脊柱骨折患者血清鐵蛋白、MMP-1、ALP、IGF-1和IGF-BP3的變化與骨密度的關系

黃長安，喻景奕

（1.淮陽楚氏骨科醫(yī)院骨科，河南 淮陽466700；2.周口市中心醫(yī)院骨一科，河南 周口466000）

脊柱骨折是骨質疏松癥的嚴重并發(fā)癥之一，由于骨量流失、骨強度下降，在輕微創(chuàng)傷或日常活動中即可發(fā)生骨折。近年來隨著老齡化社會的到來,骨質疏松癥及其引起的脊柱骨折的發(fā)病率逐年上升,不僅患者造成較大的身心痛苦，也給社會醫(yī)療資源造成沉重的負擔。應將骨質疏松癥患者作為脊柱骨折的高危人群,指導其在日常生活中注意自我保護，以防發(fā)生骨質疏松性脊柱骨折[1]。

由于骨質疏松起病隱匿,早期患者無明顯癥狀,骨密度（BDM）檢測是目前診斷骨質疏松的主要手段之一，但BDM值并不能反映骨質疏松病情的發(fā)展趨向[2]。有研究發(fā)現(xiàn)，血清中骨代謝指標是人體參與骨質生成、分解的生物學標志物，可動態(tài)反映正在發(fā)生的骨吸收和骨形成狀況,可在被BDM測量出骨量明顯丟失前預測骨丟失速率[3]。本研究探討了脊柱骨折患者血清鐵蛋白、基質金屬蛋白酶-1（MMP-1）、堿性磷酸酶（ALP）、胰島素樣生長因子-1（IGF-1）、胰島素樣生長因子結合蛋白-3（IGF-BP3）的變化及與患者BDM值的關系，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取我院骨科收治的胸腰椎骨質疏松性骨折患者80例（病例組）、80例年齡與性別相匹配的其他疾病住院患者作為對照組。

病例組，年齡57~82歲，平均68.5±11.7歲，男24例、女56例，其中胸椎骨折32例、腰椎骨折48例，伴隨疾病：高血壓22例、糖尿病10例、高血脂16例、冠心病5例。對照組，年齡52~82歲，平均66.7 ±12.0歲，男29例、女51例，合并疾病情況：高血壓26例、糖尿病12例、高血脂13例、冠心病8例。兩組患者的年齡、性別、合并疾病比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

納入標準：⑴患者外傷病史明確；⑵患者入院后經CT、MRI檢查確診為胸腰椎骨質疏松性骨折；⑶病例組患者骨密度檢測T值≤-2.5；⑷本研究獲得醫(yī)學倫理委員會的批準、患者的知情同意書。

排除標準：⑴腦出血病史；⑵脊柱結核、腫瘤；⑶全身感染性疾病；⑷惡性腫瘤患者；⑸免疫、風濕系統(tǒng)疾病；⑹長期使用糖皮質激素的患者。

1.2 指標檢測方法 患者入院后抽取空腹靜脈血，3000r/min離心10min,取上層血清凍存于-80℃冰箱,統(tǒng)一采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA法）檢測血清鐵蛋白、MMP-1、IGF-1和IGF-BP3水平,檢測儀器為美國伯騰公司ELX800多功能酶標儀,試劑盒購自南京建成生物工程研究所,嚴格按照試劑盒說明書操作。ALP采用日本日立株式會社7600型全自動生化分析儀及其原廠試劑檢測。

1.3 骨密度檢測 患者入院后采用美國Hologic QDR2000型雙能G線骨密度儀檢測腰椎、胸椎、股骨頸、股骨粗隆、Ward三角區(qū)的骨密度值。

2 結果

2.1 病例組和對照組的血清鐵蛋白、MMP-1、ALP、IGF-1和IGF-BP3水平比較 病例組患者的血清鐵蛋白、MMP-1、ALP、IGF-1和IGF-BP3水平均高于對照組（P<0.05）,病例組患者的血清IGF-1水平均低于對照組（P<0.05）,病例組患者的血清IGFBP3水平與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；見表1。

2.2 病例組和對照組的骨密度測定值比較 病例組患者的腰椎、胸椎、股骨頸、股骨粗隆、Ward三角區(qū)的骨密度值均低于對照組（P<0.05）；見表2。

2.3 相關性分析結果 病例組患者的腰椎、胸椎骨密度值與血清鐵蛋白、MMP-1、ALP呈顯著的負相關關系（P<0.05），腰椎、胸椎骨密度值與血清IGF-1呈顯著的正相關關系（P<0.05）；見表3。

3 討論

隨著人口老齡化的進程,骨質疏松性骨折的發(fā)病率越來越高。骨質疏松可導致骨密度下降，骨脆性增加，在輕微外力作用下易并發(fā)各種骨折，包括髖部骨折、脊柱骨折等,其中以脊柱骨折比較常見，可引起腰背疼痛、活動受限癥狀，給患者造成巨大的痛苦，也嚴重影響其生存質量[4]。有研究發(fā)現(xiàn)，骨質疏松性脊柱骨折的發(fā)生不僅與骨密度水平有關，而且與血清中骨代謝指標有關[5]。根據(jù)骨代謝情況對老年患者進行風險分級管理,早期進行干預有助于預防骨質疏松性脊柱骨折的發(fā)生[6]。

