非創傷性股骨頭壞死血清網膜素-1的表達及臨床意義

李國鵬， 紀灃軒， 郭文超， 張維民， 賈慶運， 韋標方

(1.濰坊醫學院臨床醫學院， 山東 濰坊 2610002.山東省臨沂市人民醫院， 山東 臨沂 2760003.錦州醫科大學臨床醫學院， 遼寧 錦州 1210004.濱州醫學院第二臨床醫學院， 山東 煙臺 264000)

非創傷性股骨頭壞死(non-traumatic osteonecrosis of femoral head,NONFH)是以股骨頭血供受損引起骨細胞死亡，骨小梁強度下降，關節面塌陷，最終導致髖關節功能障礙為特點的骨科疑難疾病[1]。目前，臨床主要根據臨床表現、影像學檢查來診斷NONFH，但NONFH的早期臨床表現缺乏特異性，X線出現明顯改變時疾病已達中晚期，錯過保髖治療的最佳時機。近年研究顯示，血清生物標志物在NONFH早期診斷中可能發揮作用[2]，網膜素-1(Omentin-1)是最近發現的新型脂肪細胞因子，其對成骨細胞增殖與分化具有促進作用，是脂骨代謝的重要調節因子[3]。網膜素-1參與多種疾病的發生發展[4]，但在NONFH中鮮有報道，本研究的目的是研究血清網膜素-1水平與NONFH的相關性，為NONFH尋找潛在的生物標志物。

1 資料與方法

1.1一般資料

1.1.1患者組:納入2021年7月至12月在臨沂市人民醫院股骨頭專科住院治療的NONFH患者共86例。納入標準：①符合《成人股骨頭壞死臨床診療指南》(2020年)。②致病原因為激素性、酒精性和特發性3類，所有患者為單因素致病。激素性為患者有長期每日激素攝入量超過16mg病史，或有大劑量激素沖擊治療超過1周病史；酒精性為有持續飲酒史(5年以上，平均每天飲酒量為100mL以上)；特發性為排除酒精性、激素性、髖部外傷史、鐮狀細胞病史、潛水病史等，無明顯致病誘因者；③年齡18～65歲。排除標準：①排除有癌癥、肝腎功能不全、凝血功能異常、嚴重心腦血管疾病等慢性疾病者；②排除正在進行激素治療者；③排除伴發明顯骨質疏松、膝關節炎或其他大關節疾病者；④體重指數≥28kg/m2的患者。

1.1.2健康人組:選取同時期在本院健康體檢中心體檢，且年齡、性別相匹配的健康人82例作為健康人組，排除近3個月使用過影響骨代謝藥物者(如激素、降脂藥物等)，排除體重指數≥24kg/m2者。所有患者和健康人均給予書面知情同意。本次研究得到了臨沂市人民醫院倫理委員會的批準。

1.2檢測方法:①樣本采集：試驗組及對照組均于晨起空腹用不含肝素的真空采血管抽取外周靜脈血約5mL，3000r/min速度離心10min后分離血清。將上清液放置于-80℃冰箱保存備用。②血清指標檢測：使用酶聯免疫吸附測定(ELISA)試劑盒(武漢華美)測試血清網膜素-1水平，試劑盒均批內差<8%，批內差<10%。檢測過程嚴格按試劑盒說明書進行操作；采用瑞士羅氏公司生產的cobas8000型全自動生化分析儀測定其總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)水平。

1.3觀察指標:記錄患者組及健康人組一般信息，包括性別、年齡、身高、體重、體重指數(body mass index,BMI)。記錄患者發病原因、側別。采用疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale,VAS)和Harris評分來評價髖關節疼痛及功能情況。行影像學檢查，確定是否發生塌陷及ARCO分期，雙側NONFH患者ARCO分期取嚴重側分級，ARCO分期Ⅲ期及以上為股骨頭塌陷病例。

