40歲以上人群血清可溶性信號素4D與骨質疏松癥的相關性研究

梁胡貞

佛山市順德區倫教醫院檢驗科 528308

骨質疏松癥包括絕經后骨質疏松癥、老年骨質疏松癥和特發性骨質疏松癥［1］。絕經后骨質疏松癥一般發生在女性絕經后5～10 年內；老年骨質疏松癥一般指70 歲以后發生的骨質疏松；特發性骨質疏松癥主要發生在青少年，病因尚未明［2-3］。2009 年的調查顯示：我國 50 歲以上人群骨質疏松癥患病率女性為20.7%，男性為14.4%；60 歲以上人群骨質疏松癥患病率明顯增高［4］。因此早期的篩查與識別尤為重要，2020 年中華醫學會骨質疏松和骨礦鹽疾病學分會聯合中華預防醫學會健康傳播分會共同發布《“強健骨骼，遠離骨折”聯合提示》，聯合建議40 歲以上人群開始進行骨密度檢測。目前各指南均推薦將骨折風險篩查表、骨密度檢查、血清生化指標檢測等作為骨質疏松癥的檢查項目，但各項檢查側重點不同、檢查結果單一，因此發掘更多的更為便捷的、可早期預測骨質疏松癥及其相關骨折發生率、監測藥物有效性的指標對骨質疏松癥的診療具有重要意義。

信號素4D（semaphorin 4D，Sema4D）是Semaphorin 家族的跨膜同源二聚體150 kDa糖蛋白成員。Sema4D 首先在免疫細胞中被發現，并在免疫系統中得到了廣泛的研究［5］。Sema4D 在人類生物學中具有多種作用，包括調節腫瘤生長和轉移、血管生成、軸突引導、骨形成、組織再生［6］。血清Sema4D 已被用作骨質疏松癥的生化標志物，但迄今為止的研究結果相互矛盾，比如在絕經后女性中，骨質疏松癥患者的血清Sema4D 較高［7］。但在接受破骨細胞靶向藥物唑來膦酸或RANKL 單克隆抗體地諾單抗或骨合成藥物特立帕肽的骨質疏松女性的研究中，特立帕肽治療3 個月后血清Sema4D 降低，而地諾單抗和唑來膦酸治療后血清Sema4D水平卻升高［8］。血清Sema4D 與骨質疏松癥的相關性仍存在爭議，國內對血清Sema4D 與骨質疏松癥的相關性尚缺乏臨床研究證據。因此本研究旨在明確Sema4D 在原發性骨質疏松癥發病中的作用，分析血清Sema4D 與原發性骨質疏松癥的相關性。

對象與方法

1、研究對象

收集2021 年1 月至6 月佛山市順德區倫教醫院收治的住院患者174例。

2、納入及排除標準

2.1、納入標準 （1）年齡大于40歲；（2）性別不限，其中女性患者要求自然絕經時間超過1 年；（3）接受了骨密度檢查且臨床資料完整。

2.2、排除標準 （1）近期急性感染者；（2）嚴重肝、腎功能損害者；（3）患有影響骨骼代謝疾病者如甲狀腺功能紊亂、腎上腺疾病、甲狀旁腺疾病、類風濕等自身免疫性疾病、卵巢切除等；（4）患有骨髓相關疾病；（5）近1 年內運用過影響骨代謝的藥物（包括糖皮質激素、腎上腺和甲狀旁腺藥物、雙磷酸鹽制劑、維生素D、鈣劑、抗癲癇類藥等）；（6）繼發性骨質疏松癥。

3、研究方法

3.1、分組方法 將納入研究的174 例患者按照原發性骨質疏松癥診療指南［9］進行分類，首先將所有患者按照骨密度水平分為骨質疏松組（103 例）與非骨質疏松組（71 例）進行比較；進一步參照絕經后骨質疏松癥、男性骨質疏松癥、老年性骨質疏松癥的診斷標準將相應的患者進行歸類，將符合各種類型標準的患者按骨密度水平分為骨質疏松組與非骨質疏松組進行比較。

骨質疏松癥診斷標準參照世界衛生組織的推薦：骨密度（T 值）低于同性別、同種族健康成人的骨峰值1個標準差及以內屬骨量正常；降低1.0～2.5 個標準差為骨量低下（或低骨量）；降低≥2.5 個標準差為骨質疏松。骨密度用T 值（T-Score）表示。

