絕經后骨質疏松患者血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV水平與骨折的關系

高維松,陳榮,王隆輝,吳昌新

骨質疏松是中老人常見骨骼疾病，以骨量減少，骨組織微結構破壞，易發生脆性骨折為特征，報道顯示，我國女性絕經后骨質疏松患病率為34.25%～39.20%[1-2]。骨折是骨質疏松的嚴重后果，可導致患者生活質量下降，殘疾和死亡，增加家庭負擔，耗費醫療資源[3-4]。骨質疏松性骨折是可預防性疾病，需對高危人群進行早期識別和篩查，以降低骨折風險。鐵調素(Hepcidin)是體內調節鐵代謝的關鍵激素，在鐵動態平衡中發揮重要作用，Hepcidin 缺乏可增加破骨細胞活性，促使骨吸收增加，引起骨量減少[5]。可溶型鐵調素調節蛋白(soluble hemojuvelin，s-HJV)是骨形態發生蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)受體，負性調節Hepcidin表達[6]。Ⅰ型前膠原氨基端前肽(N-terminal propeptide of type Ⅰ procollagen，s-PⅠNP)反映成骨細胞合成骨膠原的能力，是新骨形成的特異性敏感指標，與骨質疏松患者骨密度密切相關[7]。本研究通過檢測絕經后骨質疏松患者血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV水平，探討其與骨質疏松骨折發生的關系，以期為臨床診治提供借鑒，報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2018年9月—2020年12月海南醫學院第二附屬醫院骨科收治絕經后骨質疏松患者196例，其中發生骨折113例(骨折組)，均為胸腰椎壓縮性骨折，年齡61～75(68.12±6.12)歲，停經時間5～13(9.21±3.02)年；未發生骨折83例(無骨折組)，年齡60～74(68.01±5.07)歲，停經時間4～15(9.32±2.89)年；同期于醫院門診體檢的絕經后未發生骨質疏松女性92例為對照組，均經影像學檢查，骨密度測量排除骨質疏松，T值≥-1.0，無脆性骨折史，年齡60～73(67.99±4.21)歲，停經時間5～14(9.02±3.42)年。3組年齡、停經時間比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。本研究獲得醫院倫理會批準(審批號：2019-12-003)，全部受試者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準：①參照2017版“原發性骨質疏松癥診療指南”標準[8]，結合臨床癥狀(腰背痛、全身骨痛、脊柱變形)，影像學、骨密度測量或定量計算機斷層照相術檢查等確診骨質疏松；②T值≤-2.5或-2.5

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV檢測：受試者入組后采集空腹肘靜脈血3 ml離心(轉速3 000 r/min，離心半徑10 cm，離心時間15 min)后收集血清上機檢測。使用JD-SY96S全自動酶標儀(山東競道光電科技有限公司，型號 JD-SY96S )及配套相應試劑盒，以酶聯免疫吸附法測定血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV水平。

1.3.2 骨密度檢測：受試者平躺于檢查床，使用Prodigy雙能X線骨密度儀(美國GE公司，型號Prodigy， 電功率243 W，管電壓76 kV，管電流0.15～3.00 mA)測定橈骨遠端、腰椎(L1～4前后位腰椎均值)、股骨頸、全髖、脛骨的骨密度。

2 結 果

2.1 3組血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV水平比較 血清Hepcidin水平比較，骨折組<無骨折組<對照組，差異具有統計學意義(P<0.01)；血清s-PINP、s-HJV水平比較，骨折組>無骨折組>對照組，差異具有統計學意義(P均<0.01)，見表1。

表1 3組受試者血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV水平比較

2.2 3組骨密度比較 橈骨遠端、腰椎、股骨頸、全髖、脛骨骨密度比較，骨折組<無骨折組<對照組，差異具有統計學意義(P均<0.01)，見表2。

表2 3組受試者橈骨遠端、腰椎、股骨頸、全髖、脛骨骨密度比較

2.3 血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV與骨密度相關性 血清Hepcidin與橈骨遠端、腰椎、股骨頸、全髖、脛骨骨密度呈正相關(P<0.01)，s-PⅠNP、s-HJV與橈骨遠端、腰椎、股骨頸、全髖、脛骨骨密度呈負相關(P<0.01)，見表3。

表3 血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV與骨密度相關分析 (r/P)

2.4 絕經后骨質疏松性骨折的影響因素分析 納入橈骨遠端、腰椎、股骨頸、全髖、脛骨骨密度及血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV(連續性變量均未賦值)為自變量，以絕經后骨質疏松性骨折為因變量(賦值：0=否，1=是)，建立Logistic回歸模型，ENTER法排除無關變量，結果顯示，高腰椎骨密度、高全髖骨密度、高水平Hepcidin是絕經后骨質疏松性骨折的保護因素，高水平s-PⅠNP、高水平s-HJV是絕經后骨質疏松性骨折的危險因素(P<0.05)，見表4。

表4 影響絕經后骨質疏松性骨折的Logistic回歸分析

2.5 血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV預測絕經后骨質疏松骨折的價值分析 ROC分析顯示，血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV及三者聯合預測絕經后骨質疏松骨折的AUC分別為0.698、0.658、0.704、0.932, 三者聯合預測高于單獨預測，差異具有統計學意義(Z=2.412、2.569、2.306，P=0.012、0.010、0.016)，見圖1、表5。

