蘇莉,張兆巖,崔娟,孫曉平,于新宇

肌少癥是一種進(jìn)行性、全身性骨骼肌疾病,伴有肌肉質(zhì)量加速喪失和功能退化,多見于老年人,據(jù)統(tǒng)計(jì)60歲以上老年人群中肌少癥的患病率約為10%[1]。肌少癥的發(fā)生增加老年人摔倒、骨折、身體殘疾和死亡的風(fēng)險(xiǎn)[2]。研究顯示炎性細(xì)胞因子能刺激蛋白質(zhì)分解代謝并抑制肌肉合成,促進(jìn)肌肉萎縮,與肌少癥的發(fā)生存在密切的關(guān)系[3]。腫瘤壞死因子樣凋亡微弱誘導(dǎo)劑(TWEAK)是腫瘤壞死因子(TNF)超家族成員之一,主要通過與其受體—成纖維細(xì)胞生長因子誘導(dǎo)14(Fn14)結(jié)合調(diào)控細(xì)胞增殖、分化、凋亡以及炎性反應(yīng)等多種病理生理過程[4]。白介素(IL)-17是輔助性T細(xì)胞17的主要效應(yīng)因子,可促進(jìn)T細(xì)胞的增殖分化和IL-6、IL-8及細(xì)胞黏附分子等產(chǎn)生,導(dǎo)致炎性反應(yīng)[5]。本研究檢測(cè)肌少癥患者血清TWEAK、IL-17水平,探討其與老年肌少癥的關(guān)系,報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2021年10月—2023年3月中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九六〇醫(yī)院干部病房一科收治的老年肌少癥患者93例為肌少癥組;同時(shí),選擇醫(yī)院體檢非肌少癥老年志愿者60例為健康對(duì)照組。2組性別、年齡及合并高血壓、高脂血癥比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),肌少癥組體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、運(yùn)動(dòng)頻率≥5次/周比例低于健康對(duì)照組(P<0.05),糖尿病、骨質(zhì)疏松比例高于健康對(duì)照組(P<0.05),見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(RIYY-2021-017),受試者或家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標(biāo)準(zhǔn) (1)納入標(biāo)準(zhǔn):①骨骼肌質(zhì)量指數(shù)(SMI)降低(男性<7.0 kg/m2,女性<5.4 kg/m2),握力降低(男性<26 kg,女性<18 kg),步速減少(<0.8 m/s),符合2014年亞洲肌肉減少癥工作小組制定的肌少癥診斷標(biāo)準(zhǔn)[6];②年齡≥60歲;③能獨(dú)立站立和行走。(2)排除標(biāo)準(zhǔn):①惡性腫瘤、免疫疾病、感染性疾病;②因嚴(yán)重腦卒中、心力衰竭、腎臟疾病、骨折和其他疾病而臥床;③嚴(yán)重內(nèi)分泌疾病;④傳染病、精神疾病。

1.3 觀測(cè)指標(biāo)與方法

1.3.1 血清TWEAK和IL-17水平檢測(cè):肌少癥組入組次日治療前(健康對(duì)照組體檢當(dāng)日晨)采集空腹肘靜脈血3 ml注入干燥試管中,室溫下靜置30 min,待血液凝固后取上層液離心留取血清,-80℃保存待檢。采用SpectraMax?iD5多功能酶標(biāo)儀(上海美谷分子儀器有限公司)應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)血清TWEAK、IL-17水平, 試劑盒購自上海臻科生物科技有限公司。

1.3.2 骨骼肌質(zhì)量、握力和步速測(cè)定:Medix DR數(shù)字化二維扇束雙能X線骨密度儀(法國MEDILINK公司)評(píng)估肌肉質(zhì)量,手臂和腿部骨骼肌質(zhì)量相加為全身骨骼肌質(zhì)量(ASM),SMI=ASM(kg)/身高(m)2;WCS-100型電子握力計(jì)(無錫市怡和醫(yī)療器械有限公司)測(cè)定肌肉力量:受試者每只手盡最大努力做3次,取平均值;6 m步行速度,受試者被要求以正常速度行走6 m,計(jì)算步速(m/s),取2次測(cè)試結(jié)果的平均值。根據(jù)SMI、握力和步速將肌少癥組患者分為前期亞組(SMI≤7.0 kg/m2,握力、步速尚可,29例)、 中期亞組(SMI≤7.0 kg/m2,握力或步速明顯降低,39例)、 嚴(yán)重期亞組(SMI≤7.0 kg/m2,握力和步速均明顯降低,25例)。

2 結(jié) 果

2.1 2組血清TWEAK、IL-17水平和SMI、握力、步速比較 肌少癥組血清TWEAK、IL-17水平高于健康對(duì)照組(P<0.01),SMI、握力和步速低于健康對(duì)照組(P<0.01),見表2。

表2 健康對(duì)照組和肌少癥組血清TWEAK、IL-17水平和SMI、握力、步速比較Tab.2 Comparison of serum TWEAK, IL-17 levels, SMI, grip strength, and gait speed between healthy control group and sarcopenia group

