健康中年人血清炎症标志物与骨密度的相关性研究

李智 曾凡伟 徐利军 杜美廷

四川省达州市中心医院骨科，四川 达州 635000

由于人类平均预期寿命的增加，公众对健康的兴趣不断增加，对老年疾病的防治越来越关注。特别是，随着老年人口的增加，骨质疏松症和骨折的患病率和治疗费用大大增加。据估计骨质疏松症的患病率在女性中超过30%，在男性中不低于10%，而且这一数字每年都在增加；此外，考虑到骨折风险不仅在骨质疏松症中而且在骨量减少中也增加了1.73倍，因此需要积极努力预防骨量流失[1]。最高的骨矿物质含量是在生命的第二十年和第三十年期间形成的，随着年龄增加会自发地发生下降[2]。已知各种因素，包括激素、钙和蛋白质的营养摄入、身体活动、药物使用和吸烟，都会影响骨骼的形成和维持。近些年的研究表明，炎症反应诱导破骨细胞的形成，从而导致骨质流失[3]。已经在免疫和炎性疾病中观察到骨代谢与C-反应蛋白(CRP)水平之间的相关性，CRP是典型的炎症标志物。发现类风湿性关节炎更年期妇女的高CRP水平与高骨转换有关[4]，绝经前妇女的CRP水平与BMD的降低显著相关[5]。血清脂联素，与肿瘤坏死因子-α具有结构相似性。据报道，肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是一种有效的破骨细胞生成调节因子，与糖尿病患者的BMD呈负相关[6]。然而，研究仍在进行中，因为尚未阐明确切的机制。只有少数中国研究是在成年人中进行的。因此，本研究旨在探讨BMD状态和全身无症状炎症反应的影响，并分析其与健康中年人的相关性。

1 材料和方法

1.1 研究方案

这项研究的参与者来自于四川省达州市中心医院门诊和病房进行诊治的健康成年人。在研究开始之前，所有参与者都被告知关于研究目的的解释，并且签署知情同意书的80人被选为本研究的最终参与者。在完成所有检查之后，排除了4名未完成检测的参与者，并对剩余的76名参与者进行了数据分析。根据BMD测量期间获得的腰椎和股骨颈T评分将参与者分为以下组：T评分≥-1的患者被分为正常BMD组，T评分<-1的患者被归为BMD减少组。本研究由医院伦理委员会批准，所有研究过程均遵守临床伦理规定。

1.2 检测指标

通过使用Biospace公司生产的InBody720生物电人体成份分析仪测量受试者的身高、体重和身体组成。通过使用带线测量每个参与者的腰围两次，同时参与者处于舒适的站立位置。检测两次取平均值。对于血液测试，参与者禁食12 h并从他们的肱静脉获得血液样品。通过使用自动临床化学分析仪分析在2 000～4 000 r/min下离心10 min的血清。通过使用自动化临床化学分析仪(Fuji Dri-Chem 3500i；Fuji Photo Film Ltd.，Tokyo，Japan)分析CRP水平，并使用人酶联免疫吸附测定试剂盒检测血清脂联素和TNF-α水平(自动酶标仪；Molecular Devices，CA，USA)。使用双能X射线骨密度仪(GE Lunar Prodigy；GE Lunar Corp.，Madison，WI，USA) 测量参与者的腰椎(L1-L4)和右侧股骨颈(FN)的BMD。同时调查并记录所有受试者饮酒，吸烟和运动等生活习惯情况。

1.3 统计学处理

所有数据均以均数±标准差或数字和百分比形式表示。使用SPSS 18.0软件分析本研究数据。比较使用卡方检验定性变量和独立t检验定量变量。使用Pearson相关系数分析骨密度与其相关变量之间的相关性。当P<0.05时，表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 参与者的临床特征

在76名健康成人中，40名(52.6%)属于正常BMD组，36名(47.4%)属于BMD降低组。在BMD减少的36名参与者中，31名(86.1%)患有骨质减少，5名(13.9 %)患有骨质疏松症。参与者的平均年龄为47.8岁。平均体质指数(BMI)为(24.5±3.4)kg/m2，在超重范围内。同样，平均体脂百分比为25.6%±6.4%，表明参与者肥胖。参与者的平均腰围为85.8 cm，这些人群的人体测量数据差异没有统计学意义。关于参与者的生活习惯，27.6%的人每周锻炼三到四次，每天锻炼者占13.2%。所有参与者的平均当前吸烟率为23.7%，显示正常BMD组(30.0%)的吸烟率高于BMD降低组(16.7%)。所有参与者的平均当前饮酒率为48.7%，正常BMD组为50.0%，BMD组为47.2%。尽管这两组人的生活习惯差异没有统计学意义，但正常BMD组的饮酒和吸烟率较高，而运动率较低(表1)。

