血清25(OH)D和骨轉換標志物與老年髖部骨折的相關性分析

范吉星 李寧 龔曉峰 伊辰 賀良*

1.清華大學臨床醫學院，北京 100083 2.北京積水潭醫院創傷骨科，北京 100035

老年骨質疏松性髖部骨折是由于骨質疏松癥引起的一種骨質疏松性骨折。隨著老年人口的不斷增多，老年髖部骨折的發生率越來越高，預計到2050年全球的髖部骨折患者將達到630萬人[1]。由于老年人身體的特殊性，髖部骨折具有較高的致殘率和致死率，給家庭和社會造成了極大的經濟與生活負擔。因此，如何有效地預防髖部骨折的發生至關重要。目前，骨密度是臨床上常用的用于評價骨折風險的方法，但是骨密度并不能及時顯示骨微結構的變化，有研究顯示超過50%的脆性骨折患者在骨密度監測中并未發現明顯的骨質疏松[2]。因此，尋找其他方法進行預測髖部骨折的發生至關重要。

骨轉換標志物可以有效反映骨微結構的變化，提高檢測的敏感性和特異性。骨轉換標志物的增高提示骨代謝的增強，與骨質疏松性骨折的發生有一定的關系[3]。骨轉換標志物可分為骨形成標志物和骨吸收標志物，其中骨形成標志物包括1型前膠原氨基末端前肽(N-terminal extension propeptide of type-I collagen，P1NP) 和骨鈣素(osteocalcin，OC)，骨吸收標志物包括1型膠原交聯羧基末端肽(C-terminal telopeptide of type-I collagen，CTX)[4]。另外，相關研究表明血清25(OH)D缺乏與髖部骨折的發生密切相關[5]，但是目前研究結果尚不一致。因此本文擬對血清25(OH)D和骨轉換標志物與老年髖部骨折發生的關系進行探討，期望找出相關規律，為臨床工作提供一定的參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象

回顧性分析2015年5月至2016年4月收入我院的老年髖部骨折患者，入組標準：(1)年齡≥65歲；(2)骨折至接受檢查的時間≤1 w；(3)均為跌倒等低能量損傷導致骨折。排除標準：患有骨代謝性疾病、服用影響骨代謝的藥物、病理性骨折以及臨床資料不完整的患者。共330例老年髖部骨折患者滿足上述條件，其中男性99人，女性231人；股骨頸骨折177人，股骨粗隆間骨折147人，股骨粗隆下骨折6人。對照組為同時期就診于我院骨質疏松門診的非骨折老年患者，年齡均需大于或等于65歲并排除患有骨代謝性疾病及服用影響骨代謝藥物的患者，共331人納入研究，其中男性59人，女性272人。

1.2 研究方法

收集患者的一般臨床資料，包括性別、年齡、身高、體重、體質量指數(body mass index，BMI)、吸煙史以及飲酒史。所有受試者均在入院后次日清晨采集空腹血，血清經低溫離心分離后置于-20°C保存。采用電化學發光免疫試劑盒(羅氏公司，COBAS)定量測定血清P1NP、OC、CTX、25(OH)D以及甲狀旁腺激素(parathyroid hormone，PTH)水平，試劑盒設定的正常范圍如下：13.10～58.50 ng/mL、15.00～46.00 ng/mL、0.10～1.008 ng/mL、20.00～40.00 ng/mL和15.00～65.00 pg/mL，批間變異系數及批內變異系數均小于10%。采用全自動化學分析儀(日立7600，東京，日本)對采集的樣本檢測血清鈣、磷的水平。

1.3 統計學處理

連續性變量首先要進行正態性檢驗，對于符合正態分布的連續性變量采用獨立樣本t檢驗進行分析，不符合正態分布的連續性變量采用秩和檢驗進行分析。對于分類變量采用卡方檢驗進行分析。采用Pearson相關分析對血清25(OH)D與骨轉換標志物之間的相關關系進行分析并以散點圖表示相關趨勢變化。運用多因素Logistic回歸分析髖部骨折發生的獨立危險因素。采用受試者工作特征(receiver operator characteristic，ROC)曲線評價各相關指標對預測髖部骨折發生的可能性大小。P<0.05認為差異具有統計學意義。所有統計學分析均采用SPSS 17.0軟件進行分析。

2 結果

2.1 研究對象的一般情況

本研究中骨折組患者的平均年齡為(79.15±7.57)歲，明顯大于對照組(70.85±4.68)歲(P<0.001)，并且血清25(OH)D水平在骨折組明顯低于對照組(12.95和23.45，P<0.001)，見圖1。骨折組的PTH水平明顯大于對照組(48.91和41.99，P<0.001)。另外，骨折組的血清P1NP、OC和CTX水平明顯高于對照組(分別為58.94和44.53，P<0.001；18.76和16.25，P=0.002；0.65和0.47，P<0.001)。其他因素如身高、體重、BMI、吸煙史、飲酒史以及血鈣、血磷等在兩組之間差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