3.2、觀察指標 （1）收集所有患者的年齡、性別等一般病例資料；（2）骨密度：采用 DXA 吸收測量儀（Lunar Prodigy，GE，USA）檢測腰椎骨密度；（3）Sema4D：采用酶聯免疫（IDS 公司，英國）試劑盒檢測血清Sema4D 水平；（4）1，25 二羥基維生素D［1，25（OH）2VD］：采用廣州菲康生物技術有限公司酶聯免疫試劑盒檢測血清維生素D 水平；（5）骨質疏松生化指標檢測：采用廣州菲康生物技術有限公司酶聯免疫試劑盒測定，包括總I 型膠原氨基端前肽（PINP）、β-膠原降解產物（β-CTX）、骨鈣素。

4、統計學方法

運用SPSS 20.0 進行統計分析，對數據進行正態性檢驗，符合正態分布的計量資料采用（）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料以例（%）表示，采用χ2檢驗。P<0.05表示差異有統計學意義。

結 果

1、所有患者臨床觀察指標比較

對骨質疏松組與非骨質疏松組患者的年齡、骨密度、Sema4D、1，25（OH）2VD、PINP、β-CTX、骨鈣素水平進行比較。結果表明：骨質疏松組患者的年齡、β-CTX、骨鈣素顯著高于非骨質疏松組，而1，25（OH）2VD、骨密度則低于非骨質疏松組，差異均有統計學意義（均P<0.05），而兩組間Sema4D、PINP 比較，差異均無統計學意義（均P>0.05）。見表1。

表1 骨質疏松組與非骨質疏松組患者的臨床觀察指標比較（）

表1 骨質疏松組與非骨質疏松組患者的臨床觀察指標比較（）

注：Sema4D為信號素4D，1，25（OH）2VD為1，25二羥基維生素D，PINP為總I型膠原氨基端前肽，β-CTX為β-膠原降解產物

組別骨質疏松組非骨質疏松組t值P值骨鈣素（μg/L）9.756±0.904 9.290±1.425 2.638 0.009例數103 71年齡（歲）74.058±10.179 58.296±12.052 9.307<0.001骨密度（T值）-3.748±1.208-1.596±0.725-13.434<0.001 Sema4D（pmol/L）301.885±57.466 302.573±59.395-0.044 0.965 1，25（OH）2VD（nmol/L）64.348±13.310 71.014±23.960 2.348 0.020 PINP（μg/L）54.300±3.541 52.744±13.056 1.151 0.251 β-CTX（μg/L）0.459±0.042 0.339±0.026 24.403<0.001

2、絕經后女性患者（<70歲）臨床觀察指標比較

將70 例絕經后女性患者按骨密度分為骨質疏松組（30 例）與非骨質疏松組（40 例）。結果發現：絕經后女性骨質疏松組患者的年齡、PINP、β-CTX、骨鈣素顯著高于非骨質疏松組，而骨密度則低于非骨質疏松組，差異均有統計學意義（均P<0.05），而兩組患者Sema4D、1，25（OH）2VD 比較，差異均無統計學意義（均P>0.05）。見表2。

表2 絕經后女性（<70歲）骨質疏松組與非骨質疏松組患者的臨床觀察指標比較（）

表2 絕經后女性（<70歲）骨質疏松組與非骨質疏松組患者的臨床觀察指標比較（）

注：Sema4D為信號素4D，1，25（OH）2VD為1，25二羥基維生素D，PINP為總I型膠原氨基端前肽，β-CTX為β-膠原降解產物

組別骨質疏松組非骨質疏松組t值P值骨鈣素（μg/L）10.392±0.874 7.852±0.811 12.543<0.001例數30 40年齡（歲）63.567±6.123 56.275±10.427 3.411 0.001骨密度（T值）-3.252±0.807-1.624±0.742-8.746<0.001 Sema4D（pmol/L）298.785±71.000 320.077±123.154-0.848 0.400 1，25（OH）2VD（nmol/L）62.333±14.173 66.195±12.758 1.177 0.243 PINP（μg/L）64.490±6.952 54.090±4.772 7.421<0.001 β-CTX（μg/L）0.544±0.100 0.324±0.035 12.924<0.001

