蘇州地區(qū)老年人疾病史與骨質(zhì)疏松的相關(guān)性研究

朱文杰 雷署豐

1．蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)部公共衛(wèi)生學(xué)院遺傳流行病與基因組學(xué)研究中心/江蘇省老年病預(yù)防與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 蘇州215123

2．中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院系統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究中心蘇州系統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究所，江蘇蘇州215123

骨質(zhì)疏松癥是一種全身性骨骼疾病，其特點(diǎn)是骨密度(bone mineral density，BMD)降低，骨顯微結(jié)構(gòu)退化，導(dǎo)致發(fā)生骨質(zhì)疏松性的風(fēng)險(xiǎn)增加［1-2］。骨質(zhì)疏松癥是影響人群健康的重要疾病，其特別好發(fā)于老年群體中。在我國(guó)50歲以上人群中約有9 000萬(wàn)骨質(zhì)疏松癥患者，而低骨量患者超過(guò)2億人次［3］。骨質(zhì)疏松發(fā)生脆性骨折風(fēng)險(xiǎn)較正常人明顯增高，且致殘率、病死率較高，給患者和社會(huì)造成沉重的生活及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。近年來(lái)有關(guān)骨質(zhì)疏松癥危險(xiǎn)因素的相關(guān)研究逐漸增多，很多疾病都與骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病密切相關(guān)［4］。然而以前的研究大多在小樣本中進(jìn)行，而且并未采用金標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)骨質(zhì)疏松癥。用雙能X線(xiàn)吸收儀(DXA)測(cè)量的骨密度是公認(rèn)的診斷骨質(zhì)疏松癥的金標(biāo)準(zhǔn)［5］。本研究選擇蘇州本地居民為主的社區(qū)，對(duì)5 527例65歲以上人群進(jìn)行面對(duì)面的問(wèn)卷調(diào)查，并用雙能X線(xiàn)吸收儀測(cè)量髖部、腰椎和股骨頸的骨密度T值，通過(guò)分析蘇州地區(qū)老年人疾病史與骨質(zhì)疏松癥的相關(guān)性，為骨質(zhì)疏松癥的精準(zhǔn)預(yù)防提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象與問(wèn)卷調(diào)查

選擇65歲以上的5 527例蘇州社區(qū)居民進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查。采用統(tǒng)一的老年健康綜合評(píng)估表調(diào)查問(wèn)卷，由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，由醫(yī)務(wù)人員根據(jù)問(wèn)卷提問(wèn)并填寫(xiě)被測(cè)者提供的答案，調(diào)查內(nèi)容包括:①基本檢測(cè)內(nèi)容:年齡、身高、體重、性別、學(xué)歷;②疾病病史:高血脂癥、服用降血脂藥、胃/十二指腸切除、甲狀腺功能亢進(jìn)/甲狀腺功能減退、腎功能、貧血、惡性腫瘤、皮質(zhì)激素使用情況、其他疾病。

1.2 骨密度測(cè)量

采用雙能X線(xiàn)骨密度儀(Hologic Wi，USA)測(cè)量腰椎、股骨頸和髖部部位的BMD(g/cm2)。BMD測(cè)量的精度表示為均方根百分比變異系數(shù)(RMSCV)，是基于對(duì)30名志愿者重復(fù)測(cè)量3次。髖部、股骨頸和腰椎BMD測(cè)量的RMS-CV分別為2.49%、2.05%和2.27%。

1.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)預(yù)處理采用Epidata雙盲錄入及管理。本研究采用 R［R version 3.4.4(2018-03-15)］［6］軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，單因素分析采用線(xiàn)性回歸模型，多因素分析首先使用R軟件包leaps［7］全子集回歸模型篩選策略進(jìn)行變量選擇，然后使用R軟件包glmnet［9］進(jìn)行多響應(yīng)因素 Elastic Net回歸分析，并使用最小平均交叉驗(yàn)證錯(cuò)誤作為變量篩選標(biāo)準(zhǔn)，建立多因素多自變量線(xiàn)性回歸模型。

2 結(jié)果

本次共有5 527人納入本研究，其中男性2377人，女性3 150人。詳見(jiàn)表1。

表1 蘇州地區(qū)老年人的基本特征及BMD T值Table 1 Basic characteristics and BMD T values of the elderly in Suzhou

