體重對成年女性骨礦含量及其標化的影響

陳瑤 楊定焯 張月華 王文志 孫蕾

四川大學華西公共衛生學院/四川大學華西第四醫院，四川 成都 610041

骨質疏松癥是一種常見的系統性骨骼疾病，導致骨質脆性和骨折風險增加。目前國際上是以DXA儀測得的骨密度T值，T≤-2.5作為骨質疏松診斷的金標準。而DXA儀獲得的原始數據是骨礦含量(bone mineral content，BMC)，目前骨密度(bone mineral density，BMD)是采用投影面積標化骨礦含量獲得的，即aBMD=BMC/area(單位，g/cm2)。然而，許多學者研究發現骨礦含量與骨的大小或體重呈正比，然而椎體或股骨是三維立體結構，面積標準化屬于不完全標化[1]。楊定焯等[2]研究發現，兩個vBMD都是1 g/cm3的正方體骨結構，邊長分別為0.5 cm和2.0 cm，然而兩骨的aBMD分別為0.5 g/cm2和2 g/cm2；雖然大小兩骨的體積密度(vBMD)相等，但aBMD有4倍之差。因此，對所有人群采用同一診斷標準會導致大體重(大骨骼)漏診及小體重(小骨骼)誤診。

因此，本研究納入了290例絕經后女性，按體重大小分為大體重組、標準體重組、小體重組。通對不同體重組人群的腰椎L1～4、股骨的骨礦含量及骨密度進行測量，并對測量結果進行比較分析。同時將年齡、體重作為應變量，腰椎或股骨頸骨礦含量作為自變量，進行多重線性回歸分析，以探索體重對骨礦含量及其標化的影響。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

納入標準：成都市居住的絕經后女性(年齡50～80歲)。排除標準：慢性肝腎疾病、甲狀腺功能亢進、甲狀旁腺功能亢進、類風濕關節炎、胃腸道疾病、惡性腫瘤、血液病、卵巢切除術后、既往已接受抗骨質疏松治療，服用糖皮質激素、甲狀腺激素、利尿劑或抗癲癇藥物[5]。

1.2 研究方法

將納入人群按體重分為3組，小體重組(<45 kg)、標準體重組(45～60 kg)、大體重組(>60 kg)。對不同體重組人群均使用DXA儀(GE-Lunar DPX)測量研究對象的后前位(postero-anterior projection，PA)腰椎 1～4、股骨頸骨密度。

1.3 統計學分析

以均數±標準差進行統計描述，采用 SPSS 19.0進行統計學分析。采用描述性統計分析對各組人群人口學數據進行分析。采用單因素方差分析對不同體重組間L1～4和股骨頸的BMC及BMD進行分析比較。采用LSD-t檢驗比較大體重組、標準體重組和小體重組兩兩組間的差異。采用多重線性回歸分析年齡、體重分別對腰椎及股骨頸BMC的影響。P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同體重組人群的相關信息比較

不同體重組人群的人口學特征比較見表1，可見不同體重組人群體質量指數(body mass index，BMI)存在明顯差異(單因素方差分析顯示，F=579.978，P<0.001)。不同體重組人群DXA測量所得的骨礦含量及骨密度T值結果見表2。

表1 不同體重組人群人口學特征Table 1 Demographic characteristics of people in different body weight groups

表2 不同體重組人群的骨礦含量及骨密度T值Table 2 Bone mineral content and bone mineral density T value of people in different body weight groups

2.2 不同體重組間L1～4和股骨頸骨礦含量及骨密度T值的分析比較

不同體重組間L1～4骨礦含量的單因素方差分析結果示，F=116.804，P<0.001，認為不同體重組人群中，各組間L1～4骨礦含量不全相同，見圖1。不同體重組間L1～4骨密度T值的單因素方差分析結果示，F=95.37，P<0.001，認為不同體重組人群中，各組間L1～4骨密度T值不全相同，見圖2。不同體重組間股骨頸骨礦含量的單因素方差分析結果示，F=99.415，P<0.001，認為不同體重組人群中，各組間股骨頸骨礦含量不全相同，見圖3。不同體重組間股骨頸骨密度T值的單因素方差分析結果示，F=61.49，P<0.001，認為不同體重組人群中，各組間股骨頸骨密度T值不全相同，見圖4。

圖1 不同體重組人群腰椎BMC值的單因素方差分析 Fig.1 Single factor variance analysis of lumbar vertebra BMC in different weight groups

圖2 不同體重組人群腰椎骨密度T值的單因素方差分析Fig.2 Single factor variance analysis of T values of lumbar vertebra BMD in different weight groups

圖3 不同體重組人群股骨頸BMC值的單因素方差分析Fig.3 Single factor variance analysis of femoral neck BMC in different weight groups

