绝经后骨折患者血清骨碱性磷酸酶、Ⅰ型前胶原和骨形态发生蛋白2水平与骨质疏松程度的相关性

甘坤宁，张波，贺辉，崔向荣，熊凯

骨质疏松(osteoporosis，OP)是一种以骨量减少、骨密度(bone mineral density，BMD)降低、骨骼脆性增加为特征的全身性骨骼疾病，雌激素缺乏使绝经后女性OP的发生风险增加，从而增加绝经后女性骨折发生几率[1-3]。多数绝经女性患者在骨折后才得到确诊，导致错过OP的最佳治疗时机。有报道称[4-6]，骨代谢生化指标可在短期内反映全身骨吸收和骨形成情况，通过动态监测骨代谢状况，可为临床防控OP提供一定理论依据。骨碱性磷酸酶(bone alkaline phosphatase，BALP)能够反映成骨细胞的活性及其功能状况。Ⅰ型前胶原(procollagen Ⅰ，PCⅠ)能反映骨吸收的情况，可作为高敏感度的骨代谢转化标志物。骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2，BMP-2)可诱导成骨细胞分化，抑制破骨细胞的活性，具有促进骨骼修复的作用[7-9]。但三者在绝经后骨折患者血清中的水平及其与OP的相关性报道甚少，因此本研究通过检测绝经后骨折患者血清BALP、PCⅠ和BMP-2水平及其与OP程度的相关性，为绝经后骨折的防治提供理论依据，报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2019年2月—2020年2月南宁市第二人民医院收治绝经后骨折患者171例作为研究组，年龄55～81(67.15±8.55)岁；骨折部位：前臂远端42例，肱骨上端40例，髋部47例，椎体42例；骨折原因：暴力骨折59例，脆性骨折55例，其他骨折57例。另选取同时期在医院体检的绝经未骨折女性177例作为对照组，年龄56～80(66.13±7.24)岁。依据WHO发布的骨质疏松症基于双能X线(dualenergy X-ray absorptiometry，DXA)测量诊断标准[10]，根据BMD下降标准差，若股骨颈及其近端、全髋部、L1～4中有一个部位BMD T值≤-2.5 SD为疏松亚组(49例)，若T值-2.5～-1 SD为减少亚组(67例)，若T值>-1 SD为正常亚组(55例)。2组研究对象年龄、身高、体质量、绝经年限、BMI、BMD(股骨颈及其近端、全髋部、L1～4)、Ca、P、雌二醇等比较差异均无统计学意义(P>0.05)，研究组患者骨钙素N端中分子片段(N-MID)、β-联降解产物(β-CTX)、骨钙素(OC)水平高于对照组(P<0.01)，见表1。本研究经医院伦理委员会审核批准(审批号190107)，受试者及家属均知情同意并签署知情同意书。

表1 对照组与研究组临床资料比较

1.2 病例选择标准 (1) 纳入标准：①自然绝经1年以上；②无影响骨代谢的相关疾病；③临床资料完整者。(2)排除标准：①自身免疫性疾病；②使用影响骨代谢的药物者；③患有糖尿病、甲状旁腺功能亢进等疾病；④有骨关节手术史者；⑤肝脏、肾、心、脑等重要器官损害者；⑥先天性骨畸形者；⑦精神疾病患者等。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 临床资料收集：包括年龄、身高、体质量、绝经年限、体质量指数(BMI)、BMD、血清钙(Ca)、磷(P)、雌二醇等。

1.3.2 血清BALP、PCⅠ和BMP-2表达水平检测：研究组患者入院次日清晨、对照组于体检当日抽取空腹肘静脉血4 ml，离心获取血清并置于-80℃冰箱保存待测。上述血清采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法测定BALP、PCⅠ、BMP-2，严格按照说明书进行操作，试剂盒均购自上海古朵生物科技有限公司。

1.3.3 骨代谢相关指标检测：使用双能X射线骨密度仪(Lunar Prodigy型，购自美国GE公司)检测并记录绝经后骨折患者股骨颈及其近端、全髋部、L1～4的BMD，取其平均值；通过全自动电化学发光检测仪[BPCL-GPJ15型,雷迪美特(中国)有限公司]检测N-MID、OC、β-CTX水平。

2 结 果

2.1 2组血清BALP、PCⅠ、BMP-2水平比较 与对照组比较，研究组患者血清BALP、PCⅠ水平升高，BMP-2水平降低(P<0.01)，见表2。

表2 对照组与研究组血清BALP、PCⅠ、BMP-2水平比较

2.2 绝经后骨折患者不同亚组间血清BALP、PCⅠ、BMP-2水平比较 正常亚组、减少亚组、疏松亚组患者血清BALP、PCⅠ水平依次升高，而BMP-2水平依次降低(P均<0.01)，见表3。

表3 绝经后骨折患者不同亚组血清BALP、PCⅠ、BMP-2水平比较

2.3 血清BALP、PCⅠ、BMP-2与骨代谢相关指标的相关性 血清BALP、PCⅠ与N-MID、β-CTX、OC呈正相关(P<0.01)，血清BMP-2与N-MID、β-CTX、OC呈负相关(P<0.01)，见表4。

