絕經前甲亢患者血OPG和RANKL水平變化及其與骨質疏松的關系

薛麗萍　胡紅琳　夏　莉　王長江

絕經前甲亢患者血OPG和RANKL水平變化及其與骨質疏松的關系

薛麗萍胡紅琳夏莉王長江

[摘要]目的測定絕經前彌漫性毒性甲狀腺腫(甲亢)患者血清護骨素(OPG)、細胞核因子κB受體活化因子配基(RANKL)水平，了解其與骨質疏松的關系。方法選擇40例絕經前甲亢患者為甲亢組，44例年齡匹配的絕經前健康女性為對照組。采用ELISA法測定受試者血清OPG和RANKL水平。采用雙能X線骨密度吸收儀測定其腰椎(L2-4)、股骨頸、Ward三角和大粗隆區骨密度。結果與對照組比較，甲亢組血OPG和RANKL水平高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，OPG/RANKL水平低于對照組(P<0.05)。甲亢組血OPG、RANKL與骨密度呈負相關(P值均<0.05)。結論絕經前女性甲亢患者血OPG、RANKL水平升高，且其變化與骨代謝有關。

[關鍵詞]護骨素；細胞核因子κB受體活化因子配基；彌漫性毒性甲狀腺腫；骨質疏松

作者單位： 230022合肥安徽醫科大學第一附屬醫院內分泌科

彌漫性毒性甲狀腺腫(甲亢)患者可因分泌過多的甲狀腺激素影響骨代謝導致骨量減少乃至骨質疏松。OPG/RANK/RANKL被認為是調控骨代謝的重要信號傳導通路[1]，其中細胞核因子κB受體活化因子配基(receptor activator of nuclear factor- κB ligand,RANKL)是目前發現的唯一可誘導破骨細胞分化發育及發揮功能的因子。本文通過測定絕經前甲亢和健康女性血清中護骨素(osteoprotegerin,OPG)、RANKL水平，觀察其變化特點，探討其在絕經前甲亢患者骨代謝中的臨床意義。現報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料選擇2013年6月至2014年3月來我院治療的絕經前Graves病患者40例，病程6個月～6年，年齡20～50歲，平均(35.93±10.09)歲。入選標準：患者均有明顯的高代謝癥狀，甲狀腺功能、甲狀腺攝碘率及B超結果均符合Graves病性甲亢診斷；排除標準：毒性結節性甲狀腺腫、垂體性甲亢等其他原因所致甲狀腺毒癥，合并骨代謝異常的慢性疾病如糖尿病，服用鈣劑、糖皮質激素或其他影響骨代謝的藥物應用史等患者。選擇在我院接受體檢的44例甲狀腺功能正常的健康絕經前女性為對照組，年齡20～50歲，平均(39.36±6.99)歲，兩組年齡具有可比性(P>0.05)。

1.2方法

1.2.1骨密度(bone mineral density，BMD)測定采用雙能X線骨密度儀(DMS，法國)分別測定受試者L2-4正位、股骨頸、Ward三角、大粗隆區骨密度，以骨礦含量表示，單位為g/cm2。

1.2.2生化指標測定留取空腹靜脈血，分離血清后置于-80℃冰箱保存待測。用化學發光法測定T3、T4、TSH，用酶聯免疫吸附法測定血清OPG和RANKL(上海源葉生物科技有限公司)。

2結果

2.1甲亢組與對照組一般資料及骨密度比較甲亢組股骨頸、Ward三角、大粗隆、L2-4正位的骨密度均低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。詳見表1。

±s)

注：與對照組比較，*P<0.05

2.2甲亢組與對照組甲狀腺功能及血OPG和RANKL水平比較甲亢組血清T3和T4均高于對照組，TSH低于對照組，血清OPG和RANKL水平高于對照組，血OPG/RANKL水平低于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)。詳見表2。

