骨質(zhì)疏松癥患者血清H2S的變化及臨床意義

譚波，胡豇，盧冰，袁加斌，魏丹，朱宗東，廖鋒，唐孝明

骨質(zhì)疏松癥是以骨量減少、骨密度下降為主要特征的骨科常見病，該病可導(dǎo)致患者骨脆性增加，骨折風(fēng)險(xiǎn)明顯升高［1］。骨質(zhì)疏松癥分為原發(fā)性和繼發(fā)性，前者主要分為絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松、老年性骨質(zhì)疏松及特發(fā)性骨質(zhì)疏松；后者多由于糖尿病、甲狀腺功能亢進(jìn)等疾病引發(fā)骨代謝紊亂導(dǎo)致［2］。目前全世界約有2 億人患有骨質(zhì)疏松癥，早期診斷和治療對于改善患者骨代謝、降低骨折發(fā)生率有重要意義［3］。硫化氫（H2S）是體內(nèi)普遍存在的氣體信號(hào)分子，廣泛分布于機(jī)體的各個(gè)器官和組織中，既往多被認(rèn)為是一種毒性分子。隨著研究的深入，學(xué)者發(fā)現(xiàn)其對心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)均有調(diào)節(jié)作用［4］。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，外源性的H2S 對于雌激素減少導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松癥具有潛在治療效果［5-6］。但目前有關(guān)骨質(zhì)疏松癥人群血清H2S 變化的研究十分有限，兩者關(guān)系尚未完全闡明?；诖?，本研究通過檢測骨質(zhì)疏松癥患者H2S 的變化，并分析其與骨代謝標(biāo)志物的關(guān)系，為該類患者的診斷和治療提供依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2018 年7 月—2020 年7 月四川省人民醫(yī)院收治的骨質(zhì)疏松癥患者（骨質(zhì)疏松組）128 例，男54例，女74例，年齡48～76歲，平均（54.6±9.8）歲。病例符合《原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診治指南（2017 年）》的診斷標(biāo)準(zhǔn)。另選取同期因腰背部疼痛來我院就診，排除骨質(zhì)疏松的患者（對照組）110 例，男49 例，女61 例，年齡50～74 歲，平均（53.8±11.2）歲。本研究經(jīng)過我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 骨密度檢測 采用美國Lunar公司DPX-NP雙能X線骨密度儀檢測腰椎（L1～4）和雙側(cè)股骨頸骨密度，儀器自動(dòng)生成數(shù)值。

1.3 骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)篩查 采用亞洲人骨質(zhì)疏松自我篩查工具（OSTA）對骨質(zhì)疏松發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，OSTA指數(shù)=［體質(zhì)量（kg）-年齡（歲）］×0.2，OSTA 指數(shù)＞-1 為低風(fēng)險(xiǎn)，-4～-1 為中風(fēng)險(xiǎn)，＜-4為高風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 臨床生化指標(biāo)及骨代謝標(biāo)志物檢測 所有患者入院后采集空腹靜脈血5 mL，1 500 r/min 離心5 min 分離血清。檢測血清堿性磷酸酶（ALP）、骨鈣素、骨特異性堿性磷酸酶（BALP）、血磷、血鈣、甲狀旁腺素（iPTH）、Ⅰ型原膠原N-端前肽（P1NP）、Ⅰ型膠原C-末端肽交聯(lián)（P1CP）、I 型膠原羧基端肽β特殊序列（β-CTX）等骨代謝標(biāo)志物。

1.5 血清H2S水平檢測 采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）檢測血清H2S 水平，試劑盒購自上海研生生化試劑有限公司。試劑盒平衡至室溫后，分別加入待測樣本與對照樣本50 μL（待測樣本10 μL+樣品稀釋液40 μL）于37 ℃孵育30 min，加入辣根過氧化物酶標(biāo)記的IgG二抗，37 ℃孵育30 min；加入顯色液，室溫孵育15 min，終止液終止反應(yīng)。酶標(biāo)儀檢測每孔樣品450 nm 處的光密度值。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算血清H2S濃度。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 23.0軟件分析數(shù)據(jù)。正態(tài)分布的計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用2 獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料用例表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。采用Pearson相關(guān)分析H2S與骨代謝標(biāo)志物的相關(guān)性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2 組患者一般資料比較 2 組患者年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、血鈣和血磷濃度比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），與對照組相比，骨質(zhì)疏松組腰椎骨密度、股骨頸骨密度、OSTA 指數(shù)和血清H2S濃度下降（P＜0.05），見表1。

2.2 2組患者骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物水平變化比較 與對照組相比，骨質(zhì)疏松組血清ALP、BALP、骨鈣素、P1NP、P1CP、iPTH水平下降，β-CTX水平升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

2.3 骨質(zhì)疏松組患者代謝指標(biāo)與H2S 的相關(guān)性分析 結(jié)果顯示，骨質(zhì)疏松組血清ALP、BALP、血清骨鈣素、P1NP、P1CP、iPTH 與H2S 呈正相關(guān)（r分別為0.192、0.345、0.247、0.349、0.471、0.135），β-CTX 與H2S 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.647），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