表1 人体测量和生活习惯数据[n(%)]Table 1 Anthropometric and life habit data[n(%)]

2.2生化数据比较

两组的血液检查结果的比较结果如表2所示。所有参与者和两组的平均血液检查结果均在正常范围内。尽管所有平均CRP浓度均在正常范围内，但BMD降低组中的CRP浓度显然更高。 BMD降低组中患者血清脂联素浓度也较低，但差异不显著。虽然BMD组的TNF-α浓度较高，但差异也不显著。总体而言，在该研究中评估的三种炎症标志物中，仅CRP浓度在两组之间呈现显著差异(表2)。

表2 生化数据

2.3 根据BMD与炎症标志物和变量的相关性

按照BMD不同分为两组，分析BMD与炎症标志物差异，结果显示组间存在显著差异。在正常BMD组中，BMD与其他因素之间的相关性不显著。相比之下，BMD减少组的BMD与CRP呈负相关(表3)。

表3骨密度与炎症标志物之间的相关系数

Table3Correlation coefficients between bone mineral density and inflammatory markers

组别CRP脂联素TNF-α正常组降低组-0.135 -0.356 0.134 0.165-0.206-0.127

3 讨论

以前的研究[7]表明，炎性细胞因子参与破骨细胞的活化；已知这种炎性细胞因子影响正常的骨重建，这与炎性疾病无关，典型的细胞因子包括白细胞介素1(IL-1)和TNF。CRP是一种主要的急性期反应物，被认为是一种敏感的炎症标志物。炎症反应强烈刺激肝脏CRP产生并增加各种细胞因子如IL-1、IL-6和TNF-α的产生，其通过控制成骨细胞和破骨细胞的分化和活性诱导骨吸收；随后骨吸收增加导致骨转换增加和BMD降低[8]。有学者报道了外周血单个核细胞中IL-1、IL-6和TNF-α的产生与健康的绝经前妇女的腰椎骨量丢失呈正相关，进一步研究发现单核细胞培养液中IL-1、IL-6和TNF-α的水平与更年期妇女的骨吸收活性呈正相关[9]。

此外，有学者报道，血清IL-6水平可以预测健康更年期妇女的股骨骨量丢失。上述发现使我们怀疑炎性细胞因子是将CRP水平与骨代谢联系起来的主要机制[10]。脂联素是一种在人脂肪细胞中特异表达的胶原蛋白，与肥胖呈负相关[9]。相对较少的研究调查了血清脂联素水平与BMD之间的相关性。据报道，糖尿病患者脂联素水平与BMD呈负相关[11]。脂联素通过增加环氧合酶-2(COX-2)的表达和骨髓基质细胞中前列腺素E2(PGE 2)的分泌来抑制脂肪细胞的形成。由于已知COX-2参与细胞向成骨细胞的分化，因此需要进一步研究以研究脂联素如何通过COX-2途径影响骨代谢[12]。

在本研究中，健康成人的血液测试和炎症标志物检测结果都在正常范围内。然而，BMD降低时CRP水平显著升高。在最近的一项大规模研究中，据报道CRP水平与男性和女性的BMD高度相关，并且是发生骨折的有效预测因素[13]。在一项针对更年期妇女的研究中，发现CRP水平与BMD有关[14]。有学者研究发现，脂联素水平与男性BMD无关，但在女性中有显著差异；进一步研究发现CRP水平与股骨颈BMD相关，而TNF-α水平与腰椎的BMD显著相关[15]。当在本研究中分析BMD与各种炎症标志物之间的关系时，BMD仅与CRP水平显著相关，但未发现与其他标志物相关性。

本研究有一些局限性，包括其回顾性横断面设计，参与者数量少，以及将更年期妇女纳入参与者。然而，本研究具有一定临床意义，因为还没有其他我国研究调查BMD与炎症标志物关系的报道。在未来，需要进行大规模的前瞻性研究来研究炎症标志物对BMD的影响。