Graves眼病患者血清骨代謝相關細胞因子變化及與骨密度的相關性

蘇俊平 張博 孟慶蘭 劉春燕 陳雪 陳云霞

·論著·

Graves眼病患者血清骨代謝相關細胞因子變化及與骨密度的相關性

蘇俊平 張博 孟慶蘭 劉春燕 陳雪 陳云霞

目的 探討Graves眼病(GO)患者血清骨代謝相關細胞因子變化及與骨密度的相關性。方法 選取2014年5月至2016年10月收治的60例GO患者為GO組，其中分為輕度GO組18例，重度GO組42例。另設同期進行健康體檢的正常人為對照組(40例)。測定3組血清骨代謝相關細胞因子[護骨素(OPG)、細胞核因子κB受體活化因子配基(RANKL)、白介素6(IL-6)、白介素10(IL-10)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、胰島素樣生長因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)]及第2～4腰椎(L2～4)、股骨頸、Ward三角和大轉子區骨密度(BMD)。結果 (1)GO組血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α較對照組明顯升高，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ較對照組明顯降低，且重度GO組血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α較輕度GO組明顯升高，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ較輕度GO組明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)。(2)GO組L2～4、股骨頸、Ward三角和大轉子區BMD較對照組明顯降低，且重度GO組L2～4、股骨頸、Ward三角和大轉子區BMD較輕度GO組明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)。(3)對照組血清OPG、RANKL、OPG/RANKL、IL-6、IL-10、TNF-α、IGF-Ⅰ與各部位BMD均無相關性(P>0.05)。GO組血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α與各部位BMD均具有負相關性(r值分別為-0.685、-0.722、-0.775、-0.798，P<0.05)，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ與各部位BMD均具有正相關性(r值分別為0.712、0.689、0.803，P<0.05)。結論 GO患者血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α水平升高，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ水平降低，且其變化與骨代謝異常和骨密度降低有關。

Graves眼??；骨代謝相關細胞因子；骨密度；骨質疏松

Graves眼病(Graves ophthalmopathy，GO)是一種自身免疫性內分泌疾病，該病是Graves病最常見的甲狀腺外表現，占全部Graves病的20%～50%，且其發病率呈逐年上升趨勢[1,2]。臨床上，藥物治療和手術治療是GO主要治療方法，其中糖皮質激素由于其抗炎和抗免疫作用被廣泛應用于治療GO，研究顯示其治療有效率可達到70.2%，且對視功能保護作用也較明顯。然而，長期使用糖皮質激素不良反應發生率高，容易引起體重增加、高血壓、糖尿病等不良反應。其中骨質疏松是激素治療引起的主要不良反應，是導致GO患者癱瘓、影響患者生活質量的主要原因之一[3-5]。本研究選取2014年5月至2016年10月我院收治的60例GO患者為研究對象，通過觀察患者血清骨代謝相關細胞因子及骨密度的變化，為GO患者骨質疏松的預防提供理論依據，總結如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2014年5月至2016年10月河北省滄州市人民醫院收治的GO患者60例，其中男34例，女26例；年齡27.8～39.2歲，中位年齡35.2歲;病程1.5～2.9年，平均(2.2±0.5)年;Ⅰ度突眼13例，Ⅱ度突眼22例，Ⅲ度突眼25例。根據GO臨床活動性評分(CAS)和眼睛疾病嚴重性用改良方法(NOSPECS)將其分為輕度GO組和重度GO組。輕度GO患者CAS<4，NOSPECS<5；重度GO患者CAS≥4，NOSPECS≥5。輕度GO組18例，包括男10例，女8例；年齡29.2～38.5歲，中位年齡34.6歲；病程1.5～2.7年，平均(2.0±0.3)年;Ⅰ度突眼4例，Ⅱ度突眼9例，Ⅲ度突眼5例。重度GO組42例，包括男24例，女18例；年齡27.8～39.2歲，中位年齡35.7歲；病程1.8～2.9年，平均2.4年，Ⅰ度突眼9例，Ⅱ度突眼13例，Ⅲ度突眼20例。另選取同期于我院進行健康體檢的正常人40例為對照組，其中男25例，女15例；年齡28.4～45.1歲，中位年齡38.8歲。3組性別比、年齡差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 納入與排除標準 納入標準：(1)符合美國甲狀腺協會制定的診斷和分級標準；(2)常規檢查甲狀腺功能，包括游離甲狀腺激素(FT3、FT4)、促甲狀腺激素(TSH)、促甲狀腺激素受體抗體(TS-Ab)、甲狀腺過氧化物酶抗體(TpoAb)；X線可見骨小梁減少、變細，骨皮質變?。?3)排除其它原因引起的突眼；(4)近期未服用過免疫抑制藥物。排除標準：(1)合并嚴重心、肝、肺、腎疾病；(2)甲狀腺功能異常；(3)炎癥、自身免疫性疾??；(4)顱內或球后占位性疾??；⑤意識障礙，依從性差者。

