绝经后女性骨密度与维生素D和高密度脂蛋白水平相关性研究
2019-03-19杨红英李虹刘璐李晓丽
杨红英 李虹 刘璐 李晓丽
唐山市工人医院老年病科，河北 唐山 063000
骨质疏松症被认为是绝经后妇女的主要公共卫生问题，导致骨质疏松性骨折后的发病率和死亡率明显增加[1]。由于雌激素水平降低导致更年期后5～7年内女性骨质快速流失，因此有效的预防策略显得非常必要[2]。为了预防骨质疏松症，重要的是要识别和避免与骨质流失有关的因素。已知影响骨密度的几个因素，特别是饮食、遗传学、生活方式[3]以及其他疾病如糖尿病、心血管疾病和炎性疾病。观察性研究已经表明，高脂血症可能是骨质疏松症的潜在风险[4-5]，尽管血脂水平与骨密度(bone mineral density，BMD)之间存在相互矛盾的结果[5]，尤其是高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)[6]。虽然HDL与骨骼健康的关联性不一致，但血清HDL水平升高与心血管疾病和炎症疾病的保护有关[4-5]。看起来这些不一致是由于抗高脂血症(他汀类药物)、肥胖、绝经年龄和常见的营养不足导致。有新的证据支持维生素D对骨骼健康有益[7]。低水平的维生素D与多种危害骨骼健康的疾病有关，包括1型和2型糖尿病、心血管疾病、多种自身免疫性疾病[8]和血脂异常[9]。考虑维生素D对骨密度与血脂重要的影响，本研究旨在评估HDL和BMD之间的关联，考虑血清维生素D水平并控制影响因素，包括年龄、绝经年龄、服用他汀类药物和肥胖。
1 材料和方法
1.1 一般临床资料
本研究选取2015年1月至2018年2月在我院病房及门诊就诊的绝经后妇女为研究对象。排除标准：患有慢性内分泌系统疾病如甲状腺疾病或糖尿病；急性或慢性内科疾病如心脏、肝脏和肾脏疾病；使用甾体药物(泼尼松龙、地塞米松和倍他米松)；在过去6个月内使用激素疗法(hormone therapy，HT)；或在过去2年中使用抗骨质疏松药物(雷洛昔芬和双膦酸盐)；有吸烟史或饮酒史的女性也被排除在外。因此，共有244名绝经后妇女纳入本研究。
记录所有参与女性的一般临床资料，包括年龄、绝经年龄以及服用维生素D和他汀类药物的使用情况。参与者的人体测量采用标准的人体测量技术进行，体质量指数(body mass index，BMI)以体重(kg)除以身高(m)平方，肥胖定义为BMI等于或超过30 kg/m2。使用Lunar DPXMD双能X线密度吸收仪(Lunar 7164，GE和Madison，WI)测定法评估3个骨部位：全髋、股骨颈和腰椎(L1～4)的BMD。BMD测量的精确误差在腰部为1%～1.5%，髋部为2%～2.5%。根据世界卫生组织的骨质疏松症标准对所有参与者骨骼状态进行分类：骨质疏松症(T评分≤-2.5)，骨量减少(-2.5
1.2 统计学分析
数据通过SPSS 19.0分析。由于包括空腹血清TG、HDL和维生素D水平在内的一些数据不具有正态分布，因此应用对数转换来校正其正态分布。应用方差分析和post hoc检验来检查骨质疏松症、骨量减少和正常骨密度妇女的血脂水平差异。使用Pearson相关性来确定血脂水平与维生素D和BMD值之间的相关性。使用单变量模型来确定HDL与每个区域的BMD的独立关联。受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线来估计可预测骨质疏松症或骨质减少风险的HDL截断水平。数值变量表示为平均值±标准差和分类变量以百分比表示。反转数据表示为平均值±CV。P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 一般临床资料
共有244名绝经后女性参加了这项研究，平均年龄(57.45±7.57)岁。所有参与者的基线特征如表1所示。两组女性的年龄、BMI、臀围(hip circumference，HC)、HDL和服用维生素D 情况比较差异有统计学差异(P<0.05)。
在所有参与者中，HDL水平与腰椎BMD值和T评分，股骨颈BMD值和T评分以及髋部BMD值和T评分呈负相关(P<0.05)。HDL/LDL比值的数据分析显示，骨密度与髋关节T分数，股骨颈BMD和腰椎T分之间呈显著负相关(P<0.05)。此外，LDL与腰椎BMD值之间仅有显著负相关。本研究发现TG和TC与任何地区的BMD值和T评分之间没有相关性(P>0.05)。在调整年龄、绝经年龄、肥胖、是否服用血脂异常药物和身体活动后的单因素模型中，分析显示，HDL水平与不同部位BMD值及其T值之间存在显著负相关(P<0.05)。
为了评估维生素D水平与BMD和HDL水平相关的作用，根据25(OH)D最佳水平(30 ng/mL)将所有参与者分为两组。在血清维生素D水平正常的参与者中，即使调整了混杂因素，本研究发现HDL血清水平与骨骼状态之间没有显著相关性(P>0.05)。值得注意的是，在维生素D水平低于30 ng/mL的参与者中，HDL水平和BMD值与3个部位骨骼的T评分呈负相关(P<0.05) (表2)。
在维生素D水平低于30 ng/mL的参与者中，骨质疏松和骨质减少组的HDL水平高于参照组(P=0.007) (图1A)，而维生素D水平正常的参与者未发现差异(图1B)(P>0.05)。据维生素D水平低于30 ng/mL的妇女的水平分类，曲线下面积等于65%(P=0.003)。研究显示，HDL≥46.5 mg/dL是骨质疏松症或骨量减少风险的更好预测指标(敏感性为70%，特异性为67%，准确性为66%) (图1C)。基于维生素D分类，曲线下面积对于具有最佳维生素D水平(≥30 ng/mL)的参与者而言并不显著(P>0.05)。HDL水平≥46.5 mg/dL是维生素D<30 ng/mL绝经后妇女骨质疏松症或骨质减少的较好预测因子。
