miRNA-17/92a 基因簇、P1NP和β-CTX在诊断绝经后骨质疏松症中的应用价值

鲍锋元，徐继平，吴 鸣，田红波

0 引言

绝经后骨质疏松症(Postmenopausal osteoporosis,PMOP)是一种与衰老有关的常见病，主要发生在绝经后妇女，在我国 60 岁以上的女性中，骨质疏松的患病率高达 40%～50%[1]，严重影响老年人的身体健康及生活质量，而大多数患者PMOP均在骨折发生后被诊断，极大地提高了治疗费用并影响患者的生活质量。因此，PMOP 的早期诊断对于减轻患者的经济负担、提高患者的生存质量具有重要意义。近年来，骨代谢标志物在诊断PMOP方面取得了较大进展，然而其特异性较低，且易受其他因素干扰[2]，因此，仍需进一步研究 PMOP 分子机制，并在此基础上探索更高效的诊断方法。研究显示，miRNA 参与机体生长发育的各个环节，与骨代谢的异常密切相关[3-4]，雌激素能够通过上调成骨细胞中miRNA-17/92a 基因簇(miRNA-17、miRNA-20a、miRNA-92a)的表达抑制凋亡蛋白 BIM，从而抑制成骨细胞的凋亡[5]。因此，本研究探索miRNA-17/92a 基因簇作为 PMOP 诊断生物标志物的可能性，分析miRNA-17/92a 基因簇和骨代谢指标在诊断PMOP中的应用价值，旨在为临床进一步探索新的 PMOP 诊断标志物提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取我院2017年1月至2018年1月收治的150 例绝经后女性作为研究对象，全部研究对象均符合纳入标准：年龄49～67岁，平均年龄(53.7±6.5)岁。自然绝经年限≥1 年，年龄<70 岁。符合世界卫生组织(WHO)在 1998 年和 2004 年颁布的 OP 诊断标准。应用双能 X 线骨密度(DXA)仪检测腰椎或髋部骨密度，较健康年轻女性平均值低 2.5 个标准差以上(T≤-2.5)的患者纳入骨质疏松(Osteoporosis，OP)组，低1～2.5个标准差(T=-1～-2.5)纳入骨量降低组，降低<1个标准差(T=0～-1)纳入对照组。所有研究对象均排除甲状腺功能亢进症，甲状旁腺功能亢进症，肝、肾功能不全者，且均未服用影响骨代谢药物。三组患者在年龄、基础疾病等方面差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究通过我院伦理委员会审批，全部受试者均签署知情同意书。

1.2 处理方法 采集全部研究对象的空腹静脉血，采用qRT-PCR 方法检测血清样本中 miRNA-17/92a (miRNA-17、miRNA-92a)基因簇表达水平，并采用Elecsys cobase 601全自动化学发光分析仪(瑞士罗氏公司)检测血清样本中骨代谢指标 P1NP、β-CTX的变化，全部操作均严格按照说明书进行。

1.3 评价标准 比较OP组、骨量降低组和对照组的血清miRNA-17/92a、1型前胶原氨基末端肽(Procollagen type 1 N-terminal propeptide，P1NP)和1型胶原羧基端肽交联(βcross-linked C-telopeptide of type 1 collagen,β-CTX)水平。分析血清miRNA-17/92a 基因簇含量与患者年龄、绝经后时间、体重指数(BMI)、P1NP、β-CTX等 PMOP 影响因素的相关性。采用受试者操作特性曲线(ROC curve)评估血清miRNA-17/92a 基因簇含量、P1NP和β-CTX对PMOP的诊断灵敏度和特异度。以血清miRNA-17/92a<0.38 ng/ml，P1NP>29.34 ng/ml和β-CTX>0.75 ng/L为阳性诊断阈值。分别比较单独使用及联合应用miRNA-17/92a 基因簇、P1NP、β-CTX 检测对 PMOP 的诊断价值。

