原發(fā)性骨質疏松癥患者血清中sFRP4 DKK1表達及臨床意義

古 紅, 王 靜, 鄧曉琴

(1.四川大學華西醫(yī)院老年醫(yī)學中心干部醫(yī)療科, 四川 成都 610000 2.四川省成都市第二人民醫(yī)院呼吸與危重醫(yī)學科, 四川 成都 610021)

原發(fā)性骨質疏松是一種全身骨量減少,且隨著年齡增長骨骼結構發(fā)生退化的生理退行性病變,易導致骨骼強度降低。近年來,隨著人口老齡化在逐年升高,骨質疏松癥的發(fā)病率也在不斷上升,骨質疏松癥導致的骨折也有上升的趨勢[1,2]。原發(fā)性骨質疏松癥主要包括絕經后骨質疏松癥和老年性骨質疏松癥,因其伴隨疼痛和骨折風險,嚴重影響患者的生活質量。因此,更好的預防以及在臨床治療骨質疏松癥成為研究的重點。分泌型卷曲相關蛋白4(sFRP4)是一種通過自分泌或者旁分泌的可溶性脂肪細胞因子,分子量為40kD,作為上游因子參與調節(jié)Wnt信號通路[3]。已有研究發(fā)現sFRP4能夠參與惡性腫瘤和骨代謝等疾病的發(fā)生發(fā)展過程[4]。DKK1作為一種Wnt信號通路主要的抑制劑[5],在成年人體中DKK1主要在成熟的骨細胞中表達,有研究顯示DKK1過表達會導致骨量的損失[6]。目前,關于sFRP4、DKK1在骨質疏松癥中的相關報道較少,本研究就關于Wnt信號通路中的兩個關鍵因子sFRP4、DKK1的表達,探討其對骨質疏松的臨床診斷價值,為臨床上的原發(fā)性骨質疏松癥的研究提供參考。

1 資料與方法

1.1一般資料:本研究選取本院2019年1月至2021年1月期間收治的82例原發(fā)性骨質疏松癥患者作為研究組,年齡51～72歲,其中男35例,女47例,另選取同期健康體檢者75例作為對照組,年齡50～71歲,其中男30例,女45例。納入標準:①符合《原發(fā)性骨質疏松癥診治指南》的診斷標準,②未接受任何骨質疏松相關治療;③臨床資料比較完整。排除標準:①合并機體免疫功能異常者;②有肝臟和腎臟功能不全者;③合并影響骨代謝方面的疾病;④合并心腦血管疾病。本研究經過本院倫理委員會同意,所有研究對象及其家屬同意本研究,并簽署知情同意書。

1.2方法:采集入院患者第2天早晨空腹外周靜脈血5mL,對照組血液于體檢時進行抽取5mL,離心(3500r/min,20min),留上清液,置于-80℃冰箱保存待檢。以酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測血清sFRP4、DKK1水平,對應的ELISA試劑盒購自武漢菲恩科技有限公司,嚴格按照配套說明書進行檢測。采用電化學發(fā)光法檢測β膠原降解產物(β-CTX)、Ⅰ型膠原氨基端延長肽(P1NP)、骨橋蛋白(OPN)以及N端骨鈣素(N-MID),檢測儀器為全自動生化分析儀(購自日本,型號Olympus AU2700),采用所有受試者在就診當天由專業(yè)技術人員使用骨密度儀檢測股骨骨密度(BMD)值以及腰椎L1～4BMD值。

2 結 果

2.1研究組和對照組一般資料的比較:研究組和對照組年齡、性別、體質量指數(BMI)、吸煙史、高血壓史、糖尿病史以及高血脂癥史均無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 研究組和對照組一般資料比較

2.2研究組和對照組血清sFRP4和DKK1表達水平的比較:研究組血清sFRP4和DKK1表達水平顯著高于對照組(P<0.05)。見表2。

表2 研究組和對照組血清sFRP4和DKK1表達水平的比較

2.3研究組和對照組骨代謝指標水平以及BMD水平的比較:研究組β-CTX、P1NP、OPN以及N-MID顯著高于對照組(P<0.05),研究組股骨BMD和腰椎L1～4BMD顯著低于對照組(P<0.05)。見表3。

