脂肪因子，白細胞介素-6和腫瘤壞死因子-α水平與強直性脊柱炎患者骨密度相關性研究

陳國陽 蘇松森 張清平 陳永旺

福建醫科大學附屬泉州第一醫院風濕科，福建 泉州 362000

強直性脊柱炎(AS)是一種主要累及包括骶髂關節和脊柱在內的中軸骨骼的炎癥性風濕性疾病，以慢性下腰痛和周圍關節受累為特征[1]。在AS患者身上也可以觀察到一些身體成分的異常。Marcora等[2]觀察到AS患者的總瘦體重和附肢肌肉體重明顯減少。其他研究[3]揭示了脂肪因子、細胞因子(包括TNF-a、IL-6)在其中的作用。瘦素(leptin)和脂聯素(adiponectin)是兩種與食欲調節有關的脂肪因子，在慢性炎癥中起重要作用[4]。對AS患者的研究表明，血清瘦素和脂聯素水平與某些疾病的特征有關[5]。而瘦素能誘導IL-6和TNF-α的產生，而脂聯素起著更為復雜的雙重作用[6]。瘦素和脂聯素不僅受促炎細胞因子的影響，而且還受脂肪質量和體質指數(BMI)以及骨密度的影響。關于這些因子與AS的臨床表現和嚴重程度以及骨密度之間的關系研究有限。因此，本研究旨在探討血清瘦素、脂聯素、IL-6和TNF-α水平與AS患者的臨床表現及骨密度等之間的關系。

1 材料和方法

1.1 研究方案和檢測指標

本研究納入2013年1月至2018年12月在我院診斷治療且年齡大于18歲的AS患者。排除了孕婦和重疊綜合征患者(具有兩種或兩種以上自身免疫性風濕性疾病，如系統性紅斑狼瘡、系統性硬化癥或多發性肌炎或皮肌炎)、糖尿病、肝或甲狀腺疾病和活動性感染的患者。如果病人的體重在100公斤以上，也被排除在外，因為我們的雙能X射線吸收(DXA)設備的技術限制。在同一家醫院，我們選取了由健康體檢人群組成的對照組，他們的性別、年齡和體質指數(BMI)與之相匹配。對照組無結締組織病家族史。所有參與者均簽署書面知情同意書。對兩組人群的臨床特征和合并史進行結構化訪談。對AS患者的評估包括：對周圍關節炎和強直性脊柱炎的評估，根據BASDAI的結果評估疾病的活動性和根據BASFI的結果評估功能。我們還評估了患者疾病活動的整體評估，使用視覺模擬量表，范圍從0到100 mm。使用雙能X線骨密度(GE Healthcare; Madison，WI，USA)儀測量腰椎(L1-L4)、股骨頸(FN)的BMD以及從全身掃描獲得身體成分測量。結果表示為BMD(g/cm2)和T值并確定瘦肉量和脂肪量(g)。L和FN和全身掃描的變異系數分別為1.0%和0.7%。

采集空腹血樣并進行離心，血清儲存在-20 ℃冰箱，測定血清TNF-α和IL-6、瘦素和脂聯素水平，并與對照組比較，比較各組血清瘦素和脂聯素的變化。采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)測定血清脂聯素和瘦素水平，試劑盒采用德國漢堡IBL國際公司(IBL International)。據廠家介紹，Leptin的檢測范圍為1.0～100 ng/mL，靈敏度為1 ng/mL，脂聯素的檢測范圍為26～100 ng/mL，靈敏度為26 ng/mL。血清TNF-α和IL-6水平采用美國明尼阿波利斯R&D系統公司(R&D Systems，MN，USA)提供的試劑盒進行檢測。TNF-α的檢測范圍為15.6～1 000 pg/mL，靈敏度為<5.5 pg/mL，而對IL-6的檢測范圍為3.12～300 pg/mL，靈敏度為<7.0 pg/mL。

1.2 統計學處理

所有數據均使用SPSS 23.0統計軟件分析。定量變量用均數±標準差表示；定性變量用頻率和百分比表示。對于獨立樣本，采用學生t檢驗比較AS患者和對照組的血清脂肪因子、細胞因子和其他定量變量的水平。同樣，未配對學生t檢驗用來比較合并有和沒有合并骨質疏松癥(OP)的AS患者的指標。卡方檢驗(或費舍爾的確切檢驗)用于組間的比較。采用Pearson相關檢驗評價定量變量間的關聯強度。統計學檢驗均為雙側，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

