缺血性股骨头坏死患者血清骨形态形成拮抗蛋白1的水平及其临床意义

廖林波+梁俊卿+农峰+吴昭元+唐毓金+谢克恭+卢贤哲+蓝常贡

【摘要】目的检测缺血性股骨头坏死患者骨形态形成拮抗蛋白1（GREM1）的表达水平，以研究其临床意义。

方法选择2016年4～10月收治的58例缺血性股骨头坏死患者作为观察组，同期选择在体检中心进行健康体检的76名健康者作为观察组，应用酶联免疫吸附法（ELISA）检测两组血清GREM1的表达含量，同时应用常规方法对C反应蛋白（CRP）进行检测，比较两组间GREM1、CRP水平的表达差异，分析观察组GREM1水平与CRP水平之间的相关性。

结果观察组血清GREM1、CRP的表达水平均较对照组显著增高（P<0.01）；在观察组中，临床Ficat Ⅲ/Ⅳ期患者血清GREM1的水平较Ficat Ⅰ/Ⅱ期患者升高（P<0.001）；经Pearson线性相关性分析发现，观察组患者血清GREM1水平与CRP水平之间的相关性不显著（r=-0.118，P>0.05）。

结论缺血性股骨头坏死患者血清GREM1的水平显著升高，提示其可能参与缺血性股骨头坏死的发生与发展。

【关键词】股骨头坏死；骨形态形成拮抗蛋白1；C反应蛋白

中图分类号：R681.8文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2017.02.005

【Abstract】ObjectiveTo detect the expression level of serum GREM1 in patients with ischemic necrosis of femoral head （INFH），so as to explore its clinical significance.

Methods58 cases of INFH admitted to hospital from April，2016 to October，2016 were selected as observation group，and 76 healthy subjects who underwent physical examination in physical examination center in the same period were chosen as control group.And then，the serum levels of GREM1 of the two groups were measured by enzyme linked immunosorbent assay（ELISA），and C reactive protein（CRP） was detected by routine method.In addition，difference of the expressions of GREM1 and CRP levels between the two groups was compared，and the linear correlation between them in the observation group was analyzed.

ResultsThe levels of GREM1 and CRP in the observation group improved more significantly than those of the control group（P<0.01）.In the observation group，the level of serum GREM1 in patients with stage Ficat Ⅲ/Ⅳ was higher than that in patients with stage Ficat Ⅰ/Ⅱ（P<0.001）.Pearson linear correlation analysis showed that there was no significant correlation between serum GREM1 level and CRP level in the observation group（r=-0.118，P>0.05）.

ConclusionThe level of serum GREM1 in patients with INFH increases，which suggests that it may involve in the occurrence and development of INFH.

【Key words】INFH；GREM1；CRP

缺血性股骨头坏死（Ischemic necrosis of the femoral head，INFH）是一种以单侧或双侧髋关节疼痛伴活动受限为主要临床表现的常见性骨科疾病。由于其给患者带来极大的痛苦，严重影响患者的生活质量，现已成为严重威胁公共健康的骨关节疾病[1]。然而目前INFH的确切发病机制尚未阐明。骨形态形成拮抗蛋白1（GREM1）是一个由184个氨基酸残基构成的分子量为27 kD的分泌型糖蛋白，属于骨形态形成蛋白（BMP）拮抗剂家族的重要成员之一[2]。GREM1分子在细胞和组织的分化及生长过程中起着重要的作用，参与多种疾病的发生[3]。最近的研究表明[4]，GREM1可调节骨组织和骨细胞的生长和发育，提示其可能参与骨關节疾病的发生与发展。因此，本研究通过双抗体夹心酶联免疫吸附法（ELISA）对76名健康者和58例INFH患者血清GREM1的表达情况进行检测，同时结合C反应蛋白（Creactive protein，CRP）进行线性相关分析，旨在初步探讨GREM1是否参与缺血性股骨头坏死的发生与发展。