3、男性患者臨床觀察指標比較

將45 例男性患者按照骨密度分為骨質疏松組（24 例）與非骨質疏松組（21 例）。結果表明：骨質疏松組患者的年齡、β-CTX 顯著高于非骨質疏松組，而骨密度、1，25（OH）2VD、PINP 則低于非骨質疏松組，差異均有統計學意義（均P<0.05），而Sema4D、骨鈣素之間差異均無統計學意義（均P>0.05）。見表3。

表3 男性骨質疏松組與非骨質疏松組患者的臨床觀察指標比較（）

表3 男性骨質疏松組與非骨質疏松組患者的臨床觀察指標比較（）

注：Sema4D為信號素4D，1，25（OH）2VD為1，25二羥基維生素D，PINP為總I型膠原氨基端前肽，β-CTX為β-膠原降解產物

組別骨質疏松組非骨質疏松組t值P值骨鈣素（μg/L）10.137±3.225 12.206±4.447 1.802 0.079例數24 21年齡（歲）74.292±9.323 53.238±8.282 7.958<0.001骨密度（T值）-3.415±0.698-1.281±0.700-10.211<0.001 Sema4D（pmol/L）283.000±88.762 290.433±84.054-0.287 0.775 1，25（OH）2VD（nmol/L）66.970±13.009 83.514±8.196 5.018<0.001 PINP（μg/L）42.270±4.548 53.070±16.923 3.009 0.004 β-CTX（μg/L）0.418±0.091 0.354±0.054 2.816 0.007

4、老年患者（>70歲）臨床觀察指標比較

將83 例老年患者（>70 歲）按照骨密度分為骨質疏松組（70 例）與非骨質疏松組（13 例）。結果表明：骨質疏松組的PINP、β-CTX、骨鈣素顯著高于非骨質疏松組，骨密度則低于非骨質疏松組，差異均有統計學意義（均P<0.05），而年齡、Sema4D、1，25（OH）2VD 在兩組間差異均無統計學意義（均P>0.05）。見表4。

表4 兩組老年（>70歲）患者的臨床觀察指標比較（）

表4 兩組老年（>70歲）患者的臨床觀察指標比較（）

注：Sema4D為信號素4D，1，25（OH）2VD為1，25二羥基維生素D，PINP為總I型膠原氨基端前肽，β-CTX為β-膠原降解產物

組別骨質疏松組非骨質疏松組t值P值骨鈣素（μg/L）9.802±1.260 7.870±1.922 4.641<0.001例數70 13年齡（歲）79.243±7.051 76.615±6.036 1.259 0.212骨密度（T值）-4.006±1.288-2.118±0.213-5.246<0.001 Sema4D（pmol/L）298.985±105.338 257.785±83.863 1.332 0.187 1，25（OH）2VD（nmol/L）68.014±11.295 71.631±20.409 0.522 0.603 PINP（μg/L）51.021±14.196 42.965±5.876 2.006 0.048 β-CTX（μg/L）0.433±0.044 0.380±0.067 3.648<0.001

討 論

Sema4D 的結晶及其結構引發了對Sema4D 同二聚體和αVβ3 整合素異二聚體之間同源性的認識，這是Sema4D 在骨生物學中作用的第 1 個啟示［10］。αVβ3 整合素是一種破骨細胞調節劑，αVβ3整合素基因敲除小鼠會隨著年齡的增長而逐漸發生骨硬化，主要是由于破骨細胞功能失調無法正確極化并出現異常皺褶膜［11］。2項研究都報道了Sema4D基因敲除動物的骨量增加以及Sema4D 在破骨細胞中的表達［12-13］。Sema4D 及其受體 plexin-B1 都是參與骨代謝的重要成員。研究發現破骨細胞上表達的Sema4D 具有抑制骨形成作用，從而參與骨質疏松癥或骨硬化的發生［14］。研究觀察了眾多破骨細胞和成骨細胞的表達分子，包括ephrin、netrin、semaphorin 和slot基因家族的成員，發現只有Sema4D在RANKL 激活的破骨細胞中高表達。該研究利用可溶性Fc受體Sema4D融合蛋白評估Sema4D細胞外結構域對成骨細胞的影響，發現Fc-Sema4D 抑制成骨細胞分化標志物堿性磷酸酶和骨鈣素，以及培養物中礦化結節的形成，但沒有改變成骨細胞增殖［13］。Negishi-Koga 等［13］認為，表達于破骨細胞上的Sema4D 結合于成骨細胞上的plexin-B1，抑制胰島素樣生長因子信號通路及調節成骨細胞的遷移，從而抑制骨形成。Sema4D 及Plexin-B1 基因敲除小鼠都表現出骨形成過度而發生的骨硬化現象。在絕經后骨質疏松癥動物模型中，采用Sema4D特異性抗體干預可防止骨量丟失。