表3 研究組和對照組BMD水平以及骨代謝指標水平的比較

2.4血清sFRP4和DKK1與骨代謝指標以及BMD的相關性:根據Pearson相關性分析得知,sFRP4和DKK1的表達水平呈正相關性(r=0.479,P<0.05),由表4可知,sFRP4表達水平與股骨BMD和腰椎L1～4BMD呈負相關(P<0.05),與β-CTX、P1NP、OPN和N-MID呈正相關(P<0.05)。DKK1的表達水平與股骨BMD和腰椎L1～4BMD呈負相關(P<0.05),與β-CTX、P1NP、OPN和N-MID呈正相關(P<0.05)。

表4 血清sFRP4和DKK1與骨代謝指標以及骨密度的相關性

2.5Logistics回歸分析影響原發(fā)性骨質疏松癥的因素:由表5可知,以是否發(fā)生原發(fā)性骨質疏松癥作為因變量,以sFRP4、DKK1、股骨BMD、腰椎L1～4BMD、β-CTX、P1NP、OPN和N-MID為自變量,根據Logistic回歸分析,得知sFRP4、DKK1和P1NP高表達是影響原發(fā)性骨質疏松癥發(fā)生的危險因素(P<0.05)。

表5 Logistics回歸分析影響原發(fā)性骨質疏松癥的因素

2.6血清sFRP4和DKK1表達水平對原發(fā)性骨質疏松癥的診斷價值:血清sFRP4診斷原發(fā)性骨質疏松癥的曲線下面積(AUC)為0.874(95%CI:0.821-0.927),截斷值為56.911μg/L,靈敏度為81.71%,特異度為80.00%。血清DKK1診斷原發(fā)性骨質疏松癥的曲線下面積(AUC)為0.809(95%CI:0.835-0.930),截斷值為13.993ng/mL,靈敏度為84.85%,特異度為78.67%。二者聯合診斷原發(fā)性骨質疏松癥的AUC為0.921(95%CI:0.880-0.961),靈敏度為87.80%,特異度為72.00%。二者聯合優(yōu)于血清sFRP4和DKK1各自單獨診斷(Z聯合vs sFRP4=2.851、Z聯合vsDKK1=4.365,P均<0.05),見圖1。

圖1 血清sFRP4和DKK1表達水平對原發(fā)性骨質疏松癥的診斷價值

3 討 論

原發(fā)性骨質疏松癥是一種由骨代謝等多種因素導致產生的全身慢性疾病,其主要發(fā)生機理使機體中破骨細胞的功能活性超過成骨細胞,骨破壞的速度超過骨生成,從而出現骨量減少,并引發(fā)骨質疏松,常發(fā)生在老年人和絕經后的婦女群體中,其主要臨床特征包括骨量和骨密度逐漸降低,機體中破骨活動增加,使骨代謝平衡失調。當出現骨質疏松癥時患者骨骼的脆性會提高,容易出現骨折,嚴重影響患者的生活以及生命健康[7]。骨代謝和骨密度的相關指標能夠靈敏地反映患者體內的骨骼情況[8],因此,能夠在早期尋找判斷骨質疏松癥的相關指標具有十分重要的意義。

Wnt信號通路參與生命體胚胎發(fā)育等各個階段的生命活動,在生物進化過程中會保持高度保守。有研究表明Wnt信號通路在維持骨骼系統的發(fā)育以及平衡骨代謝的過程中發(fā)揮著十分重要的作用,Wnt信號通路抑制劑可能還會引起骨質疏松等變化[9]。sFRP4是sFRP家族的成員,在人體中sFRP4位于7號染色體,作為一種Wnt信號通路的外調節(jié)因子,其可以與Wnt蛋白直接相結合。有研究表明sFRP4和骨質疏松、骨密度等相關,會使得機體中皮質骨變薄,脆性骨折增加,因為sFRP4會抑制調節(jié)內膜吸收[10]。在轉基因小鼠實驗中敲除sFRP4蛋白會引起小鼠體內骨量的改變,其會使得骨小梁區(qū)域骨質流失。在小鼠實驗中研究關于sFRP4的骨形成作用,結果顯示sFRP4表達水平的增加可以通過減弱Wnt信號通路的傳導來減少骨的形成[11],本研究中,研究組sFRP4表達水平顯著高于對照組,與上述研究相似,說明sFRP4表達水平的升高可能與骨質疏松有關。

