脊柱骨折患者血清鐵蛋白、MMP-1、ALP、IGF-1和IGF-BP3的變化與骨密度的關(guān)系

黃長(zhǎng)安，喻景奕

（1.淮陽(yáng)楚氏骨科醫(yī)院骨科，河南 淮陽(yáng)466700；2.周口市中心醫(yī)院骨一科，河南 周口466000）

脊柱骨折是骨質(zhì)疏松癥的嚴(yán)重并發(fā)癥之一，由于骨量流失、骨強(qiáng)度下降，在輕微創(chuàng)傷或日?；顒?dòng)中即可發(fā)生骨折。近年來(lái)隨著老齡化社會(huì)的到來(lái),骨質(zhì)疏松癥及其引起的脊柱骨折的發(fā)病率逐年上升,不僅患者造成較大的身心痛苦，也給社會(huì)醫(yī)療資源造成沉重的負(fù)擔(dān)。應(yīng)將骨質(zhì)疏松癥患者作為脊柱骨折的高危人群,指導(dǎo)其在日常生活中注意自我保護(hù)，以防發(fā)生骨質(zhì)疏松性脊柱骨折[1]。

由于骨質(zhì)疏松起病隱匿,早期患者無(wú)明顯癥狀,骨密度（BDM）檢測(cè)是目前診斷骨質(zhì)疏松的主要手段之一，但BDM值并不能反映骨質(zhì)疏松病情的發(fā)展趨向[2]。有研究發(fā)現(xiàn)，血清中骨代謝指標(biāo)是人體參與骨質(zhì)生成、分解的生物學(xué)標(biāo)志物，可動(dòng)態(tài)反映正在發(fā)生的骨吸收和骨形成狀況,可在被BDM測(cè)量出骨量明顯丟失前預(yù)測(cè)骨丟失速率[3]。本研究探討了脊柱骨折患者血清鐵蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶-1（MMP-1）、堿性磷酸酶（ALP）、胰島素樣生長(zhǎng)因子-1（IGF-1）、胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白-3（IGF-BP3）的變化及與患者BDM值的關(guān)系，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取我院骨科收治的胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折患者80例（病例組）、80例年齡與性別相匹配的其他疾病住院患者作為對(duì)照組。

病例組，年齡57~82歲，平均68.5±11.7歲，男24例、女56例，其中胸椎骨折32例、腰椎骨折48例，伴隨疾?。焊哐獕?2例、糖尿病10例、高血脂16例、冠心病5例。對(duì)照組，年齡52~82歲，平均66.7 ±12.0歲，男29例、女51例，合并疾病情況：高血壓26例、糖尿病12例、高血脂13例、冠心病8例。兩組患者的年齡、性別、合并疾病比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

納入標(biāo)準(zhǔn)：⑴患者外傷病史明確；⑵患者入院后經(jīng)CT、MRI檢查確診為胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折；⑶病例組患者骨密度檢測(cè)T值≤-2.5；⑷本研究獲得醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)、患者的知情同意書(shū)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：⑴腦出血病史；⑵脊柱結(jié)核、腫瘤；⑶全身感染性疾??；⑷惡性腫瘤患者；⑸免疫、風(fēng)濕系統(tǒng)疾病；⑹長(zhǎng)期使用糖皮質(zhì)激素的患者。

1.2 指標(biāo)檢測(cè)方法 患者入院后抽取空腹靜脈血，3000r/min離心10min,取上層血清凍存于-80℃冰箱,統(tǒng)一采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA法）檢測(cè)血清鐵蛋白、MMP-1、IGF-1和IGF-BP3水平,檢測(cè)儀器為美國(guó)伯騰公司ELX800多功能酶標(biāo)儀,試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所,嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。ALP采用日本日立株式會(huì)社7600型全自動(dòng)生化分析儀及其原廠試劑檢測(cè)。

1.3 骨密度檢測(cè) 患者入院后采用美國(guó)Hologic QDR2000型雙能G線骨密度儀檢測(cè)腰椎、胸椎、股骨頸、股骨粗隆、Ward三角區(qū)的骨密度值。

2 結(jié)果

2.1 病例組和對(duì)照組的血清鐵蛋白、MMP-1、ALP、IGF-1和IGF-BP3水平比較 病例組患者的血清鐵蛋白、MMP-1、ALP、IGF-1和IGF-BP3水平均高于對(duì)照組（P<0.05）,病例組患者的血清IGF-1水平均低于對(duì)照組（P<0.05）,病例組患者的血清IGFBP3水平與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；見(jiàn)表1。

2.2 病例組和對(duì)照組的骨密度測(cè)定值比較 病例組患者的腰椎、胸椎、股骨頸、股骨粗隆、Ward三角區(qū)的骨密度值均低于對(duì)照組（P<0.05）；見(jiàn)表2。

2.3 相關(guān)性分析結(jié)果 病例組患者的腰椎、胸椎骨密度值與血清鐵蛋白、MMP-1、ALP呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.05），腰椎、胸椎骨密度值與血清IGF-1呈顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）；見(jiàn)表3。

3 討論

隨著人口老齡化的進(jìn)程,骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)病率越來(lái)越高。骨質(zhì)疏松可導(dǎo)致骨密度下降，骨脆性增加，在輕微外力作用下易并發(fā)各種骨折，包括髖部骨折、脊柱骨折等,其中以脊柱骨折比較常見(jiàn)，可引起腰背疼痛、活動(dòng)受限癥狀，給患者造成巨大的痛苦，也嚴(yán)重影響其生存質(zhì)量[4]。有研究發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)疏松性脊柱骨折的發(fā)生不僅與骨密度水平有關(guān)，而且與血清中骨代謝指標(biāo)有關(guān)[5]。根據(jù)骨代謝情況對(duì)老年患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管理,早期進(jìn)行干預(yù)有助于預(yù)防骨質(zhì)疏松性脊柱骨折的發(fā)生[6]。

