成纤维细胞生长因子及Klotho在老年骨质疏松患者外周血清中的表达

蒋喆成　李欢　杨春

【摘要】 目的：研究老年骨质疏松患者外周血清成纤维生长因子（fibroblast growth factor，FGF）及Klotho的表达。方法：根据骨影像学检查结果，选取46例老年骨质疏松患者（O组）及30例健康者（C组）纳入本研究。采用酶联免疫吸附反应（ELISA）分别检测血清中FGF21、FGF23、α-Klotho及β-Klotho的表达水平，并与双能X射线骨密度检测t值进行相关性分析。结果：O组患者血清FGF21的表达较C组差异无统计学意义（P>0.05），但呈現轻度下降趋势；与C组相比，O组患者外周血清FGF23表达显著升高，且血清α-Klotho及β-Klotho的表达水平均显著下调，差异有统计学意义（P<0.05）；再者，Pearson相关性分析提示骨密度t值与血清FGF23的表达显著负相关，而与血清α-Klotho及β-Klotho的水平显著正相关，差异有统计学意义（P<0.05）。结论：血清FGF23、α-Kloth及β-Klotho的表达异常可能与骨质疏松的发病机理有关，且其可用于临床辅助诊断骨质疏松。

【关键词】 骨质疏松； 成纤维细胞生长因子； Klotho； 老年

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2017.1.001 文献标识码 A 文章编号 1674-6805（2017）01-0001-03

【Abstract】 Objective：To determine the serum levels of fibroblast growth fctor and Klotho of aged patients with osteoporosis.Method：On the basis of the clinical results of imageological examination，46 aged osteoporosis patients（O group） and 30 healthy individuals （C group） were enrolled in the present study.Enzyme-linked immunosorbent assay（ELISA） was respectively applied to detect the serum levels of FGF21、FGF23、α-Klotho and β-Klotho. Moreover，statistical analysis of Pearson correlation was used to analyze the correlationship between T value of dual energy X-ray absorptionmetry and FGF， as well as Klotho.Result：Serum level of FGF21 in O group showed no significantly statistical difference compared with C group（P>0.05），while it displayed a slighter decrease.Compared with C group，patients in O group demonstrated a significant increase of FGF23，and that serum levels of α-Klotho and β-Klotho both significantly down-regulated（P<0.05）；Furthermore，Pearson analysis suggested that T value of bone mineral density was negatively correlated with serum FGF23 level，and negatively correlated with both serum levels of α-Klotho and β-Klotho（P<0.05）.Conclusion：Abnormal serum FGF23，α-Kloth and β-Klotho levels are both highly associated with the pathogenesis of osteoporosis，which could be used as promising biomarkers for auxiliary diagnosis of osteoporosis.

【Key words】 Osteoporosis； Fibroblast growth factor； Klotho； Agedness

First-authors address：The Third Affiliated Hospital of Suzhou University，Changzhou 213003，China

骨质疏松是由多种病因引起的一组骨病，出现骨骼向血液净移动的矿物质流失，其病理学表现为单位体积内骨组织的减少及骨骼内孔隙增大[1-2]。目前，骨质疏松的临床诊断主要依赖于患者主诉的症状及影像学检查。双能X射线骨密度检测是诊断骨质疏松症的金标准，世界卫生组织推荐骨矿物质密度低于年青人的标准值2.5个标准方差值即可诊断为骨质疏松症[3-4]。然而，骨质疏松的发病机理尚未完全阐明，广为认可的是其发病与钙磷代谢失调、激素紊乱、活性维生素D摄入减少有关[4]。大量研究指出慢性终末期肾病患者经历血液透析后，其骨质疏松的发病率较健康对照组显著升高[5-6]。本课题组先前研究结果表明成纤维生长因子（fibroblast growth factor，FGF）23的异常升高可能参与到终末期肾病患者血液透析后的钙磷失调的发病机理中[7]。本研究拟观察老年骨质疏松患者外周血清中FGF及其共受体（co-receptor）Klotho的表达，并试阐明骨质疏松的可能发病机制。

1 资料与方法

1.1 一般资料

根据世界卫生组织推荐的骨质疏松诊断标准[3-4]，采用双能X射线骨密度检测t值，其数值低于年青人的标准值2.5个标准方差值即可诊断为骨质疏松症。排除标准：糖尿病、慢性肾病、激素使用史、感染及在使用抗生素等。选择笔者所在医院门诊2015年8月-2016年4月治疗的骨质疏松患者46例（O组），其中男26例，女20例，以及健康对照组（C组）30例，其中男17例，女13例，两组年龄均为65～85岁。两组研究对象一般资料比较差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

