氧化應激和骨代謝水平與類風濕關節炎合并低骨量的相互關系

婁愛菊 吳煒戎 蔡曉燕 謝啟新 蔣春梅 王簕

1. 廣州醫學院荔灣醫院風濕腎內科，廣州 510170 2. 廣州醫科大學附屬第三醫院骨科，廣州 510150

類風濕性關節炎(rheumatoid，RA)是一種以關節滑膜炎為特征的慢性全身性自身免疫性疾病。國外患病率為1%-2%[1]，我國初步調查發現患病率為0.2%-0.4%[2]，但由于我國人口眾多，估計患者總數約有360萬之多，如此龐大的RA患病人群每年給我國社會經濟造成巨大的損失，也是造成我國人群喪失勞動力和致殘的主要病因之一。患者在發病兩年內即可出現不可逆的骨關節破壞，以全身性骨丟失、受累關節周圍骨丟失和關節骨質破壞為特征，可導致全身性骨質疏松[3]。原因包括持續的炎癥狀態、關節活動受限、疾病活動等[4-8]。而近年研究發現氧化應激作為炎癥的介導參與了關節炎癥的發生和發展[9-10]。活性氧可以破壞體內的蛋白質，脂質，DNA等物質，使蛋白質轉化成晚期氧化蛋白產物(advanced oxidation protein products，AOPP)，誘發機體的炎癥反應。同時，氧化應激可以破壞和降解關節軟骨，導致患者出現骨質疏松(osteoporosis，OP)[11-13]。該病患者體內骨代謝水平可出現紊亂，表現為β-膠原降解產物(βC-telopeptide of type collagen，β-CTX)和總I型前膠原氨基端延長肽(total procollagenⅠN-terminal peptide，tPINP)代謝異常[14]。但是目前關于氧化應激，骨代謝水平與RA患者骨量變化間的相互關系尚未完全闡明。因此，本研究擬通過檢測RA患者體內AOPP水平和骨代謝標志物的變化，明確其與RA患者低骨量間的相互關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1病例選擇:收集廣州醫科大學荔灣醫院2011～2015年確診 RA 患者70 例，均符合美國風濕病學會 1987 年診斷標準[15]。無長期服用雌激素、雄激素、抗凝劑及影響骨代謝的藥物史(糖皮質激素除外)；無嚴重腎功能損害、甲狀腺、甲狀旁腺等疾病。年齡40～50歲，男30例，女40例。參照骨質疏松診斷標準，低于1.0個標準差則診斷為骨量減少，低于正常同性別峰值2.5個標準差則診斷為骨質疏松癥。根據70例患者的骨密度結果分為骨量正常組，骨量減少組和骨質疏松組，選擇50例同期本院參加健康體檢的正常人作為對照組，男20例，女30例，年 齡40-50歲。本研究得到廣州醫科大學倫理委員會的批準，所有研究對象進入研究前均簽署書面知情同意書。兩組間年齡、性別構成、體重指數無統計學差異(P>0.05)，具有良好的可比性。

1.1.2臨床資料記錄: 詳細記錄 RA 患者各臨床及實驗室指標，采用疾病活動性評分( DAS28)對RA患者病情進行評價[16]。記錄是否服用糖皮質激素和改變病情抗風濕藥( DMARD) 情況。

1.2 方法

1.2.1BMD測定:采用雙能X線骨密度儀(LunarProdigy DF+310504，GE Healthcare，USA)測 量 所 有70 例 RA 患者和50例對照組腰椎2-4節段正位的骨密度值，以g/cm2表示。

1.2.2血標本的采集及檢測方法: 氧化與抗氧化水平的檢測:以外周血清中AOPP水平作為評價氧化水平的指標。所有患者均在清晨空腹下采集外周靜脈血5 ml，EDTA抗凝，取血后立即放在冰上，離心獲取血清并避光保存。依據Witko-Sarsat等[17]報道的方法測定血清中AOPP水平，即取EDTA抗凝血清與PBS按1∶5充分混勻，加入10 μl冰醋酸組成混合液。混合液在340 nm分光光度計下測定吸收值，單位為μmol/L。

以外周血清中SOD水平作為反映機體內的抗氧化水平的指標。根據說明書操作，采用酶聯免疫檢測試劑盒(中國生工生物工程有限公司，ESK5163)檢測血清中SOD水平，單位為U/ml。

收集患者血清標本，β-CTX和tPINP采用羅氏公司生成的全自動電化學發光儀(E170; Roche診斷儀,瑞士)進行測定，測試過程中所用的相關試劑均由羅氏公司提供，批內變異和批間變異均<5%。

