韓學明 孫忠良 徐建華 吳俊

新疆生產(chǎn)建設兵團四師醫(yī)院骨科，新疆伊犁835000

骨質疏松癥的特點是骨密度降低，導致骨脆性增加、骨折風險增加，已成為目前一個主要的公共衛(wèi)生問題［1］。骨質疏松癥的許多危險因素是公認的，包括年齡、女性性別、吸煙、缺乏運動、維生素D和雌激素。近年來，炎癥也牽涉其中，動物實驗研究提供了大量證據(jù)表明某些炎性細胞因子如白細胞介素－6(IL－6)和腫瘤壞死因子－α(TNF－α)在骨質疏松癥的發(fā)病機制中起重要作用［2－4］。對絕經(jīng)后或老年婦女血清細胞因子水平與骨密度(bone mineral density，BMD)之間關系的初步研究結果不一致，甚至相互矛盾［5－7］。這些不一致性可能反映了這些循環(huán)細胞因子不能準確反映局部骨微環(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，可能會干擾實驗解釋。高敏感性C反應蛋白(CRP)是全身炎癥的循環(huán)標志物，已被確定為絕經(jīng)后健康女性心血管事件的一種依賴風險因素［8］。肝臟CRP的產(chǎn)生主要受到IL－6樣細胞因子的刺激［9］，血清中hs－CRP水平越高，BMD越低，骨代謝標志物水平越高，骨折風險也越高［10］。然而目前還沒有關于老年女性和男性HS－CRP與骨質流失之間關系的報告。因此，本研究的目的是確定隨機選取的老年女性和男性血清炎癥標志物與骨密度變化及尿嘧啶(PYR)與肌酐(Cr)比值之間的相關性。

1 對象和方法

1.1 研究方案

這項研究于2015年3月～12月在新疆生產(chǎn)建設兵團四師醫(yī)院進行，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。通過問卷調查，記錄受試者類風濕關節(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、強的松龍、激素替代療法(HRT)］的自我報告，吸煙、體力活動(無/輕度、中度和劇烈)和絕經(jīng)狀態(tài)也被記錄在內。測量受試者身高、體重并計算體質量指數(shù)［體重(kg)/身高(m2)］。該研究得到了醫(yī)院倫理委員會的批準，并獲得了所有參與者的書面知情同意。

1.2 指標檢測

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

1.3 統(tǒng)計學分析

采用單變量和多變量分析來檢驗BMD和炎癥因子以及在對年齡、性別、體重、身高、吸煙、其他疾病(RA、心血管疾病、哮喘、糖尿病)進行調整前后的變化。采用Logistic回歸分析檢驗上述因素調整后的PYR/Cr比值(四分位數(shù)與其他四分位數(shù))變化與炎癥標志物之間的相關性。計算基線的四分位數(shù)和所有炎癥標志物的變化，并通過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)和炎癥生物標志物也進行了研究。P值小于0.05(雙尾)或不包含零點的95%置信區(qū)間為有統(tǒng)計學意義。所有統(tǒng)計分析均通過SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行。

2 結果

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)。當前隊列和未測量血清標志物的受試者之間的人口統(tǒng)計學因素和BMD沒有顯著差異。受試者的一般特征見表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%的受試者三個部位的T值小于2.5 SD。經(jīng)過平均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，但與體質量指數(shù)(bone mass index，BMI)的變化無顯著相關性(P=0.80)。

TNF－α的變化與BMI呈正相關(P=0.01)，而與hs－CRP(P=0.71)或年齡(P=0.45)變化無相關性。hs－CRP的變化與年齡(P=0.16)或BMI(P=0.86)無關。在調整IL－6后，年齡與髖部BMD變化之間的顯著相關性(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無關。在整個樣本中，基線hs－CRP和hs－CRP的變化與大多數(shù)協(xié)變量調整后的全身BMD變化相關，但這些相關性在進一步調整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變化之間的關系更為顯著(r=0.58，P＜0.001;r=0.48，分別為 P＜0.01)。關于骨轉換、hs－CRP及其變化與整個樣本中PYR/Cr比率的變化無顯著相關性;然而，經(jīng)過絕經(jīng)年齡的進一步調整后，它們與女性PYR/Cr比值的變化顯著相關(表3)。在調整所有協(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)出顯著關聯(lián)(表2和圖1)。進一步調整hs－CRP和TNF－α后，這些關聯(lián)基本保持不變，甚至在髖關節(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變化之間沒有顯著的性別或年齡之間的相互作用。關于骨轉換、IL－6及其變化與整個樣本中PYR/Cr比率的變化無顯著相關性;然而，進一步調整絕經(jīng)時間后，兩者均與女性PYR/Cr比值的變化顯著相關(表3)。