1资料与方法

1.1临床资料

选择2016年4～10月在右江民族医学院附属医院住院治疗的58例缺血性股骨头坏死患者作为观察组，年龄在30～61岁之间，平均（46.82±9.04）岁，其中，38例为男性，20例为女性，病程9～19个月，平均（12.71±2.65）个月，左侧为23例，右侧为27例，双侧为8例。患者均有不同程度的（单侧或双侧）髋关节疼痛伴活动受限等临床表现。缺血性股骨头坏死的诊断标准依据Mont等[5]提出的理论，其分期参照国际骨循环学会提出的标准[6]。同时，选择同期在本院体检中心进行健康体检的76名健康者作为对照组，其中，35名为男性，41名为女性，年龄在31～65岁之间，平均（45.57±9.21）岁。入选者无家族遗传病史，影像学检查及临床各项指标均未见异常。所有受试者均无血缘关系。本研究经过本院医学伦理委员会的审核及批准，所有受试者均知情并签署同意书。

1.2病例的排除标准

（1）合并有恶性肿瘤疾病（如肺癌、前列腺癌及甲状腺癌）；（2）由骨肿瘤或炎症性病变（如强直性脊柱炎和骨性关节炎）等原因导致的股骨头坏死；（3）合并有遗传性疾病（如地中海贫血）或传染性疾病（如结核病和艾滋病）；（4）合并有影响机体免疫状态的疾病（如创伤或糖尿病）；（5）诊断不明确。

1.3研究方法

1.3.1标本收集

于清晨用抗凝管抽取受试者空腹肘正中静脉血3 ml，静置30 min之后，2000 r/min离心1 min，血清分离之后，分装置于-80℃冰箱待检测GREM1水平和CRP水平。

1.3.2血清GREM1水平的检测

人骨形态形成蛋白拮抗蛋白1（GREM1）ELISA试剂盒由上海希美化学有限公司提供。实验步骤严格根据说明书进行。

1.3.3CRP水平的检测

由本院检验科的专业技术人员使用日本7600全自动生化分析仪对CRP进行检测。

1.4统计学方法

采用SPSS 18.0软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差（〖AKx-D〗±s）表示，两组间比较采用两独立样本t检验，相关性运用Pearson相关分析法， 检验水准：α=0.05，双侧检验。

2结果

2.1两组血清GREM1、CRP的表达水平

观察组血清GREM1、CRP的表达水平均较对照组显著增高（P<0.01）。见表1。

2.2观察组不同分期患者血清GREM1的表达水平

在观察组中，临床Ficat Ⅲ/Ⅳ期患者血清GREM1的水平较Ficat Ⅰ/Ⅱ期患者升高（P<0.01）。见表2。

2.3观察组患者血清GREM1水平与CRP水平的相关性

经Pearson线性相关性分析发现，观察组患者血清GREM1水平与CRP水平之间的相关性不显著（r=-0.118，P>0.05）。

3讨论

INFH是一种常见的骨关节疾病，其发病机制受多种因素的共同调节，过程复杂。在INFH的早期阶段，患者髋关节会出现不同程度的疼痛，随着病情的进一步发展，骨组织和骨细胞发生坏死更加严重，进而导致股骨头塌陷，使髋关节的主被动活动明显受限。因此，在晚期阶段，INFH患者髋关节的功能活动逐渐丧失，使得大部分患者不得不接受人工全髋关节置换手术，这给患者带来极大的痛苦和创伤，亟待解决。

虽然INFH的致病因素众多，且尚未发现有效的预防措施，但学者们已开展一系列的相关研究，均是致力于该疾病的预防、临床诊断及病情监测。鲁会田等[7]在研究中发现，与健康对照组比较，股骨头坏死患者血清中瘦素、胆固醇及甘油三酯等因子均呈不同程度的升高，而脂联素水平却降低，因而认为瘦素、血脂及脂联素水平与股骨头坏死存在一定的相关性，其中血脂异常可能是股骨头坏死的发病机制之一。此外，还有研究发现[8]，血清PPARγ水平在股骨头坏死患者中升高，且随着病情程度的加重，其升高越明显，从而初步提示其可能参与股骨头坏死的发生。国外学者Ko等[9]在股骨头坏死的相关性研究中发现，DKK1的高表达可加速骨细胞的凋亡，提示其可能参与股骨头坏死的演变过程，从而认为以DKK1有望成为研究及治疗INFH的新指标。以上研究的相关因子提示其可能参与INFH的发生与发展过程，至于其他因子是否也参与该疾病的调节过程还需进一步探讨。

