血清Ghrelin水平與非創(chuàng)傷性股骨頭壞死嚴(yán)重程度的相關(guān)性

毛箏 岳永彬 魯路 陳景杰 劉丹 趙暢 劉剛

1南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科（廣州 510630）；2山東省臨沂市人民醫(yī)院骨科（山東臨沂276000）；3廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院（廣州510405）；4南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科（廣州516630）

非創(chuàng)傷性股骨頭壞死（non-traumatic osteonecrosis of the femoral head，ONFH）是一種難治性的疾病，其主要特征是由于局部供血不足使軟骨下骨節(jié)段受到影響而發(fā)生骨細(xì)胞壞死。盡管飲酒、激素等多種因素使得ONFH罹患風(fēng)險(xiǎn)增大，但是其病因?qū)W和發(fā)病過程并未完全明確。目前認(rèn)為脂代謝紊亂以及血液高凝狀態(tài)可能與ONFH發(fā)病具有重要的相關(guān)性［1］。此外，骨髓脂肪細(xì)胞的肥大或增殖［2］、骨細(xì)胞和成骨凋亡［3］、以及骨修復(fù)缺陷［4］等因素，在ONFH的進(jìn)展中發(fā)揮了重要作用。

近年來發(fā)現(xiàn)Ghrelin可能在調(diào)節(jié)骨代謝以及修復(fù)中具有重要意義。Ghrelin又稱生長激素釋放促分泌素受體配體，是在N-末端第3個(gè)氨基酸絲氨酸上具有脂肪酸鏈修飾的28個(gè)氨基酸肽［5］。已經(jīng)確定Ghrelin在中樞神經(jīng)系統(tǒng)（下丘腦，垂體）中廣泛表達(dá)；并不同程度地存在于所有正常人體組織和器官中，發(fā)揮廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。Ghrelin在內(nèi)分泌系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)以及對(duì)食欲調(diào)節(jié)的作用、與肥胖和糖尿病的關(guān)系、抗心力衰竭等方面都具有生理和病理學(xué)意義［6］。最近，在成骨細(xì)胞中確定了Ghrelin的存在，并發(fā)現(xiàn)Ghrelin可以在體外刺激成骨細(xì)胞的增殖并抑制其凋亡［7-9］，表明Ghrelin可以促進(jìn)骨的增長。此外，臨床研究還發(fā)現(xiàn)Ghrelin表達(dá)與松質(zhì)骨密度呈正相關(guān)。有研究表明Ghrelin可促進(jìn)激素性缺血性股骨頭壞死組織中VEGF mRNA的表達(dá)，從而改善壞死股骨頭組織微循環(huán)，進(jìn)一步改善股骨頭壞死的進(jìn)程［10］。

目前并未有研究探討血清Ghrelin水平與股骨頭壞死患者嚴(yán)重程度的相關(guān)性，因此本研究擬探討血清Ghrelin水平在股骨頭壞死患者中的表達(dá)以及與疾病嚴(yán)重程度的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 入選標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn) 選擇2016年5月至2017年10月來自我院診斷為非創(chuàng)傷性股骨頭壞死的患者84例（其中男49例，女35例）。所有患者符合2012年成人ONFH的診斷標(biāo)準(zhǔn)［10］。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并其他重大病變或惡病質(zhì)，如免疫系統(tǒng)障礙、凝血功能障礙、腫瘤等；（2）妊娠期或哺乳期婦女；（3）合并其他骨關(guān)節(jié)疾病或3個(gè)月內(nèi)行過髖關(guān)節(jié)相關(guān)手術(shù)者。此外選取75例在年齡、性別等與患者相匹配的健康體檢者作為對(duì)照組，健康對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）在我院同期進(jìn)行常規(guī)檢查的健康人；（2）年齡 35 ～ 60歲；（3）無任何基礎(chǔ)性疾病。本次研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者被告知研究的項(xiàng)目，并簽署知情同意書。

1.2 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn) 患者和健康體檢者清晨空腹抽取上肢靜脈血5 mL，經(jīng)EDTA抗凝，-80℃保存待測(cè)。采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測(cè)血清中Ghrelin的水平。操作按相關(guān)檢測(cè)因子試劑盒說明進(jìn)行（Santa Cruz Biotech，美國），同時(shí)測(cè)定血清中adiponectin和IL-33的表達(dá)（Santa Cruz Biotech，美國）。