注：與對照組比較，*P<0.05

2.3甲亢組與對照組OPG、RANKL與其他指標的相關性分析對照組血清OPG和RANKL與年齡均無相關性，血清OPG、RANKL與T3、T4均呈正相關，OPG/RANKL與T3、T4無相關性，OPG、RANKL、OPG/RANKL與各部位骨密度均無相關性。甲亢組血清OPG和RANKL與年齡無相關性，血清OPG和RANKL與T3、T4正相關，OPG/RANKL與T3、T4呈負相關，血清OPG和RANKL與各部位骨密度呈明顯負相關，OPG/RANKL與各部位骨密度無明顯相關性。兩組對象血清TSH與OPG、RANKL、OPG/RANKL均無明顯相關性。詳見表3。

表3　兩組對象血OPG、RANKL與其他指標的相關性

3討論

甲亢對骨代謝特征性影響是成骨細胞活性與破骨細胞活性均增強，但骨吸收強于骨形成，蛋白質分解代謝亢進，為高轉換型，最終導致骨量下降。本研究顯示，甲亢組各部位骨密度低于對照組，且骨密度與血T3、T4水平呈負相關，提示甲狀腺激素越高，骨量減少越明顯。為避免性別及絕經對骨量減少的影響，本研究對象均選用絕經前女性。

OPG屬于腫瘤壞死因子受體家族，它與RANKL及細胞核因子κB受體活化因子(RANK)組成OPG/RANKL/RANK系統，調節破骨細胞分化過程，為近年來骨代謝領域重要的發現之一。OPG為分泌型糖蛋白，可抑制破骨細胞的分化及活性，提高骨礦含量。RANKL為一種II型跨膜蛋白，是目前發現的唯一一種可促進破骨細胞分化發育的因子，可與其唯一受體RANK結合，發揮生物學效應。OPG為誘餌性受體，可與RANKL競爭性結合，促進破骨細胞凋亡，從而抑制骨吸收，促進骨形成。OPG/RANKL比值可決定破骨細胞分化。Kanatani等[2]在體外研究證實，T3可直接刺激成骨細胞OPG mRNA表達，且可在無成骨細胞存在的條件下刺激破骨細胞的生成。有研究[3]顯示，絕經前女性甲亢患者中OPG水平較正常健康人水平高，且與年齡呈正相關。本研究觀察到甲亢組血OPG較對照組明顯增高，與文獻報道一致。Miura等[4]研究顯示，高濃度的T3可刺激血RANKL水平的增高，本研究顯示甲亢組RANKL水平較對照組明顯增高，且與骨密度呈負相關，提示RANKL可能參與甲亢導致的骨量下降。本研究中甲亢組血OPG、RANKL水平均較對照組高，但OPG/RANKL比值較對照組低，提示甲亢組RANKL較OPG增高幅度更大，正性調控破骨細胞的作用更突出，骨吸收作用強于骨形成，最終導致骨量下降。

相關分析顯示，甲亢組OPG水平增高且與骨密度有相關性，提示OPG增高為保護性增高，可能為對抗高骨吸收的一個反饋調節。血OPG水平與甲狀腺激素呈正相關，進一步提示甲狀腺激素可直接刺激血OPG水平的增加，與體內外試驗研究結果一致[5,6]。甲亢組RANKL與骨密度呈明顯負相關，而對照組無相關性，考慮可能為RANKL對骨代謝的影響在健康人群中作用不顯著，而甲亢時有其他影響骨代謝的因素如低鈣時作用更為顯著。相關研究[7]顯示，對老年骨質疏松患者予以補充鈣劑及活性鈣后骨密度較用藥前有所改善，提示血鈣對骨代謝亦有影響。

動物研究[8]顯示，對甲狀腺激素水平處于正常范圍小鼠予以TSH受體敲除后，其骨量較正常小鼠降低，提示TSH對骨代謝的影響可能獨立于甲狀腺激素。Heemstra等[9]在人體研究中顯示，在除外甲狀腺素影響下，TSH與骨轉換指標相關，但未發現與BMD相關，這與Kanatani等[10]研究一致。但對于TSH如何影響骨代謝，目前尚無定論。相關研究[11]顯示，在對甲狀腺癌患者予以重組人TSH治療后，并未發現血OPG、RANKL水平的升高。本研究亦發現，兩組血OPG、RANKL與TSH均無關，而與T3、T4有關，提示TSH影響骨代謝可能并不通過OPG/RANK/RANKL途徑，其對骨代謝影響的具體機制需進一步研究。

總之，本研究結果提示，甲亢患者OPG/RANK/RANKL系統的變化與骨量降低有關，且與T3、T4有一定相關性，其參與甲亢患者骨代謝的機制有待進一步研究。

參考文獻

[1]Lacey DL, Timms E, Tan HL, et al. Osteoprotegerin ligand is a cytokine that regulates osteoclast differentiation and activation[J]. Cell, 1998, 93(2): 165-176.

