血清OPG、RANKL及白介素-34在克羅恩病患者骨代謝中的相關分析

嚴淑 苗魯杰 汪良芝

蘇州大學附屬第三醫院1全科醫學科，2消化內科（江蘇常州 213003）

克羅恩病（Crohn'S disease，CD）是一種原因不明的腸道炎癥性疾病，可累及胃腸道的任何部分，其發病可能與感染、遺傳、免疫等多種因素有關。近年來炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD）并發骨質疏松（osteoporosis，OP）的研究越來越受到關注，OP被認為是IBD常見的并發癥之一。研究表明CD患者較正常人群更易發生BMD的降低及骨質疏松［1］，但是臨床實踐中卻容易被忽視。CD合并骨質疏松的發病機制目前仍不明確，糖皮質激素使用及疾病本身炎癥因子的激活等均可增加OP的風險。近年來發現核細胞因子-κB受體活化因子配體（receptor activator of nuclear factor kappa Bligand，RANKL）/核因子-κB受體活化因子RANK/骨保護素（osteoprotegrin，OPG）系統是骨代謝中一個重要的信號調節系統，可調節破骨細胞，參與骨重建和病理性骨吸收。已有報道OPG/RANKL系統可激活破骨細胞的活性，導致CD骨量丟失［2］。此外，CD患者體內異常分泌的炎癥因子如IL-1、IL-6、TNF-α也被認為參與骨質疏松的發生［3］。IL-34是近年來發現的一個新的細胞因子，被認為是參與破骨細胞誘導和分化的重要因子。文獻報道IL-34與銀屑病關節炎、類風濕性關節炎的骨破壞有關［4-5］。然而IL-34在CD骨代謝及骨質疏松中的關系研究較少，其關系尚不明確。因此，本研究旨在通過檢測CD患者的血清OPG、RANKL、IL-34的表達水平及BMD的測定，分析IL-34與上述指標及CD臨床資料的相關性，初步探討IL-34、OPG、RANKL在CD骨代謝中的表達及作用。

1 對象與方法

1.1 研究對象連續納入2015年8月至2017年10月于蘇州大學醫學院附屬第三醫院全科醫學科及消化內科住院的CD患者共34例，健康對照組30例來源于我院體檢中心。CD患者入選標準：符合2012年中華醫學會消化病學分會炎癥性腸病學組制定的關于“IBD診斷標準”共識意見［6］。排除標準：（1）絕經期女性患者；（2）其他可引起繼發性骨質疏松的內分泌或代謝性疾病，（3）同時患有骨關節疾病及嚴重肝臟、血液系統及結締組織病患者；（4）服用影響骨代謝如雙磷酸鹽類、氟化物及糖皮質激素GCs等應用史。上述病例資料均征得患者知情同意。

1.2研究方法詳細記錄CD患者的病史（包括性別、年齡、體質量指數（BMI）、病程、發病部位、疾病嚴重程度、GCs使用情況等），計算體質量指數BMI（kg/m2），定義 BMI≤ 18.5 kg/m2為低體重。利用美國R&D公司的試劑盒，ELISA法測定外周血清IL-34、OPG及RANKL的水平。同時利用美國Hologic公司生產的雙能X線骨密度儀（DEXA）進行BMD測定，分別測定腰椎L1～L4及股骨頸T值（g/cm2），以同性別、同種族的骨密度處于峰值的青年人作為對照組得出的標準差值。

1.3 判定標準CD患者的疾病嚴重程度參照Harvey-Bradshaw簡化CD活動度指數標準心分為緩解、中度及重度［6］。骨質疏松/骨量減少的診斷標準：根據中華醫學會骨質疏松和骨礦鹽疾病分會制定的《原發性骨質疏松癥診治指南》［7］，T≥-1.0為正常，-2.5＜T＜-1.0為骨量減少，T≤-2.5為骨質疏松。腰椎和股骨頸任一個部位T值小于-1.0診斷為骨量減少；任一部位≤-2.5診斷為骨質疏松。