1.3 ONFH患者影像學(xué)嚴(yán)重程度判定 每名入選者均進(jìn)行骨盆X線進(jìn)行檢查，以股骨頭壞死FICAT分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［9］評(píng)價(jià)股骨頭壞死的影像學(xué)嚴(yán)重程度，具體如下：Ⅰ期：平片正常；Ⅱ期：平片見到囊性變或（和）硬化；Ⅲ期：平片見到股骨頭塌陷；Ⅳ期：平片見到髖臼病變，出現(xiàn)關(guān)節(jié)間隙狹窄和骨關(guān)節(jié)炎。本研究只納入Ⅱ期及以上的ONFH患者。所有影像學(xué)閱片均由本院2位影像科專家完成，經(jīng)Kappa一致性檢驗(yàn)，Kappa值=0.88，表明2位專家閱片結(jié)果相統(tǒng)一。

1.4 ONFH患者髖關(guān)節(jié)疼痛和功能評(píng)定 采用VAS評(píng)分和Harris髖關(guān)節(jié)評(píng)分對(duì)ONFH患者髖關(guān)節(jié)進(jìn)行評(píng)分。VAS即視覺模擬評(píng)分法（visual analogue scale），具體為在紙上面劃一條10 cm的橫線，橫線的一端為0，表示無痛；另一端為10，表示劇痛；中間部分表示不同程度的疼痛［9］。Harris髖關(guān)節(jié)評(píng)分量表是一個(gè)評(píng)價(jià)髖關(guān)節(jié)功能的規(guī)范化的功能評(píng)定量表［10］，具有較好的內(nèi)部一致性、重測(cè)信度、測(cè)量者間的信度，在臨床上有較廣泛應(yīng)用。量表總分為100分，具體為（1）差：低于70 分；（2）尚可：70～79 分；（3）較好：80～89 分；（4）優(yōu)良：90 分及以上。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用Graph pad 6.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)評(píng)估數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，計(jì)量資料結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，非正態(tài)分布計(jì)量資料結(jié)果以四分位間距或中位數(shù)表示，分類變量采用頻率或分?jǐn)?shù)表示；ONFH患者和健康對(duì)照組一般資料數(shù)據(jù)以及血清Ghrelin水平比較根據(jù)情況分別采用t檢驗(yàn)，Mann-WhitneyU檢驗(yàn)或卡方檢驗(yàn)，不同影像學(xué)分期ONFH患者Ghrelin水平比較采用單因素方差分析，LSD檢驗(yàn)做后效應(yīng)分析。ONFH患者VIP水平與影像學(xué)和癥狀嚴(yán)重程度評(píng)分的相關(guān)性采用Pearson或Spearman相關(guān)性檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較 ONFH患者年齡（45.1±8.5）歲；對(duì)照組年齡（44.6±8.3）歲，兩組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.112）；ONFH患者體質(zhì)指數(shù)（BMI）為（23.8 ± 2.2）kg/m2，對(duì)照組BMI為（24.0 ± 2.1）kg/m2，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.087）。ONFH患者血清Ghrelin水平顯著低于健康對(duì)照組［（412.3±76.7）pg/mLvs.（524.5 ± 80.3）pg/mL，P＜ 0.001）］（圖1A）。按病因和病史分析，84例ONFH患者分為激素性30例，酒精源性30例和特發(fā)性24例，結(jié)果顯示三組血清中Ghrelin水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［激素性：（431.4± 67.9）pg/mLvs.酒精性：（435.6± 81.9）pg/mLvs.特發(fā)性：（424.0 ± 72.7）pg/mL，F(xiàn)=0.165，P=0.848）］（圖1B）。

2.2 血清Ghrelin水平與影響學(xué)FICAT分期嚴(yán)重程度的相關(guān)性 血清Ghrelin水平與FICAT不同分期情況見表2?；颊吒鶕?jù)FICAT分期分為3組，Ⅱ期25例，Ⅲ期32例，Ⅳ期27例（圖2）。FICATⅢ期ONFH患者血清Ghrelin水平顯著低于FICATⅡ期［（429.5 ± 69.4）pg/mLvs.（479.2 ± 65.9）pg/mL，P=0.008］，F(xiàn)ICATⅣ期患者血清Ghrelin水平顯著低于Ⅲ期患者［（387.5± 58.6）pg/mLvs.（429.5±69.4）pg/mL，P=0.016］，血清Ghrelin水平與ONFH水平呈顯著的負(fù)相關(guān)性（r=-0.491，P＜0.001）。

圖1 A，ONFH患者和對(duì)照組血清Ghrelin水平的比較；B，激素性股骨頭壞死、酒精性股骨頭壞死和特發(fā)性股骨頭壞死血清Ghrelin水平比較Fig.1 A.Comparison of serum Ghrelin levels between ONFH patients and controls；B.Comparison of serum Ghrelin levels among steroid-induced，alcoholic-induced and idiopathic ONFH

