骨化三醇对佝偻病患儿血清硬骨素和骨代谢指标的影响

李 嘉，彭慧云，刘晓燕，陈耀武

(1.南华大学附属长沙市中心医院 儿科，湖南 长沙410000；2.郴州市第一人民医院 手足显微外科)

维生素D缺乏性佝偻病是一种因维生素D缺乏，导致新骨钙化障碍的慢性营养性疾病，发病率很高[1]。骨化三醇是维生素D3经肝脏和肾脏羟化酶代谢的1，25-二羟代谢物，能快速补充患儿体内的维生素D，为治疗维生素D缺乏性佝偻病常规药物[2-3]。但该疾病发病隐匿且常规治疗周期较长，导致部分患儿未能及时且充分的得到治疗，延误病情，影响患儿的生长发育。因此，探明骨化三醇对骨转换调节因子表达的影响，将有助于进一步理解骨化三醇的药物作用，为临床的辅助用药提供一定的实验基础。硬骨素(SOST)是一种由骨细胞分泌的且抑制骨形成的蛋白，反映骨细胞的活性和数量；I型前胶原氨基端原肽(PINP)、骨钙素(BGP)、I型胶原交联羧基端肽(CTX-I)、抗酒石酸酸性磷酸酶5b(TRAP-5b)，它们分别是成骨和破骨细胞的表型标志物，反映成骨和破骨细胞的活性和功能状态[4-6]。以上这些因子皆可不同程度的调节机体骨转换水平。本研究通过检测骨化三醇治疗前后的维生素D缺乏性佝偻病患儿血清SOST、PINP、BGP、CTX-I、TRAP-5b、25-(OH)D浓度，明确骨化三醇对骨转换的影响。

1 资料与方法

1.1 对象

选取2015年5月至2017年6月来南华大学附属长沙市中心医院儿科就诊的符合维生素D缺乏性佝偻病诊断标准[7]的62名，随机分为两组。对照组31例，男16例，女15例，年龄1岁-3岁。骨化三醇组31例，男17例，女14例，年龄1岁-3岁。两组患儿的年龄、性别、血清25-(OH)D浓度差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。对照组给与口服维生素D2治疗，骨化三醇组给与口服骨化三醇治疗，治疗时间为1个月。排除近期有大量维生素D或激素类药物应用史、先天性疾病等情况的患儿。经我院伦理委员会批准，患儿家属签署知情同意书后进行该实验。

1.2 方法

分别抽取治疗前后空腹静脉血4 ml，4℃冰箱中静置12 h至血清析出，3 000转/min离心10 min，用移液枪吸取一定量的上层血清冻于-80℃冰箱中待测。检测前，标本提前30 min复温。采用英国IDS公司的酶联免疫吸附实验(ELISA)试剂盒检测血清中25-(OH)D的浓度；采用美国R&D公司的ELISA试剂盒检测血清中SOST的浓度。采用武汉伊莱瑞特生物科技公司的ELISA试剂盒检测血清PINP、BGP、CTX-I、TRAP-5b浓度。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 研究对象的基本情况及用药情况

根据入选标准和排除标准共纳入62例维生素D缺乏性佝偻病患儿，分成两组，对照组和骨化三醇组。对照组患儿每天口服2000 IU维生素D2，骨化三醇组患儿每天口服0.25 μg骨化三醇。对照组31例，平均年龄(2.1±0.8)岁，给药前血清25-(OH)D浓度为42.2±3.8 nmol/L，给药后为96.2±17.1 nmol/L。骨化三醇组31例，平均(1.9±0.9)岁，给药前血清25-(OH)D浓度为41.6±4.1 nmol/L，给药后为136.1±22.4 nmol/L。

2.2 两组治疗前后血清SOST及骨代谢指标水平比较

给药后两组的血清SOST、PINP、BGP、CTX-I、TRAP-5b水平显著高于给药前，且差异具有统计学意义(P<0.05)；给药后，骨化三醇组血清SOST、PINP、BGP、CTX-I、TRAP-5b水平显著高于对照组，且差异具有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 两组治疗前后血清SOST及骨代谢指标水平的比较

2.3 两组治疗前后的血清SOST水平与血清骨代谢指标、25-(OH)D水平的相关性分析

给药前，SOST与BGP和25-(OH)D呈正相关并有统计学意义(r=0.58，r=0.66；P<0.05)，与PINP、CTX-I和TRAP-5b呈负相关并有统计学意义(r=-0.35，r=-0.76，r=-0.29；P<0.05)；给药后，骨化三醇组SOST与PINP、BGP、CTX-I、TRAP-5b、25-(OH)D呈正相关并有统计学意义(r=0.72，r=0.61，r=0.35，r=0.39，r=0.58；P<0.05)。

