健康中年人血清炎癥標志物與骨密度的相關性研究

李智 曾凡偉 徐利軍 杜美廷

四川省達州市中心醫院骨科，四川 達州 635000

由于人類平均預期壽命的增加，公眾對健康的興趣不斷增加，對老年疾病的防治越來越關注。特別是，隨著老年人口的增加，骨質疏松癥和骨折的患病率和治療費用大大增加。據估計骨質疏松癥的患病率在女性中超過30%，在男性中不低于10%，而且這一數字每年都在增加；此外，考慮到骨折風險不僅在骨質疏松癥中而且在骨量減少中也增加了1.73倍，因此需要積極努力預防骨量流失[1]。最高的骨礦物質含量是在生命的第二十年和第三十年期間形成的，隨著年齡增加會自發地發生下降[2]。已知各種因素，包括激素、鈣和蛋白質的營養攝入、身體活動、藥物使用和吸煙，都會影響骨骼的形成和維持。近些年的研究表明，炎癥反應誘導破骨細胞的形成，從而導致骨質流失[3]。已經在免疫和炎性疾病中觀察到骨代謝與C-反應蛋白(CRP)水平之間的相關性，CRP是典型的炎癥標志物。發現類風濕性關節炎更年期婦女的高CRP水平與高骨轉換有關[4]，絕經前婦女的CRP水平與BMD的降低顯著相關[5]。血清脂聯素，與腫瘤壞死因子-α具有結構相似性。據報道，腫瘤壞死因子-α(TNF-α)是一種有效的破骨細胞生成調節因子，與糖尿病患者的BMD呈負相關[6]。然而，研究仍在進行中，因為尚未闡明確切的機制。只有少數中國研究是在成年人中進行的。因此，本研究旨在探討BMD狀態和全身無癥狀炎癥反應的影響，并分析其與健康中年人的相關性。

1 材料和方法

1.1 研究方案

這項研究的參與者來自于四川省達州市中心醫院門診和病房進行診治的健康成年人。在研究開始之前，所有參與者都被告知關于研究目的的解釋，并且簽署知情同意書的80人被選為本研究的最終參與者。在完成所有檢查之后，排除了4名未完成檢測的參與者，并對剩余的76名參與者進行了數據分析。根據BMD測量期間獲得的腰椎和股骨頸T評分將參與者分為以下組：T評分≥-1的患者被分為正常BMD組，T評分<-1的患者被歸為BMD減少組。本研究由醫院倫理委員會批準，所有研究過程均遵守臨床倫理規定。

1.2 檢測指標

通過使用Biospace公司生產的InBody720生物電人體成份分析儀測量受試者的身高、體重和身體組成。通過使用帶線測量每個參與者的腰圍兩次，同時參與者處于舒適的站立位置。檢測兩次取平均值。對于血液測試，參與者禁食12 h并從他們的肱靜脈獲得血液樣品。通過使用自動臨床化學分析儀分析在2 000～4 000 r/min下離心10 min的血清。通過使用自動化臨床化學分析儀(Fuji Dri-Chem 3500i；Fuji Photo Film Ltd.，Tokyo，Japan)分析CRP水平，并使用人酶聯免疫吸附測定試劑盒檢測血清脂聯素和TNF-α水平(自動酶標儀；Molecular Devices，CA，USA)。使用雙能X射線骨密度儀(GE Lunar Prodigy；GE Lunar Corp.，Madison，WI，USA) 測量參與者的腰椎(L1-L4)和右側股骨頸(FN)的BMD。同時調查并記錄所有受試者飲酒，吸煙和運動等生活習慣情況。

1.3 統計學處理

所有數據均以均數±標準差或數字和百分比形式表示。使用SPSS 18.0軟件分析本研究數據。比較使用卡方檢驗定性變量和獨立t檢驗定量變量。使用Pearson相關系數分析骨密度與其相關變量之間的相關性。當P<0.05時，表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 參與者的臨床特征

在76名健康成人中，40名(52.6%)屬于正常BMD組，36名(47.4%)屬于BMD降低組。在BMD減少的36名參與者中，31名(86.1%)患有骨質減少，5名(13.9 %)患有骨質疏松癥。參與者的平均年齡為47.8歲。平均體質指數(BMI)為(24.5±3.4)kg/m2，在超重范圍內。同樣，平均體脂百分比為25.6%±6.4%，表明參與者肥胖。參與者的平均腰圍為85.8 cm，這些人群的人體測量數據差異沒有統計學意義。關于參與者的生活習慣，27.6%的人每周鍛煉三到四次，每天鍛煉者占13.2%。所有參與者的平均當前吸煙率為23.7%，顯示正常BMD組(30.0%)的吸煙率高于BMD降低組(16.7%)。所有參與者的平均當前飲酒率為48.7%，正常BMD組為50.0%，BMD組為47.2%。盡管這兩組人的生活習慣差異沒有統計學意義，但正常BMD組的飲酒和吸煙率較高，而運動率較低(表1)。