圖2 ONFH患者FICAT分期Fig.2 FICAT Grading System of ONFH patients

表1 臨床基本資料Tab.1 Clinical Baseline Data ±s

表1 臨床基本資料Tab.1 Clinical Baseline Data ±s

注：兩組資料比較采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差或者中位數(shù)表示

組別年齡（歲）性別（女/男）BMI（kg/m2）Harris髖關(guān)節(jié)功能評(píng)分VAS評(píng)分FICAT分期（Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ）創(chuàng)傷性O(shè)A病因［例（%）］激素性酒精源性特發(fā)性O(shè)NFH患者（n=84）45.1±8.5 35/49 23.8±2.2健康對(duì)照組（n=84）44.6±8.3 40/44 24.0±2.1 P值0.112 0.532 0.139 25/32/27 30（35.7）30（35.7）24（28.6）

2.3 血清Ghrelin水平與ONFH嚴(yán)重程度和生物標(biāo)記物的相關(guān)性 為了進(jìn)一步探討Ghrelin在ONFH中的保護(hù)作用，我們檢測(cè)了血清Ghrelin水平與癥狀嚴(yán)重程度和功能障礙的相關(guān)性。我們發(fā)現(xiàn)血清Ghrelin水平與VAS評(píng)分呈顯著負(fù)相關(guān)性（r=-0.387，P＜0.001），與Harris髖關(guān)節(jié)評(píng)分呈正相關(guān)性（r=0.380，P＜0.001），具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。血清Ghrelin水平與骨壞死標(biāo)記物IL-33（r=-0.495，P＜0.001）呈負(fù)相關(guān)，和骨保護(hù)標(biāo)記物adiponectin呈正相關(guān)（r=-0.263，P=0.012），具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖3）。

圖3 A.不同F(xiàn)ICAT分期血清Ghrelin水平的比較；B.血清Ghrelin水平與FICAT分期的相關(guān)性Fig.3 A.Comparison of Ghrelin levels among different FICAT classification；B.Correlation of serum Ghrelin levels with FICAT classification

圖4 A，血清Ghrelin水平與VAS評(píng)分的相關(guān)性；B，血清Ghrelin水平與HSS評(píng)分的相關(guān)性；C，血清Ghrelin水平與血清IL-33水平的相關(guān)性；D，血清Ghrelin水平與血清adiponectin水平的相關(guān)性Fig.4 A.Correlation of serum Ghrelin levels with VAS scores；B.Correlation of serum Ghrelin levels with HSS scores；C.Correlation of serum Ghrelin levels with serum IL-33 levels；D.Correlation of serum adiponectin levels with adiponectin levels

3 討論

本研究探討非創(chuàng)傷性O(shè)NFH患者血清Ghrelin水平的表達(dá)以及其嚴(yán)重程度與影像學(xué)，癥狀學(xué)和相關(guān)生物化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)血清Ghrelin水平與ONFH疾病嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)，表明Ghrelin可能在ONFH進(jìn)展中起到保護(hù)作用。

到目前為止，股骨頭壞死的診斷多依靠影像學(xué)改變以及疼痛和功能的主訴［13］。然而，當(dāng)出現(xiàn)疼痛和活動(dòng)受限等癥狀體征以及股骨頭塌陷和骨壞死等影像學(xué)征象出現(xiàn)時(shí)多數(shù)患者已發(fā)展到了疾病的中晚期階段，而且在臨床上沒有監(jiān)測(cè)股骨頭壞死進(jìn)展的特定方法，加之藥物治療股骨頭壞死的效果尚未得到充分的證據(jù)支持，使得股骨頭壞死診療成為一大難題。血清中的組分代謝物構(gòu)成可由股骨頭壞死代謝物產(chǎn)生，所以檢測(cè)血清中生物標(biāo)記物可以成為一種股骨頭壞死的特異性診斷方法。有價(jià)值的可靠的生物標(biāo)記物檢測(cè)可能是一種早于影像學(xué)觀測(cè)更有效的反映股骨頭壞死進(jìn)展的方法。

Ghrelin是最近在人及大鼠胃部發(fā)現(xiàn)的一種腦腸肽。作為促生長激素分泌素受體（growth hormone secretagogue receptor，GHSR）的內(nèi)源性配體，Ghrelin能強(qiáng)烈刺激生長激素的釋放。Ghrelin在體內(nèi)組織廣泛分布，在骨代謝的研究中也日益受到關(guān)注。最近研究表明Ghrelin可以通過刺激成骨細(xì)胞的增殖、分化、抑制細(xì)胞凋亡、增加骨質(zhì)密度誘導(dǎo)骨的形成。BACHRACH等［14］在體外實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)給予Ghrelin能增加成骨細(xì)胞的增殖。也有研究表明：Ghrelin mRNA在軟骨表達(dá)并且給予Ghrelin也可增加成骨細(xì)胞的增殖。ADELINO等［15］研究顯示Ghrelin涉及調(diào)節(jié)骨的生長和新陳代謝，可直接刺激成骨細(xì)胞的增殖和分化，激活堿性磷酸酶，增加基質(zhì)中鈣離子濃度；且在體外實(shí)驗(yàn)中，Gherlin可以通過增強(qiáng)堿性磷酸酯酶活力以及特殊成骨細(xì)胞基因表達(dá)促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖。本研究亦發(fā)現(xiàn)Ghrelin水平與VAS疼痛評(píng)分和Harris評(píng)分均具有負(fù)相關(guān)性。SILIBIA等［16］首先提出了可靠的證據(jù)證實(shí)Ghrelin對(duì)于炎性痛具有鎮(zhèn)痛作用。目前已有研究表明Ghrelin在中樞和外周部位均具有鎮(zhèn)痛作用，這可能是Ghrelin抑制疼痛的重要原因。

