血清Ghrelin水平與非創傷性股骨頭壞死嚴重程度的相關性

毛箏 岳永彬 魯路 陳景杰 劉丹 趙暢 劉剛

1南方醫科大學第三附屬醫院康復醫學科（廣州 510630）；2山東省臨沂市人民醫院骨科（山東臨沂276000）；3廣州中醫藥大學第一附屬醫院（廣州510405）；4南方醫科大學第三附屬醫院關節外科（廣州516630）

非創傷性股骨頭壞死（non-traumatic osteonecrosis of the femoral head，ONFH）是一種難治性的疾病，其主要特征是由于局部供血不足使軟骨下骨節段受到影響而發生骨細胞壞死。盡管飲酒、激素等多種因素使得ONFH罹患風險增大，但是其病因學和發病過程并未完全明確。目前認為脂代謝紊亂以及血液高凝狀態可能與ONFH發病具有重要的相關性［1］。此外，骨髓脂肪細胞的肥大或增殖［2］、骨細胞和成骨凋亡［3］、以及骨修復缺陷［4］等因素，在ONFH的進展中發揮了重要作用。

近年來發現Ghrelin可能在調節骨代謝以及修復中具有重要意義。Ghrelin又稱生長激素釋放促分泌素受體配體，是在N-末端第3個氨基酸絲氨酸上具有脂肪酸鏈修飾的28個氨基酸肽［5］。已經確定Ghrelin在中樞神經系統（下丘腦，垂體）中廣泛表達；并不同程度地存在于所有正常人體組織和器官中，發揮廣泛的生物學效應。Ghrelin在內分泌系統、心血管系統、免疫系統、神經內分泌系統以及對食欲調節的作用、與肥胖和糖尿病的關系、抗心力衰竭等方面都具有生理和病理學意義［6］。最近，在成骨細胞中確定了Ghrelin的存在，并發現Ghrelin可以在體外刺激成骨細胞的增殖并抑制其凋亡［7-9］，表明Ghrelin可以促進骨的增長。此外，臨床研究還發現Ghrelin表達與松質骨密度呈正相關。有研究表明Ghrelin可促進激素性缺血性股骨頭壞死組織中VEGF mRNA的表達，從而改善壞死股骨頭組織微循環，進一步改善股骨頭壞死的進程［10］。

目前并未有研究探討血清Ghrelin水平與股骨頭壞死患者嚴重程度的相關性，因此本研究擬探討血清Ghrelin水平在股骨頭壞死患者中的表達以及與疾病嚴重程度的相關性。

1 資料與方法

1.1 入選標準和排除標準 選擇2016年5月至2017年10月來自我院診斷為非創傷性股骨頭壞死的患者84例（其中男49例，女35例）。所有患者符合2012年成人ONFH的診斷標準［10］。排除標準：（1）合并其他重大病變或惡病質，如免疫系統障礙、凝血功能障礙、腫瘤等；（2）妊娠期或哺乳期婦女；（3）合并其他骨關節疾病或3個月內行過髖關節相關手術者。此外選取75例在年齡、性別等與患者相匹配的健康體檢者作為對照組，健康對照組納入標準：（1）在我院同期進行常規檢查的健康人；（2）年齡 35 ～ 60歲；（3）無任何基礎性疾病。本次研究經我院醫學倫理委員會批準，所有患者被告知研究的項目，并簽署知情同意書。

1.2 酶聯免疫吸附試驗 患者和健康體檢者清晨空腹抽取上肢靜脈血5 mL，經EDTA抗凝，-80℃保存待測。采用酶聯免疫吸附法（ELISA）檢測血清中Ghrelin的水平。操作按相關檢測因子試劑盒說明進行（Santa Cruz Biotech，美國），同時測定血清中adiponectin和IL-33的表達（Santa Cruz Biotech，美國）。

