韓學(xué)明 孫忠良 徐建華 吳俊

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)四師醫(yī)院骨科，新疆伊犁835000

骨質(zhì)疏松癥的特點(diǎn)是骨密度降低，導(dǎo)致骨脆性增加、骨折風(fēng)險(xiǎn)增加，已成為目前一個(gè)主要的公共衛(wèi)生問(wèn)題［1］。骨質(zhì)疏松癥的許多危險(xiǎn)因素是公認(rèn)的，包括年齡、女性性別、吸煙、缺乏運(yùn)動(dòng)、維生素D和雌激素。近年來(lái)，炎癥也牽涉其中，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究提供了大量證據(jù)表明某些炎性細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素－6(IL－6)和腫瘤壞死因子－α(TNF－α)在骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病機(jī)制中起重要作用［2－4］。對(duì)絕經(jīng)后或老年婦女血清細(xì)胞因子水平與骨密度(bone mineral density，BMD)之間關(guān)系的初步研究結(jié)果不一致，甚至相互矛盾［5－7］。這些不一致性可能反映了這些循環(huán)細(xì)胞因子不能準(zhǔn)確反映局部骨微環(huán)境中發(fā)生的情況，也可能反映了血清中存在天然拮抗劑，可能會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)解釋。高敏感性C反應(yīng)蛋白(CRP)是全身炎癥的循環(huán)標(biāo)志物，已被確定為絕經(jīng)后健康女性心血管事件的一種依賴風(fēng)險(xiǎn)因素［8］。肝臟CRP的產(chǎn)生主要受到IL－6樣細(xì)胞因子的刺激［9］，血清中hs－CRP水平越高，BMD越低，骨代謝標(biāo)志物水平越高，骨折風(fēng)險(xiǎn)也越高［10］。然而目前還沒(méi)有關(guān)于老年女性和男性HS－CRP與骨質(zhì)流失之間關(guān)系的報(bào)告。因此，本研究的目的是確定隨機(jī)選取的老年女性和男性血清炎癥標(biāo)志物與骨密度變化及尿嘧啶(PYR)與肌酐(Cr)比值之間的相關(guān)性。

1 對(duì)象和方法

1.1 研究方案

這項(xiàng)研究于2015年3月～12月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)四師醫(yī)院進(jìn)行，隨訪約2.9年。年齡在52～78歲之間的受試者是從我院就診的老年人中選取的，男女人數(shù)大致相等。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，記錄受試者類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)、哮喘、心血管疾病、糖尿病及用藥情況(［包括非甾體類抗炎藥、環(huán)氧化酶－2抑制劑、強(qiáng)的松龍、激素替代療法(HRT)］的自我報(bào)告，吸煙、體力活動(dòng)(無(wú)/輕度、中度和劇烈)和絕經(jīng)狀態(tài)也被記錄在內(nèi)。測(cè)量受試者身高、體重并計(jì)算體質(zhì)量指數(shù)［體重(kg)/身高(m2)］。該研究得到了醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，并獲得了所有參與者的書面知情同意。

1.2 指標(biāo)檢測(cè)

