨折风险上升为特点。其中老年性骨质疏松症是原发性骨质疏松症的一种，又称为Ⅱ型骨质疏松症，为低转换型骨质疏松症，发病年龄大多在70岁以上。老年性骨质疏松性骨折是老年人罹患骨质疏松症后，BMD及骨强度明显降低，受到轻微暴力甚至日常活动即可发生的骨折，是骨质疏松症最严重的后果。国外研究已证实PTH基因rs1459015位点多态性与骨代谢标志物25OHD水平的关系，然而国内尚未有该位点多态性与老年人骨代谢标志物关系的相关报道。本研究以北京地区116例老年性骨质疏松性骨折患者为骨折组，103例老年性骨质疏松症患者为对照组探讨PTH基因rs1459015位点多态性与老年性骨质疏松性骨折患者骨代谢标志物的关系。

本研究两组患者性别、年龄、体质量指数比较，差异无统计学意义(＞0.05)。骨折组和对照组A、G等位基因频率分别为21.6%、78.4%和17.0%、83.0%，差异无统计学意义(＞0.05)；两组AA、AG、GG基因型频率分别为3.5%、36.2%、60.3%和1.9%、30.1%、68.0%，差异无统计学意义(＞0.05)。所有研究对象A、G等位基因频率为19.4%、80.6%，AA、AG、GG基因型频率为2.7%、33.3%、63.9%。在Al-Daghri等研究中所有受试者的A、G等位基因频率为24.6%、75.4%，与本研究结果不同(=0.038)；AA、AG、GG基因型频率为6.7%、35.8%、57.5%, 与本研究结果较为一致(=0.068)，这表明该位点等位基因频率在不同区域和种族有明显差异，而基因型频率分布无明显区域和种族差异。

虽然世界公认BMD值是骨质疏松的诊断金标准，且BMD具有精确度高，稳定性好的特点；但其不能反映骨代谢短时间内病理生理变化。而骨转换标志物可以早期评估骨质疏松治疗效果。在治疗1~3个月后，血清骨转换标志物浓度就可以发生显著改变。而BMD变化一般在治疗后1年以上才有较显著的变化，可见在评估疗效方面BMD具有明显的滞后性。骨转换标志物包括骨形成标志物和骨吸收标志物两类。前者代表成骨细胞活性及骨形成状态。后者反应破骨细胞活性与骨吸收水平。国际骨质疏松基金会推荐P1NP和β-CTX作为骨质疏松疗效检测指标。它们分别为骨形成和骨吸收的首选骨转换标志物。

本研究选择的观察指标为骨代谢相关激素如PTH、25OHD和骨转换标志物如P1NP和β-CTX。在本研究中骨折组平均血清PTH浓度、P1NP浓度、β-CTX浓度高于对照组。骨折组患者平均年龄大于对照组，胃肠道及肾脏吸收钙离子能力下降，血清钙离子浓度下降，通过反馈调节刺激甲状旁腺主细胞合成PTH并释放入血。PTH既能作用于成骨细胞，促进其增生分化，加强骨形成作用；同时也能作用于破骨细胞，促进骨吸收。但机体内PTH浓度较高时，促骨吸收作用大于促骨形成作用，导致骨量丢失，在低能量损伤时更容易发生脆性骨折。由于骨折组患者的骨转换速率高于对照组，所以骨转换标志物浓度高于对照组。但在本研究中两组骨代谢标志物浓度差异无统计学意义(＞0.05)，可能与样本量少有关，增加样本量结果可能发生改变。此外，每项骨代谢标志物都有不同的代谢途径如经过肝脏或肾脏代谢，两组患者肝肾功能不同也可以影响血清骨代谢标志物浓度。人体内维生素D最主要的循环形式是25OHD，被认为是反映人体维生素D水平最佳指标。本研究中骨折组血清25OHD浓度低于对照组，具有生物活性的1, 25-羟维生素D3浓度较低，吸收利用钙离子能力下降。由于钙是构建骨骼的重要原材料，所以骨折组患者BMD明显降低，发生脆性骨折的风险也大大增加。

骨折组GG基因型的平均血清PTH浓度、25OHD浓度、β-CTX浓度和P1NP浓度均高于AA、AG基因型, 但差异无统计学意义(＞0.05)。而沙特阿拉伯一项研究发现GG基因型的苏丹人血清25OHD浓度较AA、AG基因型低(=0.030)，可见两项研究关于rs1459015位点多态性与血清25OHD浓度关系的结果并不一致，其原因为本研究样本量较少，增加样本量可能得出一致的结论；研究人群年龄不同，本次的研究对象为老年人，而沙特阿拉伯的研究对象为健康成年人；两地区饮食结构不同，食物维生素D含量不同；两地区接受阳光照射时长不一样，苏丹地区日照时间较长；两地区人种不同，同一基因型对紫外线反应不同。骨质疏松性骨折是多基因疾病，其表型是多个基因和环境相互作用的结果，单个基因位点改变可能不足以引起表型变化。

本研究报道了PTH基因rs1459015位点多态性与我国老年性骨质疏松性骨折骨代谢标志物的关系。虽然在老年性骨质疏松性骨折人群中，GG、GA和AA基因型患者的骨代谢标志物浓度差异无统计学意义(＞0.05)，但本研究发现我国人群和沙特阿拉伯人群中的该位点等位基因频率分布不同，基因型频率分布相同。并发现位点多态性与血清25OHD浓度关系与国外研究不一致，表明该位点多态性与骨代谢标志物关系因区域、种族和生活方式而异。