双能CT定量参数联合血清骨硬化蛋白、同型半胱氨酸水平对绝经后女性骨质疏松的诊断价值

孟伟，赵霞，李澄云，刘守标

骨质疏松症(osteoporosis，OP)是一种全球性的健康问题，其特点是低骨密度(bone mineral density，BMD)和骨组织微结构恶化，使骨强度降低及和骨骼脆性增加[1]。近年的研究显示，我国40～49岁人群OP的发生率为3.2%，65岁以上人群OP的发生率达到32.0%，严重危害中老年人群的身心健康，并给其日常生活带来了极大的困扰[2]。绝经后女性体内雌激素水平降低，对骨代谢水平造成了较大影响，因此更是OP的高危人群[3]。在目前的骨肌系统临床和科研的OP诊断中，双能X线骨密度测量仪(dural energy X-ray，DXA)和定量CT是广泛应用的两种方法。DXA是诊断OP的“金标准”[4]，但其易受体位、骨质增生及主动脉壁钙化的影响；定量CT测量忽略了骨髓脂肪含量对BMD的影响[5]。双能CT可以利用虚拟去钙(virtual non-calcium，VNCa)技术对钙、水和脂肪等不同成分进行定量分析[6,7]。最近的研究显示，双能CT可在诊断椎体骨折的同时评估椎体骨密度情况，从而实现对临床检查流程的优化[8]。近年来，随着人们对血清学标志物的研究不断深入，骨代谢相关分子标志物的研究也取得了一定进展。 Wntt/β-catenin信号通路是调节骨代谢的重要途径。骨硬化蛋白(sclerostin，SOST)由骨细胞分泌，是Wntt/β-catenin信号通路的抑制因子，可通过下调该信号通路抑制骨形成[9]。多项研究显示SOST已被证实与OP的发生、发展密切相关[9,10]。同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)是一种含硫氨基酸，多项研究显示绝经后女性Hcy水平增高使得OP和骨折发生的风险增高[11,12]。有研究显示，Hcy增高可抑制胶原纤维之间的交联，阻碍骨胶原结构的形成，从而使骨质量降低，骨形成减少，导致骨质疏松的发生[12]。然而目前还较少有研究探讨血清SOST及Hcy水平在OP中的诊断价值。因此，本研究旨在探讨双能CT定量参数联合血清SOST、Hcy水平检测在绝经后女性OP中的诊断价值，以期为临床诊疗提供参考。

材料与方法

1.研究对象

选择2021年1月-2021年12月于我院就诊及体检的176例绝经后女性作为研究对象。病例纳入标准：①年龄不超过80周岁；②绝经时间不少于1年；③自愿行腰椎DXA及双能CT检查，且数据完整；④血清SOST水平检测资料完整。病例排除标准：①患有严重心、脑、肝、肾功能障碍；②合并强直性脊柱炎、类风湿关节炎等自身免疫性疾病或骨代谢疾病；③有腰部骨折或腰椎手术史；④近半年内使用过影响骨代谢水平的药物，如糖皮质激素、降钙素或甲状旁腺激素等。根据DXA测量腰椎T值≤-2.5 SD的骨质疏松诊断标准[4]，将所有研究对象分为OP组(92例)和非OP组(84例)。本研究所有程序均符合赫尔辛基宣言，得到了医院伦理委员会的批准，所有研究对象均自愿参与本项研究，并签署了书面知情同意书。

2.研究方法

CT检查采用Siemens Somatom Definition Flash双源CT，受检者取仰卧位，双手上举，扫描范围自L1椎体下缘至L4椎体上缘。A、B球管的管电压分别为80 kV、Sn 140 kV，有效管电流为250 mA，螺距0.6，准直宽度32×0.6 mm，旋转时间500 ms/r，视野500 mm×500 mm，重建层厚1 mm，层间距0.75 mm。在西门子双能量分析软件syngo.via 10.0上基于肝虚拟平扫(virtualnon-contrast,VNC)功能模块对钙和脂肪进行定量分析。手动在椎体的前2/3勾画圆形区域作为感兴趣区，避开椎体中央静脉区域及骨皮质区，测量L1～L4椎体感兴趣区内钙的CT值、钙浓度及脂肪分数(图1)。由1位具有丰富肌骨系统影像诊断经验的副主任医师独立测量所有定量参数。

