尿戊糖素水平與絕經后骨質疏松癥患者骨密度相關性研究

楊龍江 劉四清 孫景景 胡翠萍

海軍特勤療養中心三區門診部，山東 青島 266071

骨質疏松癥是一種全身性骨代謝疾病，主要由體內鈣、磷代謝異常引起的骨密度降低和骨微結構破壞引起[1]。隨著我國人口老齡化的日益嚴重，骨質疏松癥的患病率逐年上升。骨質疏松癥已成為患者骨折甚至死亡的重要原因，但臨床上尚無有效的診斷方法。在用于檢測組織糖氧化的幾種生物標志物中，戊糖素是一種完善的分子間交聯高級糖化終產物，可用作總高級糖化終產物形成的替代標記[2]。該化合物在骨骼的膠原纖維中非酶促形成，并隨著年齡的增長而積累[3]。實際上，尿戊糖素會隨著年齡的增長而增加[3]，并預測骨折風險[4]。這些結果表明尿戊糖素可能在發展的潛在機制中起著重要作用。為了進一步揭示不同生物學因素與患者病情的關系，本研究分析了在我院治療的絕經后骨質疏松癥患者尿戊糖素水平的變化，并探討了其與骨密度的關系。

1 材料和方法

1.1 研究方案

本研究隨機選取2016年4月至2019年5月在我院就診的年齡在50～65歲的絕經后骨質疏松癥患者80例為觀察組。所有患者均符合WHO推薦的絕經后骨質疏松癥診斷標準[5]。排除標準：癌癥，骨質疏松癥的繼發性原因(例如庫欣病、甲狀腺機能亢進癥、克羅恩病或類風濕性關節炎)，代謝性疾病如糖尿病、甲狀腺疾病、高鈣血癥或低鈣血癥，嚴重心血管疾病或腎衰竭。使用可能改變骨代謝或轉換多種骨質疏松癥藥物的藥物治療的婦女被排除在研究之外。在整個試驗期間，禁止使用雙膦酸鹽、甲狀旁腺激素、氟噻嗪、雷奈酸鍶、降鈣素、睪酮、全身糖皮質激素或合成代謝類固醇以及研究藥物以外的任何研究性治療。根據年齡和體重匹配選取同期在我院接受體檢的50～65歲女性健康志愿者80名為對照組，排除骨質疏松癥等骨科疾病，其他排除標準與觀察組相同。這項研究得到了醫院倫理委員會的批準，所有受試者都簽署了知情同意書。

1.2 檢測標準

禁食過夜后第二天早上采集空腹靜脈血5 mL和尿液10 mL。血液自然抗凝后和尿液以3 000 r/min離心10 min。收集上清液，使用定量夾心酶聯免疫吸附測定(ELISA)試劑盒(Human Pentosidine ELISA Kit；MyBioSource Inc.，San Diego，CA，USA)測量尿戊糖素水平。通過自動生化分析儀(Olympus，Tokyo，Japan)測量空腹血糖、總膽固醇和甘油三酯的水平。使用羅氏商業試劑盒通過電化學發光免疫法(Cobas e601自動免疫分析儀，德國羅氏，德國)檢測骨轉換標志物：Ⅰ型膠原氨基端延長肽(procollagen type Ⅰ aminoterminal propeptide，P1NP)和β-Ⅰ型膠原羧基端肽(cross-linked C-terminal telopeptide of type Ⅰ collagen，β-CTX)的水平。使用雙能X射線吸收法(GE，USA)測量受試者的腰椎(L1-4)、股骨頸和Ward三角的骨密度。

1.3 統計學分析

數據采用SPSS 21.0版進行統計分析。采用均數和標準差進行定量數據分析。經t檢驗比較兩組患者尿戊糖素和骨密度。采用Pearson相關分析和邏輯回歸分析，分析尿戊糖素水平與骨密度之間的相關性。在校正其他因素后進行了多元回歸分析以確定每個獨立變量的影響。P<0.05被認為差異具有統計學意義。

2 結果

研究顯示，絕經后骨質疏松癥組和絕經后正常骨密度組的年齡、身高和體重不具有差異性(P均>0.05)；而血糖、腰椎、股骨頸和Ward三角的骨密度、P1NP、β-CTX和尿戊糖素水平比較，差異有統計學意義(P均<0.05)；在兩組受試者中，絕經后骨質疏松癥組尿戊糖素水平明顯低于正常骨密度組(P<0.05)。在不同的亞組中，正常BMD的女性中其血糖水平更低(P<0.05)。然而，在BMD不同的受試者中沒有觀察到總膽固醇和甘油三酯之間的差異(P>0.05)。詳見表1。

