癌胚抗原相關細胞黏附分子1在股骨頭壞死診斷和監(jiān)測中的應用價值

陳立新，龔水帝，李偉峰，龐鳳祥，何 偉，陳鎮(zhèn)秋，魏秋實

0 引 言

股骨頭壞死(osteonecrosis of the femoral head，ONFH)是由于股骨頭的供血血管損傷，引起骨細胞死亡、骨結構不穩(wěn)定，導致股骨頭塌陷[1]。最新的流行病學調(diào)查報告稱：目前我國約500～700萬名股骨頭壞死患者，對家庭和社會造成沉重的負擔[2]。研究發(fā)現(xiàn)不僅供血中斷會導致股骨頭壞死，股骨頭壞死也會破壞血管。有研究發(fā)現(xiàn)：在股骨頭壞死的人和動物模型中，微循環(huán)的高凝血液及栓塞會造成血管內(nèi)皮細胞損傷[3]。

癌胚抗原相關細胞黏附分子1(carcinoembryonic antigenelated cell adhesion molecule1，CEACAM1)，是癌胚抗原家族的成員。 CEACAM1不僅上調(diào)多種成血管因子[4]，還能與VEGFR2/Akt/eNOS聯(lián)合調(diào)控血管通透性[5]， Najjar等[6]研究發(fā)現(xiàn)CEACAM1的缺乏提示成人血管內(nèi)皮的早期缺損。目前CEACAM1在骨科領域的研究僅限于抑制破骨細胞[7]，CEACAM1濃度與股骨頭壞死的相關性研究較少。本研究通過對患者血清CEACAM1的檢測，探討CEACAM1濃度與國際骨微循環(huán)研究協(xié)會(association research circulation osseous ARCO )分期、股骨頭塌陷的相關性，旨在為股骨頭壞死的早期診斷、病情監(jiān)測提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選取2016年5月至2016年10月廣州中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院關節(jié)骨科住院并確診的95例股骨頭壞死患者，為股骨頭壞死組。其中男73例，女22例；平均年齡(45.3±11.7)歲。納入標準：①根據(jù)2016年公布的股骨頭壞死臨床診療規(guī)范[8]確診；②ARCO分期II、III、IV期。排除標準：①年齡小于20歲和大于65歲患者；②既往有糖尿病、心血管疾病、梅毒感染或者免疫系統(tǒng)疾病等慢性或其他心血管疾病病史者。另在我院體檢的同期健康者中，選取年齡和性別相匹配的56例健康者為對照組。其中男42例，女14例；平均年齡(42.1±18.1)歲。排除標準：①近期使用過抗癲癇、降脂等影響骨代謝藥物的體檢者；②患有心血管疾病、糖尿病等慢性或其他心血管疾病者。2組年齡、性別差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。本研究經(jīng)過廣州中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準(批準號：20140307)，患者均簽署知情同意書。

1.2檢測方法

1.2.1 采集血液樣本及檢測抽取外周靜脈血約4 mL，經(jīng)離心機2000 r/min，離心半徑10 cm，3 min后分離出血清，用酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)開發(fā)試劑盒(R&DSystems，USA)檢測CEACAM1濃度。

1.2.2觀察指標①股骨頭壞死患者與健康體檢者CEACAM1濃度差異；②CEACAM1濃度在不同性別、年齡、病因、ARCO分期(II期、III期、IV期)的差異；③塌陷前的股骨頭壞死患者CEACAM1濃度差異。塌陷定義為影像學表現(xiàn)為股骨頭壞死，預后較差，塌陷前為ARCO I、II期，塌陷后為ARCO III、IV期。

2 結 果

2.1 CEACAM1濃度差異的分析股骨頭壞死組CEACAM1濃度明顯低于對照組[(6.11±2.07)ng/mLvs(7.21±3.76)ng/ mL，P=0.022]。股骨頭壞死組ARCO分期CEACAM1濃度差異有統(tǒng)計學意義(P=0.017)。塌陷前后CEACAM1濃度差異有統(tǒng)計學意義(P=0.007)。見表1。

分類濃度(ng/mL)P值病因0.325 酒精性6.08±2.05 激素性6.18±1.88 創(chuàng)傷性4.97±1.66 特發(fā)性6.62±2.53ARCO分期0.017 II期7.33±1.90 III期6.08±2.26 IV期5.65±1.81塌陷前7.33±1.900.007塌陷后5.86±2.02

