連保衛(wèi) 朱愛(ài)劍 趙偉華 趙俊偉

不同年齡、性別人群血液中硬骨素水平與骨密度相關(guān)性的分析研究

連保衛(wèi) 朱愛(ài)劍 趙偉華 趙俊偉

目的 研究不同年齡、性別人群血液中硬骨素水平與骨密度之間的相關(guān)性。方法 隨機(jī)選取20~90歲男性和女性志愿者各100名, 用酶聯(lián)免疫法測(cè)定其血液中硬骨素水平, 采用雙能量X線骨密度測(cè)定儀測(cè)定其全身骨密度值(BMD)。結(jié)果 男性血液中平均硬骨素水平比女性明顯高(P＜0.001)；隨著年齡的增長(zhǎng), 人群血液中硬骨素水平相應(yīng)增高；在相同骨密度水平, 老年人血液中硬骨素水平較年輕人高。結(jié)論 男性血液中硬骨素水平較女性高, 血液中硬骨素水平隨年齡增長(zhǎng)而增高。

硬骨素；骨密度

硬骨素(Sclerostin), 又稱(chēng)骨硬化蛋白, 是由骨細(xì)胞分泌的一種糖蛋白, 是骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)的抑制因子, 對(duì)骨的形成起負(fù)性調(diào)節(jié)作用, 目前研究認(rèn)為, Sclerostin被骨細(xì)胞分泌后通過(guò)骨小管到達(dá)骨表面后與LRP5及LRP6輔助性受體結(jié)合, 抑制卷曲蛋白及Wnt信號(hào)與上述受體結(jié)合, 從而降低骨的形成。本項(xiàng)目研究的目的是通過(guò)對(duì)人群中血清Sclerostin水平及骨密度的普查, 分析不同年齡及不同性別之間Sclerostin水平的差異, 以及Sclerostin水平與骨密度的關(guān)系, 為抗SCI單克隆抗體用于治療骨質(zhì)疏松癥的臨床試驗(yàn)提供理論基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 ：選擇對(duì)象為2011年至2012年在本院行體檢的200例不同年齡階段的志愿者, 其中男性及女性各100人, 青年人群20~39歲62人, 中年人群40~59歲66人, 老年人群60歲以上72人, 人群具體相關(guān)情況見(jiàn)表1。其中排除患有類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨腫瘤或 Paget’s病(畸形性骨炎)、患有其他臟器疾病及半年內(nèi)曾使用過(guò)激素或其他影響骨代謝藥物的患者。

表1 受試者的相關(guān)資料分布s)

表1 受試者的相關(guān)資料分布s)

指標(biāo)男性女性年齡66±354±1身高1.71±0.011.62±0.01體重87.3±2.976.2±3.7 BMI28.1±1.027.4±1.3

1.2 研究方法 血清中Sclerostin水平測(cè)定：空腹10 h抽取靜脈血提取血清, 使用酶聯(lián)免疫法(ELASA)測(cè)定, 檢測(cè)用多克隆山羊抗人Sclerostin抗體及生物素標(biāo)記單克隆鼠抗Sclerostin抗體用Sigma公司提供。骨密度(BMD)的測(cè)定：采用美國(guó)GE公司(Prodigy, GE Medical Systems, Madison, WI, USA)的雙能X線骨密度測(cè)定儀(DXA), 全部受試者均接受腰2~4椎體的測(cè)定, 整個(gè)過(guò)程由電腦軟件控制, 自動(dòng)分析并打印結(jié)果, 每天開(kāi)機(jī)檢查前進(jìn)行儀器性能檢測(cè), 重復(fù)測(cè)定的變異系數(shù)小于1.2%。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 檢測(cè)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示, 統(tǒng)計(jì)方法采用SPPS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素兩樣本配對(duì)t檢驗(yàn), P＜0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