采用雙能 X線骨密度儀(Hologic，Inc．，Waltham，MA)測(cè)量受試者全身、腰椎、髖部骨量基線及隨訪，骨量檢測(cè)為面積BMD(g/cm2)，縱向變異系數(shù)(CV)為0.39%。采用化學(xué)發(fā)光競(jìng)爭(zhēng)性免疫分析法測(cè)定尿PYR/Cr比值，該方法對(duì)從夜間定時(shí)尿液收集中提取的20 mL進(jìn)行測(cè)定，并在分析前將其保存在－20℃冰箱中。血清炎性標(biāo)志物測(cè)定血清分離，置于塑料管中冷藏過(guò)夜，制備測(cè)定物，置于－80℃保存。IL－6和TNF－α分別在基線和2.9年使用固相雙位點(diǎn)化學(xué)發(fā)光酶免疫測(cè)定法檢測(cè)，IL－6為8%，TNF－α為6%。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用單變量和多變量分析來(lái)檢驗(yàn)BMD和炎癥因子以及在對(duì)年齡、性別、體重、身高、吸煙、其他疾病(RA、心血管疾病、哮喘、糖尿病)進(jìn)行調(diào)整前后的變化。采用Logistic回歸分析檢驗(yàn)上述因素調(diào)整后的PYR/Cr比值(四分位數(shù)與其他四分位數(shù))變化與炎癥標(biāo)志物之間的相關(guān)性。計(jì)算基線的四分位數(shù)和所有炎癥標(biāo)志物的變化，并通過(guò)線性回歸分析確定這些四分位數(shù)與BMD年變化百分比之間的關(guān)系。絕經(jīng)后年數(shù) (絕經(jīng)后不到10年，絕經(jīng)后10年或10年以上)和炎癥生物標(biāo)志物也進(jìn)行了研究。P值小于0.05(雙尾)或不包含零點(diǎn)的95%置信區(qū)間為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。所有統(tǒng)計(jì)分析均通過(guò)SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果

共有193名年齡在52～78歲之間的受試者(平均63歲)參加，女性占48%，168名受訪者在隨訪中獲得完整數(shù)據(jù)。當(dāng)前隊(duì)列和未測(cè)量血清標(biāo)志物的受試者之間的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)因素和BMD沒(méi)有顯著差異。受試者的一般特征見(jiàn)表1。受試者全身、腰椎和髖部的T值基本正常，有3.1%、7.8%和0.5%的受試者三個(gè)部位的T值小于2.5 SD。經(jīng)過(guò)平均2.9年，hs－CRP和IL－6的血清水平基本保持不變(P均＞0.05)，TNF－α的血清水平顯著降低(P=0.01)。IL－6的變化與 TNF－α(P＜0.001)、hs－CRP(P＜0.001)和年齡(P＜0.001)的變化呈正相關(guān)，但與體質(zhì)量指數(shù)(bone mass index，BMI)的變化無(wú)顯著相關(guān)性(P=0.80)。

TNF－α的變化與BMI呈正相關(guān)(P=0.01)，而與hs－CRP(P=0.71)或年齡(P=0.45)變化無(wú)相關(guān)性。hs－CRP的變化與年齡(P=0.16)或BMI(P=0.86)無(wú)關(guān)。在調(diào)整IL－6后，年齡與髖部BMD變化之間的顯著相關(guān)性(β=－0.05%/年;P＜0.004)在幅度上降低(系數(shù)變化20%)，但和hs－CRP或TNF－α無(wú)關(guān)。在整個(gè)樣本中，基線hs－CRP和hs－CRP的變化與大多數(shù)協(xié)變量調(diào)整后的全身BMD變化相關(guān)，但這些相關(guān)性在進(jìn)一步調(diào)整IL－6后幅度減小或變得不顯著(表2)，但不適用于TNF－α。

hs－CRP、hs－CRP 變化與絕經(jīng)10年以上女性全身BMD變化之間的關(guān)系更為顯著(r=0.58，P＜0.001;r=0.48，分別為 P＜0.01)。關(guān)于骨轉(zhuǎn)換、hs－CRP及其變化與整個(gè)樣本中PYR/Cr比率的變化無(wú)顯著相關(guān)性;然而，經(jīng)過(guò)絕經(jīng)年齡的進(jìn)一步調(diào)整后，它們與女性PYR/Cr比值的變化顯著相關(guān)(表3)。在調(diào)整所有協(xié)變量后，基線IL－6、IL－6變化與全身和腰椎BMD變化之間均表現(xiàn)出顯著關(guān)聯(lián)(表2和圖1)。進(jìn)一步調(diào)整hs－CRP和TNF－α后，這些關(guān)聯(lián)基本保持不變，甚至在髖關(guān)節(jié)變得顯著(表2)。盡管IL－6、IL－6的變化和全身BMD變化之間的關(guān)聯(lián)再次在女性絕經(jīng)后等于或大于10年女性中出現(xiàn)(r=0.53，P=0.003;r=0.50，P=0.002)，但是在絕經(jīng)和IL－6與BMD變化之間沒(méi)有顯著的性別或年齡之間的相互作用。關(guān)于骨轉(zhuǎn)換、IL－6及其變化與整個(gè)樣本中PYR/Cr比率的變化無(wú)顯著相關(guān)性;然而，進(jìn)一步調(diào)整絕經(jīng)時(shí)間后，兩者均與女性PYR/Cr比值的變化顯著相關(guān)(表3)。

