特发性矮小症患儿血清BMP9、SMAD3表达与生长发育和骨龄相关指标的关系

董一慧,孙立华,孙莉莉

1.青岛大学附属第七临床医学院,山东青岛 266000;2.青岛市第八人民医院儿科,山东青岛 266100;3.青岛大学附属妇女儿童医院肾脏免疫科,山东青岛 266034

特发性矮小症(ISS)指的是出现非病理状态的身材矮小,是儿童身材矮小的主要原因之一,是一种多基因疾病,其生长激素缺乏或病理变化明显[1]。ISS患儿在出生时身高、体重均正常,在相同的生活环境中,其生长速度慢,身高较同龄同性别的儿童下降两个标准差[2]。该病严重影响儿童的身心健康和人际交往,并且还可能对儿童的升学、就业等方面造成影响[3]。目前ISS发病机制还未明确,研究认为该病与染色体异常、激素分泌异常、遗传等因素有关[4]。因此,尽早发现并进行积极有效地治疗对ISS患儿十分重要。骨形态发生蛋白(BMP)9是BMP的一种,能够参与调控体细胞的生长分化[5]。果蝇母亲对抗脑脊髓瘫痪蛋白(SMAD)3属于SMAD蛋白家族的成员之一,是成骨细胞分化的关键转录因子,可作为转化生长因子(TGF)-β超家族信号传导的介质,调节细胞增殖、凋亡、免疫反应和癌症转移[6]。目前,ISS患儿血清BMP9、SMAD3水平与生长发育和骨龄相关指标的关系尚不明确,故本研究通过对ISS患儿血清BMP9、SMAD3水平及二者与生长发育和骨龄相关指标的关系研究,为临床治疗ISS提供新的方向。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2020年9月至2022年9月青岛市第八人民医院收治的110例ISS患儿作为ISS组,其中男56例、女54例,年龄4～12岁,平均(7.48±2.27)岁。同时选取110例该院的体检健康儿童作为对照组,其中男57例、女53例,年龄3～12岁,平均(7.53±2.32)岁。纳入标准:(1)符合ISS诊断标准[7];(2)经检查无染色体异常;(3)患儿出生体重在2.5 kg以上。排除标准:(1)合并先天性畸形者;(2)合并慢性肝肾疾病者;(3)合并肥胖或营养不良者;(4)合并恶性肿瘤、精神障碍疾病、骨骼发育障碍者;(5)信息缺失及无法配合研究者。本研究经医院伦理委员会批准后实施,两组研究对象家属均签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1一般资料收集 收集所有研究对象的性别、年龄、体重、身高、饮食习惯、居住地、骨钙素(Ost)、血清瘦素(Leptin)、性发育状态[8]等各项信息,计算体重指数(BMI)=体重/身高2,骨龄指数(BAI)=骨龄/生存年限,骨龄年龄差(BAD)=骨龄-生存年限。

1.2.2标本收集与保存 采集ISS组入院当日及对照组体检当日空腹静脉血5 mL,室温静置30 min后,3 000 r/min离心15 min,取上层血清,密封放置于-80 ℃冰箱保存待用。

1.2.3血清BMP9、SMAD3与骨龄相关指标水平检测 采用酶联免疫吸附试验检测血清BMP-9(货号:ml060155)、SMAD3(货号:ml062487)、Leptin(货号:ml024238)水平,采用放射免疫法检测Ost水平,操作过程需严格按照试剂盒说明书进行,以上检测试剂盒均购自上海酶联生物科技有限公司。

2 结 果

2.1两组临床资料比较 两组性别、年龄、饮食习惯、居住地比较,差异均无统计学意义(P>0.05);ISS组身高、体重低于对照组(P<0.05)。见表1。

表1 两组临床资料比较或n(%)]

2.2两组血清BMP9、SMAD3水平比较 与对照组比较,ISS组血清BMP9水平升高,SMAD3水平降低,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 两组血清BMP9、SMAD3水平比较

2.3两组生长发育和骨龄相关指标比较 对照组与ISS组性发育状态、BMI、BAI、BAD及Ost、Leptin水平比较,差异有统计学意义(P<0.05),见表3。

表3 两组生长发育和骨龄相关指标比较[n(%)或

2.4血清BMP9、SMAD3水平与生长发育和骨龄相关指标的相关性 相关性分析结果显示,ISS患儿BMP9水平与SMAD3呈负相关(r=-0.497,P<0.05)。ISS患儿血清BMP9水平与性发育状态、身高、体重、BMI、Ost、Leptin、BAI、BAD均呈负相关(P<0.05),血清SMAD3水平与性发育状态、身高、体重、BMI、Ost、Leptin、BAI、BAD均呈正相关(P<0.05),见表4。

