骨質疏松癥患者血清H2S的變化及臨床意義

譚波，胡豇，盧冰，袁加斌，魏丹，朱宗東，廖鋒，唐孝明

骨質疏松癥是以骨量減少、骨密度下降為主要特征的骨科常見病，該病可導致患者骨脆性增加，骨折風險明顯升高［1］。骨質疏松癥分為原發性和繼發性，前者主要分為絕經后骨質疏松、老年性骨質疏松及特發性骨質疏松；后者多由于糖尿病、甲狀腺功能亢進等疾病引發骨代謝紊亂導致［2］。目前全世界約有2 億人患有骨質疏松癥，早期診斷和治療對于改善患者骨代謝、降低骨折發生率有重要意義［3］。硫化氫（H2S）是體內普遍存在的氣體信號分子，廣泛分布于機體的各個器官和組織中，既往多被認為是一種毒性分子。隨著研究的深入，學者發現其對心血管系統、神經系統、內分泌系統均有調節作用［4］。動物研究發現，外源性的H2S 對于雌激素減少導致的骨質疏松癥具有潛在治療效果［5-6］。但目前有關骨質疏松癥人群血清H2S 變化的研究十分有限，兩者關系尚未完全闡明。基于此，本研究通過檢測骨質疏松癥患者H2S 的變化，并分析其與骨代謝標志物的關系，為該類患者的診斷和治療提供依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2018 年7 月—2020 年7 月四川省人民醫院收治的骨質疏松癥患者（骨質疏松組）128 例，男54例，女74例，年齡48～76歲，平均（54.6±9.8）歲。病例符合《原發性骨質疏松癥診治指南（2017 年）》的診斷標準。另選取同期因腰背部疼痛來我院就診，排除骨質疏松的患者（對照組）110 例，男49 例，女61 例，年齡50～74 歲，平均（53.8±11.2）歲。本研究經過我院倫理委員會批準。

1.2 骨密度檢測 采用美國Lunar公司DPX-NP雙能X線骨密度儀檢測腰椎（L1～4）和雙側股骨頸骨密度，儀器自動生成數值。

1.3 骨質疏松風險篩查 采用亞洲人骨質疏松自我篩查工具（OSTA）對骨質疏松發病風險進行評估，OSTA指數=［體質量（kg）-年齡（歲）］×0.2，OSTA 指數＞-1 為低風險，-4～-1 為中風險，＜-4為高風險。

1.4 臨床生化指標及骨代謝標志物檢測 所有患者入院后采集空腹靜脈血5 mL，1 500 r/min 離心5 min 分離血清。檢測血清堿性磷酸酶（ALP）、骨鈣素、骨特異性堿性磷酸酶（BALP）、血磷、血鈣、甲狀旁腺素（iPTH）、Ⅰ型原膠原N-端前肽（P1NP）、Ⅰ型膠原C-末端肽交聯（P1CP）、I 型膠原羧基端肽β特殊序列（β-CTX）等骨代謝標志物。

1.5 血清H2S水平檢測 采用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）檢測血清H2S 水平，試劑盒購自上海研生生化試劑有限公司。試劑盒平衡至室溫后，分別加入待測樣本與對照樣本50 μL（待測樣本10 μL+樣品稀釋液40 μL）于37 ℃孵育30 min，加入辣根過氧化物酶標記的IgG二抗，37 ℃孵育30 min；加入顯色液，室溫孵育15 min，終止液終止反應。酶標儀檢測每孔樣品450 nm 處的光密度值。根據標準曲線計算血清H2S濃度。

1.6 統計學方法 采用SPSS 23.0軟件分析數據。正態分布的計量資料用均數±標準差（±s）表示，組間比較采用2 獨立樣本t檢驗，計數資料用例表示，組間比較采用χ2檢驗。采用Pearson相關分析H2S與骨代謝標志物的相關性。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2 組患者一般資料比較 2 組患者年齡、性別、體質量指數（BMI）、血鈣和血磷濃度比較差異無統計學意義（均P＞0.05），與對照組相比，骨質疏松組腰椎骨密度、股骨頸骨密度、OSTA 指數和血清H2S濃度下降（P＜0.05），見表1。

2.2 2組患者骨轉化標志物水平變化比較 與對照組相比，骨質疏松組血清ALP、BALP、骨鈣素、P1NP、P1CP、iPTH水平下降，β-CTX水平升高，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

