王雅純 周少法 張翔

1.海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院老年內(nèi)科，海南 ?？?571101 2.海南中和藥業(yè)股份有限公司，海南 ?？?571101 3.海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，海南 海口 571101

白細胞介素-33(IL-33)是一種細胞因子，主要由基質(zhì)細胞表達；最近研究表明IL-33在調(diào)節(jié)適應(yīng)性和先天性免疫，炎癥過程和對環(huán)境壓力的反應(yīng)方面起著關(guān)鍵作用[1]。在患有類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的患者中，IL-33比正常對照組明顯升高，并且與骨破壞呈正相關(guān)[2-3]。骨質(zhì)疏松癥是骨骼的全身性疾病，其主要特征是骨量減少，骨密度(bone mineral density，BMD)下降和骨微觀結(jié)構(gòu)破壞；主要后果是增加骨骼脆弱性、增加骨折風(fēng)險。絕經(jīng)后婦女的雌激素缺乏會導(dǎo)致骨吸收增加；當(dāng)由破骨細胞進行的骨吸收和由成骨細胞介導(dǎo)的骨形成之間的平衡被破壞時，發(fā)生骨質(zhì)疏松癥[4]。最近研究已明確表明骨重建受到嚴(yán)格的免疫調(diào)控[5]，骨細胞的活性受細胞因子調(diào)節(jié)[5]。IL-33是IL-1細胞因子家族中最新鑒定的成員；其他兩個成員，即IL-1和IL-18，對骨細胞具有重要的作用[6]。到目前為止，lL-33在自身免疫性和傳染性疾病以及動脈粥樣硬化，糖尿病和癌癥中作用得到證實[1]，但其在骨質(zhì)疏松癥患者中的作用尚未被研究。目前關(guān)于骨質(zhì)疏松癥中IL-33血清水平的臨床研究較為有限。因此，筆者研究了絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥患者的血清IL-33水平與骨代謝指標(biāo)和骨密度之間的相關(guān)性。

1 材料和方法

1.1 一般資料

本研究納入50名絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松女性[年齡(65.42±9.59)歲]和50名年齡匹配[(62.07±8.34)歲]的健康絕經(jīng)后女性。通過雙能X射線吸收測定法(DXA)(Hologic QDR4 500 W)評估髖部和腰椎(L1～4)的BMD。排除服用影響骨轉(zhuǎn)換的藥物，繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥患者；BMD檢測結(jié)果使用T值表示，骨質(zhì)疏松癥的診斷參考世界衛(wèi)生組織制定的標(biāo)準(zhǔn)。T值<-2.5定義骨質(zhì)疏松癥，-1.0～-2.5定義為骨量減少，>-1.0表示正常BMD。對每個受試者進行詳細的體格檢查，獲取準(zhǔn)確的病史，檢測人體參數(shù)，例如體重、身高和體重指數(shù)以及實驗室檢測指標(biāo)。研究得到醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，每位參與者均知曉研究目的并簽署書面知情同意書。

1.2 檢測指標(biāo)

本研究檢測了血清鈣、磷、維生素D(1α，25-二羥維生素D3)、甲狀旁腺素(PTH)和堿性磷酸酶(ALP)水平。此外，在患者和對照組中，還進行了骨代謝標(biāo)志物的檢測如骨形成標(biāo)志物血清1型原膠原N-端前肽(P1NP)、骨吸收標(biāo)志物血清1型膠原交聯(lián)C-末端肽(β-CTX)以分別間接評估破骨細胞和成骨細胞活性。從骨質(zhì)疏松癥和健康對照受試者收集的所有臨床和測量數(shù)據(jù)如表1所示。

對患有骨質(zhì)疏松癥的婦女和健康對照受試者血清IL-33水平進行檢測。通過靜脈抽取的血液5 mL并以3 000 r/min離心5 min，將獲得的血清冷凍并在-20 ℃下儲存直至檢測。根據(jù)制造商推薦的標(biāo)準(zhǔn)程序(USCN LIFE SCIENCE Houston，TX，USA)，通過使用夾心ELISA試劑盒評估IL-33的水平，在450 nm處測量吸光度，并將獲得結(jié)果以pg/mL表示。檢測步驟參考試劑盒的制造商說明書，IL-33的最小可檢測水平低于5.3 pg/mL。還根據(jù)制造商建議的以下程序建立了檢測下限(LLD)，本研究的LLD為1.9 pg/mL。還進行了從7.8 pg/mL開始的標(biāo)準(zhǔn)曲線，以更準(zhǔn)確地檢測測試血清樣品中的IL-33濃度。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

檢測的結(jié)果使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Mann-Whitney檢驗法分析兩組之間的差異。使用Spearman相關(guān)系數(shù)進行相關(guān)分析。在校正其他因素后，進行了多元回歸分析以確定每個獨立變量的影響。所有統(tǒng)計分析均使用SPSS for Windows(版本19.0)進行。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者一般資料比較

研究人群的人口學(xué)和臨床特征如表1所示。OP患者的年齡、BMI、ALP、1,25(OH)2D3、鈣和磷水平與健康對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。骨質(zhì)疏松患者血清IL-33水平顯著低于對照組，比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義[(3.53±2.45)pg/mL vs (13.72±5.39) pg/mL；P<0.05]。OP組血清CTX和P1NP、PTH水平均顯著高于對照組(P均<0.05)。OP組腰椎BMD和股骨頸BMD明顯低于對照組(P均<0.05)。

2.2 Spearman相關(guān)分析結(jié)果

Spearman相關(guān)分析如表2所示。血清IL-33水平與年齡、BMI、PTH、CTX和P1NP水平呈負相關(guān)，與腰椎BMD和股骨頸BMD呈正相關(guān)。血清IL-33與ALP、1,25(OH)2D3、鈣和磷水平無相關(guān)性。