1.3 臨床檢查 常規眼科檢查，包括視力、眼壓、外眼、眼底、眼球運動、屈光度等。采用Hertel突眼計測量突眼度，若單(雙)眼>14 mm，或雙眼相差在2 mm以上判斷為眼球突出，重復測量3次，取均值。采用超聲、CT及MRI判斷眼外肌功能。

1.4 主要試劑及設備 酶聯免疫試劑盒購自南京建成生物工程研究所，嚴格參照試劑盒說明書操作。雙能骨密度吸收儀購自美國GE公司。

1.5 檢測指標及方法

1.5.1 骨代謝相關細胞因子:抽取清晨空腹靜脈血5 ml，分離血清后置于-80℃冰箱備用。采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)測定血清骨代謝相關細胞因子[護骨素(OPG)、細胞核因子κB受體活化因子配基(RANKL)、白介素6(IL-6)、白介素10(IL-10)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、胰島素樣生長因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)]。

1.5.2 骨密度:采用雙能骨密度吸收儀測定第2～4腰椎(L2～4)、股骨頸、Ward三角和大轉子區骨密度(BMD)。以上測定部位的峰值BMD均值≤2.0個標準差即為骨質疏松。以上測定部位的峰值BMD均值<1.0～2.0個標準差即為骨量減少。

2 結果

2.1 對照組與GO組骨代謝相關細胞因子比較 GO組血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α較對照組明顯升高，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ較對照組明顯降低，且重度GO組血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α較輕度GO組明顯升高，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ較輕度GO組明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1，圖1。

表1 對照組與GO組骨代謝相關細胞因子比較 ±s

注：與對照組比較,*P<0.05;與輕度GO組比較,#P<0.05

2.2 對照組與GO組BMD比較 GO組L2～4、股骨頸、Ward三角和大轉子區BMD較對照組明顯降低，且重度GO組L2～4、股骨頸、Ward三角和大轉子區BMD較輕度GO組明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2，圖2。

2.3 對照組與GO組骨代謝指標與BMD相關性分析

圖1 對照組與GO組骨代謝相關細胞因子比較

對照組血清OPG、RANKL、OPG/RANKL、IL-6、IL-10、TNF-α、IGF-Ⅰ與各部位BMD均無相關性(P>0.05)。GO組血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α與各部位BMD均具有負相關性(r值分別為-0.685、-0.722、-0.775、-0.798，P<0.05)，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ與各部位BMD均具有正相關性(r值分別為0.712、0.689、0.803，P<0.05)。

3 討論

GO是與甲狀腺疾病有關的一種器官特異性自身免疫性疾病，患者主要表現為眼球前突、眼瞼退縮、眼眶組織水腫、視神經病變及眼外肌運動障礙[6-8]。此外，研究表明GO患者機體骨代謝指標異常，這主要是由于少量甲狀腺激素能夠促進骨骼發育，但超量甲狀腺激素則能夠加快骨轉換過程，即骨形成和骨吸收過程均加強，但主要以骨吸收過程為主，因而造成骨量減低、骨質疏松，嚴重影響患者生活質量[9,10]。因此，對于GO患者加強對骨質疏松的篩查和預防至關重要。

