类风湿性关节炎并发骨质疏松患者骨密度、骨代谢指标与血清IL-17、MMP-9水平的关系

刘海

类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种临床常见的慢性、全身性自身免疫性疾病，该病好发于60岁以上老年人及绝经后的女性，以侵蚀关节软骨、骨组织为特征，最终导致关节软骨、骨组织结构破坏和功能障碍，致残率高。患者早期即可出现全身性骨质疏松，这是继发性骨质疏松的重要原因［1］。骨质疏松可破坏骨微细结构，同时造成骨量降低及骨脆性增加，这极大增加了患者骨折发生率，但RA并发骨质疏松的可能机制尚不明确。研究显示炎症、骨代谢失衡在RA并发骨质疏松过程中发挥重要作用［2，3］。本研究旨在观察RA患者并发骨质疏松情况及患者骨密度、骨代谢指标、炎性因子的变化，进一步分析骨密度与骨代谢指标、炎性因子的相关性，探讨RA并发骨质疏松的潜在机制，从而为疾病的早期预防提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2013年1月至2015年1月我院骨科收治的RA患者90例，均符合1987年美国风湿病学会(ACR)制定的RA诊断标准。90例患者中男23例，女67例;年龄24～73岁，平均年龄(51±5)岁;病程2～19年，平均(7.1±2.4)年。所有患者均表现为不同程度的关节肿胀、压痛、晨僵、畸形及功能障碍。排除标准:(1)急慢性感染者;(2)恶性肿瘤患者;(3)原发性骨质疏松患者;(4)合并严重心脑血管疾病及肝肾疾病患者;(5)妊娠或哺乳期女性;(6)近期服用过糖皮质激素或其他可能影响骨代谢的药物者。

1.2 观察指标及检测方法

1.2.1 体重指数(BMI):(kg/m2)=体重/身高2。

1.2.2 血清骨钙素(BGP)、甲状旁腺激素(PTH)、骨碱性磷酸酶(BALP)、Ⅰ型胶原联蛋白羧基末端肽(CTX-Ⅰ)、IL-17、MMP-9、CRP水平:抽取患者清晨空腹静脉血10 ml，1 000 r/min离心10 min，取上清，-80℃冻存。采用放射免疫法测定BGP、PTH水平。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定BALP、CTX-Ⅰ、IL-17、MMP-9水平。采用透射比浊法测定CRP水平。试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司，严格按照试剂盒说明书操作。

1.2.3 骨密度(BMD):选用美国GE公司生产的双能X线骨密度检测仪测量患者腰椎 L1-L4、股骨颈、Ward’s三角区BMD。骨质疏松诊断标准以1994年世界卫生组织(WHO)制定的骨质疏松诊断标准。每个工作日均通过人体椎体模块进行仪器自检，保证Area测量变异系数(CV)控制在0.52%以内，BMD测量CV控制在0.40%以内。BMD检测结果表现为绝对值(g/cm2)和T值(即参考均值的标准差)两种形式:与≥18岁的同性别、同种族健康人比较，患者腰椎L1～L4、股骨颈、Ward’s三角区T值≥-1.0为骨量正常;其中任何一个部位T值在-2.5～-1.0为骨量减少;T值≤-2.5为骨质疏松。

1.3 统计学分析 应用SPSS 10.0统计软件，计量资料以±s表示，采用t检验，计数资料采用χ2检验，相关性采用Sperman相关分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 骨质疏松发生情况 90例RA患者中，并发骨质疏松17例，并发骨量减少43例，其余30例骨量正常，骨质疏松和骨量减少发生率分别为18.89%(17/90)、47.78%(43/90)。

2.2 3组患者一般资料比较 3组BMI逐渐降低，ESR、CRP水平逐渐升高，差异均有统计学意义(P＜0.05)。见表1。

表1 3组患者一般资料比较 ±s

表1 3组患者一般资料比较 ±s

注:与骨量正常组比较，*P＜0.05;与骨量减少组比较，#P＜0.05

组别 BMI(kg/m2) ESR(mm/h) CRP(mg/L)骨量正常组(n=30)28.04±4.38 11.43±2.42 7.12±1.12骨量减少组(n=43) 24.16±4.01* 20.23±3.15* 11.45±1.78*骨质疏松组(n=17) 19.77±3.22*# 34.11±5.26*# 19.33±3.22*#

