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血清骨代谢指标及细胞因子与老年男性骨质疏松的相关性

来源:CSOBMR 发布日期:2019-11-13 11:05:03浏览:2352次

作者:肖华 卓芬 黄娟娟 蔡月红 符婷

单位:海南省第三人民医院检验科


摘要:目的 探讨老年男性骨质疏松(osteoporosis,OP)患者血清骨代谢指标及细胞因子变化及意义。方法 对280例老年男性体检者进行骨密度(bone mineral density,BMD)测量,检测血清Ⅰ型原胶原N-端前肽(procollagen type 1 N-terminal propeptide,P1NP)、β-胶原降解产物(β-crosslaps,β-CTX)、骨钙素(osteocalcin,OC)和白细胞介素-6(interleukin -6,IL-6)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)及胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)水平。应用非条件Logistic回归分析老年男性OP的相关影响因素。结果 OP组血清P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1水平均明显高于骨量减少组和正常组(P<0.05),血清OC水平明显低于骨量减少组和正常组(P<0.05)。相关分析显示,OP组BMD与OC呈正相关(r=0.370,P<0.05),与P1NP、β-CTX、IGF-1、、IL-6、TNF-α呈负相关(r=-0.475、-0.420、-0.386、-0.414、-0.281,P<0.05)。Logistic回归分析显示,年龄(OR=1.702)、P1NP(OR=2.437)、β-CTX(OR=1.853)、IGF-1(OR=2.106)、IL-6(OR=1.614)及TNF-α(OR=1.428)是老年男性OP的危险因素,OC是老年男性OP的保护因素(OR=0.815)。结论 骨代谢指标及细胞因子水平与老年男性OP发生密切相关。

关键词:骨质疏松;老年男性;骨密度;骨代谢指标;细胞因子


骨质疏松(osteoporosis,OP)是一种以骨量减少、骨组织微结构破坏为特征,导致骨脆性增加和易发生骨折的全身骨代谢障碍性疾病。随着社会经济的发展和人口老龄化的加剧,OP的发生率逐渐增加,已成为影响老年人群健康的公共卫生问题。OP起病隐匿,早期症状不明显,当出现骨骼疼痛、体型改变及脆性骨骼时,往往已错过治疗的最佳时机。因此,早期发现高危人群、早期诊断对OP的治疗及预后有着重要的意义。近年来研究发现,Ⅰ型原胶原N-端前肽(procollagen type 1 N-terminal propeptide,P1NP)、β-胶原降解产物(β-crosslaps,β-CTX)及骨钙素(osteocalcin,OC)在绝经后妇女OP的诊断和治疗观察中具有一定的价值。亦有研究表明,白细胞介素-6(interleukin -6,IL-6)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)及胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)在骨吸收和骨生成过程中发挥着重要作用。本研究通过检测老年男性OP患者血清P1NP、β-CTX、OC、IL-6、TNF-α及IGF-1的水平,探讨其与老年男性OP的相关性及临床价值,旨在为该病的早期诊断及防治提供实验室依据。

对象与方法

对象

收集2016年1月至2018年5月海南省第三人民医院健康管理中心进行体检的老年男性,入组前详细询问现病史、既往史、婚育史、家族史等,并进行常规体检。记录体检者的年龄、身高、体重、体质量指数(body mass index, BMI)等基本资料。排除标准:(1)患有其他影响骨代谢疾病者,如糖尿病、甲状腺和甲状旁腺功能异常、肾上腺疾病等内分泌系统疾病,类风湿关节炎、吸收不良综合征、恶性肿瘤病史等;(2)严重心、肝、肾疾病者;(3)6个月内服用影响骨代谢药物者;(4)生活不能自理者,不能配合本次研究者。最终280例老年男性入组,年龄60~87岁,平均(76.38±9.50)岁。本研究经医院伦理委员会批准,并与患者或家属签署知情同意书。


