氧化应激和骨代谢水平与类风湿关节炎合并低骨量的相互关系

娄爱菊 吴炜戎 蔡晓燕 谢启新 蒋春梅 王簕

1. 广州医学院荔湾医院风湿肾内科，广州 510170 2. 广州医科大学附属第三医院骨科，广州 510150

类风湿性关节炎(rheumatoid，RA)是一种以关节滑膜炎为特征的慢性全身性自身免疫性疾病。国外患病率为1%-2%[1]，我国初步调查发现患病率为0.2%-0.4%[2]，但由于我国人口众多，估计患者总数约有360万之多，如此庞大的RA患病人群每年给我国社会经济造成巨大的损失，也是造成我国人群丧失劳动力和致残的主要病因之一。患者在发病两年内即可出现不可逆的骨关节破坏，以全身性骨丢失、受累关节周围骨丢失和关节骨质破坏为特征，可导致全身性骨质疏松[3]。原因包括持续的炎症状态、关节活动受限、疾病活动等[4-8]。而近年研究发现氧化应激作为炎症的介导参与了关节炎症的发生和发展[9-10]。活性氧可以破坏体内的蛋白质，脂质，DNA等物质，使蛋白质转化成晚期氧化蛋白产物(advanced oxidation protein products，AOPP)，诱发机体的炎症反应。同时，氧化应激可以破坏和降解关节软骨，导致患者出现骨质疏松(osteoporosis，OP)[11-13]。该病患者体内骨代谢水平可出现紊乱，表现为β-胶原降解产物(βC-telopeptide of type collagen，β-CTX)和总I型前胶原氨基端延长肽(total procollagenⅠN-terminal peptide，tPINP)代谢异常[14]。但是目前关于氧化应激，骨代谢水平与RA患者骨量变化间的相互关系尚未完全阐明。因此，本研究拟通过检测RA患者体内AOPP水平和骨代谢标志物的变化，明确其与RA患者低骨量间的相互关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1病例选择:收集广州医科大学荔湾医院2011～2015年确诊 RA 患者70 例，均符合美国风湿病学会 1987 年诊断标准[15]。无长期服用雌激素、雄激素、抗凝剂及影响骨代谢的药物史(糖皮质激素除外)；无严重肾功能损害、甲状腺、甲状旁腺等疾病。年龄40～50岁，男30例，女40例。参照骨质疏松诊断标准，低于1.0个标准差则诊断为骨量减少，低于正常同性别峰值2.5个标准差则诊断为骨质疏松症。根据70例患者的骨密度结果分为骨量正常组，骨量减少组和骨质疏松组，选择50例同期本院参加健康体检的正常人作为对照组，男20例，女30例，年 龄40-50岁。本研究得到广州医科大学伦理委员会的批准，所有研究对象进入研究前均签署书面知情同意书。两组间年龄、性别构成、体重指数无统计学差异(P>0.05)，具有良好的可比性。

1.1.2临床资料记录: 详细记录 RA 患者各临床及实验室指标，采用疾病活动性评分( DAS28)对RA患者病情进行评价[16]。记录是否服用糖皮质激素和改变病情抗风湿药( DMARD) 情况。

1.2 方法

1.2.1BMD测定:采用双能X线骨密度仪(LunarProdigy DF+310504，GE Healthcare，USA)测 量 所 有70 例 RA 患者和50例对照组腰椎2-4节段正位的骨密度值，以g/cm2表示。

1.2.2血标本的采集及检测方法: 氧化与抗氧化水平的检测:以外周血清中AOPP水平作为评价氧化水平的指标。所有患者均在清晨空腹下采集外周静脉血5 ml，EDTA抗凝，取血后立即放在冰上，离心获取血清并避光保存。依据Witko-Sarsat等[17]报道的方法测定血清中AOPP水平，即取EDTA抗凝血清与PBS按1∶5充分混匀，加入10 μl冰醋酸组成混合液。混合液在340 nm分光光度计下测定吸收值，单位为μmol/L。

以外周血清中SOD水平作为反映机体内的抗氧化水平的指标。根据说明书操作，采用酶联免疫检测试剂盒(中国生工生物工程有限公司，ESK5163)检测血清中SOD水平，单位为U/ml。

收集患者血清标本，β-CTX和tPINP采用罗氏公司生成的全自动电化学发光仪(E170; Roche诊断仪,瑞士)进行测定，测试过程中所用的相关试剂均由罗氏公司提供，批内变异和批间变异均<5%。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 一般资料的比较

