絕經后骨質疏松癥患者血清鳶尾素、4D同型二聚體、骨形成蛋白6的表達及臨床意義

周濤，張兵，朱鵬

西安醫學院第二附屬醫院骨科，陜西西安 710038

骨質疏松癥是由多種原因引起的患者骨量丟失、骨密度下降，進而導致其骨微結構破壞，骨骼脆性增加，增加骨折發生風險。近年來，骨質疏松癥及其導致的骨折發生率一直呈上漲趨勢[1-2]。骨質疏松癥的發病原因有多種，其中與中老年婦女絕經相關的骨質疏松被稱為絕經后骨質疏松癥，多發生在婦女絕經后的5～10年內，主要是由于此類患者在絕經后體內雌激素水平降低，引起內分泌紊亂，使得機體的鈣質吸收減少，骨密度降低和骨質量丟失[3-4]。目前對于絕經后骨質疏松癥的具體發生機制尚未完全闡明，細胞因子在絕經后骨質疏松癥的發展過程中扮演重要角色。有報道指出骨骼肌的作用對骨質疏松的骨骼形成和代謝過程有一定的影響，而血清鳶尾素(Irisin)是骨骼肌產生的一種肌細胞因子，在運動或骨代謝過程中有重要作用[5-6]。對于骨質疏松癥患者，骨吸收和骨形成平衡打破后，就可能發生骨丟失，而機體的骨吸收和骨形成狀態可以通過相應的骨轉化促進因子如4D同型二聚體(4D homodimer，SM4D)來評估，SM4D是機體破骨細胞形成過程中表達最豐富的蛋白體[7]。而骨形成蛋白6(Bone morphogenetic protein 6，BMP6)則是骨形成的重要蛋白類物質，也在骨質疏松病情進展過程中發揮重要作用[8]。為此，本研究通過對絕經后骨質疏松癥患者的血清Irisin、SM4D、BMP6水平進行檢測，探討各項指標的表達水平變化在絕經后骨質疏松癥患者中的臨床意義，以期為該病的臨床診治提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2019年1月至2021年1月期間西安醫學院第二附屬醫院骨科收治的90例絕經后骨質疏松癥患者為觀察組。納入標準：(1)所有患者均符合世界衛生組織(WHO)中關于骨質疏松的診斷標準；(2)均為絕經后女性，骨量丟失與絕經后激素水平降低有關；(3)絕經前骨密度正常，入院后經雙能X線吸收法(DXA)測定的股骨頸或腰椎骨密度(bone mineral density，BMD)T值≤-2.5；(4)入組研究前未接受相關藥物治療；(5)患者自愿參與本項研究，簽署知情同意書。排除標準：(1)絕經前患有骨質疏松癥患者；(2)合并其他骨科疾病或骨代謝疾病；(3)肝腎功能衰竭或免疫功能異常的患者；(4)合并全身炎癥性疾病患者；(5)精神狀態異常且不能配合檢查的患者。另選同期在我院進行健康檢查的健康人群50例作為對照組，均為絕經后女性，經健康檢查無骨科疾病或骨代謝疾病。兩組受檢者的基線資料比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性，見表1。本研究經我院倫理委員會批準。

表1 兩組受檢者的一般資料比較[±s，例(%)]

表1 兩組受檢者的一般資料比較[±s，例(%)]

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1.2 檢測方法采集觀察組患者入院后晨起空腹肘靜脈血約3 mL(對照組受試者體檢時采血)，抗凝后在TD-5M型實驗室高速離心機(山東博科醫學儀器廠)中進行離心處理，參數為：離心半徑5 cm、轉速5 000 r/min、時間15min，分離后的血清樣本保存于-80℃冰箱待測。取血清樣本以酶聯免疫吸附法法檢測Irisin、SM4D、BMP6水平，檢測儀器為霍爾德HED-SY96S多功能酶標儀(山東格藍普物聯科技有限公司)。取血清樣本以電化學發光法檢測骨代謝指標[Ⅰ型膠原氨基端前肽(procollagen type 1 amino-terminal propeptide，PINP)、骨橋蛋白(osteopontin，OPN)、β膠 原 降 解 產 物(beta collagen degradation products，β-CTX)、N端骨鈣素(N end of osteocalcin，N-MID)]水平，檢測儀器為日本Olympus AU2700全自動生化分析儀，試劑盒均由深圳芬德生物技術公司提供。采用AKDX-09W-Ⅰ型雙能量X射線骨密度儀(深圳市艾克瑞電氣有限公司)對兩組患者的股骨頸、腰椎L1～4BMD進行測量。

1.3 觀察指標比較兩組受檢者的血清Irisin、SM4D、BMP6水平、BMD以及骨代謝指標(PINP、OPN、β-CTX、N-MID)之間的差異；分析絕經后骨質疏松癥患者血清Irisin、SM4D、BMP6與BMD、骨代謝指標之間的相關性。

1.4 統計學方法應用SPSS25.0軟件處理數據。計量資料均呈正態分布，以均數±標準差(±s)表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料組間比較采用χ2檢驗；采用Pearson相關系數分析血清Irisin、SM4D、BMP6與BMD、骨代謝指標之間的相關性。檢驗水準α=0.05，以P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組受檢者的血清Irisin、SM4D、BMP6水平比較觀察組患者的血清Irisin、BMP6水平明顯低于對照組，而SM4D的水平則明顯高于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

