白细胞介素-6在老年骨质疏松发病机制中的作用

方秀统 李 洋 于 方 陈国强 俞 猛 王立强

(首都医科大学附属世纪坛医院骨科，北京 100038)

骨质疏松(OP)多发生于绝经后妇女和老年男性，其发病机制尚未完全明了。骨微环境中白介素6(IL-6)等多种细胞因子的相对稳定状态被破坏，将影响到骨改建活动的内在平衡，引起骨代谢活动的紊乱，导致PD。本研究拟探讨IL-6与老年人OP的关系。

1 对象与方法

1.1对象 2012年1月至2013年1月期间87例因OP椎体骨折入院患者,女66例，男21例，年龄61～93(平均72.3)岁，根据不同年龄段分组:61～70岁(A)组9例；71～80岁(B)组43例；81～91岁(C)组35例；67例门诊骨密度(BMD)正常的健康人，38例女性，29例男性，年龄50～60(平均54.7)岁。

1.2方法 空腹抽取右肘静脉血10 ml，离心(1 500 r/min,10 min)，取血清分装，-20℃保存备用,检测血清中的sIL-6R、碱性磷酸酶(AKP)、骨钙素(BGP)、Ca、P 含量。用日本产Olympus AU-800全自动生化分析仪检测血清中AKP、Ca、P 含量，采用双试剂动态法测定，检测试剂由北京博奥森生物技术公司提供。BGP 检测方法为电化学发光法，试剂盒由罗氏诊断产品公司提供。采用美国Lunar公司生产的 DPX-IQ型双能X线骨密度仪测定L2～4和股骨颈BMD 及其T值。采用酶联免疫吸附试验(ELISA) 法测定sIL-6R含量,sIL-6R ELISA检测试剂由美国SANTA CRUZ公司提供,按说明书操作。

2 结 果

2.1各组BMD比较 在不同年龄段椎体的BMD值不同，平均t值随着年龄的增加而降低，而且各年龄组相比有显著差异(P<0.05)；67例门诊健康人BMD虽然正常，但是骨量减少，BMD呈下降趋势；不论是BMD患者和健康人中，女性的BMD值都往往低于男性，在健康人组中，虽然女性BMD值低于男性，但相比较无显著差异(P>0.05)，在BMD患者组中，女性BMD值低于男性，相比较有显著差异(P<0.05)。见表1,表2。

2.2各组sIL-6R水平比较 在不同年龄段血清sIL-6R值是不同的，sIL-6R值随着年龄的增加而增加；67例门诊健康人血清sIL-6R值明显低于BMD组(P<0.05)；BMD组血清sIL-6R值随着年龄增加而增加，各年龄组相比有显著差异(P<0.05)；BMD患者和健康人中，女性的血清sIL-6R值都往往高于男性，在健康人组中，不仅女性血清sIL-6R值高于男性(P<0.05)；同样在BMD患者组中，女性血清sIL-6R值高于男性，相比较有显著差异(P<0.05)。见表1,表2。健康人和BMD患者A组中(61～70岁)AKP和BGP 随年龄略有增加(P>0.05),但是B组(71～80岁)和C组(71～80岁)中的AKP、BGP 含量与健康人和BMD患者A组(61～70岁)相比较明显增加(P<0.01)。健康人和BMD患者的血钙、血磷值变化不大。

表1 各年龄组BMD、SIL-6R水平比较

表2 各年龄组男性与女性BMD、SIL-6R水平比较

3 讨 论

OP发生的根本原因是骨代谢失衡，骨代谢是破骨细胞(OC)吸收和去除旧的骨质并由成骨细胞(OB)合成新骨代替旧骨的过程。骨代谢最小功能单位是OB和OC，它们的功能是与旁分泌信号结合在一起来调节骨代谢平衡，在人的生长期骨代谢是阳性的(新骨生成大于破骨)，在骨峰值期的时候是中性的(新骨生成等于破骨)，在BMD和导致骨丢失的疾病是负性的(破骨大于新骨生成)。OB和OC间相互的调控可保持骨的整体性〔1〕。BMD的骨代谢机制至今尚未清楚,本研究提示随年龄增加，骨折的发生率将明显上升。骨吸收增加,骨量下降无疑是引起BMD最重要和关键性的因素。随着年龄的增加每年以1％的速度下降,尤其是女性当进入绝经期后，骨丢失迅速加快，每年骨丢失达2％～5％,小梁骨丢失比皮质骨快,这一过程将持续约10～15年，以后骨量丢失趋于缓慢〔2〕。