骨密度檢測是目前臨床常用的骨質疏松程度的檢測方法,骨密度低的患者往往更易發(fā)生骨折[7]。但骨密度檢測手段局限,不能反映骨代謝的實時變化，存在著一定的局限性[8]。而血清骨代謝標志物的檢測可彌補其不足,對骨代謝狀態(tài)具有實時反映的優(yōu)點[9]。

骨成熟狀態(tài)下人體的破骨細胞的骨吸收和成骨細胞的骨形成處于動態(tài)平衡狀態(tài),而當骨吸收速度超過骨形成時可導致骨量減少,骨質疏松發(fā)生[10]。鐵是人體重要的微量元素，有研究發(fā)現(xiàn)，鐵代謝與骨質疏松癥存在著一定的相關性。隨著骨密度的下降,骨鐵和血清鐵蛋白水平升高[11]。成骨細胞分泌的MMP-1在骨重建過程中具有重要意義MMP-1和組織金屬蛋白酶抑制因子（TIMP）啟動骨吸收和骨形過程,是反映骨吸收與骨形成互相調節(jié)的耦聯(lián)因子[12]。MMP-1可降解骨基質，啟動骨吸收，MMP-1表達增加可加重骨基質降解和骨量流失，最終導致骨質疏松[14]。本研究中脊柱骨折患者的血清鐵蛋白、MMP-1水平均高于對照組，脊柱骨折患者骨代謝處于異常狀態(tài)，骨吸收過程亢進，骨膠原降解、骨量流失情況比較嚴重。

表1 病例組和對照組的血清鐵蛋白、MMP-1、ALP、IGF-1和IGF-BP3水平比較（±s）

表1 病例組和對照組的血清鐵蛋白、MMP-1、ALP、IGF-1和IGF-BP3水平比較（±s）

組別 n 鐵蛋白（μg/L） MMP-1（μg/L） ALP（U/L） IGF-1（ng/ml） IGF-BP3（ng/L）病例組對照組t值P值80 80 276.6±29.5 186.8±22.0 21.826 0.000 39.6±15.2 6.9±2.8 18.924 0.000 93.2±22.0 65.5±15.4 9.226 0.000 88.6±18.4 143.0±26.9-14.930 0.000 3.62±0.89 3.80±0.81-1.338 0.183

表2 病例組和對照組的骨密度測定值比較（±s，g/cm2）

表2 病例組和對照組的骨密度測定值比較（±s，g/cm2）

組別 n 腰椎 胸椎 股骨頸 股骨粗隆 Ward三角區(qū)病例組對照組t值P值80 80 0.96±0.21 2.36±0.38-28.841 0.000 1.06±0.22 2.45±0.32-32.015 0.000 1.20±0.36 2.30±0.70-12.499 0.000 0.86±0.30 1.92±0.46-17.264 0.000 0.93±0.26 1.75±0.38-15.929 0.000

表3 相關性分析結果

ALP是一種骨形成指標,其血清水平下降往往預示著骨形成速度下降[15]。IGF-1是一種骨生成刺激因子，參與骨的重建過程。IGF-1結構類似于胰島素，并具有胰島素樣生物活性，在骨組織中非常豐富，參與成骨細胞的有絲分裂和分化，促進骨形成。同時IGF-1在血中與IGF-BP3結合而抑制膠原酶表達，從而抑制骨膠原降解[16]。本研究中脊柱骨折患者的血清ALP、IGF-1水平均低于對照組，兩組的血清IGF-BP3水平差異不具有統(tǒng)計學意義。這一結果提示，脊柱骨折患者骨代謝處于異常狀態(tài)，骨形成速度低于骨吸收速度，骨量流失情況比較嚴重。

骨密度檢查結果發(fā)現(xiàn)，脊柱骨折患者的腰椎、胸椎、股骨頸、股骨粗隆、Ward三角區(qū)的骨密度值均低于對照組。這一結果提示，脊柱骨折患者的骨密度低，骨質疏松程度比較嚴重。相關性檢查結果發(fā)現(xiàn)，脊柱骨折患者的腰椎、胸椎骨密度值與血清鐵蛋白、MMP-1呈顯著的負相關關系，腰椎、胸椎骨密度值與血清IGF-1、ALP呈顯著的正相關關系。這一結果提示,脊柱骨折患者的腰椎、胸椎骨密度值與骨代謝指標具有一定的相關性,隨著骨形成速度降低、骨吸收速度升高，患者的骨密度下降，骨質疏松情況更嚴重。

綜上所述,脊柱骨折患者血清血清鐵蛋白、MM P-1水平升高,ALP、IGF-1水平下降,并且與骨密度降低有關。