表4 血清BALP、PCⅠ、BMP-2与骨代谢相关指标的相关性

2.4 血清BALP、PCⅠ、BMP-2水平对绝经后骨折的预测价值 以血清BALP、PCⅠ、BMP-2单独及三者联合检测作为检验变量，是否发生绝经后骨折作为状态变量进行ROC曲线分析，结果显示，血清BALP、PCⅠ、BMP-2 及三者联合预测绝经后骨折的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.734、0.901、0.845、0.963，三者联合预测绝经后骨折发生的AUC高于各自单独预测(Z=8.046、3.377、5.165，P均<0.001)，见表5、图1。

表5 血清BALP、PCⅠ、BMP-2水平对绝经后骨折的预测价值比较

图1 血清BALP、PCⅠ、BMP-2水平预测绝经后骨折风险的ROC曲线

2.5 绝经后骨折相关影响因素的Logistic回归分析 将患者是否发生绝经后骨折作为因变量(未发生为0，发生为1)，以具有差异性的N-MID、β-CTX、OC、BALP、PCⅠ、BMP-2水平作为自变量，进行多因素Logistic回归分析， 结果显示，N-MID高、β-CTX高、OC高、BALP高、PCⅠ高、BMP-2低是绝经后骨折发生的危险因素(P<0.01)，见表6。

表6 绝经后骨折发生的多因素Logistic回归分析

3 讨 论

绝经后OP是由于女性绝经后卵巢功能衰退，雌激素分泌减少，导致骨吸收和骨形成之间的动态平衡遭到破坏，因而容易发生骨折，严重影响患者的生活质量和生命健康，给患者带来极大的困扰[10-11]。因此，寻找一种操作简便、敏感度高、重复性高的检测方法来有效预测绝经后骨折发生的可能性至关重要。

BALP来源于骨细胞，是成骨细胞的重要标志物，能够反映成骨细胞的活性及其功能状况[12]。张宇博等[13]研究结果表明，老年髋部骨折患者的BALP水平明显高于未骨折的老年人，且与粗隆、粗隆间、总髋部的BMD呈负相关，而BMD越低，患者越容易发生骨折，提示BALP可预测患者髋部骨折的发生。在去卵巢OP大鼠中，BALP水平明显增加，而鸢尾素可通过改善BALP等骨代谢标志物水平起到抑制绝经后OP的作用[14]。Ⅰ型前胶原N端前肽(procollagen type Ⅰ N-terminal propeptide，PⅠNP)是从PCⅠ中去除产生Ⅰ型胶原的前肽之一，二者水平变化相同，PⅠNP、PCⅠ可作为具有高敏感度的骨转化代谢的辅助指标[7,13,15]。王福斌等[16]研究结果表明，女性骨质疏松性骨折患者PⅠNP水平显著高于未发生骨折患者，提示绝经后女性发生骨折可能与PⅠNP水平升高有关。BMP-2大多存在于骨组织中，具有较强的生物活性，在成骨细胞分化、骨骼修复方面发挥极其重要的作用[17]。倪昱等[18]研究结果表明，老年骨质疏松性椎体骨折患者在BMP-2治疗1个月后，BMD明显高于未进行BMP-2治疗的患者。circRNA_0007059可通过抑制微小RNA-378(miRNA-378)表达来促进BMP-2表达，从而抑制人骨髓基质细胞向破骨细胞分化，达到改善绝经后OP的目的[19]。上述研究均表明，BALP、PCⅠ及BMP-2与骨质疏松或骨折有关。但关于三者与绝经后OP严重程度的关系还鲜有报道，因此本研究通过检测绝经后骨折患者血清BALP、PCⅠ和BMP-2水平及其与OP程度的相关性发现，绝经后骨折患者血清BALP、PCⅠ水平升高，而BMP-2水平降低，与以往研究结果相似[13，16，18]，并且正常亚组、减少亚组和疏松亚组患者血清BALP、PCⅠ水平依次升高，BMP-2水平依次降低，提示血清BALP、PCⅠ、BMP-2在绝经后骨折患者的发生发展中发挥重要作用，且三者均与OP程度有关。这可能与三者调控成骨细胞分化、骨代谢及骨骼修复有关[20-21]。本研究还发现，血清BALP、PCⅠ与血清N-MID、β-CTX、OC呈正相关，而BMP-2与N-MID、β-CTX、OC呈负相关，提示血清BALP、PCⅠ、BMP-2可能参与骨代谢的变化，该结果表明，由于血清BALP、PCⅠ、BMP-2水平异常，导致绝经妇女骨代谢紊乱，从而增加骨折风险。本研究还发现，与血清BALP、PCⅠ、BMP-2单独检测相比，三者联合预测绝经后骨折发生的AUC更高，提示血清BALP、PCⅠ、BMP-2三者联合检测对绝经后骨折具有较好的预测价值；多因素Logistic回归分析显示，BALP高、PCⅠ高和BMP-2低水平是绝经后骨折发生的危险因素，提示血清BALP、PCⅠ、BMP-2可作为绝经后骨折预测标志物，临床监测三者水平有助于预防绝经后骨折。

综上所述，血清BALP、PCⅠ和BMP-2参与绝经后骨折的发生，并且可反映绝经后骨折患者OP程度。本研究不仅为绝经后骨折的防治提供一定参考价值，还对疾病的治疗具有指导意义，但研究还存在一定缺陷，未对三者在疾病中的详细机制进行探究，因此这将成为后续研究重点。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

甘坤宁、熊凯：设计研究方案，实施研究过程，论文撰写；张波、贺辉：提出研究思路，分析试验数据，统计学分析，论文审核；崔向荣：资料搜集整理