絕經(jīng)后骨質疏松癥患者血清β-CTX、Cathe K和OPG水平變化及其臨床意義

丁琦，邢桂紅，秦曉丹，李飛

本溪市中心醫(yī)院，遼寧本溪117000

絕經(jīng)后骨質疏松癥(PMO)是一種與衰老有關的疾病，主要發(fā)生于絕經(jīng)后女性，60歲以上婦女患病率為40%～50%[1]。隨著PMO患者骨密度逐步下降和骨微結構不斷破壞，骨質疏松性骨折的發(fā)生風險大大提高[2]。因此，早期預防并及時干預PMO能夠降低骨質疏松性骨折的發(fā)生率，但目前尚無有效指標預測PMO患者骨質疏松性骨折的發(fā)生風險。β膠原降解產(chǎn)物(β-CTX)是骨重建過程中膠原被降解后釋放入血的片段，其外周血水平升高提示骨破壞、骨吸收增加[3]。組織蛋白酶K(Cathe K)是一種表達于破骨細胞的半胱氨酸蛋白酶，是骨重建過程中骨吸收的關鍵酶，其水平升高能夠增強破骨細胞活性并促進骨吸收[4]。骨保護素(OPG)是一種生長因子受體，屬于腫瘤壞死因子受體家族，能夠抑制破骨細胞增殖、分化并促進其凋亡，從而抑制骨吸收和骨破壞[5]。血清β-CTX、Cathe K、OPG均能反映骨代謝水平，但鮮見其用于預測PMO患者骨質疏松性骨折發(fā)生風險的報道。為此，本研究觀察了PMO患者血清β-CTX、Cathe K、OPG水平變化，并探討其對PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的預測效能?，F(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2017年1月～2019年3月本溪市中心醫(yī)院收治的PMO患者64例(骨質疏松組)。所有患者經(jīng)雙能X線骨密度儀檢查，T值<-2.5，符合骨質疏松癥診斷標準，且絕經(jīng)時間超過1年。排除合并甲狀旁腺功能亢進、骨腫瘤、骨結核等影響骨代謝疾病者，合并先天性骨病、肝腎功能嚴重異?；蛉韲乐馗腥菊?，以及5年內服用過影響骨代謝藥物者?；颊吣挲g(59.14±4.37)歲，BMI(22.66±2.15)kg/m2，絕經(jīng)時間(8.22±3.68)年。64例PMO患者中，發(fā)生骨質疏松性骨折30例、未發(fā)生骨質疏松性骨折34例。其中，發(fā)生骨質疏松性骨折者年齡(59.22±4.41)歲，BMI(22.54±2.21)kg/m2，絕經(jīng)時間(8.23±3.62)年；未發(fā)生骨質疏松性骨折者年齡(59.20±4.61)歲，BMI(21.74±1.43)kg/m2，絕經(jīng)時間(8.56±3.19)年。同期選擇因其他疾病在本溪市中心醫(yī)院治療的絕經(jīng)后骨量減少(T值為-2.5～-1.0)患者43例(骨量減少組)、絕經(jīng)后骨量正常(T值>-1.0)患者42例(骨量正常組)。骨量減少組年齡(59.23±4.63)歲，BMI(21.98±2.36)kg/m2，絕經(jīng)時間(8.67±3.15)年；骨量正常組年齡(59.67±4.93)歲，BMI(22.18±2.32)kg/m2，絕經(jīng)時間(8.82±3.06)年。三組年齡、BMI、絕經(jīng)時間具有可比性，PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折者與未發(fā)生骨質疏松性骨折者年齡、BMI、絕經(jīng)時間亦具有可比性。本研究經(jīng)本溪市中心醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，所有研究對象或其家屬知情同意。

1.2 血清β-CTX、Cathe K、OPG檢測 所有研究對象入組后，采集清晨空腹肘靜脈血10 mL，置于抗凝管中，2 500 r/min離心10 min、離心半徑8 cm，取上層血清，-80 ℃保存。采用羅氏Cobas e601型全自動電化學發(fā)光免疫分析儀、電化學發(fā)光法檢測血清β-CTX、Cathe K、OPG。所有操作嚴格按照試劑盒說明進行。

2 結果

2.1 各組血清β-CTX、Cathe K、OPG水平比較 見表1。

表1 各組血清β-CTX、Cathe K、OPG水平比較

2.2 PMO骨折者與未骨折者血清β-CTX、Cathe K、OPG水平比較 見表2。

表2 PMO骨折者與未骨折者血清β-CTX、Cathe K和OPG水平比較

2.3 血清β-CTX、Cathe K、OPG水平對PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的預測效能分析 ROC曲線分析顯示，血清β-CTX水平預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的曲線下面積(AUC)為0.839(95%CI：0.756～0.903)，其最佳截斷值為7.84 μg/L，此時其預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的敏感性為77.8%、特異性為80.7%；血清Cathe K水平預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的AUC為0.821(95%CI：0.735～0.889)，其最佳截斷值為33.04 μg/L，此時其預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的敏感性為68.3%、特異性為89.1%；血清OPG水平預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的AUC為0.824(95%CI：0.739～0.891)，其最佳截斷值為3.12 μg/L，此時其預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的敏感性為78.8%、特異性為82.0%。血清β-CTX、Cathe K、OPG水平聯(lián)合預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的AUC為0.945(95%CI：0.909～0.981)，其預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的敏感性為95.7%、特異性為90.2%。血清β-CTX、Cathe K、OPG水平聯(lián)合預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的AUC高于血清β-CTX、Cathe K、OPG水平單獨(Z分別為2.148、2.581、3.145，P均<0.05)。

