絕經后骨質疏松癥患者血清SOST、OPN、Semaphorin3A水平與骨密度及骨代謝指標的關系

趙鵬飛，許平安

1.安康市人民醫院骨科，陜西 安康 725000；2.西安兵器工業衛生研究所521醫院骨科，陜西 西安 710065

絕經后骨質疏松癥(postmenopausal osteoporosis，PMOP)是年齡≥50歲婦女中的常見病，主要病理改變為骨微結構退化、骨量減少，發病機制比較復雜[1]。女性絕經后，雌激素水平降低，導致成骨因子合成量減少，破骨細胞凋亡速度減緩，形成女性絕經后獨特的一種骨代謝形式，致骨量丟失，引起PMOP，該病能削弱骨骼強度，減少骨礦含量，致骨密度下降[2]。既往針對PMOP患者主要采用常規的抗骨質疏松藥物治療，但部分患者經干預后，效果不夠理想[3]。臨床仍需尋求可靠的靶向指標，為該病治療提供依據。近年來，研究發現骨硬化蛋白(sclerostin，SOST)作為蛋白多肽，在成骨細胞內的表達存在特異性，可負向調節骨形成[4]。骨橋蛋白(osteopontin，OPN)則參與了關節炎癥、關節破壞的進展過程，其在骨質疏松所致血管重構中有重要作用，但具體機制不明確[5]。Semaphorin3A(Sema3A)對破骨細胞骨重吸收有抑制作用，有利于骨形成，具有骨保護功能[6]。基于此，本研究旨在分析PMOP 患者血清SOST、OPN 及Semaphorin3A 水平的變化，并探討三者與患者骨密度和骨代謝的相關性，為臨床干預提供新的依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取安康市人民醫院2017 年5月至2020 年5 月收治且符合以下納入和排除標準的106 例PMOP 患者作為PMOP 組。PMOP 診斷診斷[7]：(1)絕經后發生骨質疏松，骨量丟失與絕經后激素減低相關；(2)骨密度下降，且至少低于女性絕經前骨密度絕對值的2.5 個標準差。納入標準：①自然絕經至少達2 年，符合上述關于PMOP 的診斷標準；②年齡48~65 歲；③近6 個月內無抗骨質疏松藥物治療史；④知情同意。排除標準：(1)惡性腫瘤者；(2)既往有骨關節手術史者；(3)患其他可能對骨代謝有影響的疾病者，如甲亢、慢性腎炎等；(4)肝、腎、腦、心等臟器嚴重損害者；(5)近3個月內有關節外傷、骨折、肌肉拉傷史者；(6)既往有精神病史者；(7)先天骨畸形者。選取同期于安康市人民醫院體檢的89例無骨質損害的單純絕經婦女作為對照組。對照組婦女的年齡、絕經年限、體質量指數等與PMOP組匹配，身體健康狀況良好，骨質正常。兩組婦女的年齡、絕經年限、體質量、身高、體質量指數比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，見表1。本研究方案獲醫院醫學倫理委員會批準。

表1 兩組婦女的基線資料比較(±s)

表1 兩組婦女的基線資料比較(±s)

組別PMOP組對照組t值P值例數106 89年齡(歲)55.91±5.13 56.10±6.34 0.231 0.817絕經年限(年)5.15±1.16 5.26±1.48 0.582 0.562體質量(kg)56.93±6.68 57.61±5.93 0.745 0.457身高(m)1.63±0.09 1.61±0.08 1.625 0.106體質量指數(kg/m2)21.43±2.89 22.23±2.92 1.916 0.057骨密度T值-3.12±1.01-0.88±0.09 20.845 0.000

