特發性矮小癥患兒血清BMP9、SMAD3表達與生長發育和骨齡相關指標的關系

董一慧,孫立華,孫莉莉

1.青島大學附屬第七臨床醫學院,山東青島 266000;2.青島市第八人民醫院兒科,山東青島 266100;3.青島大學附屬婦女兒童醫院腎臟免疫科,山東青島 266034

特發性矮小癥(ISS)指的是出現非病理狀態的身材矮小,是兒童身材矮小的主要原因之一,是一種多基因疾病,其生長激素缺乏或病理變化明顯[1]。ISS患兒在出生時身高、體重均正常,在相同的生活環境中,其生長速度慢,身高較同齡同性別的兒童下降兩個標準差[2]。該病嚴重影響兒童的身心健康和人際交往,并且還可能對兒童的升學、就業等方面造成影響[3]。目前ISS發病機制還未明確,研究認為該病與染色體異常、激素分泌異常、遺傳等因素有關[4]。因此,盡早發現并進行積極有效地治療對ISS患兒十分重要。骨形態發生蛋白(BMP)9是BMP的一種,能夠參與調控體細胞的生長分化[5]。果蠅母親對抗腦脊髓癱瘓蛋白(SMAD)3屬于SMAD蛋白家族的成員之一,是成骨細胞分化的關鍵轉錄因子,可作為轉化生長因子(TGF)-β超家族信號傳導的介質,調節細胞增殖、凋亡、免疫反應和癌癥轉移[6]。目前,ISS患兒血清BMP9、SMAD3水平與生長發育和骨齡相關指標的關系尚不明確,故本研究通過對ISS患兒血清BMP9、SMAD3水平及二者與生長發育和骨齡相關指標的關系研究,為臨床治療ISS提供新的方向。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2020年9月至2022年9月青島市第八人民醫院收治的110例ISS患兒作為ISS組,其中男56例、女54例,年齡4～12歲,平均(7.48±2.27)歲。同時選取110例該院的體檢健康兒童作為對照組,其中男57例、女53例,年齡3～12歲,平均(7.53±2.32)歲。納入標準:(1)符合ISS診斷標準[7];(2)經檢查無染色體異常;(3)患兒出生體重在2.5 kg以上。排除標準:(1)合并先天性畸形者;(2)合并慢性肝腎疾病者;(3)合并肥胖或營養不良者;(4)合并惡性腫瘤、精神障礙疾病、骨骼發育障礙者;(5)信息缺失及無法配合研究者。本研究經醫院倫理委員會批準后實施,兩組研究對象家屬均簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1一般資料收集 收集所有研究對象的性別、年齡、體重、身高、飲食習慣、居住地、骨鈣素(Ost)、血清瘦素(Leptin)、性發育狀態[8]等各項信息,計算體重指數(BMI)=體重/身高2,骨齡指數(BAI)=骨齡/生存年限,骨齡年齡差(BAD)=骨齡-生存年限。

1.2.2標本收集與保存 采集ISS組入院當日及對照組體檢當日空腹靜脈血5 mL,室溫靜置30 min后,3 000 r/min離心15 min,取上層血清,密封放置于-80 ℃冰箱保存待用。

1.2.3血清BMP9、SMAD3與骨齡相關指標水平檢測 采用酶聯免疫吸附試驗檢測血清BMP-9(貨號:ml060155)、SMAD3(貨號:ml062487)、Leptin(貨號:ml024238)水平,采用放射免疫法檢測Ost水平,操作過程需嚴格按照試劑盒說明書進行,以上檢測試劑盒均購自上海酶聯生物科技有限公司。

2 結 果

2.1兩組臨床資料比較 兩組性別、年齡、飲食習慣、居住地比較,差異均無統計學意義(P>0.05);ISS組身高、體重低于對照組(P<0.05)。見表1。

表1 兩組臨床資料比較或n(%)]

2.2兩組血清BMP9、SMAD3水平比較 與對照組比較,ISS組血清BMP9水平升高,SMAD3水平降低,差異有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 兩組血清BMP9、SMAD3水平比較

2.3兩組生長發育和骨齡相關指標比較 對照組與ISS組性發育狀態、BMI、BAI、BAD及Ost、Leptin水平比較,差異有統計學意義(P<0.05),見表3。

表3 兩組生長發育和骨齡相關指標比較[n(%)或

2.4血清BMP9、SMAD3水平與生長發育和骨齡相關指標的相關性 相關性分析結果顯示,ISS患兒BMP9水平與SMAD3呈負相關(r=-0.497,P<0.05)。ISS患兒血清BMP9水平與性發育狀態、身高、體重、BMI、Ost、Leptin、BAI、BAD均呈負相關(P<0.05),血清SMAD3水平與性發育狀態、身高、體重、BMI、Ost、Leptin、BAI、BAD均呈正相關(P<0.05),見表4。