作为骨组织代谢过程中的重要因子，GREM1在多种骨科疾病中呈异常表达状态[10]。有研究发现[11]，GREM1可通过SHH/FGF-4信号通路来参与骨细胞的分化，提示其可能参与骨关节疾病的发生过程。目前，国内外关于血清GREM1水平在缺血性股骨头坏死疾病中的研究甚少见。为此，本研究采用ELISA技术对76名健康者和58例INFH患者血清中GREM1水平进行检测，旨在初步探讨GREM1在INFH发生与发展过程中的作用。结果发现，与健康人群相比，INFH患者血清GREM1的表达水平显著增高；在观察组中，临床Ficat Ⅲ/Ⅳ期患者血清中GREM1水平明显高于Ficat Ⅰ/Ⅱ期患者。由此可见，在INFH的早期阶段，GREM1水平已开始升高，随着病情的加重，其表达水平升高越明显，进而越容易被检测出，从而有望成为INFH诊断、病情监测及愈后判断的新指标。

同时，本研究对观察组CRP的表达水平进行检测，结果发现，与健康人群比较，INFH患者的CRP水平呈显著升高状态，这提示缺血性股骨头坏死病变呈活动性炎症反应。另外，本研究还分析观察组患者血清GREM1水平與CRP水平的相关性，结果表明两者相关不显著。由于CRP的表达水平受多种因素共同调控，过程复杂，初步提示GREM1水平与CRP水平可能不存在交叉的调节机制，但并不能否定GREM1在缺血性股骨头坏死发生过程中的重要作用。

综上所述，GREM1的表达水平在INFH患者中呈明显升高状态，且随着INFH严重程度的加重而增高，这初步提示GREM1可能在INFH的发病机制中扮演重要的角色。然而，目前国内外关于GREM1参与INFH发病的具体机制尚未明了，未来还需进一步研究。相信，随着对GREM1分子与INFH发病机制的深入探讨，检测GREM1水平有望成为INFH早期诊断、病情监测及判断预后的重要参考指标。

参考文献

[1]Zhou L，Yoon SJ，Jang KY，et al.COMPangiopoietin1 potentiates the effects of bone morphogenic protein2 on ischemic necrosis of the femoral head in rats[J].PLoS One，2014，9（10）：e110593.

[2]Bhardwaj R，Ansari MM，Pandey S，et al.GREM1，EGFR，and HAS2；the oocyte competence markers for improved buffalo embryo production in vitro[J].Theriogenology，2016，86（8）：20042011.

[3]van Vlodrop IJ，Joosten SC，De Meyer T，et al.A FourGene Promoter Methylation Marker Panel Consisting of GREM1，NEURL，LAD1，and NEFH Predicts Survival of Clear Cell Renal Cell Cancer Patients[J].Clin Cancer Res，2016.

[4]Gu C，Xu Y，Zhang S，et al.miR27a attenuates adipogenesis and promotes osteogenesis in steroidinduced rat BMSCs by targeting PPARγ and GREM1[J].Sci Rep，2016，6：38491.

[5]Mont MA，Hungerford DS.Nontraumatic avascular necrosis of the femoral head[J].J Bone Joint Surg Am，1995，77（3）：459474.

[6]ARCO （Association Research Circulation Osseous） Committee on terminology and classification[J].ARCO News，1992（4）：4146.

[7]鲁会田，岳保红，李捷，等.瘦素、脂联素与血脂异常对非创伤性股骨头坏死的影响[J].河南科技大学学报（医学版），2016，34（1）：2527.

[8]农峰，蓝常贡，唐毓金，等.桂西地区股骨头坏死患者血清PPARγ的表达水平及临床意义[J].右江医学，2016，44（5）：494497.

[9]Ko JY，Wang FS，Wang CJ，et al.Increased Dickkopf1 expression accelerates bone cell apoptosis in femoral head osteonecrosis[J].Bone，2010，46（3）：584591.

[10]Worthley DL，Churchill M，Compton JT，et al.Gremlin 1 identifies a skeletal stem cell with bone，cartilage，and reticular stromal potential[J].Cell，2015，160（12）：269284.

[11]Gustafson B，Hammarstedt A，Hedjazifar S，et al.BMP4 and BMP Antagonists Regulate Human White and Beige Adipogenesis[J].Diabetes，2015，64（5）：16701681.

（收稿日期：2016-12-05 修回日期：2017-03-24）

（编辑：梁明佩）

基金项目：广西科技攻关项目（桂科攻0898006）

作者简介：廖林波，男，医学学士，在读硕士研究生，研究方向：脊柱骨病与骨关节疾病。Email：985358040@qq.com

▲通信作者：藍常贡。Email：landlong120@sina.com