慢性阻塞性肺疾病并骨質(zhì)疏松患者血清TNF-α與骨密度及肺功能相關(guān)性研究

李英蓮 李菊琴 常瓊 左小芹

慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD)是一種常見(jiàn)慢性呼吸系統(tǒng)疾病，以氣流受限為特征，可以預(yù)防和治療，但其致殘率、病死率高，呈逐年增高的趨勢(shì)，有關(guān)報(bào)道預(yù)測(cè)約到2020年COPD將成為我國(guó)第三大致死性疾病[1-2]。青藏高原素有“世界屋脊”之稱，平均海拔3000米以上，低氧、高寒是其獨(dú)有的氣候特點(diǎn)，導(dǎo)致COPD的發(fā)病率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平原地區(qū)。既往研究表明，COPD是一種可以累及全身多器官、多組織的系統(tǒng)性疾病，除常見(jiàn)的肺部臨床表現(xiàn)外，往往伴隨有肺外表現(xiàn)，即COPD系統(tǒng)性合并癥，如骨質(zhì)疏松、骨骼肌萎縮及功能不良、心血管疾病、焦慮或抑郁、慢性貧血等[3-4]。

TNF-α是一種具有多功能作用的細(xì)胞因子，已有研究表明TNF-α能夠顯著增強(qiáng)中性粒細(xì)胞的細(xì)胞外蛋白分解作用，而蛋白分解作用的增強(qiáng)被認(rèn)為是肺氣腫形成機(jī)制之一，因此COPD的發(fā)展可能與TNF-α有關(guān)[5]。TNF-α能趨化、激活嗜酸性粒細(xì)胞，釋放堿性蛋白，損傷氣道上皮，進(jìn)而引起動(dòng)物和人類的氣道高反應(yīng)性。部分COPD患者伴有氣道高反應(yīng)性，或許也與TNF-α有關(guān)聯(lián)。

因此，TNF-α是重要的COPD系統(tǒng)性炎癥因子，與COPD系統(tǒng)性合并癥的發(fā)生和發(fā)展均有關(guān)；同時(shí)TNF-α亦被證實(shí)是骨代謝和重塑的重要調(diào)節(jié)因子，可刺激破骨細(xì)胞的分化。根據(jù)上述已有的研究，我們推測(cè)：TNF-α可能參與了COPD繼發(fā)骨質(zhì)疏松過(guò)程。

資料與方法

一、研究對(duì)象

選取在青海大學(xué)附屬醫(yī)院老年科2016年2月至2017年1月期間確診的穩(wěn)定期COPD男性患者60例為研究對(duì)象，根據(jù)骨密度檢查結(jié)果分為骨質(zhì)正常組、骨質(zhì)減低組及骨質(zhì)疏松組，所有患者按照 GOLD(the Global Initiative for Chronic Obstructive Pulmonary Disease)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行COPD診斷和嚴(yán)重度分級(jí)。同批門(mén)診健康體檢人員30例為骨質(zhì)正常組。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)為排除女性絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松對(duì)結(jié)果的影響，研究對(duì)象均為男性患者；(2)患者意識(shí)清晰，交流溝通正常；(3)除COPD和骨質(zhì)疏松外無(wú)其他系統(tǒng)疾??；(4)患者均為首診，無(wú)服用鈣片等藥物或保健品。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者意識(shí)不清，溝通異常；(2)有先天性骨質(zhì)異常；(3)患者經(jīng)過(guò)正規(guī)或非正規(guī)化治療；(4)伴有多系統(tǒng)功能異?；?多)器官功能衰竭。

二、研究方法

1 臨床資料采集 所有入組患者當(dāng)日完成一般資料和病史采集，采用慢性阻塞性肺疾病評(píng)估測(cè)試(COPD Assessment Test，CAT) 評(píng)估患者生活質(zhì)量。