2.1 髖部、腰椎及股骨頸BMD T值與疾病史的單因素線(xiàn)性回歸分析

為探索蘇州地區(qū)老年人疾病史與骨質(zhì)疏松癥的相關(guān)性，本研究分別對(duì)髖部、腰椎及股骨頸BMD T值與疾病史進(jìn)行一元回歸分析。結(jié)果提示，高血脂、服用降血脂藥、部分或完全切除胃/十二指腸、輕度及嚴(yán)重貧血、其他骨科疾病及其他疾病與髖部BMD T值具有線(xiàn)性相關(guān)性;嚴(yán)重腎功能不全、輕度或嚴(yán)重貧血與腰椎BMD T值具有線(xiàn)性相關(guān)性;服用降血脂藥、部分或完全切除胃/十二指腸以及輕度或嚴(yán)重貧血與股骨頸BMD T值具有線(xiàn)性關(guān)系。詳見(jiàn)表2。

表2 蘇州地區(qū)老年人疾病史與骨質(zhì)疏松單因素相關(guān)性分析Table 2 Single factor correlation analysis between disease history and osteoporosis in the elderly in Suzhou

2.2 髖部、腰椎及股骨頸BMD T值與疾病史多元變量相關(guān)性分析

為篩選和優(yōu)化疾病史中與骨質(zhì)疏松癥最相關(guān)的影響因素，并對(duì)各個(gè)影響因素的影響程度進(jìn)行量化。本研究以蘇州地區(qū)老年人身體基本特征和疾病史為自變量分別進(jìn)行全子集回歸變量選擇和基于Elastic Net方法的多項(xiàng)廣義線(xiàn)性回歸建模，因變量為各部位的BMD T值。首先使用全子集回歸進(jìn)行變量選擇，以調(diào)整的判定系數(shù)為模型判定標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果提示以髖部BMD T值進(jìn)入最優(yōu)模型的自變量為性別、身高、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、高血脂、胃/十二指腸、其他疾病及是否吃降血脂藥;以腰椎BMD T值為因變量進(jìn)入最優(yōu)模型的自變量為性別、身高、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、高血脂、甲狀腺功能亢進(jìn)/甲狀腺功能減退、腎功能不全和貧血;以股骨頸BMD T值為因變量進(jìn)入最優(yōu)模型的自變量為性別、身高、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、胃/十二指腸和貧血，詳見(jiàn)圖1。Elastic Net分析結(jié)果提示，高血脂、長(zhǎng)期服用降血脂藥物、部分或完全切除胃/十二指腸、貧血、甲狀腺功能亢進(jìn)/甲狀腺功能減退、腎功能不全、惡性腫瘤、長(zhǎng)期服用皮質(zhì)激素以及其他骨科相關(guān)疾病與骨密度T值具有相關(guān)性。結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2及表3。

圖1 髖部、腰椎、骨股頸BMD T值全子集回歸模型評(píng)價(jià)Fig．1 Evaluation of BMD T scores in the hip，lumbar vertebrae， and femoral neck with full subset regression model

3 討論

骨質(zhì)疏松好發(fā)于老年人群中，是老年人致死致殘的主要原因。本研究采用Elastic Net方法對(duì)變量進(jìn)行選擇并量化，對(duì) Elastic Net方法來(lái)說(shuō)，參數(shù)lambda的選擇非常重要，將會(huì)直接影響最終的模型結(jié)果。Friedman等［8］認(rèn)為當(dāng)樣本量較大時(shí)可以通過(guò)自行設(shè)置訓(xùn)練集、測(cè)試集，并比較各lambda下的預(yù)測(cè)誤差來(lái)選擇出最終的lambda及預(yù)測(cè)效果最佳的模型。除此之外，還可以利用K折交叉驗(yàn)證方法(K-folder Cross-validation)來(lái)選擇出 lambda，此時(shí)，K個(gè)子集將會(huì)輪流作為訓(xùn)練集和測(cè)試集，經(jīng)常使用的是10折交叉驗(yàn)證方法［9］。需要注意的是，選擇 K折交叉驗(yàn)證方法進(jìn)行l(wèi)ambda的選擇時(shí)子集的選擇是隨機(jī)的，所以估計(jì)出的結(jié)果也不完全一致，具有隨機(jī)性。Friedam等認(rèn)為應(yīng)該進(jìn)行多次重復(fù)估計(jì)，從而可以對(duì)估計(jì)出的誤差曲線(xiàn)進(jìn)行平均，減少隨機(jī)性的影響。本研究選擇Elastic Net廣義線(xiàn)性回歸模型由R語(yǔ)言的glmnet軟件包完成，在進(jìn)行l(wèi)ambda的選擇時(shí)使用的是“最小值”(“min”)準(zhǔn)則，此時(shí)估計(jì)誤差最小。