近年来,随着对BMD病因病理研究的深入，细胞因子在BMD发病中的作用越来越受到重视。研究表明，IL-6在BMD的发病机制中起重要作用，IL-6是人体内多种细胞分泌的一种多功能的生物活性因子。在骨微环境中，多种活性细胞可以产生IL-6，如活性T-细胞、B细胞、单核细胞、间质细胞和OB。IL-6的生物学效应机制是通过IL-6 + IL-6R α结合IL-6R β，促使下游区Ras/Raf/ERK/MEK,JAK/STAT3信号通路级联反应更容易发生反应而发挥作用〔3～5〕。单独添加IL-6到前OC株RAW264.7细胞可以有轻度的刺激向OC分化作用，IL-6有明显刺激外源性RANKL诱导的破骨细胞分化作用〔6,7〕，导致骨吸收加速。IL-6干涉OC分化的机制尚不清楚。另一方面，IL-6可以刺激破骨细胞产生IL-1和PGE2细胞因子，进一步促使OC分化〔8〕，加速骨吸收。研究表明IL-6不仅能直接刺激骨吸收，还能加强其他因子的作用，刺激骨髓的多核细胞呈DC的表现型。目前关于IL-6基因表达调控机理尚不清楚，雌激素的减少可能会触发IL-6的基因表达〔9〕。

OC是由粒巨细胞克隆形成单位(CFU-GM)分化而来，OB( 成骨细胞) 由 CFU -F( 成纤维细胞克隆形成单位) 分化而来，IL-6 协同IL-3诱导克隆形成细胞(CFU)的发育，并以自分泌和旁分泌的方式，在局部调节着OC的形成。有研究表明,在酒石酸抗酸性磷酸酶(TRAP)阳性的单核细胞和破骨细胞上均发现有高表达的IL-6Rα，IL-6作用于TRAP 阳性的单核细胞,可以剂量依赖的方式增加其骨吸收活性，而这一作用能被抗IL-6R天然抗体抑制〔10〕。本研究从外周血的检测中发现sIL-6随年龄增长而增加，sIL-6均和 BMD有一定的负相关,这也说明了IL-6和IL-6 介导的骨丢失有着密切的关系。

AKP和BGP是反映骨转换的指标，AKP和BGP活性增高，预示骨转换活跃。本研究资料发现，血清 BGP、AKP 均和年龄呈正相关,和BMD 呈负相关，因此血清 AKP、BGP 同样可以作为诊断老年人BMD的辅助检测指标。随着年龄增加，BGP和AKP有一上升趋势，说明骨的吸收和形成均有一定的增加导致BMD的形成,主要是两者增加不平衡造成的。本研究资料发现血钙、血磷水平在各组年龄患者变化不大，和年龄及BMD关系不大,因为正常人体血钙磷水平受到机体的调节，基本维持于稳定状态。

综上所述，BMD的骨丢失属高转换型，IL-6增高，刺激骨吸收，吸收超过骨形成，可以加速BMD的发生，最终引起BMD。越来越多的证据表明，IL-6在老年人BMD发病机制中起重要作用，今后是否能运用抗IL-6抗体治疗OP，值得进一步研究。

4 参考文献

1Zhang DW，Cheng Y，Wang NL，etal.Effects of total flavonoids and flavonol glycosides from Epimedium Koreanum Nakai on the proliferation and differentiation of primary osteoblasts〔J〕.Phytomedicine,2008;15(1-2):55-61.

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3Khosla S. Minireview: the OPG/RANKL/RANK system〔J〕.Endocrinology,2001;142(12):5050-5.

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6Duplomb L,Baudhuin M,Charrier C,etal.IL-6 inhibits receptor activator of nuclear factor kappa B ligand-induced osteoclastogenesis by diverting cells into the macrophage lineage: key role of Serine727 phosphorylation of signal transducer and activator of transcription 3〔J〕.Endocrinology,2008;149(7):3688-97.

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8Kim S,Yamazaki M,Shevde NK,etal.Transcriptional control of receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand by the protein kinase A activator forskolin and the transmembrane glycoprotein 130-activating cytokine,oncostatin M,is exerted through multiple distal enhancers〔J〕.Mol Endocrinol,2007;21(1):197-214.

9Mihara M,Hashizume M,Yoshida H,etal.IL-6/IL-6 receptor system and its role in physiological and pathological conditions〔J〕.Clin Sci (Lond),2012;122(4):143-59.

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