2.2 血清25(OH)D與骨轉換標志物的關系

在總體人群中，運用Pearson相關分析顯示血清25(OH)D與PTH呈明顯負相關(r=-0.106，P=0.006)(圖2 A)；血清25(OH)D 水平越低，則血清CTX水平越高(r=-0.230，P<0.001)(圖2B)；隨著血清25(OH)D 水平的增高，血清P1NP的水平逐漸降低(r=-0.155，P<0.001)(圖2C)；并且血清25(OH)D與OC呈明顯負相關，差異具有統計學意義(r=-0.104，P=0.008)(圖2D)。

圖1 骨折組和對照組中血清25(OH)D的平均水平Fig.1 The mean levels of serum 25(OH)D in fracture group and control group

2.3 以骨折為因變量的二分類變量多因素Logistic回歸分析

以骨折為因變量，以年齡、性別、血清P1NP、OC、CTX、25(OH)D、PTH以及血鈣、血磷為自變量，經多因素Logistic回歸分析顯示血清年齡、性別、血清25(OH)D、CTX及PTH是老年髖部骨折發生的獨立危險因素(OR值分別為1.219、2.176、0.902、4.355和1.019)，并且差異具有統計學意義(P<0.05)。而骨形成標志物如血清P1NP和OC與老年髖部骨折的發生無關(OR值分別為1.000和1.021，P值分別為0.942和0.122)，見表2。

2.4 受試者工作特征曲線分析結果

運用受試者工作特征曲線評估各個因素對髖部骨折預測的準確性大小，并計算各個變量的曲線下面積(AUC)值和Cut-off值(表1)。年齡的AUC值為0.819，具有較好的預測性，見圖3 A。血清25(OH)D的AUC值為0.802，也具有較好的預測性，見圖3B。血清25(OH)D的Cut-off值為12.41 ng/mL，其敏感性和特異性分別為86.7%和59.9%。血清CTX和PTH的AUC值分別為0.666和0.578，具有相對較差的預測性，見圖3C和圖3D。

表1 骨折組與對照組的一般情況及受試者工作特征曲線分析Table 1 Univariate analysis and ROC evaluation of baseline characteristics between the fracture and control groups

注：AUC：曲線下面積；BMI：體質量指數；CTX：1型膠原交聯羧基末端肽；P1NP：1型前膠原氨基末端前肽；OC：骨鈣素；PTH：甲狀旁腺激素。

圖2 血清25(OH)D與骨轉換標志物的相關關系。A：血清25(OH)D與PTH的相關性分析；B：血清25(OH)D與CTX的相關性分析；C：血清25(OH)D與P1NP的相關性分析；D：血清25(OH)D與OC的相關性分析Fig.2 The correlations between serum 25(OH)D and bone turnover markers. A: The correlation between serum 25(OH)D and PTH; B: The correlation between serum 25(OH)D and CTX; C:The correlation between serum 25(OH)D and P1NP; D:The correlation between serum 25(OH)D and OC

因素回歸系數(B)Wald值OR值(95% CI)P 值*年齡0.198106.2251.219(1.174～1.265)<0.001性別0.7789.4702.176(1.326～3.571)0.00225(OH)D-0.10364.4260.902(0.879～0.925)<0.001CTX1.47118.5984.355(2.231～8.499)<0.001P1NP0.0000.0051.000(0.992～1.009)0.942OC0.0212.5241.021(0.995～1.048)0.122PTH0.0198.9001.019(1.006～1.032)0.003血鈣-0.2190.1390.803(0.254～2.541)0.709血磷 -0.6800.8330.506(0.118～2.182)0.361

注：CTX：1型膠原交聯羧基末端肽； P1NP：1型前膠原氨基末端前肽；OC：骨鈣素；PTH：甲狀旁腺激素。

圖3 主要參數的受試者工作曲線分析。A：年齡的ROC分析；B：血清25(OH)D的ROC分析；C：血清CTX的ROC分析；D：血清PTH的ROC分析Fig.3 The receiver operating curve (ROC) analysis for key parameters. A: The ROC analysis for age; B: The ROC analysis for serum 25(OH)D; C: The ROC analysis for serum CTX; D: The ROC analysis for serum PTH