3 讨论

维生素D缺乏性佝偻病又叫骨软化症，是一种由于机体缺乏维生素D导致新骨矿化不足的慢性营养性疾病，发病缓慢，严重影响患儿的生长发育，在我国发病率较高[8,9]。目前，针对该疾病的药物治疗以补充钙剂和维生素D为主，骨骼畸形者辅以矫形疗法[10]。维生素D的活性形式骨化三醇(又称为1，25-二羟维生素D3)，因其可以直接快速的补充患儿体内的维生素D，是治疗维生素D缺乏性佝偻病最常用的药物[2]。但由于该疾病发病隐匿且常规治疗周期较长，使得部分患儿未能及时且充分的得到治疗，导致病情延误。因此，除加强对疾病的早期诊断外，加速药物治疗周期也具有十分重要的意义。而联合用药可达此目的。本研究通过比较骨化三醇治疗前后血清SOST、骨代谢指标水平的变化情况，以期探明骨化三醇对骨转换调节相关因子表达的影响，为进一步理解骨化三醇的药物作用和临床联合用药提供了实验基础。

骨化三醇既是维生素D的活性形式，也是体内的一种激素，对血清钙、磷浓度的调节十分重要[11]。它能够加速钙结合蛋白的合成，从而使得肠道吸收钙质。同时，它还能够增加破骨细胞和成骨细胞的数量，对前者的效应要高于后者[11]。但其对维生素D缺乏性佝偻病患儿血清SOST及骨代谢相关指标水平的影响至今尚不明确。SOST主要是由骨细胞分泌，在骨组织代谢更新过程中起着十分重要的作用，可反映骨细胞的数量和功能状态[12]。Van Bezooijen等[13]研究表明，骨细胞特异性表达的SOST通过与Wnt/β-catenin信号通路下游受体LRP5/6结合，抑制Wnt/β-catenin通路信号传导，从而抑制骨形成。目前，SOST单克隆抗体已获FDA批准上市，用于治疗绝经后女性伴高骨折风险的骨质疏松症。我们的前期研究发现维生素D缺乏性佝偻病患儿血清SOST浓度显著降低。只由成骨细胞合成和分泌的Ⅰ型前胶原氨基端原肽(PINP)和骨钙素(BGP)是成骨细胞表型标志物，PINP可直接反映骨组织中胶原合成水平，BGP可直接反映骨组织的矿化水平[5]。张会丰等[14]报道维生素D缺乏性佝偻病患儿的血清PINP浓度显著高于正常儿童，而其血清BGP浓度则显著低于正常儿童。骨基质中绝大部分是胶原蛋白，其中以Ⅰ型骨胶原最多，Ⅰ型胶原交联羧基端肽(CTX-I)是Ⅰ型骨胶原的降解产物；抗酒石酸酸性磷酸酶5b(TRAP-5b)是其中一种来源于破骨细胞的酸性磷酸酶[5]。CTX-I和TRAP-5b皆可反映破骨细胞活性和功能状态。谭春秋等[15]报道维生素D缺乏性佝偻病患儿血清CTX-I和TRAP-5b含量显著增加，且婴儿显著高于幼儿。综上可知，维生素D缺乏性佝偻病患儿骨代谢水平呈现负反馈性的升高，但矿化不足。

本研究发现维生素D和骨化三醇皆可增加维生素D缺乏性佝偻病患儿血清SOST、PINP、BGP、CTX-I、TRAP-5b、25-(OH)D浓度，同时骨化三醇治疗组的患儿各血清指标浓度显著高于维生素D治疗组。提示我们维生素D及骨化三醇皆可增加佝偻病患儿的骨代谢和骨矿化水平，但骨化三醇作用更强。曹燕明等[16]报道绝经后骨质疏松症患者血清SOST浓度在唑来膦酸治疗后的早期急剧升高，其浓度变化与PINP、CTX-I的浓度变化呈负相关。唑来膦酸主要是通过抑制骨吸收发挥作用。而唑来膦酸治疗后SOST浓度变化与PINP变化呈负相关，他们认为可能和SOST抑制骨形成有关。本研究发现，给药前，SOST与BGP和25-(OH)D显著正相关，与PINP、CTX-I和TRAP-5b显著负相关，这与我们前述的结论相一致；给药后，骨化三醇组SOST与PINP、BGP、CTX-I、TRAP-5b、25-(OH)D显著正相关，提示我们骨化三醇显著促进患儿的骨形成和骨吸收，且其促成骨能力要显著强于SOST抑成骨作用。

通过本研究我们发现应用骨化三醇治疗维生素D缺乏性佝偻病的过程中，血清SOST、CTX-I、TRAP-5b水平皆显著升高，负性调控骨的形成。因此，临床上可尝试运用SOST单克隆抗体和(或)骨吸收抑制剂与骨化三醇联合用药，提升骨量增长速率，缩短药物使用周期，从而增加患儿医从性，进而提升治愈率。