本研究主要觀察血清Sema4D 水平與骨質疏松癥的相關性，并對骨質疏松癥進行了分層比較，分析Sema4D 與絕經后骨質疏松癥、男性骨質疏松癥、老年骨質疏松癥的相關性。原發性骨質疏松癥是與增齡相關的一種代謝性骨病，本研究發現絕經后骨質疏松組、男性骨質疏松組、老年骨質疏松組患者的年齡均高于相應的非骨質疏松組，這與國內外眾多的研究結果相一致［15-16］，表明增齡是骨質疏松癥患者骨量降低的重要因素。在骨組織中，1，25（OH）2VD 直接作用于骨的礦物質代謝，促進骨基質形成及類骨質礦化。血清 1，25（OH）2VD 是反映機體維生素D 代謝最好、最重要的指標，臨床上一般通過監測血清1，25（OH）2VD 的含量來反映血液維生素D3 的水平［17］。本研究發現原發性骨質疏松組及男性骨質疏松癥組患者的1，25（OH）2VD 水平顯著低于非骨質疏松組，說明骨質疏松癥患者的骨基質形成水平較差。國際骨質疏松基金會（IOF）和國際臨床化學聯合會建議將血清β-CTX（骨吸收標志物）和PINP（骨形成標志物）作為評估骨代謝的生化指標［18］。血清PINP 主要起源于骨骼，其晝夜節律變化較小，主要反映骨形成的水平。β-CTX是Ⅰ型膠原蛋白的分解產物，主要反映骨吸收水平。N-MID 是骨基質礦化的必需物質，也是反映骨形成的水平［17］。本研究發現原發性骨質疏松組及男性骨質疏松組患者血清β-CTX 水平均高于相應的非骨質疏松組，說明骨質疏松患者的破骨細胞活性增強，骨吸收狀態活躍。而絕經后女性骨質疏松組患者及老年骨質疏松組患者的血清PINP、β-CTX、N-MID 水平均高于相應的非骨質疏松組，這與女性絕經后及老年女性（本研究納入的老年患者以女性為主）骨轉換率高的骨代謝狀態有關［19］。

既往有研究對絕經后骨質疏松癥患者血清Sema4D 水平與腰椎骨密度和骨轉換標志物的關系進行了分析，發現與健康對照組相比，女性骨質疏松癥患者的Sema4D 水平顯著升高，Sema4D 水平與血清 TRACP-5b、NTX 水平呈正相關，與腰椎骨密度、血清BAP、BGP 水平呈負相關［7］。本研究未發現血清Sema4D 水平與原發性骨質疏松癥的相關性，血清Sema4D 水平在所有類別的骨質疏松癥患者與非骨質疏松癥患者中均未見明顯差異，考慮骨質疏松癥患者的病程相對較長，雖然在分析時盡量控制了一些混雜因素，但可能存在部分混雜因素仍未被調整。并且對研究對象進行分層后樣本量有限，可能是樣本量、不同病程、不同的檢測時間造成了陰性結果。

總之，本研究發現血清Sema4D 水平與原發性骨質疏松癥無明顯的相關性，對原發性骨質疏松癥進行進一步的分層分析也未發現血清Sema4D 水平與骨質疏松癥的相關性，今后可考慮擴大樣本量，同時在納入病例時對相關因素進行控制，盡可能減少混雜因素的影響，以期更為客觀地反映Sema4D水平與原發性骨質疏松癥的關系。

利益沖突 作者聲明不存在利益沖突