定量CT椎體骨密度及血清IGF-1、IGFBP-3對骨質(zhì)疏松的診斷

秦濤 王濤 高嘉 宋建峰

骨質(zhì)疏松是中老年人常見骨病，50 歲以上男性患病率約3%～6%，女性患病率約13%～18%，且隨年齡增長呈遞增趨勢［1-2］。骨密度測量在骨質(zhì)疏松的防治中具有重要意義，目前我國已將骨密度檢測納入40 歲以上人群的常規(guī)體檢項目。定量CT 椎體骨密度檢測是一種三維體積的骨密度測量技術(shù)，其相比常規(guī)雙能X 線檢查在成像技術(shù)上更具優(yōu)勢，是一種新穎的檢查方法，已逐漸在臨床中開展［3-4］。近年來，有基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)骨代謝過程中往往伴隨著細胞因子作用，其中胰島素樣生長因子-1（insulin-like growth factor-1，IGF-1）、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白-3（insulin-like growth factor binding protein-3，IGFBP-3）與骨形成密切相關(guān)［5］。但血清IGF-1、IGFBP-3 水平與骨質(zhì)疏松關(guān)聯(lián)尚不明確，能否作為骨質(zhì)疏松的血清學(xué)診斷指標(biāo)有待進一步研究。本研究將探討定量CT 椎體骨密度檢測聯(lián)合血清IGF-1、IGFBP-3對骨質(zhì)疏松的診斷價值，以期為臨床診斷提供參考，現(xiàn)報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2019年1月至2021年3月秦皇島市工人醫(yī)院就診的126 例骨質(zhì)疏松患者作為骨質(zhì)疏松組。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合骨質(zhì)疏松的診斷標(biāo)準(zhǔn)［6］；②年齡≥40 歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：①青少年型骨質(zhì)疏松；②其他骨代謝疾?。虎坶L期服用影響骨代謝的藥物；④合并創(chuàng)傷性骨折、關(guān)節(jié)炎、骨質(zhì)增生、嚴(yán)重脊柱側(cè)彎等骨關(guān)節(jié)疾病；⑤血液透析患者；⑥合并心、腦、肺、肝、腎、胃腸、結(jié)締組織疾病。選取同期109 例非骨質(zhì)疏松的中老年體檢志愿者作為對照組，分為骨量減少組51 例和骨量正常組58 例。本研究符合《赫爾辛基宣言》原則，研究對象均簽署知情同意書，自愿參與研究。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

參考世界衛(wèi)生組織推薦的骨質(zhì)疏松T 值評分法［6］：受檢者進行雙能X 線檢查（金標(biāo)準(zhǔn)），檢測儀器選用好樂杰Horizon Wi 雙能骨密度X線測量儀（北京好樂杰醫(yī)療器械有限公司），掃描腰椎L1-L4的骨密度。測量值與健康同性別、同種族成人的峰值比較，T 值≤-2.5 診斷為骨質(zhì) 疏松；-2.5＜T 值＜-1.0 診斷為骨量減少；T 值≥-1.0 為骨量正常。

1.3 方法

1.3.1 定量CT 椎體骨密度檢測

檢測儀器為GE optima660 64 排螺旋CT 掃描儀（美國GE 公司），掃描受檢者的腰椎L1-L2的骨密度。掃描參數(shù)：層厚5.0 mm，層距2.0 mm，視野250 mm，矩陣512×512，管電壓120 kV，管電流200 mA。每個椎體間隙掃描3 層，即上一個椎體的下緣、兩椎體之間、下一個椎體的上緣，數(shù)據(jù)重建后計算測量的椎體骨密度。測量3 次取平均值。定量CT 椎體骨密度檢測的診斷標(biāo)準(zhǔn)［7］：骨密度≥120 mg/cm3為正常；80＜骨密度＜120 mg/cm3為骨量減少；骨密度≤80 mg/cm3為骨質(zhì)疏松。

1.3.2 血清學(xué)指標(biāo)

采集受檢者的外周靜脈血5 mL，3 000 r/min離心分離上層血清，-20℃保存待檢。血清IGF-1、IGFBP-3 均采用雙抗體夾心法檢測，試劑盒均購自上海信裕生物科技有限公司，檢測儀器為BioTek 800TS 多功能酶標(biāo)儀（美國伯騰儀器有限公司）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。計量資料以（）表示，多組間比較行方差分析，方差分析的兩兩比較采用SNK-q檢驗；計數(shù)資料以n（%）表示，行χ2檢驗；相關(guān)性分析采用Pearson分析法；繪制ROC 曲線，計算ROC 曲線下面積（AUC）與金標(biāo)準(zhǔn)的一致性分析采用Kappa檢驗。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3 組一般資料比較