1.3 統計學分析

2 結果

2.1 一般資料的比較

RA組與正常組在年齡、性別、BMI指數無差異(P>0.05)，本研究的RA患者中使用過糖皮質激素的為60.0%，使用過DMARD治療的為70.0%。RA發病的平均病程為10.8±5.2年，DAS28評分平均為4.5±1.5分。RA 組腰椎BMD值和對應T值 均低于正常組(P<0.05)。RA患者血漿AOPP、β-CTX 水平較正常組顯著升高(P<0.05)，SOD、tPINP水平較正常人顯著降低(P<0.05)。(具體見表1)

表1 RA患者與正常對照組的基本臨床資料Table 1 Basic clinical data of RA patients and control group

2.2 RA患者不同骨量組間的比較

RA患者中骨量正常16例，骨量減少 34例，OP 20例，OP發生率為28.5%。其中OP組病程最長，DAS28評分最高，AOPP、β-CTX 水平也明顯高于骨量正常組和骨量減少組(P<0.05)。在年齡、激素的服用率及DMARD服用率的比較上，各組間無明顯差異(P>0.05)。(具體見表2)

表2 RA患者中不同BMD組間比較Table 2 Comparison between different BMD groups of RA patients

2.3 影響RA患者BMD相關因素分析

單因素分析發現，β-CTX、tPINP、AOPP、DAS28、病程、SOD水平、糖皮質激素服用情況可能均與骨量減少的發生相關(P<0.10)，進一步采用多因素Logistic Regression回歸分析后發現，β-CTX、AOPP、DAS28、病程為RA患者合并骨量下降的危險因素。見表3。

表3 RA患者中影響BMD的相關因素分析Table 3 The analysis of relationship of BMD and other biomedical markers in RA patients

3 討論

RA 是一類以關節炎為主要臨床表現的系統性自身免疫病。RA 在疾病發展和治療過程中會并發骨質破壞，在美國風濕病協會(ACR)提出的RA治療指南增補文件中就強調了在治療RA的過程中應該針對OP進行防治[18]。本研究發現，RA組BMD低于對照組，并且RA患者OP發生率較高，此結果與國內外報道相近[3,6]，提示骨量丟失是RA發病過程中的重要并發癥之一。另外，本研究發現患者的骨密度水平與病情活動度和病程長短相關，即在OP組RA患者中，DAS28評分更高，病程更長。說明RA患者無論在穩定期、活動期都可能存在骨吸收和骨形成的不平衡。表現為骨吸收增加，骨形成降低，并且當疾病活動性升高，癥狀控制差時，OP的發生率會進一步升高, DSA28評分對于監測病情變化也有重要意義。

骨代謝指標包括β-CTX和tPINP，其中β-CTX可用于反映機體內骨破壞，tPINP則是Ⅰ型前膠原細胞外分解產物，其血液中的含量主要反映Ⅰ型膠原的合成速率和骨轉換的情況，可用來反映是體內的新骨形成。骨代謝指標在臨床有較廣泛的應用，然而其在 RA中的研究報道卻不多。Caetano-Lopes 等[19]建立 RA 模型小鼠( SKG)，8 個月后與具有相同遺傳背景的正常鼠比較發現，SKG小鼠骨形成指標tPINP 較對照組升高，骨吸收指標β-CTX升高不明顯。但我們的研究卻發現RA 患者β-CTX水平是升高的、tPINP水平是降低的，提示 RA 患者骨轉化呈高代謝狀態，較正常患者存在明顯活躍的破骨過程，且與疾病的活動度呈一致性。

另外，研究已經發現，RA患者體內氧化-還原失衡，存在高水平的氧化應激[9-10]，隨著對氧化應激研究的不斷深入， Zhong等[20]發現利用AOPP刺激成骨樣細胞，可引起成骨細胞凋亡，減少I型膠原的分泌。另外，Baek等[21]用AOPP刺激破骨細胞時，破骨細胞增殖率上升，并且可促進炎性介質的釋放而破壞骨質。因此，可推測氧化應激與骨質疏松的發生和進展有密切聯系。本研究發現RA患者體內 AOPP水平和骨代謝指標的改變與患者BMD的變化密切相關，其中AOPP與β-CTX升高是出現RA患者低骨量的重要危險因素。這說明了氧化應激可能通過促進骨質破壞，上調骨破壞指標引起RA低骨量的出現，打破了骨修復和骨破壞之間的平衡，導致了骨質疏松的發生和進展。另外，DAS28評分與低骨量間也有密切關系，由此推測，當機體氧化應激水平升高，可誘發疾病處于活動期，進一步引起骨質的丟失。

綜上所述，本研究發現，在RA低骨量患者中，其AOPP水平升高，骨代謝紊亂，并且疾病的活動度和病程均與低骨量密切相關，因此提示，在制定RA的治療方案時，可監測患者體內氧化應激和骨代謝水平的改變，必要時加用抗氧化劑治療，這樣可能可以降低患者遠期的骨量丟失，提高患者生活質量。