本研究首次發(fā)現(xiàn)血清中Ghrelin水平與非創(chuàng)傷性O(shè)NFH后影像學(xué)進(jìn)展和癥狀嚴(yán)重程度以及骨破壞標(biāo)記物呈負(fù)相關(guān)性，與骨保護(hù)標(biāo)記物表達(dá)成正相關(guān)性，表明其可能作為ONFH的一種保護(hù)性的因素，因此補(bǔ)充Ghrelin可能作為一種ONFH的輔助治療性手段。

［1］KAUSHIK A P，DAS A，CUI Q.Osteonecrosis of the femoral head：An update in year 2012［J］.World J Orthod，2012，3（5）：49-57.

［2］MOTOMURA G，YAMAMOTO T，MIYANISHI K，et al.Combined effects of an anticoagulant and a lipid-lowering agent on the prevention of steroid-induced osteonecrosis in rabbits［J］.Arthritis Rheum，2004，50（10）：3387-3391.

［3］CALDER J D，BUTTERY L，REVELL P A，et al.Apoptosis-a significant cause of bone cell death in osteonecrosis of the femoral head［J］.J Bone Joint Surg Br，2004，86（8）：1209-1213.

［4］YOUM Y S，LEE S Y，LEE S H.Apoptosis in the osteonecrosis of the femoral head［J］.Clin Orthop Surg，2010，2（4）：250-255.

［5］ASSOULINE-DAYAN Y，CHANG C，GREENSPAN A，et al.Pathogenesis and natural history of osteonecrosis［J］.Semin Arthritis Rheum，2002，32（2）：94-124.

［6］ZWIRSKA-KORCZALA K，KONTUREK S J，SODOWSKI M，et al.Basal and postprandial plasma levels of PYY，ghrelin，cholecystokinin，gastrin and insulin in women with moderate and morbid obesity and metabolic syndrome［J］.J Physiol Pharmacol，2007，58（Suppl 1）：13-35.

［7］NAPOLI N，PEDONE C，POZZILLI P，et al.Effect of ghrelin on bone mass density：the InChianti study［J］.Bone，2011，49（2）：257-263.

［8］GONNELLI S，CAFFARELLI C，DEL SANTO K，et al.The relationship of ghrelin and adiponectin with bone mineral density and bone turnover markers in elderly men［J］.Calcif Tissue Int，2008，83（1）：55-60.

［9］NOUH O，ABD ELFATTAH M M，HASSOUNA A A.Association between ghrelin levels and BMD：a cross sectional trial［J］.Gynecol Endocrinol，2012，28（7）：570-572.

［10］黃來剛，崔寶娟，王曉紅，等.Ghrelin對(duì)兔激素性股骨頭缺血性壞死中VEGF的影響［J］.山東大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2014，52（9）：48-53.

［11］趙德偉，胡永成.成人股骨頭壞死診療標(biāo)準(zhǔn)專家共識(shí)（2012年版）［J］.中華骨科雜志，2012，6（6）：19-19.

［12］JAWAD M U，HALEEM A A，SCULLY S P.In brief：Ficat classification：avascular necrosis of the femoral head［J］.Clin Orthop Relat Res，2012，470（9）：2636-2639.

［13］ZALAVRAS C G，LIEBERMAN J R.Osteonecrosis of the femoral head：evaluation and treatment［J］.J Am Acad Orthop Surg，2014，22（7）：455-464.

［14］BACHRACH L.Acquisition of optimal bone mass in childhood and adolescence［J］.Trends Endocrinol Metab，2001，12（1）：22-28.

［15］LEITE-MOREIRA A F，SOARES J B，Adelino F.Physiological，Pathological and potential therapeutic roles of Ghrelin［J］.Drug Discovery Today，2007，12（4）：276-288.

［16］SIBILLA V，LATTUADA N，RAPETTI D，et al.Ghrelin inhibits inflammatory pain in rats：involvement of the opioid system［J］.Neuropharmacology，2006，51（3）：497-505.