絕經后女性骨密度與維生素D和高密度脂蛋白水平相關性研究

楊紅英 李虹 劉璐 李曉麗

唐山市工人醫院老年病科，河北 唐山 063000

骨質疏松癥被認為是絕經后婦女的主要公共衛生問題，導致骨質疏松性骨折后的發病率和死亡率明顯增加[1]。由于雌激素水平降低導致更年期后5～7年內女性骨質快速流失，因此有效的預防策略顯得非常必要[2]。為了預防骨質疏松癥，重要的是要識別和避免與骨質流失有關的因素。已知影響骨密度的幾個因素，特別是飲食、遺傳學、生活方式[3]以及其他疾病如糖尿病、心血管疾病和炎性疾病。觀察性研究已經表明，高脂血癥可能是骨質疏松癥的潛在風險[4-5]，盡管血脂水平與骨密度(bone mineral density，BMD)之間存在相互矛盾的結果[5]，尤其是高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)[6]。雖然HDL與骨骼健康的關聯性不一致，但血清HDL水平升高與心血管疾病和炎癥疾病的保護有關[4-5]。看起來這些不一致是由于抗高脂血癥(他汀類藥物)、肥胖、絕經年齡和常見的營養不足導致。有新的證據支持維生素D對骨骼健康有益[7]。低水平的維生素D與多種危害骨骼健康的疾病有關，包括1型和2型糖尿病、心血管疾病、多種自身免疫性疾病[8]和血脂異常[9]。考慮維生素D對骨密度與血脂重要的影響，本研究旨在評估HDL和BMD之間的關聯，考慮血清維生素D水平并控制影響因素，包括年齡、絕經年齡、服用他汀類藥物和肥胖。

1 材料和方法

1.1 一般臨床資料

本研究選取2015年1月至2018年2月在我院病房及門診就診的絕經后婦女為研究對象。排除標準：患有慢性內分泌系統疾病如甲狀腺疾病或糖尿病；急性或慢性內科疾病如心臟、肝臟和腎臟疾病；使用甾體藥物(潑尼松龍、地塞米松和倍他米松)；在過去6個月內使用激素療法(hormone therapy，HT)；或在過去2年中使用抗骨質疏松藥物(雷洛昔芬和雙膦酸鹽)；有吸煙史或飲酒史的女性也被排除在外。因此，共有244名絕經后婦女納入本研究。

記錄所有參與女性的一般臨床資料，包括年齡、絕經年齡以及服用維生素D和他汀類藥物的使用情況。參與者的人體測量采用標準的人體測量技術進行，體質量指數(body mass index，BMI)以體重(kg)除以身高(m)平方，肥胖定義為BMI等于或超過30 kg/m2。使用Lunar DPXMD雙能X線密度吸收儀(Lunar 7164，GE和Madison，WI)測定法評估3個骨部位：全髖、股骨頸和腰椎(L1～4)的BMD。BMD測量的精確誤差在腰部為1%～1.5%，髖部為2%～2.5%。根據世界衛生組織的骨質疏松癥標準對所有參與者骨骼狀態進行分類：骨質疏松癥(T評分≤-2.5)，骨量減少(-2.515 ng/mL：變異系數(CV%)≤5.7%和內部運行精度：定量限-15 ng/mL：SD≤0.57 ng/mL，>15 ng/mL：CV%≤4.4%。總體而言，與高效液相色譜法相比，羅氏診斷方法報告的一致性率為84%。使用30 ng/mL的臨界值來獲得最佳的維生素狀態；25(OH)D定義為維生素D缺乏小于30 ng/mL。所有血清均儲存在-80 ℃中，并在實驗室進行測試。

1.2 統計學分析

數據通過SPSS 19.0分析。由于包括空腹血清TG、HDL和維生素D水平在內的一些數據不具有正態分布，因此應用對數轉換來校正其正態分布。應用方差分析和post hoc檢驗來檢查骨質疏松癥、骨量減少和正常骨密度婦女的血脂水平差異。使用Pearson相關性來確定血脂水平與維生素D和BMD值之間的相關性。使用單變量模型來確定HDL與每個區域的BMD的獨立關聯。受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線來估計可預測骨質疏松癥或骨質減少風險的HDL截斷水平。數值變量表示為平均值±標準差和分類變量以百分比表示。反轉數據表示為平均值±CV。P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般臨床資料

共有244名絕經后女性參加了這項研究，平均年齡(57.45±7.57)歲。所有參與者的基線特征如表1所示。兩組女性的年齡、BMI、臀圍(hip circumference，HC)、HDL和服用維生素D 情況比較差異有統計學差異(P<0.05)。