1.4統計學方法應用統計學軟件SPSS 19.0進行統計分析。計量資料數據用（）表示，采用獨立樣本t檢驗和組間比較方差分析；計數資料用構成比表示，采用卡方檢驗比較；相關分析采用Spearman相關分析；P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1兩組一般資料及BMD的比較CD患者34例，男18例，女16例，年齡18～55歲，平均年齡（36.5±10.7）歲。對照組健康人群共30例，男16例，女14例，年齡20～58歲，平均年齡（37.0±10.2）歲，兩組年齡和性別分布比較差異無統計學意義（P＞0.05）。有2例CD患者為低體重者，即BMI≤18.5 kg/m2。CD 組平均 BMI低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。34例CD的疾病嚴重程度包括緩解期13例（38.2%），中度16例（47.1%），重度5例（14.7%）。CD患者中16例（47.1%）骨量正常，13例（38.2%）出現骨量減少，5例（14.7%）骨質疏松。對照組中23例（76.7%）骨量正常，6例（20.0%）骨量減少，1例（3.3%）骨質疏松，CD骨密度降低率高于對照組（χ2＝ 4.69，P＜ 0.05），CD患者股骨頸及腰椎骨密度T值明顯低于對照組（P＜0.01），見表1。

2.2 CD患者不同骨密度亞組及IL-34、OPG及RANKL的比較對上述患者進行外周血清IL-34、OPG、RANKL的測定，發現 IL-34、OPG 及RANKL均明顯高于對照組（P＜0.01），見表1。根據BMD檢測結果，將CD患者分成骨量正常組、骨量減少組和骨質疏松組。結果顯示骨質疏松組IL-34、OPG及RANKL值明顯高于骨量正常組（P＜0.01），其中骨質疏松組IL-34、OPG水平高于骨量減少組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。而骨質疏松組RANKL值與骨量減少組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。

表1 CD患者及對照組臨床資料及血清學資料比較Tab.1 Comparison of clinical data and serum data in two groups±s

表1 CD患者及對照組臨床資料及血清學資料比較Tab.1 Comparison of clinical data and serum data in two groups±s

注：BMI：體質指數；IL-34：白介素-34；OPG：骨保護素；RANKL：核細胞因子κB受體激活劑配體

一般資料例數性別（%）CD組34對照組30 t/χ2P值男 女0.001＞0.05年齡（歲）BMI（kg/m2）BMD（g/cm2）股骨頸T值腰椎L1-L4 T值骨密度降低［例（%）］IL-34（pg/mL）OPG（pg/mL）RANKL（pg/mL）52.9 47.1 36.5±10.7 20.25±3.12 53.3 46.7 37.0±10.2 21.42±2.90 0.025-0.824＞0.05＜0.05-0.85±1.12-0.76±1.17 18（52.9）16.8±5.3 321.5±50.2 311.0±25.6 0.21±0.84 0.24±08.85 7（23.3）6.5±1.9 243.6±17.1 273.8±9.9-4.27-3.94 4.69 19.87 8.52 5.74＜0.01＜0.01＜0.05＜0.01＜0.01＜0.01

表2 CD不同組別之間IL-34、RANKL及OPG水平的比較Tab.2 Comparison of IL-34、RANKL and OPG level in three groups ± s，pg/mL

表2 CD不同組別之間IL-34、RANKL及OPG水平的比較Tab.2 Comparison of IL-34、RANKL and OPG level in three groups ± s，pg/mL

注：IL-34：白介素-34；OPG：骨保護素；RANKL：核細胞因子κB受體激活劑配體；與骨量正常組比較，*P＜0.01；與骨質減少組比較，△P＜0.05

組別骨量正常組骨量減少組骨質疏松組例數16 13 5 IL-34 12.8±1.4 15.8±2.0 25.3±2.6*△OPG 285.9±33.8 311.5±10.9 388.6±6.9*△RANKL 273.2±12.1 305.9±8.6 319.8±17.2*

2.3 CD患者血清IL-34、RANKL、OPG和骨密度的相關性分析經Spearmen相關分析顯示，CD患者中 IL-34與 RANKL呈正相關（r＝0.412，P＝0.015），IL-34與OPG無相關性（P＞0.05）。血清IL-34與股骨頸、腰椎BMD呈負相關（r＝-0.402，P＝0.008；r＝-0.376，P＝0.018）；血清RANKL與股骨頸、腰椎BMD呈負相關（r＝-0.375，P＝0.020；r＝-0.318，P＝0.316）。血清OPG水平與BMD無相關性（P＞0.05）。