2.3 3组患者BMD比较 3组腰椎L1～L4、股骨颈、Ward’s三角区BMD逐渐降低，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

表2 3组患者BMD比较 g/cm2，±s

表2 3组患者BMD比较 g/cm2，±s

注:与骨量正常组比较，*P＜0.05;与骨量减少组比较，#P＜0.05

组别 腰椎 股骨颈 Ward’s 三角区骨量正常组(n=30)1.12±0.06 0.98±0.12 0.92±0.11骨量减少组(n=43) 0.89±0.11* 0.75±0.10* 0.70±0.08*骨质疏松组(n=17) 0.65±0.09*#0.59±0.09*# 0.56±0.06*#

2.4 3组血清BGP、PTH、CTX-Ⅰ、BALP水平比较 3组血清BGP、PTH水平逐渐降低，CTX-Ⅰ、BALP水平逐渐升高，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表3。

表3 3组血清BGP、PTH、CTX-Ⅰ、BALP水平比较 ±s

表3 3组血清BGP、PTH、CTX-Ⅰ、BALP水平比较 ±s

注:与骨量正常组比较，*P＜0.05;与骨量减少组比较，#P＜0.05

组别 BGP(ng/dl) PTH(ng/L) CTX-Ⅰ(μg/L) BALP(U/L)骨量正常组(n=30)6.62±0.99 69.27±10.12 0.46±0.07 20.23±3.52骨量减少组(n=43) 5.71±0.85* 61.33±9.47* 0.58±0.09* 26.42±3.87*骨质疏松组(n=17) 4.38±0.63*#50.18±8.25*# 0.71±0.11*# 32.54±4.26*#

2.5 3组血清IL-17、MMP-9水平比较 3组血清IL-17、MMP-9水平逐渐升高，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表4。

表4 3组血清IL-17、MMP-9水平比较 ±s

表4 3组血清IL-17、MMP-9水平比较 ±s

注:与骨量正常组比较，*P＜0.05;与骨量减少组比较，#P＜0.05

组别 IL-17(pg/ml) MMP-9(μg/L)骨量正常组(n=30)4.18±1.04 31.56±5.11骨量减少组(n=43) 15.28±2.52* 63.29±8.17*骨质疏松组(n=17) 26.37±4.33*# 89.37±10.61*#

2.6 Sperman相关分析 腰椎L1～L4、股骨颈、Ward’s三角区 BMD与 BMI、BGP、PTH水平呈正相关(r腰椎L1～L4值分别为0.411、0.423、0.389，r股骨颈值分别为0.399、0.358、0.521，rWard’s三角区值分别为0.432、0.453、0.501，P＜0.05)，与ESR、CRP、CTX-Ⅰ、BALP、IL-17、MMP-9水平呈负相关(r腰椎L1～L4值分别为 -0.388、-0.312、-0.412、-0.398、-0.427、-0.366，r股骨颈值分别为-0.428、-0.397、-0.441、-0.378、-0.535、 -0.514，rWard’s三角区值分别为-0.362、-0.426、-0.378、-0.359、-0.490、-0.369，P＜0.05)。

3 讨论

随着RA病程的延长，患者并发骨质疏松的发病率显著高于健康人群，且骨质疏松症状不断加重，易导致脆性骨折，对患者生活质量及预后均产生不利影响。大多数学者认为RA并发骨质疏松的可能机制与机械因素、炎性反应、骨代谢失衡、长期应用糖皮质激素有关，但尚无确切定论［2，3］。本研究中RA患者并发骨质疏松和骨量减少的发生率分别为18.89%(17/90)、47.78%(43/90)，说明RA患者易出现骨量丢失和骨质疏松。与RA骨量正常、骨量减少患者相比，RA合并骨质疏松患者BMI及腰椎L1～L4、股骨颈、Wards三角区BMD逐渐降低，反映疾病活动程度的指标ESR、CRP逐渐升高，两两比较差异有统计学意义(P＜0.05)，与有的研究结果［2，4］一致;且三个部位BMD均与BMI呈正相关，与ESR及CRP呈负相关，提示BMI及疾病活动程度是RA合并骨质疏松的重要病因学因素，与骨质疏松发生密切相关。