2 结果

2.1 各组血清miRNA-17/92a、P1NP、β-CTX水平的比较 各组血清miRNA-17/92a、P1NP、β-CTX水平比较差异有统计学意义(P<0.05)，OP组血清miRNA-17/92a基因簇含量显著低于骨量降低组和对照组，OP组血清P1NP、β-CTX水平显著高于骨量降低组和对照组。见表1。

表1 各组血清miRNA-17/92a、P1NP和β-CTX水平的比较

注：与对照组比较，*P<0.05；与骨量降低组比较，#P<0.05

2.2 miRNA-17/92a与PMOP各影响因素的相关性分析 miRNA-17/92a基因簇含量与年龄、绝经后时间、P1NP和β-CTX呈显著负相关关系(P<0.05)，与BMI无显著相关性。见表2。

表2 miRNA-17/92a与PMOP各影响因素的相关性分析

2.3 血清miRNA-17/92a、P1NP、β-CTX联合指标对PMOP的诊断价值 血清miRNA-17/92a、P1NP、β-CTX三项指标单独诊断及联合诊断PMOP的ROC曲线下面积(AUC)、灵敏度和特异度如表3所示，三项指标联合诊断PMOP的效果最佳。

表3 miRNA-17/92a、P1NP、β-CTX联合指标对PMOP的诊断价值

3 讨论

PMOP是由于雌激素缺乏导致骨量减少及骨组织结构变化，使骨脆性增多，易于骨折，并带来骨折引起的疼痛、骨骼变形、出现合并症，乃至死亡等问题[6]。目前，临床对于骨质疏松症的诊断方法主要包括 X 线检查，骨密度(BMD)测定，钙、镁、磷检测，以及骨标志物(吸收、合成、转换)检测等等，近年来，反映骨代谢的实验诊断及骨标志物的检测发展迅速，骨代谢标志物的测定对于骨转换的分型、绝经后妇女骨丢失率的评价、骨折风险的预测、病情进展的评估等都具有重要意义[7]。

随着研究的深入，人们发现表观遗传学机制(如 miRNA、DNA 甲基化)异常在 PMOP 的发生、发展过程中发挥重要作用[8]。miRNA 具有单链小分子特性，通常以 RNA-蛋白复合体的形式存在，不易被 RNA 酶降解，稳定性高，比传统的核酸分子更适合作为分子标志物[9-10]。Cao等[11]研究表明， miRNA-422a、miRNA-133a能够作为 PMOP 诊断的生物标志物。

人类存在的miRNA已有2 600 余种，前期研究显示，雌激素能够通过上调 miRNA-17/92a 基因簇表达抑制成骨细胞的凋亡，miRNA-17/92a 基因簇也能够调节成骨细胞的增殖及分化过程；且 miRNA-17/92a 基因簇能够抑制成骨细胞分泌 RANKL，从而抑制破骨细胞的分化，推测 miRNA-17/92a基因簇可能在雌激素调节骨代谢的过程中发挥重要作用。本研究尝试探索循环中 miRNA-17/92a 基因簇作为诊断PMOP生物标志物的可能性。

本研究比较了OP组、骨量降低组和对照组的血清miRNA-17/92a、P1NP和β-CTX水平，结果显示，OP组的血清miRNA-17/92a基因簇含量显著低于骨量降低组和对照组，OP组的血清P1NP、β-CTX水平显著高于骨量降低组和对照组。提示血清miRNA-17/92a、P1NP和β-CTX水平的异常表现与骨质疏松病变密切相关。通过分析miRNA-17/92a与PMOP各影响因素的相关性，结果显示，miRNA-17/92a基因簇含量与年龄、绝经后时间、P1NP和β-CTX呈显著负相关关系，与BMI无显著相关性。提示miRNA-17/92a基因簇可以作为骨代谢变化的早期指标。三项指标联合诊断PMOP效果最佳。三个指标的联合检测具有更高的敏感性和特异性，有利于PMOP的早期诊断和鉴别诊断，从而达到早期诊断和治疗的目的。