不同年齡、性別人群血液中硬骨素水平與骨密度相關性的分析研究

連保衛 朱愛劍 趙偉華 趙俊偉

不同年齡、性別人群血液中硬骨素水平與骨密度相關性的分析研究

連保衛 朱愛劍 趙偉華 趙俊偉

目的 研究不同年齡、性別人群血液中硬骨素水平與骨密度之間的相關性。方法 隨機選取20~90歲男性和女性志愿者各100名, 用酶聯免疫法測定其血液中硬骨素水平, 采用雙能量X線骨密度測定儀測定其全身骨密度值(BMD)。結果 男性血液中平均硬骨素水平比女性明顯高(P＜0.001)；隨著年齡的增長, 人群血液中硬骨素水平相應增高；在相同骨密度水平, 老年人血液中硬骨素水平較年輕人高。結論 男性血液中硬骨素水平較女性高, 血液中硬骨素水平隨年齡增長而增高。

硬骨素；骨密度

硬骨素(Sclerostin), 又稱骨硬化蛋白, 是由骨細胞分泌的一種糖蛋白, 是骨形態發生蛋白(BMP)的抑制因子, 對骨的形成起負性調節作用, 目前研究認為, Sclerostin被骨細胞分泌后通過骨小管到達骨表面后與LRP5及LRP6輔助性受體結合, 抑制卷曲蛋白及Wnt信號與上述受體結合, 從而降低骨的形成。本項目研究的目的是通過對人群中血清Sclerostin水平及骨密度的普查, 分析不同年齡及不同性別之間Sclerostin水平的差異, 以及Sclerostin水平與骨密度的關系, 為抗SCI單克隆抗體用于治療骨質疏松癥的臨床試驗提供理論基礎。

1 資料與方法

1.1 一般資料 ：選擇對象為2011年至2012年在本院行體檢的200例不同年齡階段的志愿者, 其中男性及女性各100人, 青年人群20~39歲62人, 中年人群40~59歲66人, 老年人群60歲以上72人, 人群具體相關情況見表1。其中排除患有類風濕性關節炎、骨腫瘤或 Paget’s病(畸形性骨炎)、患有其他臟器疾病及半年內曾使用過激素或其他影響骨代謝藥物的患者。

表1 受試者的相關資料分布s)

表1 受試者的相關資料分布s)

指標男性女性年齡66±354±1身高1.71±0.011.62±0.01體重87.3±2.976.2±3.7 BMI28.1±1.027.4±1.3

1.2 研究方法 血清中Sclerostin水平測定：空腹10 h抽取靜脈血提取血清, 使用酶聯免疫法(ELASA)測定, 檢測用多克隆山羊抗人Sclerostin抗體及生物素標記單克隆鼠抗Sclerostin抗體用Sigma公司提供。骨密度(BMD)的測定：采用美國GE公司(Prodigy, GE Medical Systems, Madison, WI, USA)的雙能X線骨密度測定儀(DXA), 全部受試者均接受腰2~4椎體的測定, 整個過程由電腦軟件控制, 自動分析并打印結果, 每天開機檢查前進行儀器性能檢測, 重復測定的變異系數小于1.2%。

1.3 統計學方法 檢測結果用平均值±標準差表示, 統計方法采用SPPS 17.0統計軟件進行單因素兩樣本配對t檢驗, P＜0.05差異有統計學意義。

2 結果

各組人群血液中Sclerostin 測量結果為男(33.3±1.0 ) pmol/L, 女(23.7 ±0.6) pmol/L, 統計學結果顯示男性血液中平均硬骨素水平比女性明顯高(P＜0.001)(見圖1)。通過圖2、3的統計比較, 可以發現在在青年女性組, Sclerostin值與骨密度無相關性, 在中年女性組, 有一定的相關性, 在老年女性組, 有明顯相關性；在不同年齡男性人群之間進行比較顯示同樣的結果。隨著年齡的增長, 人群血液中硬骨素水平相應增高, 在相同骨密度水平, 老年人血液中硬骨素水平較年輕人高。

圖1 男性與女性Sclerostin測量值比較。

圖2 不同年齡女性Sclerostin測量值與骨密度(TBBMC)相關性的分析

圖3 不同年齡男性Sclerostin測量值與骨密度(TBBMC)相關性的分析

3 討論

骨質疏松癥是一種以骨量(bone mass)減少、骨質微結構退變為特征的疾病, 它可導致骨的脆性增加, 從而增加骨折風險。骨質疏松癥是全球性的公共健康威脅, 其發病率居常見病、多發病的第七位, 骨質疏松性骨折患者20%骨折后會死亡, 髖關節骨折患者40%骨折后生活不能自理。目前治療骨質疏松癥的方法主要包括促進成骨(直接增加骨量)和抑制破骨。Sclerostin, 是由基因Sost編碼的一個分泌性蛋白。最初被發現是由于在人類基因組上Sost的世喪失功能的突變會導致一種嚴重的骨骼石化癥(sclerosteosis ), 表現為骨量的過度增高, 其上游大片段序列缺失導致其在出生后骨骼中表達喪失也會導致相似的骨量過度增生的疾病Van buchem disease。最近在進行的全基因組關聯分析發現高加索人群中Sost基因附件的單核苷酸多態性(Single Nucleotide Polymorphisms, sNPS)與骨密度是相關聯的。然而, Sclerostin抑制骨形成的機制卻還不清楚, Sclcrostin在體外被報道能與BMP2、BMP4、BMP6、BMP7蛋白結合, 并抑制BMP蛋白所引起的骨形成反應。由于上述的這些結果, Sclerostln最初被認為是BMP的拮抗蛋白。

SOST/Sclerostin的發現為研究開發促進成骨的藥物提供了新的思路, 通過抑制 SOST基因的表達或制備相關Sclerostin抗體來干擾 Sclerostin的表達來促進骨的形成, 成為利用抗體治療骨質疏松的新手段。骨硬化蛋白的單克隆抗體可拮抗其對骨形成的的抑制作用, 從而作為治療骨質疏松的藥物。Michelle等通過骨硬化蛋白的單克隆抗體治療絕經后骨質疏松脛骨缺損小鼠和小鼠牽張成骨, 并通過免疫組化、Micro CT等方法進行相關檢測, 結果證實促進了骨折的愈合。對獼猴動物模型的觀察實驗也證實, 骨硬化蛋白單克隆抗體能促進骨形成, 增加骨密度。

本實驗研究表明男性血液中硬骨素水平較女性高, 血液中硬骨素水平隨年齡增長而增高, 并且女性絕經前后硬骨素水平有明顯的變化。基于以上的研究基礎, 目前Sclerostin單克隆抗體作為治療人骨質疏松癥的藥物已經進入臨床實驗階段, 前期研究表明絕經后婦女注射該單克隆抗體能增加其血清中I型膠原氨基端前肽 (P1NP)的濃度 , 目前正在進行Ⅱ期臨床實驗。相信未來隨著對Sclerostin研究的進一步深入, 醫學家們將會重新思考骨吸收與骨形成之間的相互作用及骨代謝的病理生理機制, 一種新的更有效的治療骨質疏松疾病的方法必將誕生。

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