血清戊糖素水平與骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折相關(guān)性研究

肖軍 黃振峰 馬中希

武漢市第四醫(yī)院古田院區(qū)骨科，湖北 武漢 430032

骨質(zhì)疏松癥是一種骨骼疾病，其特征是骨強(qiáng)度受損，導(dǎo)致骨脆性增加、骨折風(fēng)險(xiǎn)增加。研究表明，骨強(qiáng)度由骨密度和骨質(zhì)量決定[1]。I型膠原蛋白是骨骼的組成成分，因此，骨強(qiáng)度可能受到骨中膠原纖維性質(zhì)的影響。一些研究[2-3]表明，膠原蛋白的性質(zhì)包括其成分和交聯(lián)，可以影響骨強(qiáng)度。為了評(píng)估膠原蛋白和骨骼特性之間的關(guān)系，有必要了解骨骼中膠原蛋白形成的過程。最初通過在相鄰膠原分子之間形成共價(jià)交聯(lián)來實(shí)現(xiàn)新形成的膠原纖維的穩(wěn)定性。膠原蛋白交聯(lián)可分為以下兩種類型：賴氨酸羥化酶和賴氨酰氧化酶控制的交聯(lián)(酶交聯(lián))及糖化或氧化誘導(dǎo)的晚期糖基化終點(diǎn)(AGE)產(chǎn)品交聯(lián)(非酶促交聯(lián))[4]。酶促交聯(lián)可以改善骨強(qiáng)度[5]，然而，研究結(jié)果[4,6]普遍認(rèn)為非酶促交聯(lián)會(huì)破壞骨骼的生物學(xué)和機(jī)械功能。戊糖素(pentosidine)是一種眾所周知的AGE，被認(rèn)為是骨中AGE的有用替代指標(biāo)[4,6]。血清戊糖素濃度與骨強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)[7-8]。然而，尚不清楚血清戊糖素水平是否可能成為中國人骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折(osteoporosis vertebral compression fracture,OVCF)的潛在標(biāo)志物。因此，本研究旨在評(píng)估使用血清戊糖素水平作為OVCF潛在標(biāo)志物的可行性。

1 材料與方法

1.1 一般臨床資料

選取2016年1月至2018年12月在武漢市第四醫(yī)院由于骨質(zhì)疏松壓縮性骨折進(jìn)行手術(shù)的110例患者作為研究對(duì)象，其中48名高能量創(chuàng)傷患者、車禍等交通事故受傷患者及高于1.8米的高空墜落患者被排除在研究之外。另外，28名未被確診為骨質(zhì)疏松癥及患有慢性腎功能疾病、類固醇類疾病、多發(fā)性惡性腫瘤疾病的患者也被排除在本研究之外。此外，為了識(shí)別與骨質(zhì)疏松癥相關(guān)的骨折，使用了50歲的臨界值[9]。年齡<50歲的患者也被排除在外。最后共篩選出33例50歲或以上低能量創(chuàng)傷導(dǎo)致脊椎骨折的受試者(8名男性、25名女性)作為椎體骨折組。同時(shí)，選取2016年1月至2018年12月在武漢市第四醫(yī)院接受健康檢查符合條件的58名50歲或以上的受試者。排除標(biāo)準(zhǔn)：糖尿病患者血清戊糖素水平升高或腎功能下降；服用過任何可能影響骨代謝藥物的患者，包括糖皮質(zhì)激素、性激素、華法林和雙膦酸鹽等。所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1骨密度檢測(cè)：使用雙能X線吸收測(cè)定法(DXA；GE Lunar，Medison，WI，USA)進(jìn)行腰椎(L1～4)的骨密度(bone mineral density, BMD檢測(cè)。在骨折的情況下，使用另一側(cè)。腰椎和近端股骨的最低T評(píng)分用于確定骨質(zhì)疏松癥。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)標(biāo)準(zhǔn)，T分?jǐn)?shù)高于-1被定義為正常；低于-1至高于-2.5被定義為骨質(zhì)減少；-2.5或更低被定義為骨質(zhì)疏松癥。當(dāng)T值低于-2.5合并骨質(zhì)疏松性骨折時(shí)，該病例被歸類為嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松癥[10]。椎體骨折通過放射學(xué)平片檢查和磁共振成像診斷。OVCF患者中篩選出的33例患者為椎體骨折組，87例非椎體骨折的患者納入非骨折組。椎體骨折組受試者的平均年齡為76.5歲且所有患者均被診斷為骨質(zhì)疏松癥。非骨折組受試者的平均年齡為68.4歲，在87名患者中，有38名被診斷患有骨質(zhì)疏松癥。兩組的性別、年齡或BMD比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

1.2.2生化標(biāo)志物檢測(cè)：禁食一夜后于第二天早晨通過靜脈獲得受試者血液樣本，測(cè)量其空腹血糖、糖化血紅蛋白(HbA1c)、血尿素氮(BUN)、血清肌酐、血清堿性磷酸酶和骨鈣素水平，比較兩組間的生化測(cè)量結(jié)果。使用定量夾心酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)試劑盒(Human Pentosidine ELISA Kit; My BioSource Inc.，San Diego，CA，USA)測(cè)量受試者血清戊糖素水平。