1.3 ONFH患者影像學嚴重程度判定 每名入選者均進行骨盆X線進行檢查，以股骨頭壞死FICAT分級標準［9］評價股骨頭壞死的影像學嚴重程度，具體如下：Ⅰ期：平片正常；Ⅱ期：平片見到囊性變或（和）硬化；Ⅲ期：平片見到股骨頭塌陷；Ⅳ期：平片見到髖臼病變，出現關節間隙狹窄和骨關節炎。本研究只納入Ⅱ期及以上的ONFH患者。所有影像學閱片均由本院2位影像科專家完成，經Kappa一致性檢驗，Kappa值=0.88，表明2位專家閱片結果相統一。

1.4 ONFH患者髖關節疼痛和功能評定 采用VAS評分和Harris髖關節評分對ONFH患者髖關節進行評分。VAS即視覺模擬評分法（visual analogue scale），具體為在紙上面劃一條10 cm的橫線，橫線的一端為0，表示無痛；另一端為10，表示劇痛；中間部分表示不同程度的疼痛［9］。Harris髖關節評分量表是一個評價髖關節功能的規范化的功能評定量表［10］，具有較好的內部一致性、重測信度、測量者間的信度，在臨床上有較廣泛應用。量表總分為100分，具體為（1）差：低于70 分；（2）尚可：70～79 分；（3）較好：80～89 分；（4）優良：90 分及以上。

1.5 統計學方法 采用Graph pad 6.0軟件對所得數據進行統計分析，采用Kolmogorov-Smirnov檢驗評估數據是否符合正態分布，計量資料結果以均數±標準差表示，非正態分布計量資料結果以四分位間距或中位數表示，分類變量采用頻率或分數表示；ONFH患者和健康對照組一般資料數據以及血清Ghrelin水平比較根據情況分別采用t檢驗，Mann-WhitneyU檢驗或卡方檢驗，不同影像學分期ONFH患者Ghrelin水平比較采用單因素方差分析，LSD檢驗做后效應分析。ONFH患者VIP水平與影像學和癥狀嚴重程度評分的相關性采用Pearson或Spearman相關性檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料比較 ONFH患者年齡（45.1±8.5）歲；對照組年齡（44.6±8.3）歲，兩組比較差異無統計學意義（P=0.112）；ONFH患者體質指數（BMI）為（23.8 ± 2.2）kg/m2，對照組BMI為（24.0 ± 2.1）kg/m2，差異無統計學意義（P=0.087）。ONFH患者血清Ghrelin水平顯著低于健康對照組［（412.3±76.7）pg/mLvs.（524.5 ± 80.3）pg/mL，P＜ 0.001）］（圖1A）。按病因和病史分析，84例ONFH患者分為激素性30例，酒精源性30例和特發性24例，結果顯示三組血清中Ghrelin水平差異無統計學意義［激素性：（431.4± 67.9）pg/mLvs.酒精性：（435.6± 81.9）pg/mLvs.特發性：（424.0 ± 72.7）pg/mL，F=0.165，P=0.848）］（圖1B）。

2.2 血清Ghrelin水平與影響學FICAT分期嚴重程度的相關性 血清Ghrelin水平與FICAT不同分期情況見表2。患者根據FICAT分期分為3組，Ⅱ期25例，Ⅲ期32例，Ⅳ期27例（圖2）。FICATⅢ期ONFH患者血清Ghrelin水平顯著低于FICATⅡ期［（429.5 ± 69.4）pg/mLvs.（479.2 ± 65.9）pg/mL，P=0.008］，FICATⅣ期患者血清Ghrelin水平顯著低于Ⅲ期患者［（387.5± 58.6）pg/mLvs.（429.5±69.4）pg/mL，P=0.016］，血清Ghrelin水平與ONFH水平呈顯著的負相關性（r=-0.491，P＜0.001）。

圖1 A，ONFH患者和對照組血清Ghrelin水平的比較；B，激素性股骨頭壞死、酒精性股骨頭壞死和特發性股骨頭壞死血清Ghrelin水平比較Fig.1 A.Comparison of serum Ghrelin levels between ONFH patients and controls；B.Comparison of serum Ghrelin levels among steroid-induced，alcoholic-induced and idiopathic ONFH

