股骨頭壞死患者血清半胱氨酸蛋白酶抑制劑 C、1型纖溶酶原激活物抑制劑水平及其與骨密度、骨鈣素相關(guān)性分析

馬 超， 武 曄， 張 楠， 王旭洋， 魏金棟

河北省滄州中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院 骨科，河北 滄州 060000

股骨頭壞死患者因骨組織被破壞，會(huì)導(dǎo)致股骨頭塌陷。股骨頭壞死在20～50歲人群中發(fā)病率較高，若未及時(shí)、有效治療，80%患者會(huì)出現(xiàn)股骨頭關(guān)節(jié)面塌陷，導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的損傷，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量[1-3]。股骨頭壞死的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確。有研究報(bào)道，骨密度、骨鈣素參與股骨頭壞死的骨組織修復(fù)，與股骨頭壞死的關(guān)系較為密切，觀察骨密度、骨鈣素水平變化對(duì)疾病的早期預(yù)測具有重要意義[4]。股骨頭血管病變所致的供血不足在股骨頭壞死的發(fā)生中起重要作用[5]。半胱氨酸蛋白酶抑制劑 C(cysteine protease inhibitor C，Cys-C)能逆性抑制半胱氨酸蛋白酶活性，廣泛存在于各種組織的有核細(xì)胞和體液中,是一種低分子量、堿性非糖化蛋白質(zhì)，與血管病變相關(guān)，可能參與股骨頭壞死的發(fā)生[6]。1型纖溶酶原激活物抑制劑(type 1 plasminogen activator inhibitor，PAI-1)是由379個(gè)氨基酸組成的糖蛋白，其表達(dá)異常會(huì)打破系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，影響股骨頭血液供應(yīng)，參與股骨頭壞死的發(fā)生[7]。本研究旨在觀察股骨頭壞死患者血清Cys-C、PAI-1水平，并分析其與骨密度、骨鈣素間相關(guān)性?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取自2018年1月至2019年12月河北省滄州中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院收治的74例股骨頭壞死患者為觀察組，同時(shí)，選取同期于我院進(jìn)行體檢的68例健康者為健康組。根據(jù)Ficat分期標(biāo)準(zhǔn)將觀察組分為Ⅱ期組(n=22)、Ⅲ期組(n=28)、Ⅳ期組(n=24)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)股骨頭壞死患者符合《股骨頭壞死保髖治療指南》[8]診斷標(biāo)準(zhǔn)；(2)股骨頭壞死患者影像檢查無塌陷；(3)研究對(duì)象均未服用過影響骨代謝藥物。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)近6個(gè)月內(nèi)骨折者；(2)溝通不便者；(3)合并免疫缺陷者；(4)妊娠、圍產(chǎn)期女性；(5)近期髖關(guān)節(jié)外傷者；(6)不能配合本研究者。健康組男性38例，女性30例；年齡33～68歲，平均年齡(47.45±3.18)歲。觀察組男性42例，女性32例；年齡34～69歲，平均年齡(47.52±3.24)歲。健康組與觀察組性別、年齡比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。Ⅱ期組患者男性14例，女性8例；年齡34～67歲，平均年齡(47.49±3.18)歲；病程0.5～3.5年，平均病程(2.11±0.13)年。Ⅲ期組患者男性18例，女性10例；年齡35～68歲，平均年齡(47.51±3.22)歲；病程0.5～3.0年，平均病程(2.04±0.15)年。Ⅳ期組患者男性17例，女性7例；年齡35～69歲，平均年齡(47.55±3.22)歲；病程0.5～4.0年，平均病程(2.17±0.15)年。不同F(xiàn)icat分期組患者性別、年齡、病程比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者及家屬均簽署知情同意書。

1.2 研究方法 研究對(duì)象均采集空腹靜脈血5 ml，采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法測定Cys-C、PAI-1，采用放射免疫法測定骨鈣素，試劑盒購自英國Abcam公司；采用雙能X線骨密度儀測定骨密度。比較健康組與觀察組血清Cys-C、PAI-1、骨鈣素水平及骨密度。比較不同F(xiàn)icat分期患者血清Cys-C、PAI-1、骨鈣素水平及骨密度，并分析血清Cys-C、PAI-1與骨密度、骨鈣素的相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 健康組與觀察組血清Cys-C、PAI-1、骨鈣素水平及骨密度比較 觀察組血清Cys-C、PAI-1、骨鈣素水平顯著高于健康組，骨密度低于健康組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 健康組與觀察組血清Cys-C、PAI-1、骨鈣素水平及骨密度比較

2.2 不同F(xiàn)icat分期股骨頭壞死患者血清Cys-C、PAI-1、骨鈣素水平及骨密度比較 Ⅲ期組、Ⅳ期組血清Cys-C、PAI-1、骨鈣素水平顯著高于Ⅱ期組，且Ⅳ期組高于Ⅲ期組；Ⅲ期組、Ⅳ期組骨密度顯著低于Ⅱ期組，且Ⅳ期組低于Ⅲ期組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 不同F(xiàn)icat分期股骨頭壞死患者血清Cys-C、PAI-1、骨鈣素水平及骨密度比較

2.3 股骨頭壞死患者血清Cys-C、PAI-1與骨密度、骨鈣素相關(guān)性分析 相關(guān)性分析結(jié)果顯示，血清Cys-C、PAI-1與骨密度呈負(fù)相關(guān)(r=-0.442，r=-0.435，P<0.05)；血清Cys-C、PAI-1與骨鈣素呈正相關(guān)(r=0.788，r=0.634，P<0.05)。見圖1～4。