图1 双能CT对椎体中钙和脂肪定量参数的测量。 图2 DXA对椎体BMD的测量。

DXA测量腰椎BMD：使用杰凯利公司生产的GEIDXAANVANCE骨密度仪对腰椎L1～L4的骨密度值进行测量，并自动计算T值(图2)。扫描参数：管电压140/100 kV，管电流2.5 mA。参照中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病学会推荐的诊断标准：T值≥-1 SD为骨量正常；-2.5 SD

一般资料的搜集及血清SOST水平的检测：记录所有研究对象的年龄、体质量指数(body mass index，BMI)、绝经年限及糖尿病史等情况。采集所有研究对象的空腹静脉血2 mL，离心后取上层血清，置于-80℃冰箱中待用。采用酶联免疫吸附试验检测血清中的SOST蛋白表达水平，采用免疫测定法检测血清中Hcy的水平。

3.统计学处理

采用SPSS 22.0软件进行统计学分析。符合正态分布的定量资料以均值±标准差表示，组间比较采用t检验。分类变量以频数表示，组间比较采用χ2检验。采用Pearson相关性分析两符合正态分布的定量变量间的相关性。采用二元Logistic回归分析进行多因素相关性分析，DECT定量参数及血清SOST、Hcy水平对绝经后女性骨质疏松的诊断效能采用受试者工作特征(receiver operator characteristic，ROC)曲线进行分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.两组患者的基线资料比较

OP组与非OP组患者的年龄、BMI、绝经年限和糖尿病史比较差异均无统计学意义(P>0.05)，OP组的BMD显著低于非OP组，差异有统计学意义(P<0.05，表1)。

表1 两组患者的一般资料比较

2.两组DECT定量参数及血清SOST、Hcy水平的比较

OP组钙的CT值及钙浓度显著低于非OP组，差异有统计学意义(P<0.05)，OP组与非OP组的脂肪分数比较差异无统计学意义(P>0.05)，OP组的血清SOST、Hcy水平显著高于非OP组，差异有统计学意义(P<0.05，表2)。

表2 两组DECT定量参数及血清SOST、Hcy水平的比较

3.DECT定量参数及血清SOST、Hcy水平与BMD的相关性

钙的CT值、钙浓度与BMD间均呈显著正相关关系(r值分别为0.513、0.442，P值均<0.001)，血清SOST、Hcy水平与BMD间均呈显著负相关关系(r值分别为-0.346、-0.411，P值均<0.001，图3)。

4.双能CT定量参数及血清SOST、Hcy水平对绝经后女性OP的二元Logistic回归分析

以绝经后女性是否发生OP为因变量(OP=1，非OP=0)，将DECT定量参数及血清SOST、Hcy水平均作为自变量纳入多因素Logistic回归分析中，结果显示，钙的CT值、钙浓度及血清SOST、Hcy水平是OP的独立相关因素(P<0.05，表3)。

表3 相关变量对绝经后女性OP的二元Logistic回归分析

5.双能CT定量参数及血清SOST、Hcy水平对绝经后女性OP的诊断价值

ROC曲线分析结果显示，钙的CT值诊断OP的ROC曲线下面积(area under curve,AUC)为0.860(95%CI：0.804～0.915，P<0.001)，截断值为142.96，敏感度和特异度分别为88.0%和71.4%。钙浓度诊断OP的AUC为0.868(95%CI：0.814～0.922，P<0.001)，截断值为6.64，敏感度和特异度分别为87.0%和72.6%。血清SOST水平诊断OP的AUC为0.813(95%CI：0.750～0.875，P<0.001)，截断值为0.79，敏感度和特异度分别为75.0%和76.2%。血清Hcy水平诊断OP的AUC为0.830(95%CI：0.770～0.890，P<0.001)，截断值为12.07，敏感度和特异度分别为79.3%和73.8%。四者联合(钙的CT值、钙浓度、血清SOST水平、血清Hcy水平)诊断OP的AUC为0.946(95%CI：0.913～0.978，P<0.001)，敏感度和特异度分别为90.2%和88.1%(图4)。

图3 DECT定量参数及血清SOST、Hcy水平与BMD的相关性散点图。a)钙的CT值与BMD的相关性散点图；b)钙浓度与BMD的相关性散点图；c)SOST水平与BMD的相关性散点图；d)Hcy水平与BMD的相关性散点图。 图4 双能CT定量参数及血清SOST、Hcy水平诊断绝经后女性OP的ROC曲线。