表4 血清BMP9、SMAD3水平与生长发育和骨龄相关指标的相关性

2.5血清BMP9、SMAD3水平对ISS的诊断价值 以BMP9、SMAD3为检验变量,以ISS的发生(否=0,是=1)为状态变量,绘制ROC曲线。结果显示,血清BMP9、SMAD3联合检测的曲线下面积(AUC)高于二者单独检测(Z=2.774、2.958,P<0.05),见表5、图1。

图1 血清BMP9、SMAD3水平对ISS诊断价值的ROC曲线

表5 血清BMP9、SMAD3水平对ISS的诊断价值

2.6影响ISS的多因素Logistic回归分析 以患儿是否发生ISS为因变量(否=0,是=1),以BMP9(>124.18 pg/mL=1,≤124.18 pg/mL=0)、SMAD3(>7.86 ng/mL=1,≤7.86 ng/mL=0)、性发育状态(Ⅰ期=0,Ⅱ～Ⅴ期=1)、身高、体重、BMI、BAI、BAD、Ost、Leptin等实测值为自变量进行多因素Logistic回归分析。结果显示,BMP9水平是影响ISS发生的独立危险因素,SMAD3水平为独立保护因素(P<0.05),见表6。

表6 影响ISS的多因素Logistic回归分析

3 讨 论

ISS是一种导致身材矮小的疾病,该病发病机制尚未明确[9]。ISS通常以身材矮小、发育缓慢等为主要表现,该病病因较为复杂,是一种多因素造成的疾病,与环境、遗传、表观遗传、营养等有关,常见的症状有身材矮小、骨成熟延迟等[10]。ISS的诊断十分复杂,必须排除身材矮小的其他可能原因,治疗的主要方法是对ISS患儿注射重组人生长激素,但是这种方法的治疗效果一般。因此,明确ISS患者病因,且发现一种新的准确诊断方法十分重要[11]。

BMP是TGF-β家族的主要成员,有较强的诱导骨形成能力,相关研究表明BMP9在神经元和脂肪细胞分化,诱导软骨形成、成骨分化等生理生化过程中发挥关键作用[12]。还有研究表明,BMP9能够调节淋巴管内皮细胞增殖、内皮细胞可塑性[13]。本研究中ISS患儿血清BMP9水平升高,提示血清BMP9可能参与ISS的发生发展。相关性分析显示,BMP9水平与SMAD3呈负相关,且ISS患儿血清BMP9、SMAD3水平分别与生长发育和骨龄相关指标均有一定的相关性,推测其可能的原因为BMP9、SMAD3通过参与调节生长发育和骨代谢,从而参与了ISS的发生发展,这进一步证明了BMP9、SMAD3在ISS中起重要作用。ROC曲线分析结果显示,BMP9对ISS有一定的诊断价值。多因素Logistic回归分析表明,血清BMP9水平是影响ISS发生的独立危险因素,提示在临床上应注意患儿血清BMP9水平变化,当出现BMP9水平升高时,患儿病情可能加重,应及时采取救治。

由TGF-β介导的信号通路涉及SMAD活化。SMADs是一类细胞内蛋白家族,包括三类信号分子:受体相关的SMADs(SMAD 2和SMAD 3),辅助因子SMAD4和抑制性SMADs[14]。TGF-β在发育、炎症、稳态和多种疾病中发挥十分重要的作用,SMAD3在TGF-βⅠ型受体的作用下,可以直接磷酸化C末端的SSXS基序,从而在经典的TGF-β信号通路中发挥重要作用[15]。相关研究证明,SMAD3可以靶向miR-874-3p,并且通过调控miR-874-3p/SMAD3通路抑制软骨内骨化、肥大和软骨细胞增殖[16]。先前研究已证实SMAD3基因突变功能丧失后会对人体的骨组织造成严重的影响[17]。还有研究证明SMAD3是骨骼和肌肉萎缩的潜在治疗靶点[18]。本研究中,ISS患儿SMAD3水平降低,提示SMAD3水平可能与ISS发病相关。进一步ROC曲线分析显示,二者联合检测的AUC均高于BMP9、SMAD3单独检测,表明BMP9、SMAD3对ISS有一定的诊断价值,且二者联合检测的诊断价值更高。多因素Logistic回归分析表明,血清SMAD3是影响ISS发生的独立保护因素,提示血清SMAD3水平变化异常在ISS的发生发展中有重要作用。

综上所述,血清BMP9、SMAD3水平与ISS患儿的生长发育和骨龄相关指标相关,二者可能在ISS发生发展中发挥重要作用,为临床研究ISS提供了新的研究方向。但血清BMP9、SMAD3水平对ISS的影响及其具体的作用机制还有待研究。