2.2 不同分期肌少癥患者血清TWEAK、IL-17水平和SMI、握力、步速比較 血清TWEAK、IL-17水平比較,嚴(yán)重期亞組>中期亞組>前期亞組(P均<0.01),SMI、握力和步速比較,嚴(yán)重期亞組<中期亞組<前期亞組(P均<0.01),見表3。

表3 不同分期肌少癥患者血清TWEAK、IL-17水平和SMI、握力和步速比較Tab.3 Comparison of serum TWEAK, IL-17 levels, SMI, grip strength, and gait speed in patients with different stages of sarcopenia

2.3 肌少癥患者血清TWEAK、IL-17與SMI、握力、步速的相關(guān)性分析 肌少癥患者血清TWEAK、IL-17水平與SMI、握力、步速均呈負(fù)相關(guān)(P<0.01),見表4。

表4 肌少癥患者血清TWEAK、IL-17與SMI、握力、步速的相關(guān)性分析Tab.4 Correlation analysis of TWEAK, IL-17 with SMI, grip strength, and gait speed in patients with sarcopenia

2.4 影響老年肌少癥的多因素Logistic回歸分析 以是否患有肌肉減少癥為因變量(0=否,1=是),以上述結(jié)果中P<0.05項(xiàng)目為自變量,進(jìn)行多因素Logistic回歸分析,結(jié)果顯示,骨質(zhì)疏松、高TWEAK、高IL-17是老年肌少癥發(fā)病的危險(xiǎn)因素(P<0.01),高SMI是其保護(hù)因素(P<0.01),見表5。

表5 影響老年肌少癥的Logistic回歸分析結(jié)果Tab.5 Logistic regression analysis results affecting elderly sarcopenia

2.5 血清TWEAK、IL-17診斷老年肌少癥的價(jià)值 繪制TWEAK、IL-17診斷老年肌少癥價(jià)值的ROC曲線,并計(jì)算曲線下面積(AUC),結(jié)果顯示,血清TWEAK、IL-17及二者聯(lián)合診斷老年肌少癥的曲線下面積分別為0.734、0.790、0.898,二者聯(lián)合診斷老年肌少癥的AUC大于TWEAK、IL-17單獨(dú)診斷(Z/P=4.210/<0.001、2.865/0.016),見表6、圖1。

圖1 血清TWEAK、IL-17診斷老年肌少癥的ROC圖Fig.1 ROC diagram of TWEAK and IL-17 in diagnosing sarcopenia in the elderly

表6 血清TWEAK、IL-17診斷老年肌少癥的價(jià)值比較Tab.6 Comparison of the diagnostic value of TWEAK and IL-17 in elderly sarcopenia

3 討 論

肌少癥是一種多因素疾病,其特征是肌肉質(zhì)量和功能的大幅下降,其發(fā)病危險(xiǎn)因素包括年齡大、癌癥、肥胖、風(fēng)濕病、營養(yǎng)不良、缺乏體育活動(dòng)或久坐、肌肉蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)變化、合成代謝障礙、神經(jīng)肌肉功能障礙等[7-8]。炎性反應(yīng)與肌少癥的發(fā)生密切相關(guān),炎性細(xì)胞因子、腫瘤壞死因子-α、白介素-6、白介素-1和趨化因子等通過核因子-κB信號(hào)通路促進(jìn)NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3(NLRP3)炎性小體的激活,促使炎性細(xì)胞在肌肉組織浸潤,進(jìn)而使肌蛋白分解和肌細(xì)胞凋亡,導(dǎo)致肌肉質(zhì)量下降和肌功能障礙[9]。

本研究發(fā)現(xiàn),肌少癥組血清TWEAK水平顯著高于健康對(duì)照組,TWEAK與SMI、握力和步速呈負(fù)相關(guān),高水平TWEAK是老年人肌少癥的危險(xiǎn)因素。TWEAK是廣泛分布于多種細(xì)胞(上皮細(xì)胞、間充質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞等)和組織(胰腺、腸道、心臟、肌肉等)中的多功能細(xì)胞因子,以膜結(jié)合或可溶性兩種形式存在,可溶性TWEAK主要由細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域裂解而產(chǎn)生并進(jìn)入外周血循環(huán),TWEAK受體Fn14是一種Ⅰ型跨膜蛋白,含有半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域與TWEAK結(jié)合,通過激活轉(zhuǎn)錄因子核因子κB(NF-κB)、絲裂原活化蛋白激酶和磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路調(diào)控細(xì)胞死亡或增殖、炎性反應(yīng)和纖維化過程[10]。TWEAK和Fn14在骨骼肌中也有表達(dá),并參與肌肉組織分解和合成代謝調(diào)控過程,在慢性肌肉損傷和肌肉疾病中起關(guān)鍵作用[11]。正常情況下,肌肉組織中TWEAK呈低表達(dá),通過激活非典型NF-κB通路,促進(jìn)成肌細(xì)胞融合和肌生成,Fn14在正常健康肌肉中處于休眠狀態(tài)或低表達(dá)[12]。在去神經(jīng)誘導(dǎo)骨骼肌萎縮的小鼠模型中Fn14表達(dá)上調(diào),繼而激活TWEAK/Fn14通路,導(dǎo)致肌肉萎縮、纖維化和肌肉蛋白降解[13]。同樣在肌萎縮性側(cè)索硬化癥小鼠模型中,可觀察到TWEAK、Fn14在脊髓星形膠質(zhì)細(xì)胞和骨骼肌中異常表達(dá),TWEAK過表達(dá)可刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞中白介素-6釋放,誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元死亡[14]。分析TWEAK可能通過以下途徑參與肌少癥的發(fā)病機(jī)制:TWEAK可激活NF-κB信號(hào)通路,增強(qiáng)肌肉特異性E3泛素連接酶—肌肉環(huán)狀指蛋白1的表達(dá),肌肉環(huán)狀指蛋白1再靶向骨骼肌中肌球蛋白重鏈促使其水解[15],TWEAK還可誘導(dǎo)自噬—溶酶體系統(tǒng),激活肌管中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3,有助于肌原纖維蛋白水解,導(dǎo)致骨骼肌質(zhì)量和功能的損失[16]。