2.3 多元回歸分析結(jié)果

多元回歸分析如表3所示。因變量為血清IL-33水平，自變量為年齡、BMI、腰椎BMD、股骨頸BMD、PTH、ALP、CTX、P1NP、1,25(OH)2D3、鈣和磷水平。結(jié)果表明，年齡、BMI、腰椎BMD、PTH、股骨頸BMD和血清CTX和P1NP水平是骨質(zhì)疏松癥患者血清IL-33水平降低的獨立預(yù)測因子。

表1 兩組一般特征和檢測指標(biāo)比較

表2 OP患者血清IL-33與年齡、BMI、BMD和骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)的相關(guān)性

表3 OP患者的多元回歸結(jié)果Table 3 Results of multiple regression in OP patients

3 討論

雖然IL-33最初認為是Th2免疫反應(yīng)的誘導(dǎo)物，現(xiàn)在IL-33認為是一種多效性細胞因子，它可以在細胞外空間釋放，也可以作為炎癥性疾病的細胞內(nèi)核因子引起細胞損傷或機械損傷[1]。IL-33可以介導(dǎo)過敏性氣道炎癥，導(dǎo)致動脈粥樣硬化和對某些類型的感染具有保護作用；但在許多自身免疫性疾病的發(fā)展中也起著關(guān)鍵作用[1]。因此，IL-33既可以促進炎癥的消退也可以導(dǎo)致疾病的發(fā)生發(fā)展。免疫系統(tǒng)和炎癥對骨骼的影響是由細胞因子介導(dǎo)的。然而，并非所有參與骨重建的細胞因子都具有促進破骨細胞生成作用：一些細胞因子有助于骨吸收，而其他細胞因子對骨質(zhì)疏松癥具有保護作用，而部分細胞因子具有多效性功能。因此，每一個細胞因子的最終效果取決于靶細胞以及控制骨骼健康的復(fù)雜骨重塑過程的各個階段中涉及的其他細胞因子和抑制劑和(或)刺激控制因子的聯(lián)合作用[7]。

本研究的結(jié)果表明，IL-33的抗破骨細胞作用對絕經(jīng)后婦女的骨重建有重要作用。雖然IL-33對破骨細胞功能或骨吸收的直接影響尚不清楚，但IL-33與吸收標(biāo)志物CTX之間的負相關(guān)結(jié)果似乎證實IL-33抑制破骨細胞分化。在骨質(zhì)疏松癥患者中發(fā)現(xiàn)的較低水平的IL-33與以前幾項研究結(jié)果一致，即IL-33在實驗條件下可以抑制破骨細胞分化[8-9]。事實上，IL-33抑制RANKL依賴性破骨細胞的形成，從而防止炎性骨質(zhì)流失[10]。此外，IL-33還通過誘導(dǎo)減少破骨細胞生成細胞因子如粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)、IL-10、IL-4和IFN-γ生成以及抑制破骨細胞前體巨噬細胞和樹突狀細胞的分化激活來抑制破骨細胞形成[11]。雖然有學(xué)者提出IL-33在人類破骨細胞形成過程中的RANKL樣作用，但相對于RANKL的強烈且一致的作用，IL-33對骨骼的促重吸收作用較弱[12]。此外，IL-33對骨骼的影響可能因疾病的階段和激素影響而有所不同，因此IL-33對骨骼的最終影響因骨量差異而受到較大的影響。

IL-33在骨重塑中的調(diào)節(jié)作用也部分由激素介導(dǎo)。PTH是維持骨穩(wěn)態(tài)和促進骨形成的重要激素。IL-18也是IL-33所屬的IL-1家族的另一成員，是PTH介導(dǎo)合成代謝作用所必需的[13]。本研究發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)疏松絕經(jīng)后婦女中PTH和IL-33血清水平之間呈負相關(guān)的結(jié)果與IL-33和PTH強烈抑制的觀察結(jié)果一致[13]，從而證實該細胞因子可能參與成骨細胞介導(dǎo)的合成代謝作用。IL-33與骨合成代謝標(biāo)志物P1NP之間的負相關(guān)性也證實了這點。骨質(zhì)疏松癥認為是Th1/Th17細胞介導(dǎo)的炎癥性疾病，毫無疑問的是IL-33能有效增強Th2免疫反應(yīng)對骨質(zhì)疏松癥表現(xiàn)出保護作用[14]，這表明該細胞因子在絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥中也存在保護作用。另一方面，最近在體外和體內(nèi)的觀察結(jié)果表明，Th2細胞因子也可能有助于骨質(zhì)疏松癥的發(fā)展[15]。正如本研究結(jié)果一致，與年齡相關(guān)的健康女性相比，絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥患者血清IL-33水平較低。然而，隨著疾病進展和BMD降低，IL-33對骨骼的保護作用趨于消失，可能是由于其他因素和破骨細胞生成因子的干擾[16]。因此，IL-33可能被認為是骨細胞活性的重要內(nèi)源調(diào)節(jié)因子，可以發(fā)揮抗破骨細胞增生和刺激破骨細胞作用[16]。然而，由于各種相關(guān)細胞因子之間的平衡是非常復(fù)雜的，IL-33本身也可能是一把雙刃劍，取決于具體的疾病階段[16]。

本研究表明，與對照組相比，絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥患者的血清IL-33水平顯著降低。還觀察到IL-33和PTH血清水平之間的負相關(guān)。此外，IL-33與骨形成和重吸收標(biāo)志物之間的負相關(guān)分別表明該細胞因子可能在骨重塑中發(fā)揮作用，可能影響成骨細胞和破骨細胞功能。這些數(shù)據(jù)表明IL-33可能是一種重要的骨保護細胞因子，它可能在絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。