表1 人體測量和生活習慣數據[n(%)]Table 1 Anthropometric and life habit data[n(%)]

2.2生化數據比較

兩組的血液檢查結果的比較結果如表2所示。所有參與者和兩組的平均血液檢查結果均在正常范圍內。盡管所有平均CRP濃度均在正常范圍內，但BMD降低組中的CRP濃度顯然更高。 BMD降低組中患者血清脂聯素濃度也較低，但差異不顯著。雖然BMD組的TNF-α濃度較高，但差異也不顯著。總體而言，在該研究中評估的三種炎癥標志物中，僅CRP濃度在兩組之間呈現顯著差異(表2)。

表2 生化數據

2.3 根據BMD與炎癥標志物和變量的相關性

按照BMD不同分為兩組，分析BMD與炎癥標志物差異，結果顯示組間存在顯著差異。在正常BMD組中，BMD與其他因素之間的相關性不顯著。相比之下，BMD減少組的BMD與CRP呈負相關(表3)。

表3骨密度與炎癥標志物之間的相關系數

Table3Correlation coefficients between bone mineral density and inflammatory markers

組別CRP脂聯素TNF-α正常組降低組-0.135 -0.356 0.134 0.165-0.206-0.127

3 討論

以前的研究[7]表明，炎性細胞因子參與破骨細胞的活化；已知這種炎性細胞因子影響正常的骨重建，這與炎性疾病無關，典型的細胞因子包括白細胞介素1(IL-1)和TNF。CRP是一種主要的急性期反應物，被認為是一種敏感的炎癥標志物。炎癥反應強烈刺激肝臟CRP產生并增加各種細胞因子如IL-1、IL-6和TNF-α的產生，其通過控制成骨細胞和破骨細胞的分化和活性誘導骨吸收；隨后骨吸收增加導致骨轉換增加和BMD降低[8]。有學者報道了外周血單個核細胞中IL-1、IL-6和TNF-α的產生與健康的絕經前婦女的腰椎骨量丟失呈正相關，進一步研究發現單核細胞培養液中IL-1、IL-6和TNF-α的水平與更年期婦女的骨吸收活性呈正相關[9]。

此外，有學者報道，血清IL-6水平可以預測健康更年期婦女的股骨骨量丟失。上述發現使我們懷疑炎性細胞因子是將CRP水平與骨代謝聯系起來的主要機制[10]。脂聯素是一種在人脂肪細胞中特異表達的膠原蛋白，與肥胖呈負相關[9]。相對較少的研究調查了血清脂聯素水平與BMD之間的相關性。據報道，糖尿病患者脂聯素水平與BMD呈負相關[11]。脂聯素通過增加環氧合酶-2(COX-2)的表達和骨髓基質細胞中前列腺素E2(PGE 2)的分泌來抑制脂肪細胞的形成。由于已知COX-2參與細胞向成骨細胞的分化，因此需要進一步研究以研究脂聯素如何通過COX-2途徑影響骨代謝[12]。

在本研究中，健康成人的血液測試和炎癥標志物檢測結果都在正常范圍內。然而，BMD降低時CRP水平顯著升高。在最近的一項大規模研究中，據報道CRP水平與男性和女性的BMD高度相關，并且是發生骨折的有效預測因素[13]。在一項針對更年期婦女的研究中，發現CRP水平與BMD有關[14]。有學者研究發現，脂聯素水平與男性BMD無關，但在女性中有顯著差異；進一步研究發現CRP水平與股骨頸BMD相關，而TNF-α水平與腰椎的BMD顯著相關[15]。當在本研究中分析BMD與各種炎癥標志物之間的關系時，BMD僅與CRP水平顯著相關，但未發現與其他標志物相關性。

本研究有一些局限性，包括其回顧性橫斷面設計，參與者數量少，以及將更年期婦女納入參與者。然而，本研究具有一定臨床意義，因為還沒有其他我國研究調查BMD與炎癥標志物關系的報道。在未來，需要進行大規模的前瞻性研究來研究炎癥標志物對BMD的影響。