慢性阻塞性肺疾病并骨質疏松癥患者血清RANKL、骨保護素水平的變化

徐麗敏 方昌全 麥輝 譚小穎 杜玉斌

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，慢阻肺)是臨床常見病，以持續性呼吸道癥狀及不完全可逆氣流受限為特征，與煙霧等有害氣體或有害顆粒引起的炎癥反應增強相關，疾病呈進行性發展性，可導致多種肺內或肺外并發癥，嚴重影響患者病程及預后，其中骨質疏松癥是常見并發癥之一[1-2]。目前COPD骨量丟失機制尚未明確[3]，研究發現OPG/RANK/RANKL系統在骨代謝中起著重要作用[4]。本研究通過測定COPD患者骨密度、肺功能及血清RANKL及骨保護素水平。旨在探討OPG/RANK/RANKL系統在COPD骨代謝中的作用。

資料與方法

一、研究對象

選擇2020年1月～2021年4月惠州市第一人民醫院就診的穩定期COPD患者80例，均符合2020版慢性阻塞性肺疾病全球倡議(GOLD指南)制定的診斷標準[5]，其中男性57例，女性23例，年齡61～80歲，平均(70.5±9.2)歲。根據骨密度檢測結果將穩定期COPD患者分為骨質疏松組36例和非骨質疏松組44例，骨質疏松診斷標準參照《原發性骨質疏松癥診療指南(2017)》[6]。所有患者均未合并嚴重心肝腎功能不全及感染，排除長期使用糖皮質激素及合并原發性甲狀旁腺功能亢進、糖尿病、腫瘤、風濕性疾病者。選擇同期健康體檢者40例作為對照組。男性28例，女性12例，年齡62～79歲，平均(68.8±10.2)歲。兩組年齡、性別差異無統計學意義。本研究已被本院倫理委員會批準(編號：2020107)，所有患者均被告知研究目的、方法及注意事項，并已簽署知情同意書。

二、肺功能檢查及骨密度檢測

所有研究對象均行骨密度及肺功能檢查。采用雙能X射線骨密度儀(美國NORLAND公司)分別檢測股骨頸及腰椎(L1～L4)骨密度(BMD)，腰椎BMD為腰L1～L4均值，BMD單位為g/cm2。采用T值表示骨密度情況，根據世界衛生組織的診斷標準：T≤-2.5為骨質疏松，T>-2.5為非骨質疏松[6]。肺功能檢查采用意大利科時邁肺功能測試儀進行，根據FEV1水平將COPD分為GOLD 1級(FEV1≥80%)、GOLD 2級(50%≤FEV1<80%)、GOLD 3級(30%≤FEV1<50%)、GOLD 4級(FEV1<30%)[5]。

三、標本收集及檢測

留取所有研究對象入組當天外周靜脈血4mL，3000r/min離心15min后留取血清于-80℃冰箱中保存備用。采用ELISA法檢測血清OPG、RANKL水平。OPG、RANKL試劑盒由上海西唐生物科技有限公司提供，單位均為pg/mL。

四、統計學分析

采用SPSS 19.0統計軟件處理，P<0.05為差異有統計學意義。計量資料組間均數的比較采用t檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗。采用Person分析進行相關性檢驗。

結 果

一、BMD及肺功能測定結果

COPD骨質疏松組腰椎及股骨頸BMD明顯低于非骨質疏松癥組，COPD骨質疏松組患者腰椎及股骨頸BMD隨肺功能的下降而逐漸減低(見表2、3)。COPD組FEV1(%)、FEV1/FVC(%)明顯低于對照組，COPD骨質疏松組FEV1(%)、FEV1/FVC(%)水平明顯低于非骨質疏松癥組患者，上述差異均有統計學意義(見表1、2)。

二、血清骨代謝水平

COPD組血清RANKL水平、RANKL/OPG比值明顯高于對照組，但OPG水平差異不顯著。COPD骨質疏松組血清RANKL水平、RANKL/OPG比值明顯高于非骨質疏松組，但OPG水平差異不顯著。COPD骨質疏松組患者血清RANKL水平、RANKL/OPG比值隨肺功能的下降而逐漸升高。上述差異均有統計學意義(見表1～3)。