2 人體測(cè)量和肺功能測(cè)定 記錄患者身高、體重，并通過(guò)公式計(jì)算體重指數(shù)(BMI)(BMI=體重/身高(kg/m2)。肺功能檢查采用德國(guó)JAEGER公司的Master Screen Body 肺功能儀，由一名有經(jīng)驗(yàn)的技師完成. 要求：在肺功能檢查前6小時(shí)停止使用短效吸入支氣管擴(kuò)張劑，檢查前12 小時(shí)停止使用長(zhǎng)效吸入支氣管擴(kuò)張劑。肺功能指標(biāo)FEV1、FVC、FEV1/FVC在 取3次檢測(cè)中的最佳值。

3 骨密度(BMD)測(cè)定及分組 儀器采用美國(guó)(USA)公司的 DelphiTM雙能x線快速全身骨密度測(cè)定儀(DEXA)。對(duì)全部受試者雙側(cè)尺橈骨進(jìn)行骨密度測(cè)定。按照WHO(the World Health Organization)的骨質(zhì)疏松診斷標(biāo)準(zhǔn)，①骨量正常：不足1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差屬正常，即T值≥-1.0； ②骨量減少：任一受檢部位-2.5

4 ELISA 采用ELISA法檢測(cè)TNF-α水平，變異系數(shù)<10%，敏感度1.6 pg/mL。主要儀器和設(shè)備：；ElxS00型BioTek酶標(biāo)儀；PYX.DHS型隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱；Wellwash 4MK2型自動(dòng)洗板機(jī)；WZ.2A型振蕩器； CD25.2型離心機(jī)；可調(diào)節(jié)移液器、多通道移液器。各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)嚴(yán)格遵守試劑盒內(nèi)操作指南。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、三組的骨密度比較

依據(jù)X線檢查結(jié)果對(duì)患者進(jìn)行分組，依次表示骨密度正常組、骨密度減低組和骨質(zhì)疏松組骨質(zhì)(見(jiàn)圖1)。

二、 一般資料比較

入組的90例COPD患者中，年齡區(qū)間在51～72歲；其中≥60歲59例，<60歲31例，平均年齡(67.4±22.5)歲。90例患者中，吸煙74例，不吸煙16例。按照GOLD分級(jí)結(jié)果表明，Ⅰ級(jí)31例，Ⅱ級(jí)19例，Ⅲ級(jí)20例，Ⅳ級(jí)20例。三組患者在年齡和吸煙史中差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，在GLOD等級(jí)中的分布可見(jiàn)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見(jiàn)表1)。

圖1 三組患者的X線檢查結(jié)果

表1 一般資料[n(%)]

三、三組患者TNF-α水平與骨密度的比較

TNF-α水平與骨密度的比較結(jié)果顯示，T≥-1.0患者的TNF-α平均水平為(18.2±2.5)ng/L，-2.5

表2 三組患者TNF-α水平與骨密度的比較及相關(guān)性分析

注：*P<0.05vsT≥-1.0

四、TNF-α水平與肺功能的比較

肺功能GOLD等級(jí)與TNF-α水平的比較結(jié)果顯示，Ⅰ級(jí)患者TNF-α平均水平為(17.6±6.4)ng/L，Ⅱ級(jí)患者TNF-α平均水平為(25.2±8.5)ng/L，Ⅲ級(jí)患者TNF-α平均水平為(34.3±11.6)ng/L，Ⅳ級(jí)患者TNF-α平均水平為(51.7±21.3)ng/L，增加水平具有顯著差異(*P<0.05)。說(shuō)明三組患者隨著肺功能GOLD等級(jí)的增加TNF-α水平逐漸增加。Spearman相關(guān)分析表明，由相關(guān)系數(shù)r值正負(fù)判斷，TNF-α水平與肺功能GOLD等級(jí)呈正向直線相關(guān)關(guān)系，且具有顯著差異(*P<0.05)(見(jiàn)表3)。

表3 TNF-α水平與肺功能的比較及相關(guān)性分析

注：*P<0.05vsⅠ級(jí)