3 討論

近年來發現IBD患者容易發生骨密度減低，發病率高于正常健康人群，研究報道骨質疏松發生率5%～42%，大致發病率在15%左右［8］。IBD一旦骨質疏松后繼發骨折的概率明顯增高，因此早期防治骨質疏松具有重要的作用。目前關于發病機制尚不明確，可能與炎癥介質的激活、糖皮質激素使用、低體重、營養不良、鈣劑及維生素D的缺乏及遺傳因素等多因素有關［9］。本研究顯示，CD的骨密度明顯低于對照組，骨密度降低率明顯高于正常人群。CD體內異常的免疫反應會導致各種促炎細胞因子的釋放，如IL-1、IL-12及TNF-α，導致腸道粘膜的損傷和炎癥反應，并且活化的T細胞通過影響RANKL的表達而影響骨代謝，從而增加破骨細胞的活性［10］。

OPG/RANKL/RANK系統是目前調控骨代謝的重要通路之一。OPG屬于TNF家族，可與RANKL結合從而阻止它與RANK結合，進而抑制破骨細胞分化成熟，OPG/RANKL的比值在調節破骨細胞分化成熟中起著決定性的作用［11］。MOSCHEN等［12］在對115例IBD患者中發現，CD患者中血清OPG顯著升高，是對照組的2.4倍，然而OPG/RANKL比值高于對照組，與BMD呈負相關。本研究結果與之相近，發現CD患者中OPG、RANKL水平較對照組、骨量正常組均明顯升高，且OPG/RANKL比值高于對照組，但差異無統計學意義，這與有些報道結果不一致。MOSCHEN等［12］曾在研究中發現，RANKL水平在骨量丟失或炎癥的早期升高，9周后水平可迅速下降，而OPG水平則逐漸升高。本研究中OPG/RANKL比值較對照組升高，可能與入組的研究對象所患疾病的炎癥程度較重，OPG升高可能于繼發骨破壞后出現代償性的增加有關。然而也有報道［13］在CD患者中OPG低于對照組，所以尚需進一步的臨床數據證實RANKL及OPG在疾病的不同階段的變化及意義。

隨著對骨代謝機制的研究深入，發現炎癥因子直接和間接調節OPG/RANKL系統。IL-34作為新近發現的IL家族成員，其功能類似于巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF），M-CSF可聯合RANKL誘導單核細胞分化為破骨細胞。IL-34參與巨噬細胞分化和破骨細胞生成，現也被認為是破骨細胞誘導分化的重要因子，同時作為促炎因子，參與骨破壞。有報道IL-34可以誘導促炎因子IL-6的表達，導致活化的T細胞RANKL mRNA表達［14］。研究顯示IL-34在類風濕性關節炎合并骨質疏松患者的滑膜中表達升高，且表達水平與炎癥的嚴重程度密切相關［15］。任潔等［4］在銀屑病關節炎中也證實了類似的結果，發現IL-34水平明顯高于對照組及銀屑病患者，IL-34可與破骨細胞前體細胞呈正相關，表明IL-34參與破骨細胞的分化，進而促進了骨破壞。目前IL-34與CD的骨代謝研究尚未有報道。本研究結果發現，CD患者血清IL-34、RANKL及OPG的水平明顯高于對照組，并且IL-34和RANKL之間存在正相關性，而二者與骨密度均呈負相關性，提示隨著骨密度的降低其水平可逐漸升高，其作用可能與通過RANKL誘導破骨細胞生成有關。然而由于本研究的局限性，尚需進行IL-34及在CD免疫細胞水平中的表達，以進一步證實IL-34在骨丟失發病機制中的作用。

綜上所述，CD患者較正常人群更易發生骨質疏松，IL-34在CD患者中明顯升高，且在合并骨質疏松患者中含量高于骨量正常患者，可能與RANKL、OPG系統有關參與骨代謝、促進骨破壞。但是IL-34在CD炎癥發病中的作用及如何調節骨代謝具體的機制，仍需今后進一步探索。