血清SM4D水平與絕經后骨質疏松癥患者骨密度和骨代謝指標的相關性研究

吳林清 陳運崇 張國如 王婧婧 王繼宏 溫樹正 潘富文*

1.三亞中心醫院骨科，海南 三亞 572000 2.三亞中心醫院脊柱與關節科，海南 三亞 572000 3.三亞中心醫院檢驗科，海南 三亞 572000 4.內蒙古醫科大學第二附屬醫院手足外科，內蒙古 呼和浩特 010000

骨質疏松癥是臨床最常見的骨骼疾病之一，特征是骨量降低和骨小梁微觀結構的退變，導致骨脆性增加和骨折發生率明顯升高[1]。與絕經相關的骨質疏松癥通常被稱為絕經后骨質疏松癥(postmenopausal osteoporosis,POP)，因為受其影響的女性主要為絕經后女性[2]。骨骼通過骨骼重塑進行連續更新，在此期間舊的骨組織被吸收，新骨形成，隨后形成骨骼[3]。當吸收和形成之間的平衡被破壞時，就會發生骨丟失；骨吸收與骨形成之間的平衡可以通過骨轉換標志間接評估[4]。最近，Love等[5]發現軸突導向因子 4D同型二聚體(SM4D)與αVβ3整聯蛋白異二聚體之間有很強的相似性，后者是骨吸收破骨細胞中表達最豐富的整聯蛋白受體。Negishi-Koga等[6]的研究表明，與野生型動物相比，缺少SM4D小鼠的骨量、骨小梁厚度和骨強度更高；在切除卵巢的小鼠中，用抗SM4D抗體治療可促進骨形成，而不會影響骨吸收。SM4D主要在神經系統、血小板和卵巢中表達，并可能在神經突增生、神經元遷移和刺激血管生成中發揮重要作用[7]；SM4D也參與小鼠卵巢的卵泡成熟[8]。目前關于絕經后婦女血清SM4D水平與骨質疏松癥之間的相關性研究有限，因此，本研究的目的是探討POP患者血清SM4D水平與腰椎和股骨頸骨密度(bone mineral density,BMD)與骨轉換標志物之間的關系。

1 材料和方法

1.1 研究對象

本研究共納入257例POP患者和90名健康的絕經后女性(對照組)。對于POP患者，納入標準為：①絕經已經超過12個月；②POP患者的平均BMD至少比正常成年人低2.5個標準差。排除標準：患有繼發性骨質疏松癥、先天性骨畸形、脊髓灰質炎、嚴重的肝臟或腎臟疾病，患甲狀腺功能亢進或甲狀腺功能減退、膠原蛋白疾病、糖尿病，患骨癌、骨軟化病以及其他相關的骨關節疾病；在一年內接受過影響骨骼代謝藥物的治療，包括鈣劑、降鈣素、維生素D、雌激素、雙膦酸鹽和雷洛昔芬；或先前接受過放射療法的治療。90名對照組女性在三亞中心醫院進行了體格檢查，均被排除患有骨質疏松癥和其他可能影響骨代謝的相關疾病。該研究獲得了三亞中心醫院機構審查委員會的批準(202001012)。每位受試者均簽署了知情同意書。

1.2 方法

1.2.1骨密度檢測：BMD是評估骨量的金標準，可用于評估骨量丟失的嚴重程度。在本研究中，腰椎(L1～4)和左側股骨頸(FN)的BMD通過雙能X線骨密度儀(DEXA) (Norland XR-46 Excell plus，USA)測量。骨質疏松癥定義為T值<-2.5；批內和批間變異系數(CV)分別為<1.4 %和<2.6 %。

1.2.2血清指標檢測：血清SM4D、骨堿性磷酸酶(BAP)、骨鈣素(BGP)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP-5b)的水平通過酶聯免疫吸附測定(ELISA，R&D，USA)進行測定。批內CV分別為3.6 %～4.4 %，3.7 %～4.3 %，3.3 %～4.8 %和4.0 %～5.1 %，批間CV<6 %。使用自動Roche電化學發光系統測量I型血清交聯的N-端肽(NTX)、25-羥基維生素D(25(OH)D)和骨鈣素的N-mid片段水平(N-MID-OT)。批內CV分別為3.4 %～4.2 %，3.7 %～4.5 %，4.2 %～5.5 %和3.8 %～5.3 %，批間CV<6 %。

1.3 統計學分析

使用統計分析軟件SPSS 19.0分析所有統計數據。數據使用均數±標準差(SD)表示。組間的差異通過獨立樣本t檢驗進行評估。使用Spearman相關系數進行相關分析。在校正其他因素后，進行了多元回歸分析以確定每個獨立變量的影響。P<0.05被認為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 受試者一般資料