3 組性別比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。絕經(jīng)女性的比例、年齡、肥胖的比例、吸煙的比例、糖尿病的比例：骨質(zhì)疏松組＞骨量減少組＞骨量正常組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 3 組一般資料比較［n（%），（±s）］Table 1 Comparison of general data among the 3 groups［n（%），（±s）］

表1 3 組一般資料比較［n（%），（±s）］Table 1 Comparison of general data among the 3 groups［n（%），（±s）］

注：與骨量正常組比較，aP＜0.05；與骨量減少組比較，bP＜0.05。

組別骨質(zhì)疏松組骨量減少組骨量正常組χ2/F 值P 值n 126 51 58性別（男/女）25/101 10/41 15/43 0.968 0.616絕經(jīng)女性42（33.33）ab 14（27.45）9（15.52）6.302 0.043年齡（歲）61.39±5.75ab 58.12±6.10a 55.21±6.03 22.819＜0.001肥胖36（28.57）ab 11（8.73）5（8.62）9.186 0.010吸煙32（25.40）ab 9（17.65）5（8.62）7.254 0.027糖尿病20（15.87）ab 5（9.80）2（3.45）6.211 0.045

2.2 3 組血清IGF-1、IGFBP-3 水平及定量CT 椎體骨密度檢測值比較

血清IGF-1、IGFBP-3 水平：骨質(zhì)疏松組＜骨量減少組＜骨量正常值，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；定量CT 椎體骨密度檢測值：骨質(zhì)疏松組＜骨量減少組＜骨量正常組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

表2 3 組血清IGF-1、IGFBP-3 水平及定量CT 椎體骨密度檢測值比較（±s）Table 2 Comparison of serum IGF-1，IGFBP-3 levels and quantitative CT measured vertebral bone mineral density among the 3 groups（±s）

表2 3 組血清IGF-1、IGFBP-3 水平及定量CT 椎體骨密度檢測值比較（±s）Table 2 Comparison of serum IGF-1，IGFBP-3 levels and quantitative CT measured vertebral bone mineral density among the 3 groups（±s）

注：與骨量正常組比較，aP＜0.05；與骨量減少組比較，bP＜0.05。

組別骨質(zhì)疏松組骨量減少組骨量正常組F 值P 值n 126 51 58 IGF-1（μg/mL）85.33±21.36ab 109.40±28.08a 125.16±31.77 51.454＜0.001 IGFBP-3（μg/mL）10.02±2.51ab 11.49±2.87a 13.35±3.39 27.991＜0.001定量CT 椎體骨密度檢測值65.29±7.83ab 102.33±10.54a 137.26±9.18 1377.131＜0.001

2.3 血清IGF-1、IGFBP-3 水平與定量CT 椎體骨密度檢測值的相關(guān)性分析

血清IGF-1、IGFBP-3 水平與定量CT 椎體骨密度檢測值均呈正相關(guān)（r=0.559，r=0.436，均P＜0.05）。

2.4 定量CT 椎體骨密度檢測與金標(biāo)準(zhǔn)的一致性分析

以雙能X 線為金標(biāo)準(zhǔn)，定量CT 椎體骨密度檢測的靈敏度為98.41%，特異度為95.41%，陽性預(yù)測值為96.12%，陰性預(yù)測值為98.11%，準(zhǔn)確度為97.02%。定量CT 椎體骨密度檢測與金標(biāo)準(zhǔn)具有高度一致性（Kappa=0.940）。見表3。

表3 定量CT 椎體骨密度檢測與金標(biāo)準(zhǔn)的一致性分析Table 3 The consistency between quantitative CT and the golden standard for measurement of vertebral bone mineral density

2.6 各指標(biāo)診斷骨質(zhì)疏松的ROC 曲線分析

血清IGF-1、IGFBP-3 診斷骨質(zhì)疏松的靈敏度分別為73.81%、56.35%，特異度分別為72.48%、71.56%（AUC=0.818，AUC=0.681），截斷值分別為100 μg/mL、11 μg/mL。血清IGF-1、IGFBP-3 與定量CT 三項聯(lián)合診斷骨質(zhì)疏松的靈敏度為100.00%，特異度為70.64%（AUC=0.853）。見表4、圖1。