AS患者的一般特征如表1所示。

表1 強直性脊柱炎患者的特點(n=48)Table 1 Characteristics of patients with ankylosing spondylitis(n=48)

表2比較48例AS患者和41例正常對照者血清瘦素、脂聯素、TNF-α和IL-6水平。影響脂肪因子水平的因素包括年齡、脂肪量、體質指數、骨密度和瘦肉質量。AS組血清瘦素、脂聯素水平明顯高于對照組。在細胞因子方面，患者血清TNF-α和IL-6水平顯著高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。而在骨密度方面，AS患者的腰椎和股骨頸骨密度顯著低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。

表2患者和對照之間臨床特征，脂肪因子和細胞因子的比較

Table2Comparison of clinical characteristics, adipokines, and cytokines between patients and controls

項目患者(n=48)對照組(n=41)P值 男性/n(%)工作/n(%)年齡/歲身高/(cm)體重/(kg)BMI/(kg/m 2)脂肪質量/(g)瘦肉質量/(g)瘦素/(mg/mL)脂聯素/(mg/mL)TNF-α/(pg/mL)IL-6/(pg/mL)L1-4 BMD/(g/cm2)FN BMD/(g/cm2)30(63)23(48)44.3±11.4164.6±8.9 73.9±13.0 26.9±4.4 25.5±8.043.9±8.817.2±6.4 9.1±4.152.3±24.6 4.2±9.0 0.79±0.060.69±0.0827(66)34(83)46.2±10.7 166.4±10.0 75.8±13.5 27.5±4.3 25.2±8.5 47.5±12.39.0±7.1 5.3±4.7 1.5±8.31.6±3.3 0.86±0.070.79±0.040.740.0010.440.360.500.530.860.110.030.017<0.010.020.030.002

表3比較了合并有和沒有合并OP的AS患者的臨床特征和血清脂肪因子和細胞因子的水平。伴有OP與不伴有OP的患者年齡比較為44.3歲對36.7歲，(P<0.001)。OP患者血清瘦素水平高于無OP患者(22.1 vs 10.9 mg/mL，P<0.01)，調整體質指數后(0.76 vs 0.41 mg/mL，P<0.009)，血清瘦素水平仍高于非OP患者。血清脂聯素、腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-6水平在是否伴隨OP患者之間差異均有統計學意義 (P均<0.05)。

表3伴有和不伴有骨質疏松癥的強直性脊柱炎患者之間的比較

Table3Comparisons between patients with ankylosing spondylitis with and without osteoporosis

項目OP(n=27)不伴OP(n=21)P值男性/n(%)年齡/歲BMI/(kg/m 2)脂肪質量/(g)BASDAI得分/分BASFI得分/分手指到地面的距離/(cm)中間距離/(cm)腰屈(Schober試驗)/(cm)瘦素/(mg/mL)瘦素:BMI比率脂聯素/(mg/mL)TNF-α/(pg/mL)IL-6/(pg/mL)14(51.9)44.3±11.4 27.83±4.37 27.8±7.4 5.2±2.44.3±2.8 28.2±17.573.3±25.33.2±2.0 22.1±19.8 0.76±0.6 9.0±4.8 68.2±177.1 5.6±11.416(76.2)36.7±10.5 25.66±4.11 22.8±7.4 5.2±2.5 4.2±2.6 17.8±15.2 89.2±29.54.5±1.7 10.9±6.9 0.41±0.2 4.1±2.1 26.8±70.0 3.0±4.8 0.130<0.0010.0800.0300.9800.9500.0300.0500.0200.0050.0090.0030.0130.006

表4顯示了48例AS患者的脂肪因子、細胞因子和身體成分與臨床特征的相關分析結果。結果發現瘦素與體質指數和脂肪質量呈正相關；脂聯素與體重、體質指數、脂肪量呈負相關。TNF-α與瘦體重呈正相關，與IL-6無相關性。瘦素和瘦素/BMI比值與踝關節間距呈負相關。脂聯素與耳屏間距呈負相關。腫瘤壞死因子-α與枕壁距離和耳屏距離呈正相關，與腰椎屈曲呈負相關。我們發現脂肪因子、細胞因子均和腰椎和股骨頸BMD之間有顯著相關性。對血清脂肪因子與細胞因子水平進行了相關分析時，未發現血清脂肪因子與細胞因子水平之間的相關性。