1.2 觀察指標與檢測方法 兩組婦女在入院或體檢當日檢測各項指標。受試者在采集血樣前空腹12 h，晨起后采集5 mL 肘靜脈血，離心20 min，轉速2 500 r/min，離心半徑8 cm，分離血清，分裝兩管，一管用于檢測血清SOST、OPN 及Sema3A 水平，另一管用于檢測骨代謝指標，存放低溫冰箱待測。(1) SOST、OPN 及Sema3A 水平：經酶聯免疫吸附法測定血清SOST、OPN及Sema3A水平，試劑盒購自通蔚實業(上海)有限公司。設置標準品孔、待測樣本孔與空白孔，根據說明書加樣，在37℃下反應2 h，棄液體，加入一抗，洗滌3次，加入二抗，在37℃下反應1 h，洗滌3次，加底物溶液顯色，加終止溶液終止反應，經JC-1086A全自動酶標儀(上海聚創醫藥科技有限公司)于450 nm波長處測定吸光度值。(2)骨密度指標：經雙能X線骨密度儀(上海艾迅醫療，EXA-3000)予以測定，測定部位包括L1~4、股骨頸以及全髖部。為了確保檢測的準確性，檢測醫師在正式檢測前對儀器進行精準調試。受試者不宜佩戴具有塑料、金屬成分的配飾，測定腰椎骨密度時，選擇平臥位，雙上肢、下肢均自然垂放，在掃描時身體保持靜止，不宜晃動。測定股骨頸、全髖部骨密度時固定受試者雙腳，使股骨內旋。(3)骨代謝指標：經BPCL-GPJ15 全自動電化學發光檢測儀測定血清Ⅰ型前膠原氨基末端前肽(Ⅰprocollagen N-terminal propeptide，PINP)、β-聯降解產物(β-C-terminal telopeptide region of collagen type1，β-CTX)、骨鈣素(osteocalcin，OC)、骨堿性磷酸酶(bone alkaline phosphatase，BALP)水平，儀器購自雷迪美特(中國)有限公司。

1.3 統計學方法 應用SPSS20.0 統計學軟件進行數據分析。計數資料比較采用χ2檢驗，計量資料以均數±標準差(x-±s)表示，組間比較采用t檢驗，經Pearson 線性相關分析血清SOST、OPN 及Sema3A 水平與骨密度和骨代謝的相關性。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組婦女的血清SOST、OPN 及Sema3A 水平比較 PMOP 組婦女的血清SOST、OPN 水平明顯高于對照組，而血清Sema3A水平明顯低于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

表2 兩組婦女的血清SOST、OPN及Sema3A水平比較(±s)

表2 兩組婦女的血清SOST、OPN及Sema3A水平比較(±s)

組別PMOP組對照組t值P值例數106 89 SOST(pg/mL)15.39±1.47 10.95±1.21 22.747 0.001 OPN(ng/mL)13.54±3.79 8.29±2.58 11.086 0.001 Sema3A(ng/mL)4.19±0.38 6.73±1.41 17.801 0.001

2.2 兩組婦女不同部位的骨密度指標比較 PMOP組婦女的L1~4、股骨頸、全髖部骨密度明顯低于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表3。

2.3 兩組婦女的骨代謝指標比較 PMOP 組婦女的血清PINP、β-CTX、OC及BALP水平明顯高于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表4。

表3 兩組婦女不同部位的骨密度指標比較(g/cm2，±s)

表3 兩組婦女不同部位的骨密度指標比較(g/cm2，±s)

組別PMOP組對照組t值P值例數106 89 L1~4 0.82±0.11 0.95±0.08 9.277 0.001股骨頸0.77±0.10 0.91±0.13 8.493 0.001全髖部0.72±0.07 0.89±0.09 14.828 0.001

表4 兩組婦女的骨代謝指標比較(±s)

表4 兩組婦女的骨代謝指標比較(±s)

組別PMOP組對照組t值P值例數106 89 PINP(ng/mL)53.25±12.48 41.39±9.34 7.393 0.001 β-CTX(μg/L)0.55±0.19 0.32±0.10 10.284 0.001 OC(μg/L)3.58±1.02 2.79±0.18 7.210 0.001 BALP(μg/L)22.18±5.52 18.43±4.23 5.244 0.001

2.4 PMOP 組 婦 女 的 血 清SOST、OPN 及Sema3A 與骨密度和骨代謝的相關性 血清SOST、OPN與L1~4、股骨頸、全髖部骨密度呈負相關(P＜0.05)，而 與血清PINP、β-CTX、OC、BALP 呈正相關(P＜0.05)。血清Sema3A 與L1~4、股骨頸、全髖部骨密度呈正相關(P＜0.05)，與血清PINP、β-CTX、OC、BALP 呈負相關(P＜0.05)，見表5。