2 結 果

2.1患者組與正常人組一般資料比較:患者組與健康人組一般資料與比較見表1。兩組性別、年齡、體重指數(BMI)差異均無統計學意義(P>0.05)。與健康人組相比，患者組血清網膜素-1水平顯著降低(P<0.05)，差異有統計學意義(圖1A)。患者組血清TG、TC水平均高于健康人組(P<0.05),血清HDL水平低于健康人組(P<0.05),兩組血清LDL水平比較無統計學意義(P>0.05)。

表1 患者組與健康人組一般資料比較

2.2NONFH患者不同亞型分組血清網膜素-1比較:NONFH患者不同亞型分組血清網膜素-1比較見表2。不同病因亞組間網膜素-1水平差異無統計學意義(P>0.05)(圖1B)。股骨頭塌陷后患者血清網膜素-1水平顯著低于塌陷期前患者(P<0.05)(圖1E),雙側累及患者血清網膜素-1水平低于單側發病，但差異并沒有統計學意義(P>0.05)(圖1D),不同ARCO分期的非創傷性股骨頭壞死患者的血清網膜素-1水平有顯著差異，Ⅳ期患者水平顯著低于Ⅲ期和Ⅱ期患者(P<0.05)(圖1C)。

表2 82例NONFH患者不同亞型分組血清檢測結果與比較

圖1 NONFH患者不同亞型分組血清網膜素-1比較

圖1A健康組與壞死組血清網膜素-1濃度比較;圖1B不同病因股骨頭壞死患者血清網膜素-1濃度比較;圖1C不同ARCO分期股骨頭壞死患者血清網膜素-1濃度比較;圖1D 單雙側股骨頭壞死患者血清網膜素-1濃度比較圖1E 塌陷前后股骨頭壞死患者血清網膜素-1濃度比較

2.3血清網膜素-1水平與疾病嚴重程度及血脂水平的關系:NONFH血清網膜素-1水平與NONFH臨床指標相關性見圖2。血清網膜素-1水平與ARCO分期呈負相關(r=-0.433,P<0.01)(圖2A)。血清網膜素-1水平與視覺模擬評分(VAS)呈負相關(r=-0.372,P<0.01)(圖2B)，與Harris評分呈負相關(r=0.305,P<0.01)(圖2C)。血清網膜素-1水平與TC(r=-0.311,P<0.01)(圖2D)、TG(r=-0.316,P<0.01)(圖2E)水平呈負相關，與HDL水平呈正相關(r=0.433,P<0.01)(圖2F)。

2.4ROC曲線分析:我們進一步進行了ROC曲線分析，以探討血清網膜素-1水平對非創傷性股骨頭壞死的診斷價值以及對股骨頭塌陷的預測價值。血清網膜素-1水平診斷股骨頭壞死的曲線下面積(area under curve,AUC)為0.755(95%CI 0.681～0.830，P<0.01)，最佳臨界值為39.06ng/mL，敏感性為71.4，特異性為72.0；(圖3A)，預測塌陷的AUC為0.754(95%CI 0.634～0.875，P<0.01)，最佳臨界值為36.74ng/mL，敏感性為68.1，特異性為75.0；(P<0.01)(圖3B)。這表明，血清網膜素-1水平可能成為NONFH病情評估的潛在生物標記物。

圖2 ONFH血清網膜素-1水平與NONFH臨床指標相關性分析

圖2A 血清網膜素-1濃度與ARCO分期相關性;圖2B 血清網膜素-1濃度與VAS評分相關性;圖2C血清網膜素-1濃度與Harris評分相關性;圖2D血清網膜素-1濃度與TC相關性圖2E血清網膜素-1濃度與TG相關性圖2F血清網膜素-1濃度與HDL相關性