圖1 骨密度與Cys-C的散點(diǎn)圖

圖2 骨密度與PAI-1的散點(diǎn)圖比較

圖4 骨鈣素與PAI-1的散點(diǎn)圖

3 討論

股骨頭壞死是由各種原因造成的股骨頭血液供應(yīng)受損，骨髓成分和骨細(xì)胞缺血、壞死，從而引發(fā)自行修復(fù)過程，常見癥狀為疼痛，主要為髖關(guān)節(jié)、大腿近側(cè)疼痛。有研究報(bào)道，在我國約有500萬股骨頭壞死患者，新發(fā)病例為每年20萬例，且發(fā)病率呈上升趨勢[9]。股骨頭壞死早期診斷困難，發(fā)病后若未及時(shí)、有效治療，會(huì)導(dǎo)致患者股骨頭結(jié)構(gòu)改變，使髖關(guān)節(jié)逐漸喪失功能活動(dòng)，最終不得不接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，給患者帶來極大痛苦，因此，早期預(yù)測股骨頭壞死的發(fā)生是臨床研究的熱點(diǎn)[10]。

多種骨組織代謝中，細(xì)胞因子參與股骨頭壞死后的骨組織修復(fù)、重建[11]。當(dāng)股骨頭壞死后，會(huì)引發(fā)一系列骨吸收與骨重建，導(dǎo)致骨密度發(fā)生改變[12]。有研究報(bào)道，骨密度不僅在骨質(zhì)疏松患者中表達(dá)異常，其水平變化與股骨頭壞死的關(guān)系也較為密切，可能參與疾病的發(fā)展[13]。骨鈣素由成骨細(xì)胞分泌，是反映骨形成的良好指標(biāo)，能促進(jìn)非結(jié)晶鈣磷酸鹽向羥磷灰石轉(zhuǎn)化，提高骨強(qiáng)度，其在股骨頭壞死患者中表達(dá)異常，不利于股骨重建[14]。本研究結(jié)果顯示，觀察組患者骨鈣素顯著高于健康組，骨密度低于健康組，說明骨密度在股骨頭壞死患者中表達(dá)較低，骨鈣素在股骨頭壞死患者中表達(dá)較高。此外，Ⅲ期組、Ⅳ期組骨鈣素水平顯著高于Ⅱ期組，且Ⅳ期組高于Ⅲ期組；Ⅲ期組、Ⅳ期組骨密度顯著低于Ⅱ期組，且Ⅳ期組低于Ⅲ期組，說明骨鈣素、骨密度表達(dá)情況隨疾病嚴(yán)重程度而發(fā)生變化，可作為預(yù)測疾病變化的標(biāo)志物。分析其原因可能是發(fā)生股骨頭壞死時(shí)，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞骨成分減少，抑制成骨基因表達(dá)，導(dǎo)致骨密度降低。

Cys-C是一種分泌性蛋白，在細(xì)胞外基質(zhì)降解、平衡活細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)產(chǎn)生和分解過程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用，被廣泛用于腎病的診治。有研究發(fā)現(xiàn)，在血管的平滑肌細(xì)胞中有Cys-C表達(dá)，當(dāng)血管損傷后，增加炎癥因子表達(dá)，刺激血管損傷促使胱氨酸蛋白酶含量增加，從而加重血管損傷[15]。姚越峰等[16]研究報(bào)道，Cys-C在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者股骨頭壞死中表達(dá)異常，對(duì)系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者發(fā)生股骨頭壞死有預(yù)測作用。本研究結(jié)果顯示，股骨頭壞死患者血清Cys-C水平顯著高于健康者，且隨疾病程度的加重而升高，說明Cys-C在股骨頭壞死患者中呈高表達(dá)。有研究報(bào)道，纖溶系統(tǒng)紊亂是股骨頭壞死的重要發(fā)病因素[17]。PAI-1是由血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的線性糖蛋白，主要作用于組織纖溶酶原激活物和尿激酶纖溶原激活物，抑制纖溶酶激活，導(dǎo)致纖溶系統(tǒng)處于失平衡狀態(tài)，加重血管內(nèi)缺血損傷，而髖關(guān)節(jié)囊內(nèi)的缺血是股骨頭發(fā)生壞死的重要原因之一[18]。本研究結(jié)果顯示，股骨頭壞死患者血清PAI-1水平顯著高于健康者，且隨疾病程度的加重而升高，說明PAI-1在股骨頭壞死呈高表達(dá)，可作為病情監(jiān)測的參考指標(biāo)。本研究相關(guān)性分析結(jié)果顯示，血清Cys-C、PAI-1與骨密度呈負(fù)相關(guān)(r=-0.442，r=-0.435，P<0.05)；血清Cys-C、PAI-1與骨鈣素呈正相關(guān)(r=0.788，r=0.634，P<0.05)。但本研究樣本量較少，對(duì)于Cys-C、PAI-1參與股骨頭壞死的發(fā)生機(jī)制尚未完全闡明，后續(xù)應(yīng)加大樣本量，繼續(xù)深入研究。

綜上所述，股骨頭壞死患者血清Cys-C、PAI-1的表達(dá)水平與骨密度、骨鈣素存在密切關(guān)系，可促使疾病進(jìn)展。