骨密度檢測(cè)是目前臨床常用的骨質(zhì)疏松程度的檢測(cè)方法,骨密度低的患者往往更易發(fā)生骨折[7]。但骨密度檢測(cè)手段局限,不能反映骨代謝的實(shí)時(shí)變化，存在著一定的局限性[8]。而血清骨代謝標(biāo)志物的檢測(cè)可彌補(bǔ)其不足,對(duì)骨代謝狀態(tài)具有實(shí)時(shí)反映的優(yōu)點(diǎn)[9]。

骨成熟狀態(tài)下人體的破骨細(xì)胞的骨吸收和成骨細(xì)胞的骨形成處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),而當(dāng)骨吸收速度超過(guò)骨形成時(shí)可導(dǎo)致骨量減少,骨質(zhì)疏松發(fā)生[10]。鐵是人體重要的微量元素，有研究發(fā)現(xiàn)，鐵代謝與骨質(zhì)疏松癥存在著一定的相關(guān)性。隨著骨密度的下降,骨鐵和血清鐵蛋白水平升高[11]。成骨細(xì)胞分泌的MMP-1在骨重建過(guò)程中具有重要意義MMP-1和組織金屬蛋白酶抑制因子（TIMP）啟動(dòng)骨吸收和骨形過(guò)程,是反映骨吸收與骨形成互相調(diào)節(jié)的耦聯(lián)因子[12]。MMP-1可降解骨基質(zhì)，啟動(dòng)骨吸收，MMP-1表達(dá)增加可加重骨基質(zhì)降解和骨量流失，最終導(dǎo)致骨質(zhì)疏松[14]。本研究中脊柱骨折患者的血清鐵蛋白、MMP-1水平均高于對(duì)照組，脊柱骨折患者骨代謝處于異常狀態(tài)，骨吸收過(guò)程亢進(jìn)，骨膠原降解、骨量流失情況比較嚴(yán)重。

表1 病例組和對(duì)照組的血清鐵蛋白、MMP-1、ALP、IGF-1和IGF-BP3水平比較（±s）

表1 病例組和對(duì)照組的血清鐵蛋白、MMP-1、ALP、IGF-1和IGF-BP3水平比較（±s）

組別 n 鐵蛋白（μg/L） MMP-1（μg/L） ALP（U/L） IGF-1（ng/ml） IGF-BP3（ng/L）病例組對(duì)照組t值P值80 80 276.6±29.5 186.8±22.0 21.826 0.000 39.6±15.2 6.9±2.8 18.924 0.000 93.2±22.0 65.5±15.4 9.226 0.000 88.6±18.4 143.0±26.9-14.930 0.000 3.62±0.89 3.80±0.81-1.338 0.183

表2 病例組和對(duì)照組的骨密度測(cè)定值比較（±s，g/cm2）

表2 病例組和對(duì)照組的骨密度測(cè)定值比較（±s，g/cm2）

組別 n 腰椎 胸椎 股骨頸 股骨粗隆 Ward三角區(qū)病例組對(duì)照組t值P值80 80 0.96±0.21 2.36±0.38-28.841 0.000 1.06±0.22 2.45±0.32-32.015 0.000 1.20±0.36 2.30±0.70-12.499 0.000 0.86±0.30 1.92±0.46-17.264 0.000 0.93±0.26 1.75±0.38-15.929 0.000

表3 相關(guān)性分析結(jié)果

ALP是一種骨形成指標(biāo),其血清水平下降往往預(yù)示著骨形成速度下降[15]。IGF-1是一種骨生成刺激因子，參與骨的重建過(guò)程。IGF-1結(jié)構(gòu)類似于胰島素，并具有胰島素樣生物活性，在骨組織中非常豐富，參與成骨細(xì)胞的有絲分裂和分化，促進(jìn)骨形成。同時(shí)IGF-1在血中與IGF-BP3結(jié)合而抑制膠原酶表達(dá)，從而抑制骨膠原降解[16]。本研究中脊柱骨折患者的血清ALP、IGF-1水平均低于對(duì)照組，兩組的血清IGF-BP3水平差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這一結(jié)果提示，脊柱骨折患者骨代謝處于異常狀態(tài)，骨形成速度低于骨吸收速度，骨量流失情況比較嚴(yán)重。

骨密度檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，脊柱骨折患者的腰椎、胸椎、股骨頸、股骨粗隆、Ward三角區(qū)的骨密度值均低于對(duì)照組。這一結(jié)果提示，脊柱骨折患者的骨密度低，骨質(zhì)疏松程度比較嚴(yán)重。相關(guān)性檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，脊柱骨折患者的腰椎、胸椎骨密度值與血清鐵蛋白、MMP-1呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，腰椎、胸椎骨密度值與血清IGF-1、ALP呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。這一結(jié)果提示,脊柱骨折患者的腰椎、胸椎骨密度值與骨代謝指標(biāo)具有一定的相關(guān)性,隨著骨形成速度降低、骨吸收速度升高，患者的骨密度下降，骨質(zhì)疏松情況更嚴(yán)重。

綜上所述,脊柱骨折患者血清血清鐵蛋白、MM P-1水平升高,ALP、IGF-1水平下降,并且與骨密度降低有關(guān)。