圖4 不同體重組人群股骨頸骨密度T值的單因素方差分析Fig.4 Single factor variance analysis of T values of femoral neck BMD in different weight groups

2.3 不同體重組兩兩組間骨礦含量及骨密度T值的差異比較

采用LSD-t檢驗對不同體重組間L1～4骨礦含量和L1～4骨密度T值進行兩兩比較分析結果見表3、4。結果顯示，低體重組的L1～4骨礦含量及骨密度T值明顯低于標準體重組和高體重組人群(P<0.001)。標準體重組的L1～4骨礦含量與高體重組人群無明顯差異(P>0.05)，但投影面積標化BMC得到aBMD的T值比較分析顯示，標準體重組高于高體重組(P<0.01)。

表3 不同體重組人群L1～4 BMC的兩兩比較Table 3 Pairwise comparison results of L1-4 BMC in different body weight groups

采用LSD-t檢驗對不同體重組間股骨頸骨礦含量和股骨頸骨密度T值進行兩兩比較分析結果見表5、6。結果顯示，低體重組的股骨頸骨礦含量及骨密度T值明顯低于標準體重組和高體重組人群(P<0.001)。標準體重組的股骨頸骨礦含量及骨密度T值高于高體重組人群(P<0.05)。

表4 不同體重組人群L1～4骨密度T值的兩兩比較Table 4 Pairwise comparison results of L1-4 bone mineral density T value in different body weight groups

表5 不同體重組人群股骨頸BMC的兩兩比較Table 5 Pairwise comparison results of femoral neck BMC in different body weight groups

表6 不同體重組人群股骨頸骨密度T值的兩兩比較Table 6 Pairwise comparison results of femoral neck bone mineral density T value in different body weight groups

2.4 多重線性回歸分析各因素對骨礦含量的影響

采用多重線性回歸分析體重、年齡對L1～4骨礦含量的影響，年齡、體重均對L1～4骨礦含量有影響。隨著年齡增長，L1～4骨礦含量下降，年齡每升高1歲，L1～4骨礦含量下降0.364；隨著體重增長，L1～4骨礦含量升高，體重每增長1 kg，L1～4骨礦含量升高0.548 g。

采用多重線性回歸分析體重、年齡對股骨頸骨礦含量的影響，年齡、體重均對股骨頸骨礦含量有影響。隨著年齡增長，股骨頸骨礦含量下降，年齡每升高1歲，股骨頸骨礦含量下降0.031 g；隨著體重增長，股骨頸骨礦含量升高，體重每增長1 kg，股骨頸骨礦含量升高0.025 g。

3 討論

3.1 體重對骨礦含量及其標化的影響

本研究發現，不同體重組間L1～4骨密度和BMC股骨頸均存在差異，標準體重組及大體重組的腰椎和股骨頸BMC均明顯高于小體重組。采用投影面積標化BMC后，標準體重組及大體重組人群的骨密度T值也明顯高于小體重組。因而小體重組人群確診骨質疏松的概率大大增加。由于椎體或股骨均是三維骨結構，采用投影面積標化，屬于不全標化。在單位體積骨礦含量相同的情況下，大體重組即大骨骼組往往漏診骨質疏松，小體重組人群即小骨骼組往往誤診骨質疏松，造成醫療資源的浪費[2]。同樣，柴生颋等對1936例骨質疏松患者的回顧性分析發現，體重指數與骨密度 T 值呈正相關關系[5]。Liu等測量了腰椎(5510例)和股骨近端(4710例)的BMC和aBMD發現，應用aBMD診斷骨質疏松癥時，高、中、低體重患者的患病率分別為7.55%、16.39%和25.83%。而wBMC診斷骨質疏松的患病率分別為21.8%、18.03%和11.64%。wBMC可減少大體重患者的漏診，減少小體重患者的誤診，wBMC對任何年齡的骨質疏松患者都是可行的[6-7]。