表1 研究對象的基本特征

進一步探索尿戊糖素與絕經后骨質疏松癥患者相關參數的相關性，使用Spearman相關分析后發現尿戊糖素水平與腰椎、股骨頸和Ward三角骨密度呈負相關；和骨形成指標P1NP和骨吸收指標β-CTX水平呈正相關，但未發現與甘油三酯、血糖和總膽固醇的相關性，見表2。

表2 絕經后骨質疏松癥患者尿戊糖素與相關參數的相關性

多元回歸分析如表3所示。因變量為尿戊糖素水平，自變量為年齡、BMI、腰椎、股骨頸和Ward三角骨密度、血清P1NP、β-CTX、總膽固醇、甘油三酯和血糖水平。在校正其他因素后，多元回歸分析結果表明，腰椎、股骨頸和Ward三角骨密度和血清P1NP、β-CTX是OP患者尿戊糖素水平的獨立預測因子。

表3 OP患者的多元回歸結果

3 討論

骨質疏松癥以骨強度下降為特征，是老年人的一種嚴重的病態，因為它干擾患者的日常生活活動，并與生活質量降低密切相關。流行病學研究表明，每萬人中有223～333人可能患有骨質疏松癥[6]。骨質疏松癥的發病率在中老年人或內分泌激素代謝紊亂的人群中較高[7]。一項國外大型研究表明，大約15%的50多歲的白人和70%的80歲以上的白人都受到了影響，而且女性比男性更常見[8]。發達國家的診斷結果表明，2%～8%的男性和9%～38%的女性患有骨質疏松癥[9]。骨質疏松癥患者發展為非創傷性椎體骨折，發生骨質疏松性骨折后，患者需要長期治療或護理骨質疏松，以防止進一步骨折或維持他們的日常生活活動；早期發現評估骨質疏松癥的風險對于預防骨質疏松骨折極為重要。在骨折的各種危險因素中，年齡增長和BMD降低具有特殊意義。本研究表明，與對照組相比，OP患者的尿戊糖素水平顯著升高，且血清P1NP和β-CTX水平顯著升高。尿戊糖素水平與血清P1NP和β-CTX水平呈正相關，尿戊糖素與腰椎、股骨頸和Ward's三角BMD呈負相關，但血清尿戊糖素水平與年齡、BMI、血清總膽固醇、甘油三酯和血糖之間無顯著相關性。

先前研究曾報道，骨的膠原蛋白特性是確定骨強度的重要因素[10]，因為>90%的骨基質蛋白由膠原纖維組成[11]。骨強度取決于膠原蛋白交聯的酶促形成[12]。另一方面，膠原酶交聯的非酶促形成是由高級糖基化終產物(AGE)產生的，該產物是可還原糖在骨組織中積累的結果[13]。戊糖素(膠原蛋白中AGE的一種交聯)的增加與骨質疏松骨折的發生有關[14-15]。在本研究中，絕經后骨質疏松癥患者的尿戊糖素顯著高于正常骨密度的水平。由于本研究的設計本質上是橫斷面的，因此無法討論尿戊糖素與骨密度之間的因果關系。進一步研究發現尿戊糖素與腰椎、股骨頸和Ward's三角BMD呈負相關，因此可以認為尿戊糖素升高預示著BMD有降低風險。

為了評估膠原蛋白和骨骼特性之間的關系，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交聯來實現新形成的膠原纖維的穩定性。膠原蛋白交聯可分為以下兩種類型：(1)賴氨酸羥化酶和賴氨酰氧化酶控制的交聯(酶交聯)；(2)糖化或氧化誘導的晚期糖基化終點(AGE)產品交聯(非酶促交聯)[16]。酶促交聯可以改善骨強度[17]，因此本研究檢測骨代謝指標P1NP和β-CTX水平，可以反映骨重建過程中膠原蛋白合成情況；結果顯示尿戊糖素水平與血清P1NP和β-CTX水平呈正相關。這也證實了尿戊糖素濃度與骨強度呈負相關[18-19]。因此，尿戊糖素測定在骨質疏松癥分類中的臨床意義是一致的。

然而，本研究與一些局限性有關。首先，患者數量相對較少，這可能會影響結果的穩定性。其次，目前的人口主要由門診患者組成，這可能產生了選擇偏倚，需要進一步評估更大樣本以評估不同人群尿戊糖素水平和骨密度之間的相關性。第三，沒有觀察其他影響骨質疏松性癥的危險因素。

總的來說，本研究結果表明尿戊糖素水平升高可能是骨質疏松癥的潛在危險因素。