在所有參與者中，HDL水平與腰椎BMD值和T評分，股骨頸BMD值和T評分以及髖部BMD值和T評分呈負相關(P<0.05)。HDL/LDL比值的數據分析顯示，骨密度與髖關節T分數，股骨頸BMD和腰椎T分之間呈顯著負相關(P<0.05)。此外，LDL與腰椎BMD值之間僅有顯著負相關。本研究發現TG和TC與任何地區的BMD值和T評分之間沒有相關性(P>0.05)。在調整年齡、絕經年齡、肥胖、是否服用血脂異常藥物和身體活動后的單因素模型中，分析顯示，HDL水平與不同部位BMD值及其T值之間存在顯著負相關(P<0.05)。

為了評估維生素D水平與BMD和HDL水平相關的作用，根據25(OH)D最佳水平(30 ng/mL)將所有參與者分為兩組。在血清維生素D水平正常的參與者中，即使調整了混雜因素，本研究發現HDL血清水平與骨骼狀態之間沒有顯著相關性(P>0.05)。值得注意的是，在維生素D水平低于30 ng/mL的參與者中，HDL水平和BMD值與3個部位骨骼的T評分呈負相關(P<0.05) (表2)。

在維生素D水平低于30 ng/mL的參與者中，骨質疏松和骨質減少組的HDL水平高于參照組(P=0.007) (圖1A)，而維生素D水平正常的參與者未發現差異(圖1B)(P>0.05)。據維生素D水平低于30 ng/mL的婦女的水平分類，曲線下面積等于65%(P=0.003)。研究顯示，HDL≥46.5 mg/dL是骨質疏松癥或骨量減少風險的更好預測指標(敏感性為70%，特異性為67%，準確性為66%) (圖1C)。基于維生素D分類，曲線下面積對于具有最佳維生素D水平(≥30 ng/mL)的參與者而言并不顯著(P>0.05)。HDL水平≥46.5 mg/dL是維生素D<30 ng/mL絕經后婦女骨質疏松癥或骨質減少的較好預測因子。

表1 基于骨質疏松癥分類的研究人群的特征 Table 1 Characteristics of the study population based on the classification of osteoporosis

表2維生素D分類中高密度脂蛋白與骨密度的相關性

Table2Correlation between high density lipoprotein and bone mineral density based on vitamin D status classification

類別維生素D>30 ng/mL維生素D≤30 ng/mLRaPRaP髖部BMD 髖部T值股骨頸 BMD 股骨頸T值 腰椎1～4 BMD 腰椎1～4 T值 -0.128 -0.082 -0.163 -0.052 -0.123 -0.068 0.134 0.348 0.0740.5650.1660.384 -0.202 -0.161 -0.274 -0.165 -0.257 -0.2340.0010.011<0.0010.009<0.001<0.001

注：Ra：Pearson相關性。

圖1 維生素D水平與HDL的相關性。A：維生素D<30 ng/mL的女性；B：維生素D≥30 ng/ mL的女性，該圖顯示骨質疏松癥組之間HDL血清水平和BMD之間存在顯著負相關(P=0.0001)； C：維生素D切點低于30 ng/mL的婦女HDL的臨界值和骨質疏松或骨質減少。曲線下面積等于65%，P=0.003Fig.1 The correlation of vitamin D levels and HDL. A: Women with vitamin D<30 ng/mL; B: Women with vitamin D (≥30 ng/mL) showed a significant negative correlation between serum HDL level and BMD in osteoporosis group (P=0.0001); C: The critical value of HDL and osteoporosis or osteopenia in women with vitamin D cut point lower than 30 ng/mL. The area under the curve is 65%, P=0.003

3 討論

一些研究已經解決了血清水平對骨骼狀態的作用，雖然沒有強有力的證據來解釋HDL-膽固醇水平與骨骼狀態負相關的機制。本研究提供的證據可以解釋絕經后婦女的這種負相關性。本研究中，血清HDL水平與3個特定區域骨骼：腰椎、髖部和股骨頸的BMD值呈負相關。本研究結果與之前一些研究顯示絕經后骨量減少或骨質疏松癥女性患者HDL水平較高有關[10-11]。根據絕經情況，許多研究報道絕經后婦女HDL水平與骨骼狀態之間存在正相關關系[12]，也有研究并未發現任何關聯[13]。沒有明確的理由來解釋這種差異。這可能是由于研究設計和潛在的研究人群。有研究討論了這種差異，不同的種族、種族和遺傳背景都會影響血清HDL和BMD水平[14]。此外，這種差異可能是由不同的荷爾蒙狀態引起的。最近的證據表明HT與絕經后婦女的BMD和HDL水平有關[15]。有些研究評估了HT在BMD和HDL水平之間關聯中的改變作用。在控制HT之后，他們報告了不一致的結果：僅在具有潛在HT的絕經后婦女中呈負相關并且HDL水平與不依賴于HT的BMD之間沒有關聯[16]。但是在本研究中，所有參與者都沒有使用HT。

