白細(xì)胞介素-6在老年骨質(zhì)疏松發(fā)病機制中的作用

方秀統(tǒng) 李 洋 于 方 陳國強 俞 猛 王立強

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬世紀(jì)壇醫(yī)院骨科，北京 100038)

骨質(zhì)疏松(OP)多發(fā)生于絕經(jīng)后婦女和老年男性，其發(fā)病機制尚未完全明了。骨微環(huán)境中白介素6(IL-6)等多種細(xì)胞因子的相對穩(wěn)定狀態(tài)被破壞，將影響到骨改建活動的內(nèi)在平衡，引起骨代謝活動的紊亂，導(dǎo)致PD。本研究擬探討IL-6與老年人OP的關(guān)系。

1 對象與方法

1.1對象 2012年1月至2013年1月期間87例因OP椎體骨折入院患者,女66例，男21例，年齡61～93(平均72.3)歲，根據(jù)不同年齡段分組:61～70歲(A)組9例；71～80歲(B)組43例；81～91歲(C)組35例；67例門診骨密度(BMD)正常的健康人，38例女性，29例男性，年齡50～60(平均54.7)歲。

1.2方法 空腹抽取右肘靜脈血10 ml，離心(1 500 r/min,10 min)，取血清分裝，-20℃保存?zhèn)溆?檢測血清中的sIL-6R、堿性磷酸酶(AKP)、骨鈣素(BGP)、Ca、P 含量。用日本產(chǎn)Olympus AU-800全自動生化分析儀檢測血清中AKP、Ca、P 含量，采用雙試劑動態(tài)法測定，檢測試劑由北京博奧森生物技術(shù)公司提供。BGP 檢測方法為電化學(xué)發(fā)光法，試劑盒由羅氏診斷產(chǎn)品公司提供。采用美國Lunar公司生產(chǎn)的 DPX-IQ型雙能X線骨密度儀測定L2～4和股骨頸BMD 及其T值。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA) 法測定sIL-6R含量,sIL-6R ELISA檢測試劑由美國SANTA CRUZ公司提供,按說明書操作。

2 結(jié) 果

2.1各組BMD比較 在不同年齡段椎體的BMD值不同，平均t值隨著年齡的增加而降低，而且各年齡組相比有顯著差異(P<0.05)；67例門診健康人BMD雖然正常，但是骨量減少，BMD呈下降趨勢；不論是BMD患者和健康人中，女性的BMD值都往往低于男性，在健康人組中，雖然女性BMD值低于男性，但相比較無顯著差異(P>0.05)，在BMD患者組中，女性BMD值低于男性，相比較有顯著差異(P<0.05)。見表1,表2。

2.2各組sIL-6R水平比較 在不同年齡段血清sIL-6R值是不同的，sIL-6R值隨著年齡的增加而增加；67例門診健康人血清sIL-6R值明顯低于BMD組(P<0.05)；BMD組血清sIL-6R值隨著年齡增加而增加，各年齡組相比有顯著差異(P<0.05)；BMD患者和健康人中，女性的血清sIL-6R值都往往高于男性，在健康人組中，不僅女性血清sIL-6R值高于男性(P<0.05)；同樣在BMD患者組中，女性血清sIL-6R值高于男性，相比較有顯著差異(P<0.05)。見表1,表2。健康人和BMD患者A組中(61～70歲)AKP和BGP 隨年齡略有增加(P>0.05),但是B組(71～80歲)和C組(71～80歲)中的AKP、BGP 含量與健康人和BMD患者A組(61～70歲)相比較明顯增加(P<0.01)。健康人和BMD患者的血鈣、血磷值變化不大。

表1 各年齡組BMD、SIL-6R水平比較

表2 各年齡組男性與女性BMD、SIL-6R水平比較

3 討 論

OP發(fā)生的根本原因是骨代謝失衡，骨代謝是破骨細(xì)胞(OC)吸收和去除舊的骨質(zhì)并由成骨細(xì)胞(OB)合成新骨代替舊骨的過程。骨代謝最小功能單位是OB和OC，它們的功能是與旁分泌信號結(jié)合在一起來調(diào)節(jié)骨代謝平衡，在人的生長期骨代謝是陽性的(新骨生成大于破骨)，在骨峰值期的時候是中性的(新骨生成等于破骨)，在BMD和導(dǎo)致骨丟失的疾病是負(fù)性的(破骨大于新骨生成)。OB和OC間相互的調(diào)控可保持骨的整體性〔1〕。BMD的骨代謝機制至今尚未清楚,本研究提示隨年齡增加，骨折的發(fā)生率將明顯上升。骨吸收增加,骨量下降無疑是引起B(yǎng)MD最重要和關(guān)鍵性的因素。隨著年齡的增加每年以1％的速度下降,尤其是女性當(dāng)進入絕經(jīng)期后，骨丟失迅速加快，每年骨丟失達2％～5％,小梁骨丟失比皮質(zhì)骨快,這一過程將持續(xù)約10～15年，以后骨量丟失趨于緩慢〔2〕。

