老年男性骨質疏松患者血清IGF-1、IGFBP-3水平與骨代謝及頸動脈內膜中層厚度的關系*

于鑫,何玲霞,曹剛,劉海洋

1寧夏回族自治區(qū)第三人民醫(yī)院骨科(寧夏銀川 750021)；2石嘴山市第二人民醫(yī)院麻醉科(寧夏石嘴山 753000)

骨質疏松癥是臨床骨科常見的一種全身性骨病，其特征性病變?yōu)榛颊吖橇拷档?、骨纖維結構退化、骨脆性增加，易引發(fā)骨折，臨床主要表現(xiàn)為骨痛、身高降低、駝背及脆性骨折等[1]。骨質疏松癥與年齡密切相關，老年人為其高發(fā)群體，其早期無明顯癥狀，往往發(fā)現(xiàn)時疾病已進展到較嚴重程度，嚴重影響老年人生活質量[2]。骨代謝過程中骨形成與骨吸收紊亂是骨質疏松發(fā)生主要病因，骨代謝分子在骨質疏松病情進展過程中會發(fā)生相關變化，可在一定程度上反映其病情[3]。而胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)和胰島素樣生長因子結合蛋白-3(insulin-like growth factor binding protein-3，IGFBP-3)是機體內細胞分化、生長重要調節(jié)分子，并在成骨細胞分化、軟骨細胞成熟、成骨及分化等過程中發(fā)揮重要作用[4]。有研究報道，骨密度(bone mineral density，BMD)降低可增加頸動脈內膜中層厚度(carotid intima-media thickness，CIMT)與斑塊增大風險[5]。因此，本研究旨在探討老年男性骨質疏松患者血清IGF-1、IGFBP-3水平與骨代謝及CIMT的關系，為其防治提供臨床資料及理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年3月至2019年3月本院收治的106例老年男性骨質疏松患者進行研究，選取同期體檢健康者110例作為對照組。

納入標準：(1)均符合骨質疏松癥診斷標準[6]；(2)年齡≥60歲；(3)患者對本研究知情，簽署書面知情同意書；(4)經本院倫理委員會審查批準。

排除標準：(1)伴壓縮性骨折患者；(2)伴類風濕關節(jié)炎者；(3)由糖尿病、甲狀腺功能亢進、營養(yǎng)代謝性骨病及嚴重肝腎疾病等所致的繼發(fā)性骨質疏松者；(4)經6個月內有鈣劑、維生素D及皮質類固醇激素等使用史者；(5)伴強直性脊柱炎、腰椎間盤突出等致痛疾病者；(6)伴肢端肥大癥者；(7)伴惡性腫瘤者；(8)有長期免疫抑制劑服用史者。

觀察組年齡61～83歲，平均(73.42±3.25)歲；身高167～181 cm，平均(172.28±2.68)cm；體重58.38～79.53 kg，平均(69.73±4.51)kg；體質指數(shù)18.47～26.18 kg/m2，平均(23.52±1.33)kg/m2。對照組年齡63～81歲，平均(72.15±3.31)歲；身高168～179 cm，平均(171.84±1.93)cm；體重56.95～78.48 kg，平均(70.35±4.04)kg；體質指數(shù)18.43～26.94 kg/m2，平均(24.08±1.42)kg/m2，兩組受試者年齡、身高、體重、體質指數(shù)比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

1.2 樣本采集 取兩組受試者早晨空腹靜脈血5 mL，室溫靜止15 min，2 800 r/min離心10 min，取上清，置于-80℃超低溫冰箱凍存待檢。

1.3 方法 (1)血清指標檢測：采用酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)檢測血清IGF-1、IGFBP-3、骨鈣素(bone gla protein，BGP)、Ⅰ型前膠原氨基端原肽(procollagen Ⅰ N-terminal propeptide，PINP)、抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase-5b，TRACP-5b)水平，IGF-1、IGFBP-3試劑盒購自英國Abcam公司，BGP、PINP、TRACP-5b試劑盒有自武漢默沙克生物公司提供，ELx800全自動酶標儀購自美國BioTek公司，試劑、待檢血清冰盒上溶解30 min，稀釋標準品、待測血清，在96孔酶標板上設置標準品孔、待檢樣本孔、空白對照孔，實驗步驟嚴格參照試劑盒說明書操作；(2)BMD檢測：采用美國GE LUNAR Prodigy雙能X線骨密度測定儀檢測受試者腰椎(L2-4)處的BMD，單位g/cm2；(3)CIMT測定：采用美國Agilent 5500多功能彩色多普勒超聲顯示儀，患者取仰臥位，取S12探頭(頻率5～12 MHz)，充分暴露頸部，探頭置于頸部下頜角后方，縱向尋找清晰顯影位置，在頸總動脈分叉近心端1 cm處，橫縱向測定頸內、頸外動脈IMT值，每個點測定3個數(shù)值，取平均值。

2 結果

2.1 兩組受試者血清IGF-1、IGFBP-3水平比較 觀察組患者血清IGF-1、IGFBP-3水平均明顯低于對照組(P<0.05)，見表1。

表1 兩組受試者血清IGF-1、IGFBP-3水平比較

2.2 兩組受試者骨代謝指標比較 觀察組患者BMD、BGP、PINP水平低于對照組(P<0.05)，TRACP-5b水平明顯高于對照組(P<0.05)，見表2。

表2 兩組受試者BMD、BGP、PINP、TRACP-5b水平比較

2.3 兩組受試者CIMT比較 觀察組患者CIMT增厚程度(0.82±0.15)mm明顯高于對照組(0.77±0.10)mm(t=2.798，P=0.006)。

2.4 骨質疏松患者血清IGF-1、IGFBP-3表達與骨代謝指標、CIMT的關系 相關性分析顯示，骨質疏松患者血清IGF-1、IGFBP-3與BMD、BGP、PINP呈正相關(P<0.05)，血清IGF-1、IGFBP-3與TRACP-5b、CIMT呈負相關(P<0.05)，見表3。