表2 兩組受檢者的血清Irisin、SM4D、BMP6水平比較(±s)

表2 兩組受檢者的血清Irisin、SM4D、BMP6水平比較(±s)

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2.2 兩組受檢者的BMD水平比較觀察組患者的股骨頸BMD和腰椎L1～4BMD水平明顯低于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表3。

表3 兩組受檢者的BMD水平比較(±s)

表3 兩組受檢者的BMD水平比較(±s)

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2.3 兩組受檢者的骨代謝指標水平比較觀察組患者的PINP、OPN、β-CTX以及N-MID水平明顯高于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表4。

表4 兩組受檢者的骨代謝指標比較(±s)

表4 兩組受檢者的骨代謝指標比較(±s)

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2.4 Irisin、SM4D、BMP6與骨密度、骨代謝指標的相關性經Pearson相關性分析結果顯示：絕經后骨質疏松癥患者的Irisin、BMP6水平與股骨頸、腰椎L1～4BMD呈正相關(P＜0.05)，與PINP、OPN、β-CTX、N-MID呈負相關(P＜0.05)；而SM4D與股骨頸、腰椎L1～4BMD呈 負 相 關(P＜0.05)，與PINP、OPN、β-CTX、N-MID呈正相關(P＜0.05)，見表5。

表5 Irisin、SM4D、BMP6與骨密度、骨代謝相關性

3 討論

絕經后骨質疏松癥在臨床上有較高的發病率，是老年婦女在絕經后常見的一類并發癥，骨質疏松癥的出現會引起患者骨骼脆性增加，在身體機能的退化后易出現各種部位的骨折，對患者的生命健康和生活質量產生嚴重的負面影響[9]。骨代謝標志物可敏感、特異地反映老年女性體內骨代謝情況[10-11]。本研究主要探討Irisin、BMP6、SM4D在絕經后骨質疏松癥患者中的表達意義。

在本研究中觀察組的血清Irisin、BMP6水平低于對照組，而SM4D水平高于對照組，表明在絕經后骨質疏松癥患者人群中Irisin、BMP6呈現低表達，而SM4D呈現高表達。Irisin是一種肌肉細胞因子，是機體在經過體育鍛煉后肌肉分泌的一種蛋白類物質，可以作用于白色脂肪細胞，誘導其轉化為棕色脂肪細胞，而這種脂肪細胞能夠進一步轉化為骨骼肌細胞，可誘導骨形成，使得破骨細胞數量明顯減少，皮質骨質量和強度增加[12]。而在骨質疏松癥患者中由于Irisin低表達，使得破骨細胞數量增加，骨吸收過程和骨量丟失占據優勢，導致骨微結構破壞，骨密度降低[13]。BMP6是骨形成蛋白家族中的一員，具有強大的誘導成骨細胞增殖的能力，其可促進骨髓間充質干細胞增殖并向成骨細胞方向分化，BMP6在骨形成和骨折愈合等生理過程中均扮演重要作用，而骨質疏松癥患者中由于BMP6的低水平表達，骨形成過程受到抑制，成骨細胞減少，而破骨細胞占據優勢比例，使得患者的骨質疏松癥的病情進展[14-15]。SM4D是機體破骨細胞形成過程中表達最豐富的蛋白體，在破骨細胞的鋪展、黏附、轉移和增殖過程中有重要作用，SM4D水平的升高能夠促進破骨細胞的表達，使得機體的骨吸收過程相比于骨形成占據優勢，骨骼微結構破壞增加，加劇了患者骨質疏松癥病情的進展[16]。本研究結果顯示，觀察組的BMD低于對照組，而PINP、OPN、β-CTX、N-MID水平均高于對照組，提示骨質疏松癥患者骨代謝失調。骨形成和骨吸收是骨代謝的兩個動態過程，觀察組PINP、OPN、β-CTX、N-MID水平均高于對照組，說明絕經后骨質疏松患者的骨形成和骨吸收均表現得很活躍，其中PINP為成骨細胞產生的特異性蛋白，可募集、趨化并激活破骨細胞，調節骨吸收，N-MID是骨形成的特異性標志物，而OPN、β-CTX則是反映骨吸收的標記物，表明了絕經后骨質疏松癥患者的破骨細胞活化程度高，骨代謝加快，骨密度降低[17-19]。在相關性分析中，絕經后骨質疏松癥患者的Irisin、BMP6與BMD呈正相關，與PINP、OPN、β-CTX、N-MID呈負相關；而SM4D與BMD呈 負 相 關，與PINP、OPN、β-CTX、N-MID呈正相關，表明Irisin、BMP6、SM4D表達水平與絕經后骨質疏松癥的發病過程及骨代謝情況密切相關，通過對此類患者Irisin、BMP6、SM4D水平的監測，可以反映患者的骨代謝水平，判斷患者的病情進展情況，并且也為絕經后骨質疏松癥的治療提供了新的靶點。

綜上所述，絕經后骨質疏松癥患者Irisin、BMP6呈現低表達，SM4D呈現高表達，并與患者的骨密度和骨代謝指標有明顯的相關性，表明Irisin、BMP6、SM4D水平的變化可能參與絕經后骨質疏松癥的發生發展過程中。因此，Irisin、BMP6、SM4D的檢測對絕經后骨質疏松癥患者的診療和病情評估有指導價值。