表2 對照組與GO組BMD比較

組別L2～4股骨頸Ward三角大轉子區重度GO組(n=42)0.71±0.12*#0.65±0.07*#0.61±0.05*#0.50±0.06*#輕度GO組(n=18)1.03±0.15*0.80±0.12*0.80±0.11*0.68±0.09*對照組(n=40)1.30±0.240.99±0.121.29±0.180.85±0.13

注：與對照組比較,*P<0.05;與輕度GO組比較,#P<0.05

圖2 對照組與GO組BMD比較

護骨素(OPG)是腫瘤壞死因子受體超家族的成員，其與細胞核因子κB受體活化因子受體(RANK)、細胞核因子κB受體活化因子配基(RANKL)組成的OPG/RANK/RANKL信號轉導通路在調控破骨細胞分化過程中發揮關鍵作用。OPG是成骨細胞分泌的糖蛋白，具有抑制破骨細胞分化、降低破骨細胞活性、增加骨礦含量的作用。RANKL是OPG的配體，也由成骨細胞分泌，是目前已知唯一具有促進破骨細胞分化發育的細胞因子，其與破骨細胞表面的RANK結合通過NF-κB、c-fos、Akt/PKB途徑促進破骨細胞分化發育和骨吸收過程。OPG可競爭性抑制RANKL與RANK結合，具有抑制破骨細胞分化發育，誘導其凋亡的作用。OPG/RANKL決定了破骨細胞分化及骨吸收程度[11,12]。研究發現，OPG/RANK/RANKL系統與其他細胞因子之間形成復雜的調控網絡，能夠直接或間接作用于成骨細胞和破骨細胞，影響骨代謝過程。IL-6、TNF-α等炎性因子通過調控OPG/RANK/RANKL系統促進破骨細胞分化成熟和骨吸收過程，從而導致骨量減少和骨質疏松。IL-6由單核巨噬細胞、成骨細胞分泌，能夠促進破骨細胞增殖、分化及骨吸收的作用[13]。IL-10具有抑制RANKL信號及破骨細胞分化成熟的作用[14]。TNF-α通過促進破骨細胞前體細胞增殖、分化、抑制成骨細胞等作用誘導骨吸收，并抑制骨形成[15]。IGF-Ⅰ由70個氨基酸殘基組成，其結構與胰島素類似，通過有絲分裂和非有絲分裂途徑對骨代謝具有多重作用，例如促進成骨細胞和破骨細胞增殖、分化[16,17]。在骨代謝過程中，OPG、RANKL、IL-6、IL-10、TNF-α、IGF-Ⅰ均是具有較高價值的檢測骨代謝過程的細胞因子。

本研究以OPG、RANKL、IL-6、IL-10、TNF-α、IGF-Ⅰ作為觀察指標，并以健康正常人為對照組，探討GO患者血清與骨代謝有關細胞因子變化。結果顯示，GO組血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α較對照組明顯升高，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ較對照組明顯降低，且重度GO組血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α較輕度GO組明顯升高，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ較輕度GO組明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)。這表明GO患者骨吸收作用較骨形成明顯加快，進而導致骨代謝紊亂、骨量減低及骨質疏松。骨密度(BMD)測定是目前確診骨質疏松的“金標準”，具有準確性高、低輻射、誤差小、重復性好的優點。本研究結果顯示，GO組L2～4、股骨頸、Ward三角和大轉子區BMD較對照組明顯降低，且重度GO組L2～4、股骨頸、Ward三角和大轉子區BMD較輕度GO組明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)，這表明GO患者確實存在BMD降低。相關性分析顯示，對照組血清OPG、RANKL、OPG/RANKL、IL-6、IL-10、TNF-α、IGF-Ⅰ與各部位BMD均無相關性(P>0.05)。GO組血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α與各部位BMD均具有負相關性(r值分別為-0.685、-0.722、-0.775、-0.798，P<0.05)，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ與各部位BMD均具有正相關性(r值分別為0.712、0.689、0.803，P<0.05)。

