老年胸腰段骨质疏松性椎体压缩骨折患者维生素D受体基因多态性与其骨密度及半定量分型的相关性分析

李洪 杜小芳 程勇

遵义医科大学第三附属医院(遵义市第一人民医院)康复医学科一病区，贵州 遵义 563000

近年来，随我国人口老龄化加剧，骨质疏松性骨折发病率日益增高[1]，胸腰段椎体作为其高发部位，患病率约占脆性骨折总人数的53%[2-3]，具有较高的致残率及病死率，现已逐渐成为严峻的公共卫生问题之一。研究表明，个体营养、遗传因素、环境因素及生活习惯等均为胸腰段骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF)发生危险因素[4-5]，其中遗传因素对个体成长过程中峰值骨量的影响高达70.0%[6]。同时人类全基因组序列显示，基因突变一定程度会改变骨密度，增加骨折风险[7]。因此，研究基因等相关遗传因素与老年OVCF的关系及潜在发病机制是目前的主要方向。研究证实，维生素D受体(vitamin D receptor，VDR)基因多态性与骨折风险存在一定关联性[8]，然而VDR基因多态性与老年OVCF患者骨密度及半定量分型仍需相关循证支持。鉴于此，本研究分析VDR基因多态性与老年OVCF患者骨密度及半定量分型的相关性。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取2016年3月至2019年3月我院94例老年OVCF患者作为观察组，另选取同期来我院进行健康体检的老年健康者94名作为对照组。纳入标准：(1)观察组均符合以下标准：①均经磁共振成像(MRI)或CT三维重建证实；②骨密度检查显示骨质疏松或骨量减少；(2)对照组经MRI或CT三维重建均未发现椎体压缩性骨折；(3)两组年龄>60岁，临床资料完整，患者及家属均签署知情同意书。排除标准：(1)继发性骨质疏松症所致内分泌疾病者；(2)近6个月内有性激素、维生素D、糖皮质激素或抗骨质疏松药物服用史者；(3)合并椎体原发性或转移性肿瘤者；(4)合并肝肾等重要脏器器质性病变者；(5)精神行为异常者。

1.2 方法

1.2.1自制调查表：根据临床相关资料、文献进行自制调查表，调查内容主要包括性别、年龄、合并症、骨折节段、病变节段、血磷、钙浓度。其中血磷、钙浓度均采用全自动生化分析仪(贝克曼库尔特AU680)检测，严格按照仪器说明书操作。

1.2.2VDR基因测定：采用酚和氯仿抽提法提取白细胞DNA，进行DNA扩增，引物序列：上游引物：5’-CAACCAAGACAAGTACCGTACCGCGTCAGTGA-3’；下游引物：5’-TGGCGGCAGCGGATGTACGTCTGC-3’。特异性扩增产物片段为1 850 bp，试剂盒购自铼博(上海)生化科技有限公司。采用多聚酶链反应(PCR)-限制性片段长度多态性(RELP)分析VDR基因型，反应体系25 μL(即10×buffer 2.5 μL，逆转录酶非底物0.5 μL，引物各1 μL，双蒸水17 μL，模板1 μL，TagDNA聚合酶0.5 μL，氯化镁1.5 μL)，反应条件：预变性94 ℃ 5 min，变性94 ℃ 30 s，复性61 ℃ 40 s，延伸72 ℃ 90 s，上述步骤循环35次，最后延伸72 ℃ 10 min。产物4 μL，样液1 μL经琼脂糖凝胶电泳(1.5%)，电压110 v，持续20 min，溴化乙啶染色，置入凝胶成像系统观察扩增。后直接采用限制性BSM I内切酶进行酶切，37 ℃ 4 h。反应终止后，产物经琼脂糖凝胶电泳(1.5%)，溴化乙啶染色，参照DNA片段长度，采用凝胶成像系统获取结果。

1.3 观察指标

比较两组临床资料。分析VDR基因型与老年OVCF的关系。比较不同VDR基因型患者一般资料。比较不同VDR基因型患者半定量分型，其中20.0%≤椎体前缘压缩≤25.0%，10.0%≤椎体投影面积下降≤20.0%为Ⅰ型(轻度压缩)；25.0%<椎体前缘压缩≤40.0%，20.0%<椎体投影面积下降≤40.0%为Ⅱ型(中度压缩)；椎体前缘压缩及椎体投影面积减少均>40.0%为Ⅲ型(重度压缩)。采用双能X线骨密度测量仪(型号：Prodigy，购自美国GE公司)比较不同VDR基因型患者骨密度。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 临床资料比较

两组年龄、合并症相比，差异无统计学意义(P>0.05)，两组性别、VDR基因型相比，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组临床资料对比

2.2 VDR基因型与老年OVCF的关系

以是否发生老年OVCF为因变量，VDR各基因型为自变量，进行多因素Logistic回归分析，VDR-BB基因型为老年OVCF发生的保护因素，VDR-Bb、bb基因型为老年OVCF发生的危险因素(P<0.05)。见表2。

表2 VDR基因型与老年OVCF的多因素分析

2.3 不同VDR基因型患者一般资料

不同VDR基因型患者性别、年龄、骨折节段、病变节段、血磷、钙浓度相比，差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 不同VDR基因型患者一般资料对比