[2]Kanatani M, Sugimoto T, Sowa H, et al. Thyroid hormone stimulates osteoclast differentiation by a mechanism independent of RANKL-RANK interaction[J]. J Cellular Physiol, 2004, 201(1): 17-25.

[3]Shinkov AD, Borissova AI, Kovatcheva RD, et al. Age and menopausal status affect osteoprotegerin and osteocalcin levels in women differently irrespective of thyroid function[J]. Clin Med Insights: Endocrinol Diabetes, 2014(7):19-24.

[4]Miura M, Tanaka K, Komatsu Y, et al. A novel interaction between thyroid hormones and 1, 25 (OH)VitD3 in osteoclast formation[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2002, 291(4): 987-994.

[5]Mochizuki Y, Banba N, Hattori Y, et al. Correlation between serum osteoprotegerin and biomarkers of bone metabolism during anti-thyroid treatment in patients with Graves disease[J]. Horm Res Paediatr, 2006, 66(5): 236-239.

[6]Amato G, Mazziotti G, Sorvillo F, et al. High serum osteoprotegerin levels in patients with hyperthyroidism: effect of medical treatment [J]. Bone, 2004, 35(3): 785-791.

[7]張曦丹. 鈣劑聯合阿法骨化醇治療老年骨質疏松療效分析[J]. 安徽醫學, 2013, 34(11): 1670-1672.

[8]Baliram R, Sun L, Cao J, et al. Hyperthyroid-associated osteoporosis is exacerbated by the loss of TSH signaling[J]. J Clin Invest, 2012, 122(10): 3737-3741.

[9]Heemstra KA, van der Deure WM, Peeters RP, et al. Thyroid hormone independent associations between serum TSH levels and indicators of bone turnover in cured patients with differentiated thyroid carcinoma[J]. Eur J Endocrinol, 2008, 159(1): 69-76.

[10] Kanatani M, Sugimoto T, Sowa H, et al. Thyroid hormone stimulates osteoclast differentiation by a mechanism independent of RANKL-RANK interaction[J]. J Cellular Physiol, 2004, 201(1): 17-25.

[11] Giusti M, Cecoli F, Ghiara C, et al. Recombinant human thyroid stimulating hormone does not acutely change serum osteoprotegerin and soluble receptor activator of nuclear factor-kappa Beta ligand in patients under evaluation for differentiated thyroid carcinoma[J]. Hormones(Athens), 2007, 6: 304-313.

(2014-11-19收稿2015-01-27修回)

Alteration of serous OPG and RANKL in premenopausal patients with hyperthyroidism and their association with osteoporosis

XueLiping,HuHonglin,XiaLi,etal

DepartmentofEndocrinology,theFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei230032,China

[Abstract]ObjectiveTo determine the levels of OPG and RANKL in sera and their association with osteoporosis in premenopausal patients with hyperthyroidism. MethodsSera were taken from 40 premenopausal patients with hyperthyroidism, the experimental group, and 44 age-matched healthy female individuals, the control group, followed by ELISA to measure levels of OPG and RANKL in sera. Bone mineral density (BMD) of lumbar vertebrae (L2-4), femoral neck, ward triangle and trochanter major were measured by dual energy X-ray absorptiometry. ResultsCompared with normal controls, a notable increase in the levels of serum OPG and RANK, and a significant decrease in the ratio of OPG/RANKL were observed. Correlation analysis showed that both OPG and RANKL were correlated with BMD negatively(P<0.05). ConclusionWe have found that there is an increase in the levels of OPG and RANKL in sera of premenopausal patients with hyperthyroidism, which is closely related to bone metabolism.

[Key words]Osteoprotegerin; Receptor activator of nuclear factor- κB ligand; Hyperthyroidism; Osteoporosis

通信作者：王長江，chjw82@126.com

doi:10.3969/j.issn.1000-0399.2015.04.014