在進(jìn)一步調(diào)整藥物用量、尿Cr水平和身體活動(dòng)后，它們基本保持不變。HRT的使用和絕經(jīng)后年數(shù)與IL－6及其變化無(wú)顯著相關(guān)性。在調(diào)整HRT使用和絕經(jīng)后數(shù)年后，骨丟失和炎癥標(biāo)志物之間的關(guān)聯(lián)基本保持不變。

表1 參與者的特征Table 1 Characteristics of study participants

表2 炎性標(biāo)志物與BMD變化之間的關(guān)聯(lián)Table 2 Associations between inflammatory markers and change in BMD

表3 炎癥標(biāo)志物與女性PYR/Cr比率變化之間的關(guān)系Table 3 Associations between inflammatory markers and change in the PYR/Cr ratio in women

圖1 老年受試者中基線時(shí)IL－6與2.9年全身(A)、脊柱(B)和全髖(C)BMD變化之間的關(guān)系Fig．1 Associations between IL－6 at baseline and changes in total body(A)，spine(B)and total hip(C)BMD over 2.9 years in older subjects

3 討論

這項(xiàng)縱向研究首次全面分析了基線炎癥標(biāo)志物、炎癥標(biāo)志物變化和老年人骨質(zhì)流失之間的關(guān)系。IL－6的相關(guān)性在老年婦女(尤其是絕經(jīng)后10年以上的婦女)和男性中最為一致，而HS－CRP和TNF－α的一致性要低得多。提示IL－6是最嚴(yán)重的炎癥標(biāo)志物，可能與骨質(zhì)疏松有因果關(guān)系。動(dòng)物和體外研究［11］充分證明IL－6在絕經(jīng)引起性雌激素水平下降后，可導(dǎo)致破骨細(xì)胞和小梁骨吸收增加。在本次研究中，IL－6在隨機(jī)選取的老年人群中與骨質(zhì)疏松等疾病的低發(fā)病率相關(guān)，并始終與骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物相關(guān)。反過(guò)來(lái)，IL－6與年齡的相關(guān)性與其他研究一致［12］，但與BMI等其他危險(xiǎn)因素?zé)o關(guān)，與年齡相關(guān)的髖骨骨質(zhì)流失似乎至少部分是由于IL－6的增加介導(dǎo)的。一項(xiàng)未經(jīng)調(diào)整的分析［5］中報(bào)道，絕經(jīng)后婦女血清IL－6與橈骨遠(yuǎn)端骨密度呈負(fù)相關(guān)［13］，而其他橫斷面研究在婦女中沒(méi)有顯著相關(guān)性。一項(xiàng)研究［14］報(bào)道血清IL－6是絕經(jīng)后早期女性股骨(非腰椎)骨質(zhì)流失的重要預(yù)測(cè)因子，而有的研究［14］報(bào)道血清IL－6與圍絕經(jīng)期女性腰椎骨密度增加有關(guān)。相反，本次研究在兩種情況下測(cè)定了血清IL－6水平，發(fā)現(xiàn)基線IL－6和IL－6的變化均與所有部位的骨質(zhì)流失相關(guān)。