采用酶联免疫吸附反应ELISA检测，抽取肘正中静脉血检测FGF21、FGF23、α-Klotho和β-Klotho的表达水平。取肘正中静脉血4～6 ml， 3000 r/min， 4 ℃离心5 min（美国Thermo公司），取血清。采用双抗体夹心ABC-ELISA法分别检测FGF21（上海康朗生物公司，KI-H0074c）、FGF23（上海康朗生物公司，klA746Hu）、α-Klotho（江苏晶美生物公司，F13463-A）及β-Klotho（武汉华美生物公司， CSB-EL012378HU），根据说明书在各孔中加入标准品或样品各100 μl，放入孵育箱（美国Thermo公司），37 ℃孵育90 min。随即，加入100 μl生物素化抗体工作液，37 ℃孵育60 min。洗涤3次后，加入100 μl酶结合物工作液，37 ℃孵育30 min。再洗涤5次后，加入 90 μl底物溶液，37 ℃孵育15 min。最后加入50 μl中止液，分别在450 nm和540 nm处测光密度（OD）值，检测物浓度与OD值成正比，以OD值为纵坐标，以标准品的浓度为横坐标，通过绘制标准曲线求出标本中的检测物浓度。

1.3 统计学处理

采用SPSS 17.0软件进行统计分析，计量资料以（x±s）表示，采用t检验；计数资料以率（%）表示，采用字2检验，P<0.05为差异有统计学意义。采用Pearson进行相关性分析。

2 结果

2.1 两组研究对象一般资料比较

两组研究对象性别、年龄、体重、体重指数、血钙、血磷、血镁、碱性磷酸酶、甲状旁腺激素及血沉比较差异均无统计学意义（P>0.05）；然而，两组研究对象骨折病史比较差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

2.2 两组研究对象血清FGF及Klotho表达水平比较

与C组相比，O组研究对象血清FGF21的表达差异无统计学意义（P>0.05），但呈现轻度下降趋势，但外周血清FGF23表達显著升高，且血清α-Klotho及β-Klotho的表达水平均显著下调，差异均有统计学意义（P<0.05），见表2。

2.3 骨密度值与血清生物标记物（FGF和Klotho）相关性分析

Pearson相关性分析提示骨密度t值与FGF21无统计学相关性，差异无统计学意义（P>0.05），与血清FGF23的表达显著负相关，而与血清α-Klotho及β-Klotho的水平显著正相关，差异有统计学意义（P<0.05），见表3。

3 讨论

骨质疏松是老年人常见的一类疾病，常易并发骨关节痛，骨折等。本研究结果表明老年骨质疏松患者较健康对照组血清FGF23显著升高，且α-Klotho及β-Klotho的表达显著下调。尤为重要的是这三类指标均与双能X射线骨密度t值呈现相关性，该结果提示FGF23、α-Klotho及β-Klotho均可用于辅助诊断骨质疏松症。

FGF23参与到钙磷代谢调节中，其主要通过FGF受体及其共受体Klotho作用于肾脏、甲状腺、甲状旁腺等器官[8]。在慢性肾脏病患者外周血清中，FGF23的表达水平显著升高可促进肾病的进展[8]。本课题组先前研究发现终末期肾病患者血清FGF23表达显著升高[7]，但在经过血液滤过后，FGF23的表达显著下调，且该效应有助于逆转终末期肾病进一步恶化。本研究显示尽管骨质疏松患者和健康对照组血清血钙未见显著差异，但FGF23在骨质疏松患者血清中显著上调，这表明FGF23可能参与骨质疏松的发病机制中，血钙浓度失调并不参与其中。先前研究亦表明骨质疏松患者血钙浓度未见显著的降低，这与本研究结果相一致[9]。

FGF23通过其C-端与共受体α-Klotho结合，然后FGF可提供结合位点与FGF23的N-相结合，从而形成FGF23-α-Klotho结合体[10]。Koyama等[11]研究结果表明骨质疏松患者血清中可溶性Klotho显著降低，且可溶性Klotho的表达与FGF23呈现负相关。Klotho分为可溶型及跨膜型。本研究中，骨质疏松患者血清α-Klotho的水平显著降低，且与骨质疏松呈现负相关。如前所述，FGF23与骨密度t值呈现正相关。尽管本研究未进行FGF23与α-Klotho相关性分析，但据此笔者推测FGF23不仅仅与可溶性Klotho负相关，与α-Klotho亦可呈现负相关性。更为重要的是，α-Klotho的降低与骨质疏松发病相关，这提示上调α-Klotho的表达有助于骨质疏松的治疗。

Klotho包括α型、β型及γ型[10]。本研究中，骨质疏松患者血清β-Klotho显著下降，这与α-Klotho结果相一致。此外，笔者观察到FGF21未见明显变化，究其原因可能与FGF21参与到脂质代谢异常，血管硬化等疾病机制中，而未参与到-钙磷代谢及骨细胞活性调节[12]。α-Klotho及β-Klotho作为抗衰老相关活性物质，除分别与FGF23和FGF21参与到机体生理调解中，其在老年相关疾病进展中具有重要作用[10]。骨质疏松是一类与衰老密切相关的骨代谢疾病，本研究中α-Klotho及β-Klotho均显著下调，这提示治疗骨质疏松除可通过激活成骨细胞活性和/或降低破骨细胞活性外，尚可通过延缓生物体的衰老进程，从而治疗骨质疏松症。

综上所述，骨质疏松的发病机制可能与血清FGF23、α-Kloth及β-Klotho的表达异常有关。后续大量研究可进一步探讨FGF-Klotho信号通路在骨质疏松症发病机理中的作用，进而可将其用于骨质疏松的辅助诊断中。

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（收稿日期：2016-09-06）