2.2股骨頭壞死患者CEACAM1濃度與ARCO分期的相關性股骨頭壞死患者CEACAM1濃度與ARCO分期呈負相關(rs=-0.275，P=0.007)。

2.3ROC曲線分析ROC曲線結果顯示，塌陷前后的曲線下面積為0.710(0.608～0.798)，敏感性為71.79%，特異性為58.82%，cut-off值為≤6.757 ng/mL。說明CEACAM1濃度在判斷股骨頭壞死塌陷時具有一定的敏感性和特異性。見圖1。

圖 1 CEACAM1濃度在判斷股骨頭壞死塌陷時的敏感性和特異性

Figure 1 Sensitivity and specificity of CEACAM1 concentration in the diagnosis of collapse of osteonecrosis of the femoral head

3 討 論

供血不足對股骨頭的破壞，股骨頭壞死繼發(fā)微骨折，塌陷對供血血管的破壞都是不容忽視的。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，多種成血管因子參與了股骨頭壞死的病理過程，CEACAM1成血管的研究也日益增多。本研究結果中股骨頭壞死患者的CEACAM1濃度降低，CEACAM1濃度與ARCO分期，股骨頭塌陷有關。

目前最強的血管通透性因子VEGF已經(jīng)被很多研究發(fā)現(xiàn)，與股骨頭壞死有關系[9]。也有研究發(fā)現(xiàn)VEGF與消化道腫瘤的血管等有關[10]。文獻報道CEACAM1是VEGF的形態(tài)學效應器[4, 11]和內(nèi)皮型一氧化氮合成酶(endothelial nitric oxide synthase, eNOS)的膜錨[10]，與內(nèi)皮細胞的功能有關。如在CEACAM1-/-的實驗中，由于eNOS重新分布，引起細胞膜的多糖包被脫落，導致內(nèi)皮功能紊亂[12]。本研究中，隨著股骨頭壞死的進展，CEACAM1濃度逐漸下降，推測是骨內(nèi)微環(huán)境的不穩(wěn)定，使得微血管進行性破壞，導致濃度降低。

血管再生在股骨頭壞死的修復中占據(jù)著重要地位，比如有報道稱VEGF能夠促進血管內(nèi)皮細胞分裂和生長、誘導成血管[13]，可應用于股骨頭壞死的治療[13]。CEACAM1作為一種共受體，調(diào)節(jié)多種受體的活動包括VEGF和B，T細胞的受體[14]。有研究顯示CEACAM1可能是始動因子，能直接調(diào)節(jié)VEGF。體外實驗發(fā)現(xiàn)：CEACAM1能上調(diào)VEGF的成血管作用[15-16]。Nouvion稱CEACAM1蛋白是VEGFR-2介導成血管和調(diào)節(jié)血管通透性的關鍵因子[17]。上述研究結果符合本研究的推論：CEACAM1濃度與股骨頭壞死存在相關性。截止投稿日期，本研究是首次對兩者之間的關系進行探討，分析其相關性。

股骨頭壞死可能是因為血管內(nèi)凝血，引起血管栓塞造成[18]。當CEACAM1缺乏時，內(nèi)皮細胞中eNOS表達異常，抑制NO產(chǎn)生[12]，NO介導成血管，血管舒張，和預防血小板、白細胞的黏附，能有效預防股骨頭壞死的病理性血栓[17]，所以如果eNOS的基因多態(tài)性引起表達異常，會抑制內(nèi)皮細胞釋放NO，導致股骨頭壞死[18]。所以CEACAM1可能與eNOS協(xié)同預防股骨頭壞死。

對于股骨頭壞死的修復來說，除了需要血管重建，骨重建也非常重要。體內(nèi)外實驗表明CEACAM1是破骨細胞的負向調(diào)節(jié)因子[7]。在體內(nèi)缺乏CEACAM1的老鼠[7]中，骨小梁中的破骨作用增強，骨小梁的微觀力學強度下降[21]。本研究ROC曲線分析提示，CEACAM1濃度用于判斷股骨頭塌陷具有一定的敏感性和特異性，推測是CEACAM1濃度下降時破骨細胞的數(shù)量增加、活性增強，骨量嚴重丟失,軟骨下骨的生物力學性能下降，導致股骨頭塌陷。

總之，股骨頭壞死患者的血清CEACAM1濃度下降，且濃度與ARCO分期呈負相關，在判斷股骨頭塌陷上具有一定的敏感性和特異性，推測CEACAM1有可能作為一種輔助診斷股骨頭壞死和監(jiān)測病情的生化標志物，能經(jīng)濟便捷地篩查股骨頭壞死，但仍需進一步研究具體的相關機制和臨床價值。