研究人群的一般臨床特征如表1所示。POP患者的年齡、絕經年齡、體重、身高和體質量指數與健康對照組比較差異無統計學意義(P均>0.05)。POP組血清SM4D、TRACP-5b和NTX水平均顯著高于對照組(P均<0.05)。POP組血清BGP和BAP水平明顯低于對照組(P均<0.05)。POP患者血清25(OH)D和N-MID-OT水平與對照組比較差異無統計學意義(P均>0.05)。

表1 研究人群的特征和生化檢測結果Table 1 Characteristic and biochemical data of study population

2.2 SM4D和其他指標相關性分析

血清SM4D水平與血清TRACP-5b和NTX水平呈正相關，與腰椎和股骨頸骨密度、BAP、骨鈣素水平呈負相關。血清SM4D水平與年齡、體質量指數、25(OH)D、N-MID相比，未發現顯著相關性。見表2。

表2 POP患者血清SM4D與年齡、BMI、BMD和骨轉換指標的相關性Table 2 Correlations of serum SM4D with age,BMI,BMD,and bone turnover markers in POP patients

2.3 多元回歸分析結果

多元回歸分析如表3所示。因變量為血清SM4D水平，自變量為年齡、BMI、腰椎和股骨頸骨密度、血清BAP、BGP、TRACP-5b、NTX、25(OH)D和N-MID-OT水平。結果表明，腰椎及股骨頸骨密度、血清骨鈣素水平是POP患者血清SM4D水平的獨立預測因子。

表3 POP患者的多元回歸結果Table 3 Results of multiple regression in POP patients

3 討論

本研究結果表明，與對照組相比，POP組患者的血清SM4D水平顯著升高、血清BAP和BGP水平顯著降低、血清TRACP-5b和NTX水平顯著升高。血清SM4D水平與血清TRACP-5b和NTX水平呈正相關，與BMD、血清BAP和BGP水平呈負相關，與年齡、BMI、血清25(OH) D和N-MID-OT水平之間無顯著相關性。這些結果為調節絕經后婦女因骨質疏松引起的疼痛、骨折等問題及骨形成與骨吸收之間的平衡機制提供了新依據。本研究觀察到的結果證實并擴展了先前研究報告的結果。

Dacquin等[9]已發表的體外數據顯示，缺乏SM4D的原代破骨細胞出現鋪展、粘附、遷移和吸收的損傷。在體內，由于破骨細胞的骨吸收不良，性成熟雌性小鼠中的SM4D缺失導致高骨量表型。在卵巢切除的SM4D-/-小鼠中，骨吸收表型被廢除，提供了高骨量表型取決于卵巢功能的證據[10]。Negishi-Koga等[9]的研究結果表明，SM4D特異性抗體治療可顯著預防POP小鼠模型的骨丟失。綜上所述，這些研究結果表明，SM4D可能在破骨細胞功能中有重要作用，因此SM4D可能逐漸成為發現和開發骨合成代謝藥物的新治療靶標。

目前關于血清SM4D水平與BMD之間關系的臨床研究有限。本研究中血清檢測結果證實了SM4D和BMD之間呈負相關。BAP介導成骨細胞增殖，而BGP參與骨礦化率的維持[10-11]。兩者均與本研究中POP患者的血清SM4D水平呈負相關。TRACP-5b和NTX決定骨吸收[12]。因此，在本次臨床研究中，兩者均與POP患者的血清SM4D水平呈正相關。本研究結果顯示的血清SM4D水平和骨密度及骨代謝指標之間的相關性可能與SM4D對破骨細胞的影響有關，由于SM4D生成增加表明破骨細胞的活性增加，導致骨代謝加速，因此出現骨代謝指標均升高，最終導致骨密度降低，骨量流失。

盡管這是一項關于POP患者血清SM4D水平與BMD相關性的臨床研究，但該研究仍存在一定的局限性。首先，該結果應通過大規模研究進一步證實，因為只有一項已發表的研究表明SM4D在骨質疏松小鼠模型中可作為有效的骨形成抑制劑[6]；其次，血清SM4D水平與骨質疏松性骨組織中局部因素之間的關聯尚待闡明；第三，需要進行機制研究，而不是使用抗SM4D抗體促進去卵巢小鼠的骨形成。需要進行與抗羅莫單抗單克隆抗體相似的臨床研究，該研究可提高絕經后婦女的骨密度和骨形成，并減少骨吸收[13-14]。

總之，本研究結果表明SM4D可能與POP的發病機制有關，并且在骨骼形成和吸收中起著關鍵作用。SM4D可能是治療POP的新型治療靶標。血清SM4D水平可作為POP的預測指標，并用于監測抗骨質疏松癥的治療。