表4 ROC 曲線分析結(jié)果Table 4 ROC curve analysis results

圖1 ROC 曲線Figure 1 ROC curve

3 討論

骨質(zhì)疏松的病理特征為骨形成減少、骨量和骨密度下降、骨微結(jié)構(gòu)破壞，主要臨床癥狀為脊柱變形、彌散性骨痛、脆性骨折等。目前對骨質(zhì)疏松危險因素的研究較為明確，多項研究顯示，絕經(jīng)女性、吸煙、日照少、缺鈣飲食、內(nèi)分泌疾病等均會增加骨質(zhì)疏松的發(fā)病風(fēng)險［8］。本研究比較骨質(zhì)疏松組、骨量減少組、骨量正常組三類人群的一般資料，發(fā)現(xiàn)三組在絕經(jīng)女性、年齡、肥胖、吸煙、糖尿病上比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義，這與既往研究觀點相符［9］。

IGF-1、IGFBP-3 在調(diào)節(jié)骨代謝中具有重要作用。IGF-1 是一種肝臟分泌合成的生長激素，主要作用是刺激骨細胞的增殖并抑制骨膠原降解，從而促進骨骼生長發(fā)育［10］。IGFBP-3 是IGF-1 的一種結(jié)合蛋白，調(diào)控IGF-1 的合成，延長IGF-1 在骨代謝作用中的半衰期，還能調(diào)節(jié)維生素D 的代謝，促進鈣的吸收利用［11］。有研究發(fā)現(xiàn)相比青年人群，老年人群的血清IGF-1、IGFBP-3 水平明顯下降，血清IGF-1、IGFBP-3 低水平是骨質(zhì)疏松的危險因素［12］。本研究發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)疏松組的血清IGF-1、IGFBP-3 水平均低于骨量減少組和骨量正常組，并且血清IGF-1、IGFBP-3 水平與骨密度檢測值呈正相關(guān)，提示血清IGF-1、IGFBP-3 與骨質(zhì)疏松具有一定關(guān)聯(lián)。這與王俊江等［13］研究觀點一致，該研究也表示IGFBP3 是影響骨代謝的重要因子，與胸腰椎骨質(zhì)疏松性骨折患者的骨密度相關(guān)。進一步分析血清IGF-1、IGFBP-3 水平對骨質(zhì)疏松的診斷效能，發(fā)現(xiàn)血清IGF-1、IGFBP-3 診斷骨質(zhì)疏松的靈敏度分別為73.81%、56.35%，特異度分別為72.48%、71.56%，具有輔助診斷價值，可以在一定程度上反映骨代謝情況。

近年來定量CT 檢測椎體骨密度成為臨床研究熱點。腰椎椎體骨質(zhì)分為外層堅硬的皮質(zhì)骨和內(nèi)層富有空隙的松質(zhì)骨，目前研究發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)疏松時，骨代謝變化在松質(zhì)骨中更加明顯，相比皮質(zhì)骨，松質(zhì)骨的骨量丟失更多；而且松質(zhì)骨不易受脊柱退行性病變影響，而皮質(zhì)骨可能伴隨骨贅增生，因此測量骨松質(zhì)能更準(zhǔn)確地反映實際的骨密度［14］。本研究發(fā)現(xiàn)，定量CT 椎體骨密度檢測的靈敏度為98.41%，特異度為95.41%，準(zhǔn)確率為97.02%，與雙能X 線具有高度一致性，可作為臨床診斷指標(biāo)。李建蘭等［15］研究分析定量CT 椎體骨密度檢測對596 例老年女性疼痛性骨質(zhì)疏松的診斷價值，發(fā)現(xiàn)定量CT 的診斷符合率為93.62%，與本研究計算的準(zhǔn)確率相當(dāng)，說明定量CT 椎體骨密度檢測對骨質(zhì)疏松的診斷效能較高。

綜上所述，定量CT 椎體骨密度檢測可作為骨質(zhì)疏松的主要診斷方法，血清IGF-1、IGFBP-3 水平與骨密度具有較好的相關(guān)性，可作為骨質(zhì)疏松的輔助診斷指標(biāo)，對指導(dǎo)臨床診斷、制定治療方案具有重要的參考意義。