1.2.3骨折風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：所有受試者均回答問卷，使用亞洲版骨折風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(FRAX)工具計(jì)算其未來10年的骨折概率，以確定OVCF的重要危險(xiǎn)因素。此外，還分析了FRAX與戊糖素水平之間的相關(guān)性。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。使用卡方檢驗(yàn)比較患者的性別、年齡和骨質(zhì)疏松癥狀況。使用Mann WhitneyU檢驗(yàn)分析臨床結(jié)果。分析FRAX與血清戊糖素水平之間的相關(guān)性以確定它們之間關(guān)系的顯著性。進(jìn)行邏輯回歸分析以檢查每個(gè)因子對(duì)OVCF的貢獻(xiàn)。P<0.05被認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

所有受試者的一般情況如表1所示，比較差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。椎體骨折組平均血清戊糖素水平為110.8 ng/mL，非骨折組為64.3 ng/mL。椎體骨折組與非骨折組之間的平均血清戊糖素水平比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.04)。Logistic回歸分析顯示皮質(zhì)類固醇的使用(OR=19.97，P=0.03)、吸煙(OR=14.82，P=0.01)、血清戊糖素(OR=1.03，P=0.01)、體重(OR=0.94，P=0.01)、HbA1c(OR=0.91，P=0.01)和BMD(OR=0.58，P=0.01)與OVCF顯著相關(guān)(表2)。然而，兩組受試者的空腹血糖(P=0.70)、HbA1c(P=0.70)、血肌酐(P=0.24)、BUN(P=0.33)、血液堿性磷酸酶(P=0.17)和血清骨鈣素(P=0.55)水平比較差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表3)。

骨折組腰椎平均T值為-3.9，非骨折組腰椎T值為-2.4，比較差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.23)，見表1。使用FRAX預(yù)測(cè)10年椎體骨折概率在椎骨骨折組中為19.1%，在非骨折組中為10.8%。椎體骨折組的10年骨折概率顯著高于非骨折組(P=0.02)。此外，血清戊糖素水平與FRAX結(jié)果之間存在明顯的正相關(guān)(r=0.35，P=0.02)。見圖1。

表1 受試者一般臨床資料Table 1 Subject’s general clinical data

表2 骨質(zhì)疏松性椎體骨折的多變量回歸分析

表3 椎體骨折組和非骨折組之間生化結(jié)果比較

圖1 血清戊糖素水平與FRAX之間的關(guān)系Fig.1 Relationship between the serum pentosidine levels and FRAX

3 討論

戊糖素是一種在老年人細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)現(xiàn)的AGE[11]。戊糖素蓄積于低骨轉(zhuǎn)換率骨病患者體內(nèi)，如糖尿病或雙膦酸鹽抑制骨吸收或人體衰老過程中的機(jī)體內(nèi)[12]。為了消除可能影響血清戊糖素水平的因素，本研究排除了糖尿病患者和雙膦酸鹽類藥物使用者。此外，有可能影響骨代謝藥物史的人也被排除在外。

一些研究[13]表明，椎體皮質(zhì)或骨小梁中的戊糖素含量與機(jī)械性能呈負(fù)相關(guān)。另據(jù)報(bào)道[14]，血清戊糖素水平與皮質(zhì)骨中的戊糖素具有顯著的線性相關(guān)性，進(jìn)一步研究[15]發(fā)現(xiàn)戊糖素還具有降低成骨細(xì)胞的功能。它的積累使膠原纖維變脆并且會(huì)影響彎曲后的性能和韌性[16]。本次研究結(jié)果表明，血清戊糖素水平升高還可能是OVCF的潛在危險(xiǎn)因素。

FRAX工具主要用于評(píng)估髖部和主要骨質(zhì)疏松性骨折的個(gè)體化10年概率[17]。該工具基于個(gè)體患者模型，整合了與臨床危險(xiǎn)因素和股骨頸BMD相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)[18]。FRAX評(píng)分反映了未來骨質(zhì)疏松性骨折的可能性。在本研究中，使用FRAX計(jì)算的主要骨質(zhì)疏松性骨折的10年概率在椎體骨折組中明顯高于非骨折組。此外，血清戊糖素水平與FRAX結(jié)果呈正相關(guān)(r=0.35，P=0.02)。

當(dāng)然本研究也存在一定的自身局限性。首先，樣本量很小，統(tǒng)計(jì)功效較弱；其次，椎體骨折組和非骨折組之間存在非均勻的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)；第三，沒有研究OVCF患者戊糖素水平性別差異。

綜上，本次研究結(jié)果表明血清戊糖素水平升高可能是OVCF的潛在危險(xiǎn)因素。然而，為了獲得更高的可靠性，需要進(jìn)行前瞻性的大型隊(duì)列研究，進(jìn)一步探討OVCF高血清戊糖素水平潛在風(fēng)險(xiǎn)的真實(shí)影響。