有許多學者探討采用體積標化骨礦含量來排除骨骼大小對骨礦含量的影響。王文志等[8]采用DXA儀測的投影面積(cm2)，通過正方體數學模式(腰椎)和圓柱體數學模式(股骨頸)分別獲得骨體積，使用骨體積來標化骨礦含量，同樣采用T值診斷法。相較于vBMD，aBMD引起的小骨腰椎和股骨頸誤診率分別為16%和11.6%，大骨腰椎和股骨頸漏診率分別為7%和18%。Liao等[9]研究發現，當骨骼大小即脊柱前后位的投影面積改變1個標準差時，BMC、aBMD和vBMD分別改變28.2%、10.1%和1.69%。腰椎的投影面積大小會顯著影響aBMD和骨質疏松癥的診斷，即投影面積越大，標化后的BMD值越高、骨質疏松癥檢出率越低；相反，腰椎投影面積越小，標化后的BMD值越低，骨質疏松癥檢出率越高。vBMD不隨腰椎投影面積大小變化，對于不同骨骼大小和不同體重人群，vBMD對骨質疏松診斷的穩定性明顯優于aBMD。同樣，Cheng等[10]通過回歸方法調整了體重、BMI及脊柱前后徑，發現在低體重、低BMI及低脊柱前后徑的人群中，DXA診斷骨質疏松癥的患病率降低，而高體重、高BMI及高脊柱前后徑的骨質疏松癥的患病率增加。DXA所測得的腰椎或股骨頸aBMD與體重、BMI或脊柱前后徑密切相關，影響骨質疏松癥的診斷，QCT所測得的脊柱vBMD與這三因素無關。多重線性回歸分析，同樣發現體重和身高是影響BMC及aBMD的主要因素[9,11]。然而vBMD的計算是基于腰椎為立方體結構，股骨頸為圓柱體結構進行估算的?；铙w中，骨體積不能直接獲得，因而采用骨體積標化骨礦含量費時費力且同樣存在誤差。采用體重標化骨礦含量更加準確，排除體重的影響，可以更好地評估骨密度、預測骨強度。

同本研究結果類似，大多數研究發現對骨量最有決定意義的因素是體重和年齡。健康青年女性的脊椎和全身骨礦含量與體重的相關系數都在0.8～0.9。用體重標化骨礦含量診斷骨質疏松符合生物力學要求。

3.2 人體成分分析對骨礦含量的影響

本研究發現，標準體重組人群較低體重、高體重人群擁有更高的骨礦含量。標準體重組人群略高于高體重人群，分析原因可能是由于人體成分不同，肌肉或者脂肪組織對于骨礦含量的作用不同。Ivuskans等[12]研究了超重對11～13歲男童骨礦狀態的影響發現，超重男孩與正常體重男孩相比，有更高的BMD、BMC和BMC/身高比。van Leeuwen等[13]系統回顧發現，超重或肥胖兒童的全身骨礦物質含量明顯高于正常體重兒童，全身骨密度也有類似的結果。

El Hage等[14]對不同體重青少年的骨礦含量分析發現，肥胖男孩的全身骨礦表觀骨密度低于超重和正常體重男孩(P<0.05)。調整體重后，肥胖男孩與超重和正常體重男孩相比，全身BMC、全身骨礦含量/身高和全身骨密度值均較低(P<0.05)。因此，體重增加特別是體脂肪的增加導致的骨生長不足以彌補較高的脂肪指數對骨施加的較高機械負荷。過度肥胖對進入青春期的男孩的骨礦密度發育沒有保護作用[12]。

目前，很多學者已經發現了通用的投影面積標化BMC，存在較大誤差，導致低體重人群的誤診，導致醫療資源的浪費，高體重人群的漏診、不提前干預、增加后期骨折發生風險。同時也出現了采用體積標化、身高標化BMC等多種標化方式的研究。而體積標化考慮到目前的研究手段，無法從活體中直接獲取骨密度，采用腰椎類似立方體、股骨頸類似圓柱體的計算同樣存在誤差。本研究發現，采用體重標化可以較好地避免以上問題。然而在采用體重標化的時候，較多的研究已經證實了人體成分組成不同對BMC的影響也不同[14-15]。Kapus等[16-17]觀察在絕經后女性人群中，人體體脂肪指數或瘦指數與腰椎、股骨頸骨密度存在不同程度的相關關系，Rosangela Villa Marin-Mio等[18]在驗證各人體組成成分體重、瘦指數、體脂量對骨密度的影響中發現，瘦指數可解釋超過30%的骨密度結果，這一研究結果提示維持健康的肌肉質量可以提高骨密度，有助于降低骨質疏松的風險。未來的研究應該將人體成分分析納入骨礦含量標化計算中。

綜上所述，采用面積、體積或體重等不同指標標化骨礦含量的最終目的，都是為了更加準確地預測骨強度，評估骨折發生風險，以提前干預避免風險發生，降低殘疾或殘障發生率。WHO推薦的骨質疏松診斷標準為脊柱或股骨頸BMD的T≤-2.5，然而發生脆性骨折患者中有70%不符合該診斷標準，BMD不能重復預測骨折風險。此外，還有學者提出采用骨小梁評分以更好地區分骨骼結構健康狀況[19-21]。因此，在臨床應用中，如何選擇預測骨強度的最佳指標，評估骨折風險，提高對骨質疏松患者的管理效率，尚需更進一步的研究。