2.4 不同VDR基因型患者半定量分型

94例老年OVCF患者共172个伤椎，VDR-Bb基因型与bb基因型骨折半定量分型例数及椎体数分布相比，差异有统计学意义(P<0.05)，VDR-Bb基因型老年OVCF患者I型例数及椎体数明显低于VDR-bb基因型患者(P<0.05)，且VDR基因型与骨折半定量分型具有显著相关性(P<0.05)。见表4。

表4 不同VDR基因型患者半定量分型对比

2.5 不同VDR基因型患者骨密度

不同VDR基因型患者胸椎、腰椎骨密度相比，差异无统计学意义(P>0.05)，且VDR基因型与胸椎、腰椎骨密度无显著相关性(P>0.05)。见表5。

表5 不同VDR基因型患者骨密度对比

3 讨论

文献指出，VDR等位基因多态性与骨密度、骨转换存在一定关联性，且与人骨生理参数正常变异相关，是骨代谢遗传标记[9]。故通过基因多态性研究，筛选OVCF发生高危老年人群，予以早期有效防治。本研究结果显示，老年OVCF患者女性比例、VDR基因型高于老年健康者，提示性别、VDR基因型可影响老年OVCF的发生。

3.1 性别与老年OVCF的关系

胡笑峰[10]研究表明，与老年男性患者相比，老年女性患者骨质疏松性骨折发生概率较高。同时，陈辉等[11]共纳入120例老年女性骨质疏松患者，进行单因素与二元Logistic回归分析，绝经时间早是老年女性发生骨质疏松性股骨颈骨折的独立危险因素。本研究结果显示，老年OVCF患者中女性比例明显高于老年健康者，提示性别可能与老年OVCF发生有一定关联性。分析机制可能在于：(1)随年龄增长，老年人群反应迟钝，骨强度下降，髋周肌群退化，导致滑倒或跌倒发生时难以有效抵消髋部、胯部等有害应力；(2)女性绝经后雌激素水平分泌不足，一定程度会增强骨骼对甲状旁腺激素的灵敏度，减弱对成骨细胞的刺激，影响骨吸收，进而破坏钙磷代谢平衡，增加钙流失量，加快骨丢失，从而加剧骨质疏松，进一步提高OVCF发生风险[12-13]。

3.2 VDR基因多态性与老年OVCF的关系

VDR是介导1，25(OH)2D3发挥生物效应的核内生物大分子，VDR基因多态性分别对应BsmⅠ、TaqⅠ、ApaⅠ等多个酶切位点，至今已发现近13个多态性位点，其中Jawadi等[14]通过VDR基因多态性研究表明，限制性内切酶BsmI位点与钙代谢关系最为密切。同时，国外学者报道指出，VDR受体基因序列rs1544410位点(BsmⅠ)多态性与骨质疏松性椎体骨折存在一定关联性[15-16]。研究还认为，Bb基因型女性患骨质疏松症风险比正常人群高出3倍[17]。而本研究通过Logistic多因素回归分析，VDR-Bb、bb基因型为老年OVCF发生的危险因素，与An等[18]报道相似。VDR基因BsmI位点基因，分为突变型AA(BB)、突变型GA(Bb)及野生型GG(bb)3种，其中VDR-Bb、bb基因型一方面可抑制VD结合及活性，参与机体钙磷及骨骼代谢调控过程；另一方面可在成骨细胞中广泛表达，产生胰岛素样生长因子，促进成骨细胞增殖、分化，抑制细胞凋亡，刺激骨胶原转录与DNA合成，防止胶原降解，增加骨基质沉积，并对骨治疗产生负调控作用，继而增加破骨细胞生成因子，破坏破骨与成骨过程之间平衡，影响骨吸收及骨矿化[19]。而VDR-BB基因型为老年OVCF发生的保护因素，原因考虑为：VDR-BB基因型可调节破骨细胞的骨吸收活性，改善局部骨微环境内骨吸收及骨形成平衡，促进骨组织重建。

另外，VDR基因多态性可能影响VDR mRNA表达与稳定性，降低靶基因转录水平，导致靶基因受体蛋白数目或活力出现轻微差异，从而影响钙、磷吸收与释放，导致不同VDR基因型患者钙、磷代谢水平不一[20]。然而本研究表明，VDR-Bb型与bb型老年OVCF患者血磷、钙浓度水平及胸椎、腰椎骨密度较为接近，与上述结果存在差异，原因可能与遗传因素及环境因素等影响有关。另外，结果显示VDR-Bb基因型老年OVCF患者Ⅰ型例数及椎体数明显低于VDR-bb基因型患者，VDR基因型与骨折半定量分型具有显著相关性(P<0.05)，推测与VDR-Bb基因型比较，VDR-bb基因型患者更易发生严重压缩椎体骨折，充分说明老年OVCF患者VDR不同基因型与骨折分型相互关联，可为预测老年OVCF压缩程度提供新方向，但关于其经过何种方式调解骨折压缩程度，是否与骨代谢、骨折风险等因素有关仍有待进一步探讨。

综上可知，VDR-Bb、bb基因型可增加老年OVCF发生风险，并与半定量分型存在一定关联性，早期检测VDR基因多态性，对评估OVCF压缩程度具有一定预测价值。