圖2 ONFH患者FICAT分期Fig.2 FICAT Grading System of ONFH patients

表1 臨床基本資料Tab.1 Clinical Baseline Data ±s

表1 臨床基本資料Tab.1 Clinical Baseline Data ±s

注：兩組資料比較采用均數±標準差或者中位數表示

組別年齡（歲）性別（女/男）BMI（kg/m2）Harris髖關節功能評分VAS評分FICAT分期（Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ）創傷性OA病因［例（%）］激素性酒精源性特發性ONFH患者（n=84）45.1±8.5 35/49 23.8±2.2健康對照組（n=84）44.6±8.3 40/44 24.0±2.1 P值0.112 0.532 0.139 25/32/27 30（35.7）30（35.7）24（28.6）

2.3 血清Ghrelin水平與ONFH嚴重程度和生物標記物的相關性 為了進一步探討Ghrelin在ONFH中的保護作用，我們檢測了血清Ghrelin水平與癥狀嚴重程度和功能障礙的相關性。我們發現血清Ghrelin水平與VAS評分呈顯著負相關性（r=-0.387，P＜0.001），與Harris髖關節評分呈正相關性（r=0.380，P＜0.001），具有統計學意義。血清Ghrelin水平與骨壞死標記物IL-33（r=-0.495，P＜0.001）呈負相關，和骨保護標記物adiponectin呈正相關（r=-0.263，P=0.012），具有統計學意義（圖3）。

圖3 A.不同FICAT分期血清Ghrelin水平的比較；B.血清Ghrelin水平與FICAT分期的相關性Fig.3 A.Comparison of Ghrelin levels among different FICAT classification；B.Correlation of serum Ghrelin levels with FICAT classification

圖4 A，血清Ghrelin水平與VAS評分的相關性；B，血清Ghrelin水平與HSS評分的相關性；C，血清Ghrelin水平與血清IL-33水平的相關性；D，血清Ghrelin水平與血清adiponectin水平的相關性Fig.4 A.Correlation of serum Ghrelin levels with VAS scores；B.Correlation of serum Ghrelin levels with HSS scores；C.Correlation of serum Ghrelin levels with serum IL-33 levels；D.Correlation of serum adiponectin levels with adiponectin levels

3 討論

本研究探討非創傷性ONFH患者血清Ghrelin水平的表達以及其嚴重程度與影像學，癥狀學和相關生物化學指標的相關性，發現血清Ghrelin水平與ONFH疾病嚴重程度呈負相關，表明Ghrelin可能在ONFH進展中起到保護作用。

到目前為止，股骨頭壞死的診斷多依靠影像學改變以及疼痛和功能的主訴［13］。然而，當出現疼痛和活動受限等癥狀體征以及股骨頭塌陷和骨壞死等影像學征象出現時多數患者已發展到了疾病的中晚期階段，而且在臨床上沒有監測股骨頭壞死進展的特定方法，加之藥物治療股骨頭壞死的效果尚未得到充分的證據支持，使得股骨頭壞死診療成為一大難題。血清中的組分代謝物構成可由股骨頭壞死代謝物產生，所以檢測血清中生物標記物可以成為一種股骨頭壞死的特異性診斷方法。有價值的可靠的生物標記物檢測可能是一種早于影像學觀測更有效的反映股骨頭壞死進展的方法。

Ghrelin是最近在人及大鼠胃部發現的一種腦腸肽。作為促生長激素分泌素受體（growth hormone secretagogue receptor，GHSR）的內源性配體，Ghrelin能強烈刺激生長激素的釋放。Ghrelin在體內組織廣泛分布，在骨代謝的研究中也日益受到關注。最近研究表明Ghrelin可以通過刺激成骨細胞的增殖、分化、抑制細胞凋亡、增加骨質密度誘導骨的形成。BACHRACH等［14］在體外實驗研究中發現給予Ghrelin能增加成骨細胞的增殖。也有研究表明：Ghrelin mRNA在軟骨表達并且給予Ghrelin也可增加成骨細胞的增殖。ADELINO等［15］研究顯示Ghrelin涉及調節骨的生長和新陳代謝，可直接刺激成骨細胞的增殖和分化，激活堿性磷酸酶，增加基質中鈣離子濃度；且在體外實驗中，Gherlin可以通過增強堿性磷酸酯酶活力以及特殊成骨細胞基因表達促進成骨細胞的增殖。本研究亦發現Ghrelin水平與VAS疼痛評分和Harris評分均具有負相關性。SILIBIA等［16］首先提出了可靠的證據證實Ghrelin對于炎性痛具有鎮痛作用。目前已有研究表明Ghrelin在中樞和外周部位均具有鎮痛作用，這可能是Ghrelin抑制疼痛的重要原因。