各組人群血液中Sclerostin 測(cè)量結(jié)果為男(33.3±1.0 ) pmol/L, 女(23.7 ±0.6) pmol/L, 統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果顯示男性血液中平均硬骨素水平比女性明顯高(P＜0.001)(見(jiàn)圖1)。通過(guò)圖2、3的統(tǒng)計(jì)比較, 可以發(fā)現(xiàn)在在青年女性組, Sclerostin值與骨密度無(wú)相關(guān)性, 在中年女性組, 有一定的相關(guān)性, 在老年女性組, 有明顯相關(guān)性；在不同年齡男性人群之間進(jìn)行比較顯示同樣的結(jié)果。隨著年齡的增長(zhǎng), 人群血液中硬骨素水平相應(yīng)增高, 在相同骨密度水平, 老年人血液中硬骨素水平較年輕人高。

圖1 男性與女性Sclerostin測(cè)量值比較。

圖2 不同年齡女性Sclerostin測(cè)量值與骨密度(TBBMC)相關(guān)性的分析

圖3 不同年齡男性Sclerostin測(cè)量值與骨密度(TBBMC)相關(guān)性的分析

3 討論

骨質(zhì)疏松癥是一種以骨量(bone mass)減少、骨質(zhì)微結(jié)構(gòu)退變?yōu)樘卣鞯募膊? 它可導(dǎo)致骨的脆性增加, 從而增加骨折風(fēng)險(xiǎn)。骨質(zhì)疏松癥是全球性的公共健康威脅, 其發(fā)病率居常見(jiàn)病、多發(fā)病的第七位, 骨質(zhì)疏松性骨折患者20%骨折后會(huì)死亡, 髖關(guān)節(jié)骨折患者40%骨折后生活不能自理。目前治療骨質(zhì)疏松癥的方法主要包括促進(jìn)成骨(直接增加骨量)和抑制破骨。Sclerostin, 是由基因Sost編碼的一個(gè)分泌性蛋白。最初被發(fā)現(xiàn)是由于在人類(lèi)基因組上Sost的世喪失功能的突變會(huì)導(dǎo)致一種嚴(yán)重的骨骼石化癥(sclerosteosis ), 表現(xiàn)為骨量的過(guò)度增高, 其上游大片段序列缺失導(dǎo)致其在出生后骨骼中表達(dá)喪失也會(huì)導(dǎo)致相似的骨量過(guò)度增生的疾病Van buchem disease。最近在進(jìn)行的全基因組關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)高加索人群中Sost基因附件的單核苷酸多態(tài)性(Single Nucleotide Polymorphisms, sNPS)與骨密度是相關(guān)聯(lián)的。然而, Sclerostin抑制骨形成的機(jī)制卻還不清楚, Sclcrostin在體外被報(bào)道能與BMP2、BMP4、BMP6、BMP7蛋白結(jié)合, 并抑制BMP蛋白所引起的骨形成反應(yīng)。由于上述的這些結(jié)果, Sclerostln最初被認(rèn)為是BMP的拮抗蛋白。

SOST/Sclerostin的發(fā)現(xiàn)為研究開(kāi)發(fā)促進(jìn)成骨的藥物提供了新的思路, 通過(guò)抑制 SOST基因的表達(dá)或制備相關(guān)Sclerostin抗體來(lái)干擾 Sclerostin的表達(dá)來(lái)促進(jìn)骨的形成, 成為利用抗體治療骨質(zhì)疏松的新手段。骨硬化蛋白的單克隆抗體可拮抗其對(duì)骨形成的的抑制作用, 從而作為治療骨質(zhì)疏松的藥物。Michelle等通過(guò)骨硬化蛋白的單克隆抗體治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松脛骨缺損小鼠和小鼠牽張成骨, 并通過(guò)免疫組化、Micro CT等方法進(jìn)行相關(guān)檢測(cè), 結(jié)果證實(shí)促進(jìn)了骨折的愈合。對(duì)獼猴動(dòng)物模型的觀察實(shí)驗(yàn)也證實(shí), 骨硬化蛋白單克隆抗體能促進(jìn)骨形成, 增加骨密度。