方法

OP诊断标准:参照WHO推荐的诊断方法,并结合《原发性骨质疏松症诊疗指南(2011)版》,以标准差(SD)值和T值定量骨密度(bone mineral density,BMD),进而定义OP和低骨量。T值为测得的BMD与同种族、同性别峰值BMD相比,其BMD下降标准差,如有一个或一个以上部位T值<-2.5 SD为OP;-2.5 SD≤T值≤-1.0 SD为骨量减少;T值>-1.0 SD为正常骨量。

BMD测量:采用美国GE公司的Lunar Prodigy Advance PA+300164型双能X线骨密度仪(DEXA)测定。测量受试者腰椎1-4(L1-4)和左侧股骨颈(femeral neck,FN)BMD,两个部位取均值为BMD测量值,单位为g/cm2。体检者平仰卧位行L1-4正位骨扫描,双下肢屈膝位行股骨颈扫描,所有体检者BMD均由同一位技术人员进行测量。每次检查前均用腰椎模型进行仪器精密度质控测试,变异系数(CV)=0.18%。

检测指标:抽取体检者的空腹静脉血,分离血清标本后置于-70 ℃保存待检。采用酶联免疫吸附法检测血清IL-6及TNF-α水平,试剂盒由美国R&D公司提供。采用全自动电化学发光免疫分析仪及其配套试剂盒,化学发光法检测血清IGF-1、P1NP、β-CTX及OC水平。操作过程均严格按照试剂盒说明书进行。


统计学方法

采用SPSS20.0统计软件分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,多组均数比较采用单因素方差分析,两组间比较采用成组t检验。相关性分析采用Pearson相关分析。应用非条件Logistic回归分析老年男性OP的相关影响因素。P<0.05为差异有统计学意义。


结果

各年龄段正常、骨量减少、OP组人数分布

280例体检者中骨量正常45例(16.1%),骨量减少133例(47.5%),OP 102例(36.4%)。≥80岁年龄段发生OP 73例,70~79岁发生OP 20例,60~69岁发生OP 9例。


各组一般资料比较

OP组的年龄明显高于骨量减少组和正常组,差异有统计学意义(P<0.05)。各组间的身高、体质量及BMI比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表 1)。


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各组骨代谢指标及细胞因子水平比较

OP组血清P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1水平均明显高于骨量减少组和正常组,差异有统计学意义(P<0.05)。OP组血清OC水平明显低于骨量减少组和正常组,差异有统计学意义(P<0.05)。骨量减少组和正常组血清P1NP、β-CTX、OC、IL-6、TNF-α及IGF-1水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表 2)。


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BMD与骨代谢指标及细胞因子水平的相关分析

Pearson相关分析结果显示,BMD与OC呈正相关(r=0.315,P<0.05),与P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1呈负相关(r=-0.428、-0.406、-0.358、-0.252、-0.303,P<0.05)。OP组BMD与OC呈正相关(r=0.370,P<0.05),与P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1呈负相关(r=-0.475、-0.420、-0.414、-0.281及-0.386,P<0.05)(表 3)。


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非条件Logistic回归分析老年男性OP的相关影响因素

以有或无OP发生为因变量,以年龄、身高、体质量、BMI、P1NP、β-CTX、OC、IL-6、TNF-α及IGF-1为自变量进行非条件Logistic回归分析,发现高龄、P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1水平升高是老年男性OP的危险因素,其OR(95% CI)值分别为1.702(1.530~2.074)、2.437(1.974~4.318)、1.853(1.627~2.250)、1.614(1.435~1.902)、1.428(1.302~1.684)、2.106(1.804~3.972);OC水平升高是老年男性OP的保护因素,OR(95% CI)值为0.815(0.736~0.995)(表 4)。


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讨论

OP是以骨强度降低导致骨折风险增加的骨骼疾病,早期预防、及时发现、有效治疗可控制或减缓病程的发展。骨代谢指标可在短期内反映骨改变,即骨吸收和骨形成的动态水平,全面监测骨代谢状况。OP的主要发病机制为骨重建失衡,而骨重建过程主要由破骨细胞、成骨细胞和骨细胞等在内的多种细胞及细胞因子参与。因此,检测骨代谢指标及细胞因子水平对评估骨形成或骨吸收细胞活动性和防治OP发生具有重要的临床意义。