本研究發(fā)現(xiàn),IL-17與老年肌少癥也存在密切關(guān)系,肌少癥組血清IL-17水平高于健康對(duì)照組,IL-17與SMI、握力及步速呈負(fù)相關(guān)。IL-17是T細(xì)胞介導(dǎo)炎性反應(yīng)的早期啟動(dòng)因子,通過與其受體結(jié)合激活促分裂素原活化蛋白激酶途徑和NF-κB途徑,誘導(dǎo)CXCL1、CXCL2和CXCL8等趨化因子表達(dá),活化和驅(qū)使中性粒細(xì)胞遷移至感染或損傷組織,引起致病性炎性反應(yīng),誘導(dǎo)組織損傷[17]。IL-17還可通過促使干細(xì)胞增殖,促進(jìn)損傷骨骼肌組織再生和修復(fù)[18]。白介素-17通過激活p38信號(hào)通路,抑制尿激酶型纖溶酶原激活物表達(dá)和成肌細(xì)胞遷移,還可促使細(xì)胞骨架重組和極性喪失抑制成肌細(xì)胞的成肌分化,參與炎性肌肉疾病發(fā)病過程[19]。分析原因,首先,IL-17可單獨(dú)或與腫瘤壞死因子-α或IL-1聯(lián)合刺激骨骼肌細(xì)胞釋放IL-6和CC-趨化因子配體20,促進(jìn)炎性細(xì)胞浸潤于成肌細(xì)胞,影響肌肉組織碳水化合物和脂類代謝,抑制肌肉衛(wèi)星細(xì)胞(肌肉衛(wèi)星細(xì)胞是組織特異性干細(xì)胞,負(fù)責(zé)骨骼肌的生長和再生)的增殖以及肌源性分化和肌細(xì)胞遷移,導(dǎo)致肌肉萎縮[20]。其次,生長激素/胰島素樣生長因子Ⅰ(GH/IGF-Ⅰ)軸激活可使肌肉和肌腱中膠原蛋白的表達(dá)和合成增加,增加肌肉中衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量,GH/IGF-Ⅰ軸活性降低與肌少癥發(fā)生有關(guān)[21],IL-17誘導(dǎo)IL-6的過度表達(dá)可干擾GH/IGF-Ⅰ軸活性,進(jìn)而導(dǎo)致骨骼肌萎縮[20]。最后,NLRP3炎性小體激活有助于啟動(dòng)和激活促炎環(huán)境,影響正常肌群合成代謝功能,導(dǎo)致肌肉萎縮[22],IL-17過表達(dá)可促進(jìn)NLRP3炎性小體激活,上調(diào)NLRP3、半胱天冬氨酸酶-1、IL-1β基因表達(dá)[23],因此推測(cè)IL-17可能通過促使NLRP3炎性小體激活參與肌少癥發(fā)病過程。

ROC分析結(jié)果表明,聯(lián)合檢測(cè)血清TWEAK、IL-17水平在老年肌少癥診斷中具有較高的價(jià)值,提示血清TWEAK、IL-17有望成為老年肌少癥潛在的生物學(xué)標(biāo)志物。骨質(zhì)疏松與肌少癥均好發(fā)于老年人,且兩者往往同時(shí)存在,肌肉與骨骼往往相互作用,加重骨骼肌質(zhì)量降低和功能障礙[24]。

綜上,老年肌少癥患者血清TWEAK、IL-17水平均顯著增高,高水平TWEAK、IL-17與骨骼肌質(zhì)量減少、握力及步速降低有關(guān),是老年肌少癥的高危因素,聯(lián)合檢測(cè)血清TWEAK、IL-17有助于評(píng)估老年人肌少癥潛在風(fēng)險(xiǎn)。

利益沖突:所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明

蘇莉:設(shè)計(jì)研究方案,實(shí)施研究過程,論文撰寫;張兆巖:提出研究思路,分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),論文審核;崔娟:實(shí)施研究過程,資料搜集整理,論文修改;孫曉平:進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析;于新宇:課題設(shè)計(jì),論文撰寫