DKK1位于人染色體10q11,DKK家族主要包括DKK1～4,其中DKK1是研究最多的成員,作為Wnt信號通路的下游基因,是Wnt信號通路的抑制劑。與sFRP4不同的是,DKK1是與低密度脂蛋白受體結合,阻止相關骨細胞的信號通路,導致形成的骨細胞減少,從而大量生成破骨細胞[12]。有研究發(fā)現DKK1在原發(fā)性骨質疏松癥的發(fā)病中起著關鍵作用,骨質疏松患者血清中DKK1表達水平顯著高于對照組,還與骨密度呈負相關[13]。丁婷婷等[5]研究發(fā)現在骨關節(jié)炎合并骨質疏松癥患者血清中發(fā)現DKK1顯著高于對照組。在本研究中,研究組血清DKK1表達水平顯著高于對照組,與上述研究相似,說明血清中DKK1表達水平升高引起信號通路異常是骨質疏松癥的重要原因,會阻斷成骨細胞的形成和分化,使骨形成減少。根據pearson相關性分析得知,血清sFRP4和DKK1表達水平呈正相關,說明二者可能共同作用于骨質疏松的發(fā)生發(fā)展。

骨代謝的生化過程主要包括骨的形成和吸收,骨的形成和吸收可作為治療代謝性骨病的標志物,β-CTX和OPN主要反映骨基質的降解效率,是骨吸收的標志物,P1NP是成骨細胞產生的一種特異性蛋白,可激活破骨細胞,從而調節(jié)骨的吸收,N-MID是骨形成的特異標志物,在本研究中,研究組β-CTX、P1NP、OPN以及N-MID顯著高于對照組,研究組股骨BMD和腰椎L1～4BMD顯著低于對照組,說明原發(fā)性骨質疏松癥患者的骨代謝發(fā)生失調,破骨細胞的活化程度增加,骨密度減少。根據Pearson相關性分析得知,sFRP4和DKK1表達水平與股骨BMD和腰椎L1～4BMD呈負相關,與β-CTX、P1NP和OPN呈正相關,表明血清sFRP4和DKK1表達水平與骨代謝以及骨密度密切相關,通過檢測sFRP4和DKK1表達水平可以反映患者的骨代謝情況,從而對判斷和治療疾病提供參考。根據Logistics回歸分析得知,sFRP4、DKK1高表達是影響原發(fā)性骨質疏松癥發(fā)生的危險因素。血清sFRP4診斷原發(fā)性骨質疏松癥的AUC為0.874,截斷值為56.911μg/L,說明當sFRP4表達水平超過截斷值時可判斷是否發(fā)生原發(fā)性骨質疏松癥。血清DKK1診斷原發(fā)性骨質疏松癥的AUC為0.809,截斷值為13.993ng/mL,說明當檢測sFRP4表達水平超過截斷值時,應及時在臨床上提供診療方案,二者聯合診斷原發(fā)性骨質疏松癥的AUC為0.921,靈敏度為87.80%,特異度為72.00%。說明二者聯合能更有效的診斷是否發(fā)生原發(fā)性骨質疏松癥。

綜上所述,血清sFRP4和DKK1在原發(fā)性骨質疏松癥患者中顯著升高,與患者的骨代謝和BMD密切相關,二者聯合可更好的診斷原發(fā)性骨質疏松癥。文中對于血清sFRP4和DKK1對原發(fā)性骨質疏松的具體機制還有待進一步深入研究,選取的樣本量較少,可能導致研究結果出現一定的偏倚,后續(xù)會擴大樣本量,對其機制進一步深入研究。