此次研究發(fā)現(xiàn)血清 TNF－α與骨質(zhì)流失有關(guān)(整個(gè)樣本的全身和男性腰椎)。但是，TNF－α變化是否與IL－6變化有關(guān)，以及TNF－α/IL－6調(diào)整后骨丟失量減少，提示TNF－α不獨(dú)立于IL－6。然而，本次研究發(fā)現(xiàn)TNF－α與骨吸收無(wú)關(guān)。在這個(gè)樣本中，hs－CRP的變化與IL－6的變化顯著相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了hs－CRP、骨丟失和骨吸收(PYR/Cr比值，后者主要發(fā)生在絕經(jīng)后期婦女)之間的顯著相關(guān)性。這些關(guān)聯(lián)與IL－6和骨測(cè)量之間的關(guān)聯(lián)是平行的，但與TNF－α和骨密度無(wú)關(guān)。這說(shuō)明IL－6既增加 hs－CRP，又影響骨丟失/再吸收，hs－CRP 無(wú)獨(dú)立作用。也可能與其他因素有關(guān)，因?yàn)檎{(diào)整IL－6后hs－CRP的變化仍與機(jī)體總BMD的變化顯著相關(guān)。目前尚不清楚hs－CRP本身是否是骨丟失的介導(dǎo)因子，類似于其在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用［15］。

本次研究提供了直接的證據(jù)，證明老年人的骨質(zhì)流失與低度的炎癥有關(guān)，可用于鑒別骨組織快速失活的人群。最后，考慮到HRT不推薦用于預(yù)防和治療老年女性骨質(zhì)疏松癥、雙膦酸鹽由于具有對(duì)心血管的副作用不能用于預(yù)防骨密度正常的受試者骨折，靶向抗炎治療尤其是抗IL－6治療［16］可能是合適的替代干預(yù)措施。到目前為止，TNF－α抗體在RA、脊椎關(guān)節(jié)病和克羅恩病患者中的治療有助于阻止骨質(zhì)流失，但尚不清楚是由于對(duì)疾病的影響還是直接對(duì)骨骼造成的。本研究的優(yōu)勢(shì)是對(duì)在兩種情況下炎癥標(biāo)志物的測(cè)量，使得能夠評(píng)估這些標(biāo)志物隨時(shí)間產(chǎn)生的變化。血清中天然拮抗劑對(duì)炎癥標(biāo)志物的影響可能小于這些標(biāo)志物的橫斷面水平。此次研究不僅評(píng)估了全髖關(guān)節(jié)和腰椎的骨質(zhì)流失，還評(píng)估了全身的骨質(zhì)流失，并發(fā)現(xiàn)IL－6存在一致的相關(guān)性。

當(dāng)然本研究也存在一定的局限性。首先，樣本量小，不允許檢查骨標(biāo)志物的弱相關(guān)性，也不能提供足夠大的骨折樣本。既往研究報(bào)道血清hs－CRP水平是骨質(zhì)疏松性骨折的重要預(yù)測(cè)因子，最近的研究［17］表明，血清 IL－6和 TNF－α 可能與老年男性和女性骨折風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)(不顯著);其次，基線的應(yīng)答率為57%，這可能是由于每次3 h訪問(wèn)的廣泛協(xié)議所致，確實(shí)為選擇性偏差留下了可能性，而選擇性偏差可能是RA高流行的區(qū)域。然而，盡管樣本中包含一些疾病的受試者，但在調(diào)整分析以適應(yīng)疾病狀態(tài)時(shí)，結(jié)果基本沒(méi)有變化，或者這些受試者被排除在外，也往往有很高的保留率(82%)來(lái)取消這個(gè)設(shè)置;第三，沒(méi)有測(cè)量骨形成標(biāo)志物和血清雌激素水平，因此無(wú)法確定本研究中骨形成和雌激素在炎癥標(biāo)志物和骨丟失之間聯(lián)系中的作用;第四，平均2.9年的隨訪時(shí)間并不長(zhǎng)，因此在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不能確定這些關(guān)聯(lián)。

綜上所述，本研究證實(shí)炎癥標(biāo)志物水平(尤其是IL－6)的變化可預(yù)測(cè)骨丟失，提示靶向抗炎治療可能對(duì)預(yù)防骨質(zhì)疏松癥具有潛在作用。