本實(shí)驗(yàn)研究表明男性血液中硬骨素水平較女性高, 血液中硬骨素水平隨年齡增長(zhǎng)而增高, 并且女性絕經(jīng)前后硬骨素水平有明顯的變化。基于以上的研究基礎(chǔ), 目前Sclerostin單克隆抗體作為治療人骨質(zhì)疏松癥的藥物已經(jīng)進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)階段, 前期研究表明絕經(jīng)后婦女注射該單克隆抗體能增加其血清中I型膠原氨基端前肽 (P1NP)的濃度 , 目前正在進(jìn)行Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)。相信未來(lái)隨著對(duì)Sclerostin研究的進(jìn)一步深入, 醫(yī)學(xué)家們將會(huì)重新思考骨吸收與骨形成之間的相互作用及骨代謝的病理生理機(jī)制, 一種新的更有效的治療骨質(zhì)疏松疾病的方法必將誕生。

［1］ Barons R, Rawadi G. Targeting the Wnt/ b -catenin pathway to regulate bone formation in the adult skeleton. Endocrinology, 2007,148:2635-2643.

［2］ Krishnan V, Bryant HU, MacDougald OA. Regulation of bone mass byWnt signaling. J Clin Invest, 2006,116:1202-1209.

［3］ van Bezooijen RL, Roelen BAJ, Visser A, et al. Sclerostin is anosteocyte-expressed negative regulator of bone formation, but not a classical BMP antagonist. J Exp Med, 2004, 199:805-814.

［4］ Semenov M, Tamai K, He X. SOST is a ligand for LRP5/LRP6 and a Wnt signaling inhibitor. J Biol Chem., 2005, 280:26770-26775.

［5］ Poole KES, van Bezooijen RL, Loveridge N, et al. Sclerostin is a delayed secreted product of osteocytes that inhibits bone formation. FASEB J, 2005, 19:1842-1844.

［6］ van Bezooijen RL, ten Dijke P, Papapoulos SE, Lowik CW. SOST/ sclerostin, an osteocyte-derived negative regulator of bone formation. Cytokine Growth Factor Rev, 2005, 16:319-327.

［7］ Brunkow ME, Gardner JC, Van Ness J, et al. Bone dysplasia sclerosteosis results from loss of the SOST gene product, a novel cystineknot-containing protein. Am J Hum Genet, 2001;68: 577-589.

［8］ Balemans W, Ebeling M, Patel N, et al. Increase bone density in sclerosteosis is due to the deficiency of a novel secreted protein(SOST). Hum Mol Genet, 2001, 10:537-543.

［9］ Staehling-Hampton K, Proll S, Paeper BW, et al. A 52-kb deletion in the SOST-MEOX1 intergenic region on 17q12-q21 is associated with van Buchem disease in the Dutch population. Am J Med Genet, 2002,110:144-152.

［10］ Balemans W, Patel N, Ebeling M, et al. Identification of a 52kb deletion downstream of the SOST gene in patients with van Buchem disease.J Med Genet, 2002, 39:91-97.

［11］ Li X, Ominsky MS, Niu Q-T, et al. Targeted deletion of the sclerostin gene in mice results in increased bone formation and bone strength. J Bone Miner Res, 2008, 23:860-869.

［12］ Li X, Ominsky MS, Warmington KS, et al. Sclerostin antibody treatment increases bone formation, bone mass, and bone strength in a rat model of postmenopausal osteoporosis. J Bone Miner Res, 2009, 24:578-588.

［13］ Mirza FS, Padhi ID, Raisz LG, Lorenzo JA. Serum sclerostin levels negatively correlate with parathyroid hormone levels and freeestrogen index in postmenopausal women. J Clin Endocrinol Metab, 2010, 95:1991-1997.

［14］ odder UIL, Clowes JA, Hoey K, et al. Regulation of circulating sclerostin levels by sex steroids in women and men. J Bone Miner Res, 2011, 26:27-34.［15］ Gaudio A, Pennisi P, Bratengeier C, et al. Increased sclerostin serum levels associated with bone formation and resorption markers in patients with immobilization-induced bone loss. J Clin Endocrinol Metab, 2010, 95:2248-2253.

523590 廣東省東莞市謝崗醫(yī)院骨外科