三、COPD組BMD與骨代謝及肺功能指標相關性

腰椎及股骨頸BMD與血清RANKL水平、RANKL/OPG比值呈負相關，與FEV1(%)呈正相關，與OPG無相關性(見表4)。

表1 COPD組、對照組骨代謝及肺功能指標比較

表2 COPD骨質疏松、非骨質疏松組骨代謝及肺功能指標比較

表3 COPD骨質疏松組骨代謝指標水平比較

表4 COPD組患者骨代謝指標、肺功能與各部位骨密度相關性

討 論

慢阻肺是常見的呼吸系統疾病之一，最新流調顯示我國40歲以上人群慢阻肺患病率高達13.7%，其已上升為我國第5大死亡原因[1]。慢阻肺發病機制復雜，本質上是全身性炎癥反應，以肺部尤其氣道受累為主，也可以導致其它系統受累，骨質疏松是常見的并發癥之一[7]。薈萃分析顯示慢阻肺并骨質疏松，平均患病率為37.62%[2]，本研究的患病率為45.0%，高于平均水平，可能與納入的慢阻肺患者年齡偏大且肺功能較差有關。Bitar A.N.等[2]的研究顯示骨質疏松患病率的升高與高齡、肺功能下降有關。本研究亦發現骨密度與FEV1呈正相關，肺功能的惡化往往會伴隨骨密度的下降。故為了達到骨質疏松的早診斷早治療，對于COPD尤其高齡、肺功能差的患者應及早進行骨密度檢測。

OPG/RANKL/RANK系統由骨保護素(0PG)、核因子κB受體活化因子配體(RANKL)、κB受體活化因子(RANK)組成，在骨重塑和礦物質代謝中起著關鍵作用。OPG主要由成骨細胞/基質細胞分泌，其通過抑制破骨細胞分化及誘導破骨細胞凋亡，從而抑制骨吸收。RANKL主要分布于成骨細胞、骨髓間質細胞等表面，可促進破骨細胞分化成熟，引起骨吸收增強[8-9]。實驗研究發現影響骨代謝主要取決于RANKL/OPG二者的比值，比值高則破骨細胞分化成熟活躍，骨吸收增強，比值低則破骨細胞分化減少，則骨吸收減少[10]。目前OPG/RANK/RANKL系統在COPD并骨質疏松方面的研究較少，研究結果不甚一致。在本研究中，COPD并骨質疏松患者RANKL/OPG比值及血清RANKL水平升高顯著，OPG水平稍有升高，但差異不顯著，提示COPD骨代謝特征以骨吸收增強為主，故使用骨吸收抑制劑如唑來膦酸等可能會帶來較好的治療效果，李泌等[11]研究顯示唑來膦酸可以有效提升COPD并骨質疏松患者骨密度及改善骨代謝狀態。另外本研究也發現COPD并骨質疏松患者血清RANKL水平、RANKL/OPG比值隨肺功能的下降而逐漸升高，提示肺功能越差，破骨細胞越活躍，骨吸收越明顯，進而導致骨密度下降明顯。這也從機制上解釋了為什么肺功能差的患者容易繼發骨質疏松。Zhang P.F.等[12]報道COPD并骨質疏松患者血OPG、RANKL水平及RANKL/OPG比值明顯高于無合并骨質疏松組。但Ugay L.等[13]對45例極重度COPD患者研究發現，病例組血RANKL水平明顯高于健康體檢者，但OPG水平顯著低于健康體檢者。Kochetkova E. A.等[14]對48例終末期COPD的研究也發現RANKL水平明顯升高，但OPG水平明顯下降。綜合上述研究，COPD骨質疏松患者RANKL水平及RANKL/OPG比值均表現升高，但OPG結果不一致。出現上述差異的原因可能與納入的COPD患者基礎肺功能不一致有關。

綜上所述，本研究表明COPD骨代謝以骨吸收增強為主，OPG/RANK/RANKL系統作為調節骨細胞分化及成熟的關鍵因子在其中起著重要作用，該系統失衡可能是COPD骨量丟失的機制之一。