表4 血清BMP9、SMAD3水平與生長發育和骨齡相關指標的相關性

2.5血清BMP9、SMAD3水平對ISS的診斷價值 以BMP9、SMAD3為檢驗變量,以ISS的發生(否=0,是=1)為狀態變量,繪制ROC曲線。結果顯示,血清BMP9、SMAD3聯合檢測的曲線下面積(AUC)高于二者單獨檢測(Z=2.774、2.958,P<0.05),見表5、圖1。

圖1 血清BMP9、SMAD3水平對ISS診斷價值的ROC曲線

表5 血清BMP9、SMAD3水平對ISS的診斷價值

2.6影響ISS的多因素Logistic回歸分析 以患兒是否發生ISS為因變量(否=0,是=1),以BMP9(>124.18 pg/mL=1,≤124.18 pg/mL=0)、SMAD3(>7.86 ng/mL=1,≤7.86 ng/mL=0)、性發育狀態(Ⅰ期=0,Ⅱ～Ⅴ期=1)、身高、體重、BMI、BAI、BAD、Ost、Leptin等實測值為自變量進行多因素Logistic回歸分析。結果顯示,BMP9水平是影響ISS發生的獨立危險因素,SMAD3水平為獨立保護因素(P<0.05),見表6。

表6 影響ISS的多因素Logistic回歸分析

3 討 論

ISS是一種導致身材矮小的疾病,該病發病機制尚未明確[9]。ISS通常以身材矮小、發育緩慢等為主要表現,該病病因較為復雜,是一種多因素造成的疾病,與環境、遺傳、表觀遺傳、營養等有關,常見的癥狀有身材矮小、骨成熟延遲等[10]。ISS的診斷十分復雜,必須排除身材矮小的其他可能原因,治療的主要方法是對ISS患兒注射重組人生長激素,但是這種方法的治療效果一般。因此,明確ISS患者病因,且發現一種新的準確診斷方法十分重要[11]。

BMP是TGF-β家族的主要成員,有較強的誘導骨形成能力,相關研究表明BMP9在神經元和脂肪細胞分化,誘導軟骨形成、成骨分化等生理生化過程中發揮關鍵作用[12]。還有研究表明,BMP9能夠調節淋巴管內皮細胞增殖、內皮細胞可塑性[13]。本研究中ISS患兒血清BMP9水平升高,提示血清BMP9可能參與ISS的發生發展。相關性分析顯示,BMP9水平與SMAD3呈負相關,且ISS患兒血清BMP9、SMAD3水平分別與生長發育和骨齡相關指標均有一定的相關性,推測其可能的原因為BMP9、SMAD3通過參與調節生長發育和骨代謝,從而參與了ISS的發生發展,這進一步證明了BMP9、SMAD3在ISS中起重要作用。ROC曲線分析結果顯示,BMP9對ISS有一定的診斷價值。多因素Logistic回歸分析表明,血清BMP9水平是影響ISS發生的獨立危險因素,提示在臨床上應注意患兒血清BMP9水平變化,當出現BMP9水平升高時,患兒病情可能加重,應及時采取救治。

由TGF-β介導的信號通路涉及SMAD活化。SMADs是一類細胞內蛋白家族,包括三類信號分子:受體相關的SMADs(SMAD 2和SMAD 3),輔助因子SMAD4和抑制性SMADs[14]。TGF-β在發育、炎癥、穩態和多種疾病中發揮十分重要的作用,SMAD3在TGF-βⅠ型受體的作用下,可以直接磷酸化C末端的SSXS基序,從而在經典的TGF-β信號通路中發揮重要作用[15]。相關研究證明,SMAD3可以靶向miR-874-3p,并且通過調控miR-874-3p/SMAD3通路抑制軟骨內骨化、肥大和軟骨細胞增殖[16]。先前研究已證實SMAD3基因突變功能喪失后會對人體的骨組織造成嚴重的影響[17]。還有研究證明SMAD3是骨骼和肌肉萎縮的潛在治療靶點[18]。本研究中,ISS患兒SMAD3水平降低,提示SMAD3水平可能與ISS發病相關。進一步ROC曲線分析顯示,二者聯合檢測的AUC均高于BMP9、SMAD3單獨檢測,表明BMP9、SMAD3對ISS有一定的診斷價值,且二者聯合檢測的診斷價值更高。多因素Logistic回歸分析表明,血清SMAD3是影響ISS發生的獨立保護因素,提示血清SMAD3水平變化異常在ISS的發生發展中有重要作用。

綜上所述,血清BMP9、SMAD3水平與ISS患兒的生長發育和骨齡相關指標相關,二者可能在ISS發生發展中發揮重要作用,為臨床研究ISS提供了新的研究方向。但血清BMP9、SMAD3水平對ISS的影響及其具體的作用機制還有待研究。