表5 PMOP組婦女的血清SOST、OPN及Sema3A與骨密度和骨代謝的相關性

3 討論

現階段，已有研究發現，絕經后婦女的骨量丟失加速，且雌激素水平較絕經前明顯下調，機體鈣調節系統處于紊亂狀態，進一步加速了骨量丟失，增加了PMOP的發生風險[8]。該病在女性絕經后5~10年內患病率較高，患者伴有骨密度下降以及骨代謝異常，隨著絕經年限越長，骨密度降低越明顯[9]。PMOP會增加骨質疏松性骨折發生風險，主要原因在于絕經后雌激素含量減低，削弱了機體對破骨細胞活性的抑制能力，能促進骨吸收。既往臨床主要通過給予活性維生素D、雌激素、降鈣素及鈣劑等藥物預防骨質疏松，但療效欠佳[10]。大部分抗骨質疏松藥物存在不同程度的毒副作用，可能影響患者的耐受性，激素治療對PMOP有一定預防作用，但孕激素、雌激素與多種婦科腫瘤發生有關，如乳腺癌、子宮內膜癌等，且伴有血栓者不適用，選擇性雌激素受體調節劑的應用安全性高，但血栓以及存在靜脈栓塞史的患者不適用[11]。由此可見，上述治療均存在局限性，臨床仍需尋找與PMOP疾病有關的指標，為靶向治療提供依據。

本研究結果顯示，與單純絕經婦女相比，PMOP患者的血清SOST、OPN 水平升高，而血清Sema3A 水平降低，提示三者水平變化可能與PMOP 發生有關。SOST主要源于骨原細胞、骨細胞，對骨形成有抑制作用，可使破骨細胞活力提升，加速骨鹽代謝，促進骨轉化，其水平升高意味著骨代謝功能處于異常狀態[12]。OPN 主要源于T 淋巴細胞與破骨、成骨細胞，在皮膚組織、骨組織中均有分布，可增強破骨細胞活躍度[13]。于彩霞等[14]認為，血清OPN水平升高與骨密度降低密切相關，這是促進PMOP發病的重要原因。Sema3A僅表達于成骨細胞中，其主要通過Sema3A/Nrp1信號通路，調節破骨細胞、成骨細胞，對骨重建以及骨骼發育均有重要意義，其能對RhoA激活進行抑制，使破骨前體細胞分化路徑阻斷，對骨質有保護功能[15]。基于此，在未來PMOP 的治療中，臨床可將下調血清SOST、OPN及上調血清Sema3A作為靶向治療的目標。

本研究結果還顯示，與單純絕經婦女相比，PMOP患者的L1~4、股骨頸及全髖部骨密度均明顯下降。PMOP患者骨密度下降的原因可能如下：(1)絕經婦女的雌激素減低，致破骨細胞抑制能力減弱，引起骨量丟失；(2)絕經婦女年齡大，運動量減少，不利于骨密度增長。戴杰等[16]發現，機械振動能促進骨密度增長，在負重狀態下，可使患者的骨密度有所增加，提升肌肉強度，改善肌肉功能的敏捷性。因此，臨床針對這類患者可建議其適度加強運動，提高骨密度。此外，本結果還顯示，與單純絕經婦女相比，PMOP患者的血清PINP、β-CTX、OC 及BALP 水平均升高，提示其存在骨代謝紊亂。王玉玨等[17]研究也顯示，PMOP 患者的血清PINP 和β-CTX 水平高于骨量正常者，與本研究結論符合。β-CTX、PINP能反映骨吸收情況與軟骨退變程度，兩者水平升高表明骨吸收加快，可促進骨量丟失，導致骨密度降低[18]。OC、BALP均可反映骨代謝功能的變化，其中BALP能反映骨細胞活性，PMOP患者因成骨細胞活躍度增強，導致BALP水平相應升高，而OC對骨鈣代謝有調節作用，其參與了骨質吸收、鈣化等過程，兩者病理性升高表明骨代謝異常[19]。

本研究結果表明，PMOP 患者的血清SOST、OPN與骨密度呈負相關(P＜0.05)，與血清PINP、β-CTX、OC及BALP 呈正相關(P＜0.05)；而血清Sema3A 與骨密度呈正相關(P＜0.05)，與血清PINP、β-CTX、OC 及BALP呈負相關(P＜0.05)。Sema3A 可以增強成骨細胞活躍度，并削弱破骨細胞活性，而一旦Sema3A 表達降低，則會提高破骨細胞活性，成骨細胞活躍度也相應下降，有利于骨吸收，下調骨密度，影響骨代謝[20]。SOST則可能通過對Wnt通路的成骨功能進行抑制，致骨質量下降，促進骨量丟失，下調骨密度，致骨代謝紊亂[21]。SOST、OPN 的作用與Sema3A 相反，兩者能提高破骨細胞活性，削弱成骨細胞活性，且表達水平越高，其對成骨細胞造成的損害越明顯。

綜上所述，血清SOST、OPN 及Sema3A 對PMOP的評估有重要意義，三者均與患者骨密度和骨代謝存在關聯，具有作為PMOP治療靶點的潛力。