討 論

在骨骼系統(tǒng)中，TNF-α可以通過(guò)多種途徑導(dǎo)致骨質(zhì)疏松，能夠抑制細(xì)胞外基質(zhì)沉積，刺激基質(zhì)金屬蛋白酶的合成，從而降解有機(jī)骨質(zhì)[6-8]；可以促進(jìn)溶骨性細(xì)胞因子表達(dá)如巨噬細(xì)胞集落刺激因子，刺激破骨細(xì)胞的產(chǎn)生；也有研究報(bào)道稱TNF-α可以調(diào)節(jié)骨吸收，通過(guò)介導(dǎo)破骨細(xì)胞的增殖、分化及成熟影響骨代謝。同時(shí)TNF-α是已知的COPD系統(tǒng)性炎癥因子，參與COPD系統(tǒng)性合并癥的發(fā)生和發(fā)展。TNF-α被證實(shí)是調(diào)節(jié)骨代謝和重塑的重要因子，刺激破骨細(xì)胞分化的方式可能為協(xié)同作用。本研究對(duì)COPD合并骨質(zhì)疏松患者血清中TNF-α進(jìn)行定量測(cè)定，探討其與骨質(zhì)疏松相關(guān)性，并進(jìn)一步探討其在COPD患者肺功能受損及骨質(zhì)疏松發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用及相關(guān)性，為早期干預(yù)治療COPD合并骨質(zhì)疏松患者提供理論依據(jù)。

本研究結(jié)果顯示，三組患者在年齡和吸煙史中的病例分布無(wú)顯著性差異，提示三組患者臨床資料具有可比性；但不同骨密度情況的COPD患者的GOLD等級(jí)間存在顯著差異，提示病例收集的科學(xué)性。TNF-α水平與骨密度的比較結(jié)果顯示，三組患者的TNF-α水平隨著骨密度值的減低呈遞增的趨勢(shì)，增加水平具有顯著差異，Spearman相關(guān)分析結(jié)果表明TNF-α水平與骨密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。既往研究表明[9-10]，克羅恩患者骨質(zhì)健康程度與TNF-α水平密切相關(guān)，給與TNF-α抑制藥物可顯著改善骨質(zhì)健康程度，與同等程度維生素D的治療效果相當(dāng)。亦有研究表明[11]，白細(xì)胞介素-35抑制TNF-α誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞生成并通過(guò)JAK1 / STAT1信號(hào)通路將TNF受體相關(guān)死亡域(TRADD)-TRAF2的活化轉(zhuǎn)變?yōu)門(mén)RADD-Fas相關(guān)死亡域而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。本研究結(jié)果與上述結(jié)果較為一致，均證明TNF-α是影響患者骨質(zhì)代謝的重要影響因素。肺功能GOLD等級(jí)與TNF-α水平的比較結(jié)果顯示，三組患者隨著肺功能GOLD等級(jí)的增加TNF-α水平逐漸增加，增加水平具有顯著差異，Spearman相關(guān)分析結(jié)果表明TNF-α水平與肺功能GOLD等級(jí)呈正相關(guān)關(guān)系。最近研究報(bào)道稱[12]，COPD患者與普通患者血清TNF-α水平無(wú)顯著差異。也有研究指出，TNF-α是COPD發(fā)生發(fā)展的重要因素。本研究結(jié)果與以往研究有同有異，存在差異的情況可能與選擇的研究對(duì)象、樣本量及COPD的嚴(yán)重程度相關(guān)。但本研究也存在不足之處，為了排除雌激素對(duì)女性COPD合并骨質(zhì)疏松患者的影響，病例篩選過(guò)程中只關(guān)注男性患者會(huì)帶來(lái)一定的偶然性，因?yàn)榇蟛糠纸^經(jīng)后女性COPD合并骨質(zhì)疏松患者的臨床特點(diǎn)和TNF-α的關(guān)聯(lián)性得不到考究。其次，研究的樣本量不夠充足，研究結(jié)果仍需進(jìn)一步大樣本數(shù)據(jù)的證實(shí)。

綜上所述，慢性阻塞性肺疾病合并骨質(zhì)疏松患者血清中的TNF-α水平與骨密度及肺功能呈明顯的相關(guān)性，有望在臨床診療過(guò)程中作為一項(xiàng)新的指標(biāo)。