3 討論

PMO是一種原發(fā)性骨質疏松癥，以起病隱匿、非特異性以及病程較長為特點，其發(fā)病機制主要是絕經(jīng)后女性體內雌激素水平降低，引起破骨細胞活性增強、成骨細胞活性減弱，從而導致骨質不可逆性流失[6]。近年來，隨著我國人口老齡化進程加劇，PMO的發(fā)生率呈不斷上升趨勢。雖然PMO是一種慢性病，但隨著骨密度逐步下降和骨微結構不斷破壞，骨脆性增加，從而導致骨質疏松性骨折的發(fā)生風險明顯增加，嚴重影響絕經(jīng)后婦女身體健康和生活質量。因此，早期預防并及時干預PMO能夠降低骨質疏松性骨折的發(fā)生率，但目前尚無有效指標預測PMO患者骨質疏松性骨折的發(fā)生風險。

雖然骨密度檢測是診斷PMO的金標準，但并不適用于PMO的早期診斷，亦不能預測骨質疏松性骨折的發(fā)生風險[7]。骨代謝標志物是骨轉換過程中骨基質或骨細胞的代謝產(chǎn)物，能夠反映骨代謝狀態(tài)，對骨代謝性疾病的早期診斷、病情判斷和療效評估等具有重要價值，是近年來骨代謝性疾病研究的熱點。Ⅰ型膠原蛋白是骨組織中含量最豐富的蛋白質，對于維持骨結構的完整性和骨的生物力學特性具有至關重要的作用[8]。β-CTX是Ⅰ型膠原蛋白分解片段的一種，在骨成熟過程中由C端肽的α天冬氨酸轉變而來，其本質上是一種含有特異性表位的多肽片段，能夠反映骨吸收和骨轉換程度[9]。有研究表明，女性絕經(jīng)后骨形成和骨吸收發(fā)生失偶聯(lián)，從而造成血清β-CTX水平升高[8]。Cathe K屬于番木瓜蛋白酶超家族成員，其本質上是一種溶酶體半胱氨酸蛋白水解酶，相對分子質量約為24 kDa，由329個氨基酸殘基構成，是降解骨基質蛋白的關鍵蛋白酶，在骨吸收過程中發(fā)揮重要作用[10，11]。有研究發(fā)現(xiàn)，敲除Cathe K基因的小鼠盡管破骨細胞數(shù)和骨礦物質溶解正常，但骨有機基質無法被破骨細胞溶解，導致基質降解異常，骨吸收障礙，使骨小梁網(wǎng)狀結構中骨密度增加，進而導致局部骨質硬化[11]。OPG又稱破骨細胞生成抑制因子，是腫瘤壞死因子受體家族的非典型成員，其本質是一種分泌型糖蛋白，由380個氨基酸殘基組成，通常以單體形式在細胞內合成，然后以二聚體形式分泌到細胞外。OPG主要由成骨細胞譜系合成和分泌，能夠間接反映體內鈣磷代謝水平，是成骨過程和破骨過程中的關鍵偶聯(lián)因子。研究表明，OPG能夠抑制破骨細胞活性，并干擾破骨細胞增殖[12]。此外，OPG還可通過抑制成骨細胞f肌動蛋白環(huán)形成，抑制骨吸收或干擾基質細胞與破骨細胞的相互作用，誘導破骨細胞凋亡。因此，血清β-CTX、Cathe K、OPG均能反映骨代謝水平，但鮮見其用于預測PMO患者骨質疏松性骨折發(fā)生風險的報道。

本研究結果發(fā)現(xiàn)，骨質疏松組與骨量減少組血清β-CTX、Cathe K水平均高于骨量正常組，血清OPG水平低于骨量正常組，且骨質疏松組血清β-CTX、Cathe K水平均高于骨量減少組，而骨質疏松組血清OPG水平低于骨量減少組。提示β-CTX、Cathe K、OPG在PMO的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。PMO患者骨吸收增加，從而使Ⅰ型膠原蛋白降解增加，小的降解片段釋放入血，最終形成β-CTX。因此，骨吸收程度越高，血清β-CTX水平越高[13]。PMO患者破骨細胞活性增強，破骨細胞不斷增殖、分化，而Cathe K主要位于破骨細胞內質網(wǎng)皺褶緣處，當破骨細胞活性增強時能夠促進Cathe K釋放入血[14]。OPG是一種可溶性蛋白，與配體結合后能夠抑制破骨細胞的形成與分化。絕經(jīng)后婦女體內雌激素水平下降，使OPG的競爭性抑制減弱，導致核因子κB受體活化因子增加，促進破骨細胞活化，加劇骨吸收[15]。本研究還發(fā)現(xiàn)，PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折者血清β-CTX、Cathe K、OPG水平均高于未發(fā)生骨質疏松性骨折者，表明血清β-CTX、Cathe K、OPG水平有可能成為預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的生物學指標。本研究ROC曲線分析顯示，血清β-CTX、Cathe K、OPG水平對PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折均有一定預測價值，并且血清β-CTX、Cathe K、OPG水平聯(lián)合時預測價值更高。

綜上所述，PMO患者血清β-CTX、Cathe K水平明顯升高，而血清OPG水平明顯降低；血清β-CTX、Cathe K、OPG水平均可作為預測PMO患者發(fā)生骨質疏松性骨折的生物學指標，并且三者聯(lián)合時預測效能更高。但本研究存在諸多不足，如樣本量較小、研究時間較短，其結論的準確性尚需多中心、大樣本量進一步驗證。