也許，表觀遺傳修飾是可以解釋這種具有挑戰性的相關性的另一個原因。新出現的證據表明，BMD和HDL水平都受遺傳和環境因素的影響，這些因素之間的相互作用可以通過表觀遺傳修飾來解釋。審查生化機制可能有助于解釋脂質輪廓對骨骼狀態的作用表明維生素D是這種關聯的中介者。遺傳研究估計超過0.5%的人類基因組含有維生素D反應元素。維生素D直接或由于表觀遺傳貢獻，控制目標基因的基因表達和功能[17]。來自以前的橫斷面研究的證據表明，血清高密度脂蛋白與25(OH)2D水平之間存在高度顯著正相關。根據22項橫斷面研究，Jorde等[9]報道了維生素D與HDL之間呈正相關。然而，在臨床試驗研究中，一項薈萃分析研究顯示HDL與補充維生素D之間沒有意義的關系。本研究結果表明，25(OH)D與血清甘油三酯呈負相關，只與使用他汀類藥物的女性血清高密度脂蛋白呈正相關。這些不受潛在風險因素的影響。在控制血脂異常的吸毒者之后，25(OH)D與TG之間僅有顯著負相關。

臨床研究提到，低于30 ng/mL維生素D的臨界點與代謝綜合征組分如血脂異常和高血壓的風險密切相關[18]。根據本研究結果，HDL水平和BMD值與3個骨骼區域的T評分之間僅在維生素D水平低于30 ng/mL的參與者中呈顯著負相關。本研究發現維生素D水平低于30 ng/mL的婦女HDL水平與骨骼狀態之間存在負相關關系。可能的原因與維生素D對控制HDL水平的靶基因如Apo-A1基因表達和分泌的抑制作用有關，后者是HDL主要的Apo脂蛋白。其他機制可以解釋維生素D在BMD和HDL之間的聯系所起的作用，即HDL在間充質干細胞(marrow mesenchymal stem cells，MSCs)分化中的作用，這些細胞誘導骨細胞的代謝途徑。因此，維生素D缺乏會導致HDL水平升高，從而影響MSCs和成骨細胞通路。本研究數據表明，在維生素D缺乏的女性中，骨質疏松癥或骨質減少預測的HDL水平超過46 mg/dL的水平為67%，特異性為65%。盡管46.5 mg/dL具有更好的預測性，但其靈敏度、特異性和準確性仍然較低，臨床上可能不足以預測骨質疏松癥或骨量減少。

本研究存在一些局限性：首先，脂質與維生素D之間的所有相關性與骨質流失均較弱。然而，這項調查首先找到了解釋在考慮維生素D缺乏時BMD和HDL發生矛盾的結果。其次，這個區別并沒有擴展到所有年齡組和男性。這種關系只在絕經后婦女中進行評估，以減少混雜因素的影響。第三，在單個樣品中測量25(OH)D血清水平。在一個時間點在血液中測量的維生素D水平可能不會反映一個人真正的維生素D狀態。最后，筆者暫時不能解釋因果關系。設計更多的大規模研究和臨床試驗來評估血清維生素D，脂質和骨密度之間的相互作用將有助于探究這種矛盾的復雜機制。

本研究顯示絕經后婦女的BMD與HDL呈負相關。基于維生素D的最佳水平(VitD≥30 ng/mL)，僅在維生素D水平低于30 ng/mL的絕經后婦女中，在HDL水平和BMD(腰、髖、股骨頸)之間的所有3個骨骼部位都發現負相關。然而，這種關系與許多混雜因素混淆，如遺傳背景、種族、性別和飲食以及年齡、絕經年齡和荷爾蒙狀況等。根據目前研究的關于這個問題的人體研究的設計和復雜性，必須設計進一步的縱向研究來確認本研究結果并關注混雜因素。總的來說，關注絕經后骨質疏松癥患者的脂蛋白的健康顯得非常重要。