近年來,隨著對BMD病因病理研究的深入，細(xì)胞因子在BMD發(fā)病中的作用越來越受到重視。研究表明，IL-6在BMD的發(fā)病機制中起重要作用，IL-6是人體內(nèi)多種細(xì)胞分泌的一種多功能的生物活性因子。在骨微環(huán)境中，多種活性細(xì)胞可以產(chǎn)生IL-6，如活性T-細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞和OB。IL-6的生物學(xué)效應(yīng)機制是通過IL-6 + IL-6R α結(jié)合IL-6R β，促使下游區(qū)Ras/Raf/ERK/MEK,JAK/STAT3信號通路級聯(lián)反應(yīng)更容易發(fā)生反應(yīng)而發(fā)揮作用〔3～5〕。單獨添加IL-6到前OC株RAW264.7細(xì)胞可以有輕度的刺激向OC分化作用，IL-6有明顯刺激外源性RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞分化作用〔6,7〕，導(dǎo)致骨吸收加速。IL-6干涉OC分化的機制尚不清楚。另一方面，IL-6可以刺激破骨細(xì)胞產(chǎn)生IL-1和PGE2細(xì)胞因子，進一步促使OC分化〔8〕，加速骨吸收。研究表明IL-6不僅能直接刺激骨吸收，還能加強其他因子的作用，刺激骨髓的多核細(xì)胞呈DC的表現(xiàn)型。目前關(guān)于IL-6基因表達調(diào)控機理尚不清楚，雌激素的減少可能會觸發(fā)IL-6的基因表達〔9〕。

OC是由粒巨細(xì)胞克隆形成單位(CFU-GM)分化而來，OB( 成骨細(xì)胞) 由 CFU -F( 成纖維細(xì)胞克隆形成單位) 分化而來，IL-6 協(xié)同IL-3誘導(dǎo)克隆形成細(xì)胞(CFU)的發(fā)育，并以自分泌和旁分泌的方式，在局部調(diào)節(jié)著OC的形成。有研究表明,在酒石酸抗酸性磷酸酶(TRAP)陽性的單核細(xì)胞和破骨細(xì)胞上均發(fā)現(xiàn)有高表達的IL-6Rα，IL-6作用于TRAP 陽性的單核細(xì)胞,可以劑量依賴的方式增加其骨吸收活性，而這一作用能被抗IL-6R天然抗體抑制〔10〕。本研究從外周血的檢測中發(fā)現(xiàn)sIL-6隨年齡增長而增加，sIL-6均和 BMD有一定的負(fù)相關(guān),這也說明了IL-6和IL-6 介導(dǎo)的骨丟失有著密切的關(guān)系。

AKP和BGP是反映骨轉(zhuǎn)換的指標(biāo)，AKP和BGP活性增高，預(yù)示骨轉(zhuǎn)換活躍。本研究資料發(fā)現(xiàn)，血清 BGP、AKP 均和年齡呈正相關(guān),和BMD 呈負(fù)相關(guān)，因此血清 AKP、BGP 同樣可以作為診斷老年人BMD的輔助檢測指標(biāo)。隨著年齡增加，BGP和AKP有一上升趨勢，說明骨的吸收和形成均有一定的增加導(dǎo)致BMD的形成,主要是兩者增加不平衡造成的。本研究資料發(fā)現(xiàn)血鈣、血磷水平在各組年齡患者變化不大，和年齡及BMD關(guān)系不大,因為正常人體血鈣磷水平受到機體的調(diào)節(jié)，基本維持于穩(wěn)定狀態(tài)。

綜上所述，BMD的骨丟失屬高轉(zhuǎn)換型，IL-6增高，刺激骨吸收，吸收超過骨形成，可以加速BMD的發(fā)生，最終引起B(yǎng)MD。越來越多的證據(jù)表明，IL-6在老年人BMD發(fā)病機制中起重要作用，今后是否能運用抗IL-6抗體治療OP，值得進一步研究。

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