在進一步調整藥物用量、尿Cr水平和身體活動后，它們基本保持不變。HRT的使用和絕經(jīng)后年數(shù)與IL－6及其變化無顯著相關性。在調整HRT使用和絕經(jīng)后數(shù)年后，骨丟失和炎癥標志物之間的關聯(lián)基本保持不變。

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

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

表3 炎癥標志物與女性PYR/Cr比率變化之間的關系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IL－6與2.9年全身(A)、脊柱(B)和全髖(C)BMD變化之間的關系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

這項縱向研究首次全面分析了基線炎癥標志物、炎癥標志物變化和老年人骨質流失之間的關系。IL－6的相關性在老年婦女(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是最嚴重的炎癥標志物，可能與骨質疏松有因果關系。動物和體外研究［11］充分證明IL－6在絕經(jīng)引起性雌激素水平下降后，可導致破骨細胞和小梁骨吸收增加。在本次研究中，IL－6在隨機選取的老年人群中與骨質疏松等疾病的低發(fā)病率相關，并始終與骨轉化標志物相關。反過來，IL－6與年齡的相關性與其他研究一致［12］，但與BMI等其他危險因素無關，與年齡相關的髖骨骨質流失似乎至少部分是由于IL－6的增加介導的。一項未經(jīng)調整的分析［5］中報道，絕經(jīng)后婦女血清IL－6與橈骨遠端骨密度呈負相關［13］，而其他橫斷面研究在婦女中沒有顯著相關性。一項研究［14］報道血清IL－6是絕經(jīng)后早期女性股骨(非腰椎)骨質流失的重要預測因子，而有的研究［14］報道血清IL－6與圍絕經(jīng)期女性腰椎骨密度增加有關。相反，本次研究在兩種情況下測定了血清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流失相關。

此次研究發(fā)現(xiàn)血清 TNF－α與骨質流失有關(整個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，以及TNF－α/IL－6調整后骨丟失量減少，提示TNF－α不獨立于IL－6。然而，本次研究發(fā)現(xiàn)TNF－α與骨吸收無關。在這個樣本中，hs－CRP的變化與IL－6的變化顯著相關。進一步研究發(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)之間的顯著相關性。這些關聯(lián)與IL－6和骨測量之間的關聯(lián)是平行的，但與TNF－α和骨密度無關。這說明IL－6既增加 hs－CRP，又影響骨丟失/再吸收，hs－CRP 無獨立作用。也可能與其他因素有關，因為調整IL－6后hs－CRP的變化仍與機體總BMD的變化顯著相關。目前尚不清楚hs－CRP本身是否是骨丟失的介導因子，類似于其在動脈粥樣硬化中的作用［15］。

本次研究提供了直接的證據(jù)，證明老年人的骨質流失與低度的炎癥有關，可用于鑒別骨組織快速失活的人群。最后，考慮到HRT不推薦用于預防和治療老年女性骨質疏松癥、雙膦酸鹽由于具有對心血管的副作用不能用于預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措施。到目前為止，TNF－α抗體在RA、脊椎關節(jié)病和克羅恩病患者中的治療有助于阻止骨質流失，但尚不清楚是由于對疾病的影響還是直接對骨骼造成的。本研究的優(yōu)勢是對在兩種情況下炎癥標志物的測量，使得能夠評估這些標志物隨時間產(chǎn)生的變化。血清中天然拮抗劑對炎癥標志物的影響可能小于這些標志物的橫斷面水平。此次研究不僅評估了全髖關節(jié)和腰椎的骨質流失，還評估了全身的骨質流失，并發(fā)現(xiàn)IL－6存在一致的相關性。

當然本研究也存在一定的局限性。首先，樣本量小，不允許檢查骨標志物的弱相關性，也不能提供足夠大的骨折樣本。既往研究報道血清hs－CRP水平是骨質疏松性骨折的重要預測因子，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險增加有關(不顯著);其次，基線的應答率為57%，這可能是由于每次3 h訪問的廣泛協(xié)議所致，確實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，但在調整分析以適應疾病狀態(tài)時，結果基本沒有變化，或者這些受試者被排除在外，也往往有很高的保留率(82%)來取消這個設置;第三，沒有測量骨形成標志物和血清雌激素水平，因此無法確定本研究中骨形成和雌激素在炎癥標志物和骨丟失之間聯(lián)系中的作用;第四，平均2.9年的隨訪時間并不長，因此在更長的時間內不能確定這些關聯(lián)。

綜上所述，本研究證實炎癥標志物水平(尤其是IL－6)的變化可預測骨丟失，提示靶向抗炎治療可能對預防骨質疏松癥具有潛在作用。