表4 脂肪因子和細胞因子與強直性脊柱炎的臨床特征的相關性Table 4 Correlation between adipokines and cytokines and clinical features of ankylosing spondylitis

3 討論

本研究顯示，盡管兩組之間體質指數(BMI)相似，但AS患者的血清瘦素水平顯著高于對照組，而伴有OP患者的血清瘦素水平高于對照組。AS患者較高的瘦素水平與較短的踝間距離相關，而瘦素水平與疾病活動之間沒有相關性。另一方面，較高的TNF-α水平與脊柱活動受限有關，但血清脂聯素或IL-6水平與這些患者的任何臨床變量之間沒有相關性。對非風濕性疾病的不同研究表明，在AS患者中，BMI的增加與高瘦素水平密切相關，與低脂聯素水平成負相關[7-8]，高BMI和高脂肪質量與高瘦素水平和低脂聯素水平有關，與一般人群的數據相類似。

在本研究中，AS患者BMI的增加與低脂聯素水平呈負相關，而高BMI和高脂肪質量與高瘦素水平和低脂聯素水平呈負相關。我們還觀察到，雖然AS患者和對照組的BMI相似，但AS患者的血清瘦素水平大約高出兩倍，這表明這種瘦素的增加可能受AS相關因素的影響。以往的研究比較了動脈粥樣硬化患者和對照組之間的瘦素水平，發現兩者之間存在一些差異[9-10]。有學者[9]研究發現AS患者的瘦素水平低于對照組，盡管他們的研究只包括有活動性疾病的男性。相比之下，我們在目前的研究中包括了男性和女性以及有活動性和非活動性疾病的患者。有學者[11]認為AS患者血清瘦素水平高于正常對照組(P<0.05)，但按伴OP進行分析時有差異，本組患者血清瘦素水平明顯高于對照組(P<0.0 5)。AS患者血清瘦素和脂聯素水平高于對照組，提示脂肪因子在AS發病機制中可能起作用。

瘦素被認為是通過誘導Th1細胞發育而促進炎癥反應的[12]。瘦素刺激CD4 T淋巴細胞增殖，調節巨噬細胞吞噬功能，增加IL-6、IL-12和TNF-α的產生[13]。脂聯素也被認為具有抗炎作用，因為它能誘導IL-10的產生，減少TNF-α的產生，但TNF-α也可能下調脂聯素的產生[14]。在脊柱和骶髂關節炎癥中，這種細胞因子在脊柱和骶髂關節的炎癥中所起的作用與脂聯素的存在和高水平TNF-α引起的AS患者的嚴重脊髓損傷之間的顯著相關性是一致的，我們的研究結果也證實了這種細胞因子在脊柱和骶髂關節炎癥中的作用[15]。我們沒有發現IL-6水平與體質指數、脂肪量或疾病活動之間的相關性。相反，Park等[9]發現AS患者血清IL-6水平與血清leptin水平及疾病活動度呈正相關(P<0.05)，IL-6水平與血清leptin水平呈正相關(P<0.05)。但是IL-6在AS中的作用仍有爭議。最近，Syrbe等[16]評估了血清脂肪因子水平與2年后脊柱影像學進展的關系。這些作者發現，內脂素的水平與放射成像進展有關，而基線脂聯素或抵抗素濃度與放射損傷之間沒有觀察到任何關系。

在本研究中，瘦素與OP的存在有關。相反，我們觀察到AS患者的瘦素水平明顯高于對照組。在分析這些差異時需要考慮的一個重要因素是改變血清瘦素水平的混雜因素的影響；在MEI等[17]的Meta分析中，其中一些混雜因素沒有完全調整。在本研究中，患者的體質指數、性別、年齡和脂肪質量(這些因素都改變了血清瘦素水平)在AS患者和對照組之間非常相似，因此，我們將這些混雜因素對血清脂肪因子水平的影響降到最低。本研究發現OP患者有較高的血清瘦素/BMI比值，較高的血清瘦素水平和高的瘦素/BMI比值與OP有關。

綜上，本研究表明AS患者臨床癥狀和身體成分的改變和脂肪因子以及炎癥因子的水平密切相關，同時這類患者具有更低的脊柱和髖部骨密度；而脂肪因子以及炎癥因子和骨密度降低也密切相關。當然必須指出的是本研究納入人數有限、且為一家醫院患者、年齡跨度較大；因此需進行更大規模的研究來確認這幾者之間的關系。