綜上所述，GO患者血清OPG、RANKL、IL-6、TNF-α水平升高，OPG/RANKL、IL-10、IGF-Ⅰ水平降低，可能是GO患者發生骨質疏松的重要因素，監測以上指標變化對于篩查GO患者發生骨質疏松的高危人群具有重要意義，這對于有效預防骨質疏松具有重要價值。但骨代謝相關細胞因子影響骨代謝的具體機制尚待深入研究，這必將為疾病的預防和治療提供更廣闊的思路。

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The change of serum bone metabolism related cytokines in patients with Graves ophthalmopathy and its correlation with bone mineral density

SUJunping*,ZHANGBo,MENGQinglan,etal.

*DepartmentofEndocrinology,People’sHospitalofCangzhouCity,Hebei,Cangzhou061000,China

Objective To investigate the change of serum bone metabolism related cytokines in patients with Graves ophthalmopathy (GO) and its correlation with bone mineral density.Methods Sixty patients with GO who were admitted and treated in our hospital from May 2014 to October 2016 were enrolled as GO group,who were redivided into two subgroups:mild GO group (n=18) and severe GO group (n=42),meanwhile, 40 healthy subjects were served as control group.The serum bone metabolism related cytokines including osteoprotegerin (OPG),nuclear factor-κ beta receptor activator ligand (RANKL), interleukin-6 (IL-6),interleukin-10 (IL-10),tumor necrosis factor α (TNF-α),insulin-like growth factor Ⅰ(IGF-Ⅰ) and bone mineral density (BMD) in lumbar vertebrae (L2～4),femoral neck,ward triangle and trochanter major were detected for the three groups.Results The serum levels of OPG,RANKL,IL-6 and TNF-α in GO group were significantly increased, however,the levels of OPG/RANKL,IL-10 and IGF-Ⅰwere obviously decreased, as compared with those in control group.Moreover the serum levels of OPG,RANKL,IL-6 and TNF-αin severe GO group were significantly higher than those in mild GO group,however, the levels of OPG/RANKL,IL-10 and IGF-Ⅰin severe GO group were significantly lower than those in mild GO group (P<0.05).The levels of BMD in lumbar 2～4 (L2～4),femoral neck,Ward's triangle and trochanter region in GO group were obviosuly decreased,as compared with those in control group,furthermore,which in severe GO group were significantly lower than those in mild GO group (P<0.05).The correlation analysis showed that the serm levels of OPG,RANKL,OPG/RANKL,IL-6,IL-10,TNF-α and IGF-Ⅰin control group were not correlated to the levels of BMD in different sites (P>0.05). However the levels of OPG,RANKL,IL-6 and TNF-α in GO group were negatively correlated with the levels of BMD in different sites (r=-0.685,-0.722,-0.775,-0.798,respectively,P<0.05),however, the levels of OPG/RANKL,IL-10 and IGF-Ⅰin GO group were positively correlated with the levels of BMD in different sites (r=0.712,0.689,0.803,respectively,P<0.05).Conclusion The serum levels of OPG,RANKL,IL-6 and TNF-α in patients with GO are increased,but the levels of OPG/RANKL,IL-10 and IGF-Ⅰare decreased,moreover,the changes are closely related with bone metabolism abnormality and BMD decrease.

Graves ophthalmopathy; bone metabolism related cytokines; bone mineral density; osteoporosis

10.3969/j.issn.1002-7386.2017.11.002

061000 河北省滄州市人民醫院內分泌科(蘇俊平、劉春燕、陳雪、陳云霞)，心內科(孟慶蘭)；河北省滄州市中心醫院甲狀腺外科(張博)

R 77

A

1002-7386(2017)11-1608-04

2016-11-04)