注：Hepcidin.鐵調素；s-PⅠNP.Ⅰ型前膠原氨基端前肽；s-HJV.可溶型鐵調素調節蛋白

表5 血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV預測絕經后骨質疏松骨折的效能分析

3 討 論

絕經后卵巢功能衰竭，雌激素分泌量急劇下降，雌激素抑制破骨細胞的作用減弱，導致破骨細胞增殖，骨生成細胞凋亡，骨重建障礙，最終引起骨吸收增加，骨量流失[9]。目前臨床以癥狀、骨密度、脆性骨折作為診斷骨質疏松的依據，骨密度作為判斷骨量的主要指標，在骨質疏松診斷方面具有較好的特異度，多以骨密度≤-2.5為診斷骨質疏松的標準[10]，但是骨密度值變化緩慢，耗時長，部分患者在骨密度>-2.5時也可能發生脆性骨折，且骨密度測量不能連續性觀測，局限性較大。因此亟需探尋能敏感監測骨質疏松及其相關骨折的指標，以做好防預工作，降低骨折發生率。

骨骼是一種代謝活躍的組織，破骨細胞和成骨細胞相互作用制衡下不斷重塑骨骼組織，維持骨代謝穩定，在鐵超負荷條件下，骨吸收增加和骨形成減少，導致病理性骨丟失[11]。Hepcidin是由25個氨基酸組成的長鏈肽，由炎性反應或鐵超負荷刺激肝細胞產生，降低循環血中鐵濃度，Hepcidin水平降低是導致鐵超載和血色素沉著癥的主要原因[12]。s-HJV是Hepcidin的上游調節因子，通過負性調節Hepcidin抑制腸道鐵吸收，促使細胞鐵流出，s-HJV/Hepcidin相互協調維持機體鐵穩態[13]。現有報道顯示，在癌性貧血患者中Hepcidin高表達，s-HJV低表達，s-HJV/Hepcidin軸參與癌性貧血發病機制[6]。本研究結果表明，血清Hepcidin、 s-HJV與絕經后骨質疏松及骨質疏松骨折均有關，低水平Hepcidin、高水平s-HJV是絕經后骨質疏松性骨折的危險因素。Liu等[14]也指出，Hepcidin水平降低是導致骨質疏松、骨量丟失的主要原因。Sato等[15]報道也顯示，Hepcidin水平與類風濕性關節炎患者股骨密度呈正相關。推測Hepcidin參與絕經后骨質疏松骨折的機制為：(1)Hepcidin缺乏時，骨組織中β-連環蛋白(β-catenin)與叉頭盒O3a(FOXO3a)結合，抑制β-catenin與Wnt轉錄因子TCF4/TCF7L2的結合，干擾Wnt /β-catenin信號通路引起骨質流失[16]。(2)Hepcidin可通過骨形態發生蛋白2(BMP2) /Smad、促分裂原激活蛋白激酶(MAPK)/ P38信號通路促使成骨細胞分化[17]，Hepcidin缺乏則引起成骨細胞合成減少，骨量丟失甚至發生脆性骨折。(3)Hepcidin、s-HJV相互作用維持機體鐵穩態，s-HJV過表達抑制Hepcidin合成，導致機體循環血游離鐵增加，當鐵沉積于骨組織時誘導氧化應激反應，鐵氧化酶可抑制骨鈣素、骨堿性磷酸酶活性進而抑制骨形成[18]。

正常情況下骨基質在骨代謝中有序分解和合成，骨代謝異常時可導致成骨和破骨細胞功能障礙，骨重建失衡，因此骨代謝指標常被用于預測骨質疏松性骨折風險。Ⅰ型膠原蛋白是骨基質的主要蛋白質，在骨形成過程中被切割為PⅠNP和PⅠCP，并釋放進入循環，與PⅠCP比較，PⅠNP性質穩定，其水平不受飲食因素影響。血清PⅠNP水平常被用于乳腺癌患者骨轉移、老年人骨質疏松性骨折及抗骨質疏松療效評估等[19-20]。本研究發現，絕經后骨質疏松患者血清s-PⅠNP水平與橈骨遠端、腰椎、股骨頸、全髖、脛骨骨密度呈負相關。以往研究報道也指出，絕經后骨質疏松女性血清s-PⅠNP水平高于健康對照組，PⅠNP水平與骨密度呈負相關，與本研究結論一致[21]。骨質疏松患者血清s-PⅠNP水平升高的原因為：當骨質疏松發生時，骨量嚴重流失，骨吸收增加，Ⅰ型膠原降解代償性增加，因此導致其降解片段在血清中水平增加[22]。本研究結果顯示，血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV預測絕經后骨質疏松骨折均具有一定價值，但是單獨指標預測效能不夠理想，Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV等3項指標聯合檢測可提高對絕經后骨質疏松骨折的預測效能，可為臨床提供更準確的信息。

綜上，血清Hepcidin缺乏和s-PⅠNP、s-HJV增加與絕經后骨質疏松及骨質疏松性骨折的發生均有關，三者可作為絕經后骨質疏松患者骨折的預測指標。本研究局限之處在于未觀察男性骨質疏松患者血清Hepcidin、s-PⅠNP、s-HJV水平，三者指標是否受性激素影響尚不能確定，在以后研究中需進一步拓寬樣本范圍加以證實。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

高維松：提出研究思路，設計研究方案，實施研究過程，分析試驗數據，進行統計學分析，論文撰寫；陳榮、王隆輝：資料搜集整理；吳昌新：論文審核、論文修改