Tab.1 Comparison of general information between the two groups表1 2組患者基本資料比較

Tab.2 Comparison of bone metabolic markers between the two groups表2 2組患者骨代謝標(biāo)志物水平變化比較

3 討論

骨質(zhì)疏松癥因其高患病率特點(diǎn)已成為中老年骨痛和骨折的主要原因［7］。目前治療骨丟失的常見藥物有鈣劑、二膦酸鹽、雌激素、選擇性的雌激素受體激動(dòng)劑等。近年來研究發(fā)現(xiàn)，H2S 在骨代謝以及骨質(zhì)疏松癥、骨關(guān)節(jié)炎等疾病中也有著重要的調(diào)控作用，可能成為治療骨質(zhì)疏松癥的新靶點(diǎn)［8-9］。

內(nèi)源性的H2S主要由胱硫氨酸-β-合酶（CBS）、胱硫氨酸-γ-裂解酶（CSE）和3-巰基丙酮酸硫轉(zhuǎn)移酶（3-MST）在硫轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生。CBS主要表達(dá)于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、神經(jīng)系統(tǒng)、回腸、腎臟以及胰島等，CSE 則主要表達(dá)于心臟、血管內(nèi)皮細(xì)胞、腎臟和血管平滑?。?0-11］，因此，內(nèi)源性H2S的代謝異常與老年癡呆癥、高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化等疾病有關(guān)。目前有關(guān)H2S與骨質(zhì)疏松癥關(guān)系的研究多在細(xì)胞水平和動(dòng)物研究階段，少有臨床研究結(jié)果。王兵等［12］發(fā)現(xiàn)，長期的有氧運(yùn)動(dòng)可增加大鼠骨組織中內(nèi)源性H2S的生成，有助于減輕去卵巢大鼠的骨質(zhì)丟失。此外，H2S 的生成減少還可抑制基質(zhì)細(xì)胞的成骨分化［13］。另有研究發(fā)現(xiàn)，H2S可以保護(hù)MC3T3-E1成骨細(xì)胞免受過氧化氫（H2O2）誘導(dǎo)的氧化損傷，減少H2O2引起的細(xì)胞凋亡，同時(shí)H2S 可提高骨鈣素和膠原蛋白的表達(dá)，促進(jìn)骨合成［14］。Ma等［10］發(fā)現(xiàn)外源性H2S可以通過激活磷脂酰肌醇-3 激酶（PI3K）/蘇氨酸激酶（AKT）/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路下調(diào)自噬來促進(jìn)破骨細(xì)胞生成。本研究發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)疏松組患者血清H2S 的水平較對照組明顯下降，提示骨質(zhì)疏松癥患者機(jī)體存在H2S 的代謝異常。郝彥明等［15］認(rèn)為血清H2S水平的下降可能與髖部骨密度降低有關(guān)，是髖部骨密度下降的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，但與腰椎骨密度無明顯相關(guān)性。其進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)減少和骨質(zhì)疏松癥患者血清H2S水平較健康對照升高［16］。本研究結(jié)果與上述研究結(jié)果不一致，可能與該研究納入的骨量減少和骨質(zhì)疏松癥患者較少（分別為16例和9例）有關(guān)，結(jié)合既往細(xì)胞及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果，筆者認(rèn)為骨質(zhì)疏松患者血清H2S 水平呈下降趨勢。

骨代謝標(biāo)志物反映了骨組織分解與合成，分為骨形成標(biāo)志物和骨吸收標(biāo)志物。前者包括ALP、BALP、骨鈣素、P1NP 等，后者則包括吡啶啉（Pyr）、β-CTX 等［17］。本研究發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)疏松癥患者血清H2S 及骨形成標(biāo)志物水平明顯下降，骨吸收標(biāo)志物明顯升高，且H2S 與ALP、BALP、骨鈣素、P1NP、P1CP、iPTH 呈正相關(guān)，與β-CTX 呈負(fù)相關(guān)，提示內(nèi)源性H2S 的減少與骨質(zhì)疏松癥患者的骨代謝障礙有關(guān)。

目前尚無特異的H2S補(bǔ)充劑，雖然在開發(fā)H2S供體方面取得了一些進(jìn)展，但在生物系統(tǒng)中特定位置可視化及可控釋放H2S仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。主要應(yīng)用的H2S供體包括NaHS和GYY4137，兩者在抗骨質(zhì)疏松方面也取得了一定進(jìn)展。Li 等［18］發(fā)現(xiàn)NaHS 可以減輕地塞米松引起的系統(tǒng)性骨量障礙和成骨細(xì)胞功能障礙。GYY4137能通過激活Wnt信號(hào)來緩解地塞米松對骨形成的抑制作用［19］。下一步，本課題組將從H2S調(diào)節(jié)腸道鈣磷吸收改善骨質(zhì)疏松癥的方向入手，探索H2S改善骨質(zhì)疏松癥的具體機(jī)制。

綜上所述，骨質(zhì)疏松癥患者血清H2S 水平出現(xiàn)明顯下降，檢測H2S 有助于評估患者骨代謝的平衡狀態(tài)。