本研究發(fā)現(xiàn)高血脂與BMD T值具有弱相關(guān)性，服用降血壓藥與BMD T值也具有弱相關(guān)性。一方面因?yàn)楦哐瑫?huì)導(dǎo)致患者的血管動(dòng)脈內(nèi)部增厚，從而對(duì)骨骼血管造成影響［10］，這與倪曉俊等［11］的研究結(jié)果基本一致，另一方面可能服藥時(shí)間和服藥種類(lèi)對(duì)BMD T值的影響也不一樣。

本研究發(fā)現(xiàn)部分或者完全切除胃/十二指腸與BMD T值具有相關(guān)性。這是因?yàn)榍谐?十二指腸會(huì)影響鈣等營(yíng)養(yǎng)成分的吸收，從而影響患者的骨密度。本研究發(fā)現(xiàn)甲狀腺功能亢進(jìn)/甲狀腺功能減退與BMD T值也具有弱相關(guān)性，這是因?yàn)檎５募谞钕俟δ軐?duì)骨的發(fā)育、峰值骨量及骨轉(zhuǎn)換至關(guān)重要，Abe等［12］研究指出，TSH通過(guò)介導(dǎo)骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞前體中TSH受體，而對(duì)骨形成和骨吸收有直接抑制作用。

本研究發(fā)現(xiàn)腎功能不全和貧血與BMD T值具有相關(guān)性，分析其原因，一是腎臟與機(jī)體骨代謝關(guān)系密切，在骨代謝中起重要作用的物質(zhì)如鈣、磷、活性維生素D等都與腎臟密切相關(guān)，或該物質(zhì)就是由腎臟合成、分泌的。二是貧血與機(jī)體的促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin，EPO)、維生素B12有關(guān)。Shiozawa等［13］認(rèn)為EPO可能同時(shí)影響骨組織的合成代謝和分解代謝活動(dòng)，并且論證了骨髓造血與骨質(zhì)疏松之間的潛在關(guān)聯(lián)。

本研究發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤與BMD T值具有弱相關(guān)性，這是因?yàn)榛加袗盒阅[瘤的高齡老年人，由于惡性腫瘤(胃癌、腸癌)本身會(huì)影響消化吸收功能，加上患者承受著較大心理壓力，從而使患者胃納減少，進(jìn)而造成體重下降，骨質(zhì)丟失加快［14］。

圖2 髖部、腰椎及股骨頸多響應(yīng)因變量廣義線(xiàn)性回歸模型及變量篩選Fig．2 The linear regression model and variable screening for multi-response dependent variables of the hip，lumbar vertebra，and femoral neck

表3 髖部、腰椎及股骨頸多響應(yīng)Elastic Net模型回歸系數(shù)Table 3 The multiple response elastic net model regression coefficients of the hip，lumbar vertebrae，and femoral neck

本研究還發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期服用皮質(zhì)激素與BMD T值具有相關(guān)性，同時(shí)發(fā)現(xiàn)短期服用皮質(zhì)激素與BMD T值沒(méi)有相關(guān)性。這與Hartmann等［15］的研究結(jié)果一致，長(zhǎng)期使用糖皮質(zhì)激素(glucocorticoid，GCs)造成的骨質(zhì)疏松是GCs應(yīng)用的最嚴(yán)重副作用，也是繼發(fā)性骨質(zhì)疏松最常見(jiàn)的原因。

本研究尚存在不足之處，采用問(wèn)卷調(diào)查回顧性研究方式，有些老年人因?yàn)橛洃浟p退，回憶有誤，因此有可能模糊了部分疾病史的表述。此外，本研究選取的對(duì)象是參加社區(qū)統(tǒng)一體檢的65歲以上老年人，不是整群抽樣，因此一些高齡或行動(dòng)不便的老人未能納入本研究中。另外，本研究只納入了部分疾病史對(duì)骨質(zhì)疏松的影響，也未考慮疾病史之間的相互影響，這都可能造成數(shù)據(jù)結(jié)果的偏倚。

綜上所述，本研究結(jié)果提示，高血脂、長(zhǎng)期服用降血脂藥物、部分或完全切除胃/十二指腸、貧血、甲狀腺功能亢進(jìn)/甲狀腺功能減退、腎功能不全、惡性腫瘤、長(zhǎng)期服用皮質(zhì)激素以及其他骨科相關(guān)疾病與蘇州地區(qū)老年人的骨質(zhì)疏松具有相關(guān)性?？傊?，老年人疾病史與骨質(zhì)疏松密切相關(guān)，提示患有所列疾病的65歲以上老年人需定期進(jìn)行BMD測(cè)量和疾病篩查，以有效預(yù)防骨質(zhì)疏松的發(fā)生。