讨 论

OP的病理特征主要为骨质流失、骨微结构破坏，导致骨密度和骨量下降，主要临床症状为腰腿疼痛、脊柱变形及脆性骨折等[13,14]。绝经后女性是骨质疏松发病的高危人群，相关研究显示，绝经后女性发生OP的风险是同龄男性的3倍[15]。因此，在绝经后女性人群中早期诊断及干预OP的发展具有重要意义。DXA是OP诊断的“金标准”，但DXA测量BMD时往往不能准确区分皮质骨与松质骨，而皮质骨的密度显著高于松质骨，所以其检测结果难以反映OP早期松质骨密度的变化，在早期骨质疏松的诊断中具有一定局限性[7]。定量CT是一种三维检测方式[16,17]，测量BMD时虽然在区分皮质骨与松质骨上具有一定优势，但有研究表明，由于骨髓脂肪组织数量上的差异，定量CT在评估BMD时准确性会受到一定影响[5]。双能CT通过应用高低能量的物质分离技术直接量化钙、脂肪和水等成分，能够呈现出骨钙质的CT值、钙浓度及脂肪分数等定量参数，能较好反映真实骨密度的精确性[7]，因此双能CT在OP的诊断中具有一定应用价值。此外，血清SOST、Hcy水平已被证实与OP的发生、发展有关。因此，本研究探讨了双能CT定量参数联合血清SOST、Hcy水平对绝经后女性OP的诊断价值。

本研究结果显示，OP组钙的CT值及钙浓度显著低于非OP组，OP组的脂肪分数虽高于非OP组，但差异仅具有边缘性统计学意义(P=0.061)，这与刘瑛等[18]报道的结果具有一致性。OP组的血清SOST、Hcy水平显著高于非OP组，差异有统计学意义(P<0.05)，这与任艳霞等[19]和陈婵等[20]报道的结果一致。之前的研究显示，SOST可抑制Wnt信号通路的激活，通过调节成骨细胞和破骨细胞的发育和分化在骨形成中发挥重要作用[21]。既往研究报道，对去卵巢大鼠使用SOST抗体可使骨生长、骨密度和骨量增加，而增加外源性SOST抑制了人和小鼠成骨细胞的分化和增殖[22]。最近的研究表明，Hcy通过细胞内活性氧机制，降低成骨细胞活性，增加破骨细胞活性，减少骨形成，促进骨吸收，并与细胞外基质蛋白相互作用致结构改变而影响骨的结构，导致骨质疏松的发生[23]。本研究Pearson相关性分析结果显示，绝经后女性钙的CT值及钙浓度与BMD间均呈显著正相关关系，血清SOST、Hcy水平与BMD间均呈显著负相关关系。之前的研究结果显示，腰椎双能CT所测椎体钙的CT值与DXA所测骨密度间呈显著正相关[18]。王平等[24]的研究也显示，应用双能CT所测量腰椎骨钙CT值与定量CT所测BMD值密切相关，提示双能CT去钙技术可准确分离骨中骨钙及其他成分，实现单独测量骨钙质CT值，可精确地反映真实骨密度并发现骨量丢失。因此，应用双能CT测量腰椎钙的CT值和钙浓度可以反映腰椎的骨密度，在OP的评估中具有一定应用价值。

此外，笔者应用多因素二元Logistic回归分析了双能CT定量参数和血清SOST、Hcy水平对绝经后女性OP独立评估的效果，结果显示，钙的CT值、钙浓度及血清SOST、Hcy水平是OP的独立相关因素。笔者进一步应用ROC曲线分析了钙的CT值、钙浓度、血清SOST、Hcy水平及四者联合对绝经后女性OP的诊断效能，结果表明钙的CT值独立诊断OP的敏感度和特异度分别为88.0%和71.4%，钙浓度独立诊断OP的敏感度和特异度分别为87.0%和72.6%，这一结果显示应用双能CT诊断绝经后女性OP的特异度较为一般。血清SOST水平独立诊断OP的敏感度和特异度分别为75.0%和76.2%，血清Hcy水平独立诊断OP的敏感度和特异度分别为79.3%和73.8%，均不太理想。四者联合(钙的CT值、钙浓度、血清SOST水平、血清Hcy水平)诊断OP的敏感度和特异度分别为90.2%和88.1%，效能较高。因此，在双能CT检查的基础上联合血清SOST、Hcy水平检测对绝经后女性OP的诊断效果较好。

综上所述，双能CT在绝经后女性OP的诊断中具有一定价值，采用血清SOST、Hcy水平作为辅助手段与双能CT联合使用有助于提升绝经后女性OP的诊断效能。