圖3 ROC曲線

圖3A 網膜素-1濃度診斷NONFH的ROC曲線,圖3B 網膜素-1濃度診斷塌陷的ROC曲線

3 討 論

NONFH的發病機制復雜，目前尚未完全了解，可能的機制有骨細胞凋亡、血管內凝血、骨內壓增高、脂肪代謝障礙、脂肪栓塞。目前越來越多研究關注脂質代謝異常在NONFH發病中的作用，有研究發現糖皮質激素通過刺激過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(PPAR-γ)和抑制Runt相關轉錄因子2(Runx2)來促進骨髓間充質干細胞分化為成熟脂肪細胞，并且糖皮質激素和酒精還能夠通過增加骨髓脂肪細胞的脂質合成來誘導脂肪細胞肥大[5]。脂肪細胞增生肥大導致骨內高壓，血管閉塞、血栓形成，進而導致NONFH。在我們的研究中，患者組血清TG、TC水平均高于健康人組,血清HDL水平低于健康人組，這提示NONFH可能與血脂代謝異常有關。脂肪因子是一種由脂肪組織分泌的生物活性因子，其不僅在調節血脂、胰島素分泌中起到關鍵作用，還可通過調節炎癥過程、細胞凋亡、基質重塑和成骨/破骨分化進而調節和影響骨代謝活動。有研究發現在NONFH患者的股骨頭組織中的成骨細胞、破骨細胞及骨髓基質干細胞的表面存在脂肪因子受體[6]，因此我們猜測骨髓中積聚的脂肪細胞分泌的脂肪因子可調節股骨頭內脂質代謝和骨代謝，從而在NONFH的發生發展中起到重要作用。

網膜素-1是最近發現的一種脂肪細胞因子，在循環中含量豐富，網膜素-1不但在脂質代謝中發揮重要作用，而且是骨代謝的重要調節因子。Xie H等[7]發現網膜素-1能夠通過PI3K/Akt信號通路刺激人成骨細胞增殖，同時網膜素-1能通過刺激骨保護素表達，下調RANKL/骨保護素比率來減少破骨細胞的形成，改善骨丟失。王俊江等[8]在一項研究中發現老年骨質疏松患者血清網膜素-1水平顯著降低，并且與骨密度呈正相關。Li ZG等[9]發現膝骨關節炎患者滑液網膜素-1濃度與病情嚴重程度呈負相關，他認為網膜素-1可能作為反映骨性關節炎癥狀嚴重程度的潛在生物標志物。

我們的研究發現與健康人組相比，NONFH患者的血清網膜素-1水平顯著降低，不同病因之間沒有差異。血清網膜素-1水平與ACRO分期呈正相關，且塌陷后明顯升高。在NONFH的病程中，塌陷是一個重要的病理改變，股骨頭塌陷后軟骨破壞加重，出現關節積液和滑膜炎癥[10]。有研究表明網膜素-1能夠抑制軟骨細胞中由促炎細胞因子白細胞介素1b(IL-1b)誘導的基質金屬蛋白酶(MMPs)表達，從而減少軟骨降解[11]。我們認為塌陷后血清網膜素-1濃度的明顯降低與塌陷后軟骨退變有一定關聯。相關性研究發現血清網膜素-1水平與VAS評分呈正相關，與Harris評分呈負相關。先前有研究發現在慢性疼痛性顳下頜關節紊亂患者中，循環網膜素-1水平與疼痛發生幾率呈負相關[12]，這與我們的結果一致，提示關節疼痛可能與低水平網膜素-1相關。我們最后檢測了血清網膜素-1水平與血脂水平之間的相關性，發現血清網膜素-1水平與血清TC、TG水平呈負相關，與HDL水平呈正相關，這提示了血清網膜素水平的下降可能與血脂代謝異常有關。所有這些發現表明，網膜素-1可能在保護股骨頭及軟骨中發揮重要作用，并能夠反映NONFH疾病嚴重程度。進一步的ROC曲線分析表明，血清網膜素-1水平可作為NONFH潛在的診斷以及塌陷預測生物標志物。

綜上所述，網膜素-1水平減少可能在NONFH的發生發展過程中具有重要意義。NONFH患者血清網膜素-1表達水平降低，且其表達水平與病情嚴重程度和股骨頭塌陷水平有關，血清網膜素-1可作為NONFH早期診斷及病情監控的生化標志物。