P1NP是Ⅰ型前胶原成熟过程中形成的断裂片段,其血清水平是检测成骨细胞活力和骨形成的特异性指标,可反映成骨细胞合成骨胶原的能力,有助于早期发现骨形成减退,警惕早期OP的发生Krege等研究发现,P1NP随Ⅰ型胶原的形成而释放入血,当造骨细胞形成减少时,反映新合成的Ⅰ型胶原蛋白变化的P1NP水平就下降,监测P1NP水平可以动态、系统监测OP患者的疗效。β-CTX是成熟Ⅰ型胶原蛋白的羧基端降解代谢产物,是反映骨再吸收的重要标志物,可用于监测OP的抗吸收治疗以及了解骨转换的程度Zhao等研究表明,β-CTX是评价骨吸收的可靠指标,在OP的早期诊断、治疗监测方面有一定的价值。OC是由成骨细胞合成和分泌的反映骨形成的重要指标,不受骨吸收因素的影响,其血清水平升高时提示新形成的成骨细胞处于活跃状态。IL-6是一种主要由单核巨噬细胞、T细胞、B细胞等多种细胞产生的细胞因子,具有复杂的生理功能,参与调节免疫应答及多种细胞的生长与分化等。TNF-α是一种由激活的巨噬细胞产生的能抑制成骨细胞和刺激破骨细胞的细胞因子,可以通过多种途径发挥抑骨作用。IL-6和TNF-α可作用于破骨细胞,刺激骨吸收作用,同时还能增加骨胶原酶分泌,促进骨基质降解而影响成骨细胞活性,进而影响骨形成作用IGF-1是一类结构上类似于胰岛素原的单链多肽,既能介导激素如甲状旁腺素、甲状腺素等的促骨合成作用,也能介导其他内分泌因子调节骨骼生长,促进软骨成熟、骨形成与分化

本研究结果显示,OP组年龄明显增高,BMD明显减少,OP组血清P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1水平均明显高于骨量减少组和正常组,而血清OC水平明显降低。这提示骨代谢指标及细胞因子水平能反映骨代谢状况和骨量,其与老年男性OP的BMD减少密切相关,可能参与老年男性OP的发生发展。丁瑞等研究显示,OP组中的P1NP、β-CTX均高于正常组,监测骨代谢标志物P1NP与β-CTX有助于早期诊断及防治OP的发生与发展。李凝旭等研究认为,IL-6及TNF-α参与了OP患者骨吸收作用,且与BMD呈明显负相关,IL-6及TNF-α刺激的骨吸收作用越强,OP发生的风险性可能就越高。另外,本研究中OP患者BMD与OC呈正相关,与P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1呈负相关。回归性分析结果显示,高龄、低BMD、P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1水平升高是老年男性OP的独立危险因素,OC是老年男性OP的保护因素。提示降低老年男性人群血清P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1水平和升高OC水平有利于防止BMD下降,进而减少OP发生的风险。Dai等研究也发现,P1NP、β-CTX与OP患者BMD呈负相关,可用于预测骨质疏松性骨折风险和抗OP治疗疗效观察的指标。

综上所述,老年男性OP患者血清P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1水平明显升高,血清OC水平明显下降,其与BMD减少密切相关,高龄、低BMD、P1NP、β-CTX、IL-6、TNF-α及IGF-1水平升高是老年男性发生OP的独立危险因素。该结果初步表明骨代谢指标及细胞因子水平能反映骨丢失率和骨破坏水平,是判断老年男性OP有用的筛选参数。但OP的实验室诊断尚缺乏理想的指标,检测方法也尚未标准化,在临床实践中还缺乏随访大样本资料支持,仍需循证医学研究以达成临床共识或制定指南。


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