表3 骨質疏松患者血清IGF-1、IGFBP-3表達與骨代謝指標、CIMT的關系

3 討論

骨質疏松癥是一種退行性疾病，隨著全世界范圍內人口老齡化加劇，其發(fā)病率呈升高趨勢，有調查報道，全球超過2億人口遭受骨質疏松癥困擾，其發(fā)病率居世界常見疾病第7位，成為影響老年人健康的最常見慢性病之一[7]。骨質疏松癥通常于男性70歲以上高發(fā)，有研究發(fā)現(xiàn)，中老年女性骨質疏松癥發(fā)生率高于男性，但老年男性骨質疏松性髖骨骨折病死率是女性的2～3倍，嚴重威脅老年男性生命健康[8]。

IGF-1是一種細胞增殖調控因子，有肝細胞、腎細胞等多種細胞自分泌與旁分泌產物，有廣泛促生長與促分化的功能。在骨組織中主要由骨髓基質細胞與成骨細胞分泌，是骨基質中最豐富細胞因子之一，在骨代謝過程中，可增強成骨細胞的活性，促進骨質礦化與骨小梁結構形成，增加骨強度，還能抑制破骨細胞的活性，通過時間與空間依賴上阻礙骨吸收過程[9]。Ferretti等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在骨骼缺陷修復中，IGF-1可通過調節(jié)成骨細胞中血管內皮生長因子的表達和合成，進而促進新血管形成，提供骨生長與形成所必需的營養(yǎng)支持，間接促進骨形成。IGFBP-3是IGF結合蛋白之一，其可與IGF-1結合形成三級結果，延長其半衰期，促進 IGF-1活性[11]。本研究結果顯示，與對照組比較，觀察組患者血清IGF-1、IGFBP-3水平明顯升高，與相關研究結果[12]相似，提示老年男性骨質疏松患者血清IGF-1、IGFBP-3低表達。

骨質疏松癥中骨量丟失和骨微結構破壞與成骨細胞、破骨細胞活性改變密切相關，成骨細胞在骨基質內膠原合成、骨質礦化及骨小梁結構的形成中發(fā)揮重要作用，而破骨細胞主要介導骨吸收與降解過程。BMD是骨質疏松癥診斷的最主要參考指標，為其金標準。BGP是骨質礦化過程的調節(jié)分子，可維持正常的礦化速率，同時抑制形成異常羥磷灰石結晶，PINP是骨基質內I型膠原前體向成熟I型膠原裂解過程中，氨基末端裂解產物，可直接反映膠原合成代謝的活性[13]。TRACP-5b在破骨細胞內合成，可抑制骨吸收的進程，是骨吸收和破骨細胞功能評價的特異性指標[14]。本研究結果顯示，觀察組患者BMD、BGP、PINP水平低于對照組，TRACP-5b水平高于對照組，與郭應龍[15]研究結果相似，老年男性骨質疏松患者存在骨代謝異?，F(xiàn)象。CIMT是動脈粥樣硬化的早期檢測指標，同時是心腦血管發(fā)生及死亡的獨立危險因素，而頸動脈粥樣硬化與BMD密切相關。V?rri等[16]研究發(fā)現(xiàn)，老年骨質疏松患者CIMT為(2.51±0.88)mm，BMD正常者CIMT為(1.93±0.64)mm，BMD與動脈粥樣硬化相關。本研究結果顯示，觀察組患者CIMT增厚程度明顯高于對照組，與上述研究結果相似，提示老年男性骨質疏松患者CIMT增加。但Sothornwit等[17]研究發(fā)現(xiàn)，絕經后骨質疏松患者與非骨質疏松者CIMT、斑塊存在比較差異無統(tǒng)計學意義，兩組CIMT升高風險相當，與本研究存在較大差異，可能與患者性別有關，已經證實雌激素受體分布于成骨細胞、破骨細胞上，而雌激素缺乏是骨質疏松癥發(fā)生的危險因素，也可能是CIMT掃描儀器及方案不同導致檢測差異相關。相關性分析顯示，骨質疏松患者血清IGF-1、IGFBP-3與BMD、BGP、PINP呈正相關，與TRACP-5b、CIMT呈負相關，與王凱等[18]和張鑫等[19]研究結果相似，提示IGF-1、IGFBP-3可能通過調控骨代謝過程參與骨質疏松發(fā)生、發(fā)展，患者血清IGF-1、IGFBP-3降低可促進CIMT升高，有可能增加老年男性骨質疏松患者動脈粥樣硬化的發(fā)生風險。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)，老年男性骨質疏松患者血清IGF-1、IGFBP-3水平降低，兩者與BMD、BGP、PINP呈正相關，與TRACP-5b、CIMT呈負相關，IGF-1、IGFBP-3降低可能增加骨質疏松發(fā)生風險。本研究樣本量少，缺乏多中心研究的統(tǒng)一標準，統(tǒng)計存在隨機誤差，還需進一步通過大樣本量、多中心研究來證實。