2.3 骨質疏松組患者代謝指標與H2S 的相關性分析 結果顯示，骨質疏松組血清ALP、BALP、血清骨鈣素、P1NP、P1CP、iPTH 與H2S 呈正相關（r分別為0.192、0.345、0.247、0.349、0.471、0.135），β-CTX 與H2S 呈負相關（r=-0.647），差異均有統計學意義（P＜0.05）。

Tab.1 Comparison of general information between the two groups表1 2組患者基本資料比較

Tab.2 Comparison of bone metabolic markers between the two groups表2 2組患者骨代謝標志物水平變化比較

3 討論

骨質疏松癥因其高患病率特點已成為中老年骨痛和骨折的主要原因［7］。目前治療骨丟失的常見藥物有鈣劑、二膦酸鹽、雌激素、選擇性的雌激素受體激動劑等。近年來研究發現，H2S 在骨代謝以及骨質疏松癥、骨關節炎等疾病中也有著重要的調控作用，可能成為治療骨質疏松癥的新靶點［8-9］。

內源性的H2S主要由胱硫氨酸-β-合酶（CBS）、胱硫氨酸-γ-裂解酶（CSE）和3-巰基丙酮酸硫轉移酶（3-MST）在硫轉化過程中產生。CBS主要表達于骨髓間充質干細胞、神經系統、回腸、腎臟以及胰島等，CSE 則主要表達于心臟、血管內皮細胞、腎臟和血管平滑肌［10-11］，因此，內源性H2S的代謝異常與老年癡呆癥、高血壓、動脈粥樣硬化等疾病有關。目前有關H2S與骨質疏松癥關系的研究多在細胞水平和動物研究階段，少有臨床研究結果。王兵等［12］發現，長期的有氧運動可增加大鼠骨組織中內源性H2S的生成，有助于減輕去卵巢大鼠的骨質丟失。此外，H2S 的生成減少還可抑制基質細胞的成骨分化［13］。另有研究發現，H2S可以保護MC3T3-E1成骨細胞免受過氧化氫（H2O2）誘導的氧化損傷，減少H2O2引起的細胞凋亡，同時H2S 可提高骨鈣素和膠原蛋白的表達，促進骨合成［14］。Ma等［10］發現外源性H2S可以通過激活磷脂酰肌醇-3 激酶（PI3K）/蘇氨酸激酶（AKT）/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路下調自噬來促進破骨細胞生成。本研究發現，骨質疏松組患者血清H2S 的水平較對照組明顯下降，提示骨質疏松癥患者機體存在H2S 的代謝異常。郝彥明等［15］認為血清H2S水平的下降可能與髖部骨密度降低有關，是髖部骨密度下降的獨立危險因素，但與腰椎骨密度無明顯相關性。其進一步研究發現，骨質減少和骨質疏松癥患者血清H2S水平較健康對照升高［16］。本研究結果與上述研究結果不一致，可能與該研究納入的骨量減少和骨質疏松癥患者較少（分別為16例和9例）有關，結合既往細胞及動物實驗結果，筆者認為骨質疏松患者血清H2S 水平呈下降趨勢。

骨代謝標志物反映了骨組織分解與合成，分為骨形成標志物和骨吸收標志物。前者包括ALP、BALP、骨鈣素、P1NP 等，后者則包括吡啶啉（Pyr）、β-CTX 等［17］。本研究發現，骨質疏松癥患者血清H2S 及骨形成標志物水平明顯下降，骨吸收標志物明顯升高，且H2S 與ALP、BALP、骨鈣素、P1NP、P1CP、iPTH 呈正相關，與β-CTX 呈負相關，提示內源性H2S 的減少與骨質疏松癥患者的骨代謝障礙有關。

目前尚無特異的H2S補充劑，雖然在開發H2S供體方面取得了一些進展，但在生物系統中特定位置可視化及可控釋放H2S仍然是一項挑戰。主要應用的H2S供體包括NaHS和GYY4137，兩者在抗骨質疏松方面也取得了一定進展。Li 等［18］發現NaHS 可以減輕地塞米松引起的系統性骨量障礙和成骨細胞功能障礙。GYY4137能通過激活Wnt信號來緩解地塞米松對骨形成的抑制作用［19］。下一步，本課題組將從H2S調節腸道鈣磷吸收改善骨質疏松癥的方向入手，探索H2S改善骨質疏松癥的具體機制。

綜上所述，骨質疏松癥患者血清H2S 水平出現明顯下降，檢測H2S 有助于評估患者骨代謝的平衡狀態。