骨代谢过程是成骨细胞新骨形成和破骨细胞旧骨吸收达到平衡的过程，二者间的平衡状态决定了同一骨重建单位中的骨量多少。通过对骨代谢过程的深入研究，在RA、骨质疏松等病理状态下旧骨吸收量大于新骨形成量时即出现骨代谢失衡，导致总骨量丢失和骨质疏松。血清骨代谢指标(包括反应骨吸收和骨形成的BGP、PTH、BALP、CTX-Ⅰ等)测定能够反应RA、骨质疏松患者的骨代谢情况，并可为临床诊断疾病提供重要参考价值。BGP是由成骨细胞合成和分泌的反映骨形成的重要指标，不受骨吸收因素的影响，其血清水平升高时提示新形成的成骨细胞处于活跃状态［5］。PTH是机体内具有增加成骨细胞数目及骨形成促进作用的重要激素之一。BALP是由成骨细胞产生的可直接反映成骨细胞成熟、活性和功能的重要表型标志物。CTX-Ⅰ是骨代谢过程中Ⅰ型胶原的降解产物，是反映骨吸收速率的特异性指标［6］。本结果显示，与RA骨量正常、骨量减少患者相比，RA合并骨质疏松患者BGP、PTH水平逐渐降低，BALP、CTX-Ⅰ水平逐渐升高，两两比较差异有统计学意义(P＜0. 05);且3个部位BMD与BGP、PTH呈正相关，与BALP、CTX-Ⅰ呈负相关，说明RA患者机体存在明显的骨代谢异常。但各指标间是如何相互影响、相互作用的目前尚不清楚，有待进一步研究。

有研究显示炎性介质在RA发病过程中发挥关键作用［7］。IL-17是近年来新发现的一种主要由Th17细胞分泌的促炎细胞因子，通过诱导炎性细胞(巨噬细胞、中性粒细胞等)分泌IL-6、IL-8、TNF-α等炎性因子，后者进一步放大炎症级联反应，从而在RA发生发展中发挥关键作用［8］。IL-17在RA发病中发挥破坏软骨细胞合成代谢同时诱导破骨细胞分化、增殖及促进骨吸收的双重作用，但其具体作用途径及机制目前尚不明确。基质金属蛋白酶(MMPs)是降解细胞外基质的关键内肽酶，其在RA发病过程中的作用已经成为目前研究的热点。Taneja［7］研究证实IL-17通过诱导软骨产生一氧化氮合酶(NOS)刺激滑膜组织高表达MMP-1、2、9、13，同时抑制蛋白聚糖和胶原对基质的修复作用，从而破坏细胞外基质和软骨合成。其中MMP-9是反映骨吸收和骨重建过程的关键酶，主要由单核细胞分泌，发挥促进破骨性骨胶原吸收的作用。Nyman等［9］研究发现，敲除MMP-9基因后野生小鼠胫骨干骺端骨小梁连接密度显著增加，相反过表达MMP-9后野生小鼠表现为典型的骨质疏松症状，即椎体骨小梁变细、数目减少。临床研究显示，骨质疏松患者血清MMP-9水平显著高于健康人群，提示高表达的MMP-9可能是RA并发骨质疏松的重要病因［10］。本研究结果显示，与RA骨量正常、骨量减少患者相比，RA合并骨质疏松患者IL-17、MMP-9水平逐渐升高，两两比较差异有统计学意义(P＜0.05);且3个部位BMD与IL-17、MMP-9呈负相关，说明RA患者机体存在慢性炎性反应。

综上所述，本研究表明RA患者骨量减少、骨质疏松的发生率较骨量正常者明显提高，患者表现为不可逆的骨量丢失、骨密度降低及骨代谢异常。IL-17、MMP-9介导的炎性反应在RA并发骨质疏松的病理生理过程中具有重要调控作用。基础和临床试验均证实抗IL-17单克隆抗体能够显著减轻关节炎的病变程度、阻断炎性反应对关节软骨和骨组织的破坏、改善患者症状［11］。因此，以IL-17、MMP-9为靶点抑制RA患者机体炎性反应有可能延缓及阻断疾病进展，改善患者预后。

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