3 討論

隨著我國老齡人口的增多，老年髖部骨折的發生率逐漸增加，逐漸成為影響我國人民健康和生命的突出問題。因此，如何準確地預測老年髖部骨折的發生至關重要。既往研究表明骨密度與老年髖部骨折的發生相關，但是骨密度在骨質疏松達到一定程度后才能顯示出變化[6]。Schuit等[7]發現非椎體骨折的患者只有44%的女性和21%的男性達到骨質疏松癥的診斷標準。因此，除了骨密度以外，一定有其他因素影響老年髖部骨折的發生。有研究表明骨轉換標志物可以反映骨重塑過程中微結構的變化，與髖部骨折的發生具有一定的關系[3]。本研究針對老年髖部骨折患者探求能夠有效預測髖部骨折風險的骨轉換標志物指標，以便及時發現脆性髖部骨折高危人群并及時進行干預。

既往的研究表明骨轉換標志物與老年脆性骨折的發生具有一定的相關性[4，8]，但是究竟是骨形成標志物還是骨吸收標志物在髖部骨折中起主要作用尚不明確。Ivaska等[9]前瞻性隨訪研究了1 040位老年女性，研究結果發現在老年女性中隨著骨吸收標志物的升高，發生脆性骨折的風險隨之升高。另一項研究表明骨形成標志物水平的增加比骨吸收標志物更能增大髖部骨折的危險性[10]。Dai等[8]的研究則表明骨形成標志物和骨吸收標志物水平的增加都會增加髖部骨折的風險。本文的研究對象針對老年髖部骨折患者，研究結果發現骨吸收標志物是老年髖部骨折的獨立危險因素，而骨形成標志物不是老年髖部骨折的獨立危險因素。有研究表明隨著年齡的增大，骨吸收增加較快而骨形成則相對穩定[11]。本研究中的老年人年齡較高，平均年齡大于70歲，這可能是導致骨吸收標志物是髖部骨折的危險因素的原因。因此，在未來的研究中需要針對髖部骨折患者進行年齡分層研究，探討老年髖部骨折患者各個年齡段的骨轉換標志物的變化。

許多研究表明維生素D缺乏會導致老年髖部骨折風險的增加[5，12]。維生素D缺乏時會減少腸道對鈣的吸收和腎小管對鈣的重吸收，造成血鈣濃度降低，反射性促進甲狀旁腺激素的分泌增加，甲狀旁腺激素可以促進破骨細胞的生成，破骨細胞數量增多，破骨細胞可以釋放堿性磷酸酶和蛋白水解酶，使骨小管壁上的鈣鹽和骨基質加速溶解，大量鈣鹽由骨組織轉運入血和細胞外液，從而使血鈣濃度升高，維持血鈣在正常范圍，此過程會造成骨轉換加快、骨微細結構的破壞，增加骨折的風險[13]。在本研究中，骨折組患者的血清25(OH)D平均水平為12.95 ng/mL，明顯低于正常范圍。血清25(OH)D的AUC值為0.802，提示其對老年髖部骨折具有較好的預測價值。經ROC曲線分析顯示血清25(OH)D的Cut-off值為12.41 ng/mL，提示當患者的血清25(OH)D小于12.41 ng/mL時應特別警惕骨折的發生。另外，經Pearson相關分析顯示，血清25(OH)D與PTH、CTX、P1NP和OC具有明顯負相關，血清25(OH)D的變化會影響骨轉換標志物的表達，但是目前對此研究結果尚不一致。一些研究認為血清25(OH)D的變化不會影響骨轉換標志物的水平[14]。另外，洪偉等[15]的研究表明輕度的維生素D缺乏對骨轉換影響不大；只有當25(OH)D嚴重缺乏時，骨轉換才發生變化。因此，對于血清25(OH)D與骨轉換的關系仍需進一步的研究。

本研究中，年齡是老年髖部骨折發生的獨立危險因素，并且其AUC值為0.819，具有較好的預測價值。隨著年齡的增長，骨密度的分布會隨之發生變化[16]。有研究顯示，65歲之前股骨頸骨密度下降的速率為0.64%，而65歲之后是0.36%，并且隨著年齡的增長股骨近端的骨皮質會變薄，骨髓腔增大，影響骨結構的變化[17]。因此，對于高齡患者應特別注意預防髖部骨折的發生。本研究中并未將骨密度納入其中，這是其不足之一，需要進一步研究。

綜上所述，本研究中高齡、維生素D缺乏以及血清CTX水平升高是老年髖部骨折發生的危險因素。另外，血清25(OH)D與血清骨轉換標志物明顯相關。因此，在預防骨質疏松時既要注意維生素D的補充，也要關注骨轉換標志物的變化，為臨床決策提供更好的參考，預防髖部骨折的發生。