RA组与正常组在年龄、性别、BMI指数无差异(P>0.05)，本研究的RA患者中使用过糖皮质激素的为60.0%，使用过DMARD治疗的为70.0%。RA发病的平均病程为10.8±5.2年，DAS28评分平均为4.5±1.5分。RA 组腰椎BMD值和对应T值 均低于正常组(P<0.05)。RA患者血浆AOPP、β-CTX 水平较正常组显著升高(P<0.05)，SOD、tPINP水平较正常人显著降低(P<0.05)。(具体见表1)

表1 RA患者与正常对照组的基本临床资料Table 1 Basic clinical data of RA patients and control group

2.2 RA患者不同骨量组间的比较

RA患者中骨量正常16例，骨量减少 34例，OP 20例，OP发生率为28.5%。其中OP组病程最长，DAS28评分最高，AOPP、β-CTX 水平也明显高于骨量正常组和骨量减少组(P<0.05)。在年龄、激素的服用率及DMARD服用率的比较上，各组间无明显差异(P>0.05)。(具体见表2)

表2 RA患者中不同BMD组间比较Table 2 Comparison between different BMD groups of RA patients

2.3 影响RA患者BMD相关因素分析

单因素分析发现，β-CTX、tPINP、AOPP、DAS28、病程、SOD水平、糖皮质激素服用情况可能均与骨量减少的发生相关(P<0.10)，进一步采用多因素Logistic Regression回归分析后发现，β-CTX、AOPP、DAS28、病程为RA患者合并骨量下降的危险因素。见表3。

表3 RA患者中影响BMD的相关因素分析Table 3 The analysis of relationship of BMD and other biomedical markers in RA patients

3 讨论

RA 是一类以关节炎为主要临床表现的系统性自身免疫病。RA 在疾病发展和治疗过程中会并发骨质破坏，在美国风湿病协会(ACR)提出的RA治疗指南增补文件中就强调了在治疗RA的过程中应该针对OP进行防治[18]。本研究发现，RA组BMD低于对照组，并且RA患者OP发生率较高，此结果与国内外报道相近[3,6]，提示骨量丢失是RA发病过程中的重要并发症之一。另外，本研究发现患者的骨密度水平与病情活动度和病程长短相关，即在OP组RA患者中，DAS28评分更高，病程更长。说明RA患者无论在稳定期、活动期都可能存在骨吸收和骨形成的不平衡。表现为骨吸收增加，骨形成降低，并且当疾病活动性升高，症状控制差时，OP的发生率会进一步升高, DSA28评分对于监测病情变化也有重要意义。

骨代谢指标包括β-CTX和tPINP，其中β-CTX可用于反映机体内骨破坏，tPINP则是Ⅰ型前胶原细胞外分解产物，其血液中的含量主要反映Ⅰ型胶原的合成速率和骨转换的情况，可用来反映是体内的新骨形成。骨代谢指标在临床有较广泛的应用，然而其在 RA中的研究报道却不多。Caetano-Lopes 等[19]建立 RA 模型小鼠( SKG)，8 个月后与具有相同遗传背景的正常鼠比较发现，SKG小鼠骨形成指标tPINP 较对照组升高，骨吸收指标β-CTX升高不明显。但我们的研究却发现RA 患者β-CTX水平是升高的、tPINP水平是降低的，提示 RA 患者骨转化呈高代谢状态，较正常患者存在明显活跃的破骨过程，且与疾病的活动度呈一致性。

另外，研究已经发现，RA患者体内氧化-还原失衡，存在高水平的氧化应激[9-10]，随着对氧化应激研究的不断深入， Zhong等[20]发现利用AOPP刺激成骨样细胞，可引起成骨细胞凋亡，减少I型胶原的分泌。另外，Baek等[21]用AOPP刺激破骨细胞时，破骨细胞增殖率上升，并且可促进炎性介质的释放而破坏骨质。因此，可推测氧化应激与骨质疏松的发生和进展有密切联系。本研究发现RA患者体内 AOPP水平和骨代谢指标的改变与患者BMD的变化密切相关，其中AOPP与β-CTX升高是出现RA患者低骨量的重要危险因素。这说明了氧化应激可能通过促进骨质破坏，上调骨破坏指标引起RA低骨量的出现，打破了骨修复和骨破坏之间的平衡，导致了骨质疏松的发生和进展。另外，DAS28评分与低骨量间也有密切关系，由此推测，当机体氧化应激水平升高，可诱发疾病处于活动期，进一步引起骨质的丢失。

综上所述，本研究发现，在RA低骨量患者中，其AOPP水平升高，骨代谢紊乱，并且疾病的活动度和病程均与低骨量密切相关，因此提示，在制定RA的治疗方案时，可监测患者体内氧化应激和骨代谢水平的改变，必要时加用抗氧化剂治疗，这样可能可以降低患者远期的骨量丢失，提高患者生活质量。