本研究首次發現血清中Ghrelin水平與非創傷性ONFH后影像學進展和癥狀嚴重程度以及骨破壞標記物呈負相關性，與骨保護標記物表達成正相關性，表明其可能作為ONFH的一種保護性的因素，因此補充Ghrelin可能作為一種ONFH的輔助治療性手段。

［1］KAUSHIK A P，DAS A，CUI Q.Osteonecrosis of the femoral head：An update in year 2012［J］.World J Orthod，2012，3（5）：49-57.

［2］MOTOMURA G，YAMAMOTO T，MIYANISHI K，et al.Combined effects of an anticoagulant and a lipid-lowering agent on the prevention of steroid-induced osteonecrosis in rabbits［J］.Arthritis Rheum，2004，50（10）：3387-3391.

［3］CALDER J D，BUTTERY L，REVELL P A，et al.Apoptosis-a significant cause of bone cell death in osteonecrosis of the femoral head［J］.J Bone Joint Surg Br，2004，86（8）：1209-1213.

［4］YOUM Y S，LEE S Y，LEE S H.Apoptosis in the osteonecrosis of the femoral head［J］.Clin Orthop Surg，2010，2（4）：250-255.

［5］ASSOULINE-DAYAN Y，CHANG C，GREENSPAN A，et al.Pathogenesis and natural history of osteonecrosis［J］.Semin Arthritis Rheum，2002，32（2）：94-124.

［6］ZWIRSKA-KORCZALA K，KONTUREK S J，SODOWSKI M，et al.Basal and postprandial plasma levels of PYY，ghrelin，cholecystokinin，gastrin and insulin in women with moderate and morbid obesity and metabolic syndrome［J］.J Physiol Pharmacol，2007，58（Suppl 1）：13-35.

［7］NAPOLI N，PEDONE C，POZZILLI P，et al.Effect of ghrelin on bone mass density：the InChianti study［J］.Bone，2011，49（2）：257-263.

［8］GONNELLI S，CAFFARELLI C，DEL SANTO K，et al.The relationship of ghrelin and adiponectin with bone mineral density and bone turnover markers in elderly men［J］.Calcif Tissue Int，2008，83（1）：55-60.

［9］NOUH O，ABD ELFATTAH M M，HASSOUNA A A.Association between ghrelin levels and BMD：a cross sectional trial［J］.Gynecol Endocrinol，2012，28（7）：570-572.

［10］黃來剛，崔寶娟，王曉紅，等.Ghrelin對兔激素性股骨頭缺血性壞死中VEGF的影響［J］.山東大學學報（醫學版），2014，52（9）：48-53.

［11］趙德偉，胡永成.成人股骨頭壞死診療標準專家共識（2012年版）［J］.中華骨科雜志，2012，6（6）：19-19.

［12］JAWAD M U，HALEEM A A，SCULLY S P.In brief：Ficat classification：avascular necrosis of the femoral head［J］.Clin Orthop Relat Res，2012，470（9）：2636-2639.

［13］ZALAVRAS C G，LIEBERMAN J R.Osteonecrosis of the femoral head：evaluation and treatment［J］.J Am Acad Orthop Surg，2014，22（7）：455-464.

［14］BACHRACH L.Acquisition of optimal bone mass in childhood and adolescence［J］.Trends Endocrinol Metab，2001，12（1）：22-28.

［15］LEITE-MOREIRA A F，SOARES J B，Adelino F.Physiological，Pathological and potential therapeutic roles of Ghrelin［J］.Drug Discovery Today，2007，12（4）：276-288.

［16］SIBILLA V，LATTUADA N，RAPETTI D，et al.Ghrelin inhibits inflammatory pain in rats：involvement of the opioid system［J］.Neuropharmacology，2006，51（3）：497-505.