表1 基于骨质疏松症分类的研究人群的特征 Table 1 Characteristics of the study population based on the classification of osteoporosis
表2维生素D分类中高密度脂蛋白与骨密度的相关性
Table2Correlation between high density lipoprotein and bone mineral density based on vitamin D status classification
类别维生素D>30 ng/mL维生素D≤30 ng/mLRaPRaP髋部BMD 髋部T值股骨颈 BMD 股骨颈T值 腰椎1～4 BMD 腰椎1～4 T值 -0.128 -0.082 -0.163 -0.052 -0.123 -0.068 0.134 0.348 0.0740.5650.1660.384 -0.202 -0.161 -0.274 -0.165 -0.257 -0.2340.0010.011<0.0010.009<0.001<0.001
注：Ra：Pearson相关性。
图1 维生素D水平与HDL的相关性。A：维生素D<30 ng/mL的女性；B：维生素D≥30 ng/ mL的女性，该图显示骨质疏松症组之间HDL血清水平和BMD之间存在显著负相关(P=0.0001)； C：维生素D切点低于30 ng/mL的妇女HDL的临界值和骨质疏松或骨质减少。曲线下面积等于65%，P=0.003Fig.1 The correlation of vitamin D levels and HDL. A: Women with vitamin D<30 ng/mL; B: Women with vitamin D (≥30 ng/mL) showed a significant negative correlation between serum HDL level and BMD in osteoporosis group (P=0.0001); C: The critical value of HDL and osteoporosis or osteopenia in women with vitamin D cut point lower than 30 ng/mL. The area under the curve is 65%, P=0.003
3 讨论
一些研究已经解决了血清水平对骨骼状态的作用，虽然没有强有力的证据来解释HDL-胆固醇水平与骨骼状态负相关的机制。本研究提供的证据可以解释绝经后妇女的这种负相关性。本研究中，血清HDL水平与3个特定区域骨骼：腰椎、髋部和股骨颈的BMD值呈负相关。本研究结果与之前一些研究显示绝经后骨量减少或骨质疏松症女性患者HDL水平较高有关[10-11]。根据绝经情况，许多研究报道绝经后妇女HDL水平与骨骼状态之间存在正相关关系[12]，也有研究并未发现任何关联[13]。没有明确的理由来解释这种差异。这可能是由于研究设计和潜在的研究人群。有研究讨论了这种差异，不同的种族、种族和遗传背景都会影响血清HDL和BMD水平[14]。此外，这种差异可能是由不同的荷尔蒙状态引起的。最近的证据表明HT与绝经后妇女的BMD和HDL水平有关[15]。有些研究评估了HT在BMD和HDL水平之间关联中的改变作用。在控制HT之后，他们报告了不一致的结果：仅在具有潜在HT的绝经后妇女中呈负相关并且HDL水平与不依赖于HT的BMD之间没有关联[16]。但是在本研究中，所有参与者都没有使用HT。
也许，表观遗传修饰是可以解释这种具有挑战性的相关性的另一个原因。新出现的证据表明，BMD和HDL水平都受遗传和环境因素的影响，这些因素之间的相互作用可以通过表观遗传修饰来解释。审查生化机制可能有助于解释脂质轮廓对骨骼状态的作用表明维生素D是这种关联的中介者。遗传研究估计超过0.5%的人类基因组含有维生素D反应元素。维生素D直接或由于表观遗传贡献，控制目标基因的基因表达和功能[17]。来自以前的横断面研究的证据表明，血清高密度脂蛋白与25(OH)2D水平之间存在高度显著正相关。根据22项横断面研究，Jorde等[9]报道了维生素D与HDL之间呈正相关。然而，在临床试验研究中，一项荟萃分析研究显示HDL与补充维生素D之间没有意义的关系。本研究结果表明，25(OH)D与血清甘油三酯呈负相关，只与使用他汀类药物的女性血清高密度脂蛋白呈正相关。这些不受潜在风险因素的影响。在控制血脂异常的吸毒者之后，25(OH)D与TG之间仅有显著负相关。
临床研究提到，低于30 ng/mL维生素D的临界点与代谢综合征组分如血脂异常和高血压的风险密切相关[18]。根据本研究结果，HDL水平和BMD值与3个骨骼区域的T评分之间仅在维生素D水平低于30 ng/mL的参与者中呈显著负相关。本研究发现维生素D水平低于30 ng/mL的妇女HDL水平与骨骼状态之间存在负相关关系。可能的原因与维生素D对控制HDL水平的靶基因如Apo-A1基因表达和分泌的抑制作用有关，后者是HDL主要的Apo脂蛋白。其他机制可以解释维生素D在BMD和HDL之间的联系所起的作用，即HDL在间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells，MSCs)分化中的作用，这些细胞诱导骨细胞的代谢途径。因此，维生素D缺乏会导致HDL水平升高，从而影响MSCs和成骨细胞通路。本研究数据表明，在维生素D缺乏的女性中，骨质疏松症或骨质减少预测的HDL水平超过46 mg/dL的水平为67%，特异性为65%。尽管46.5 mg/dL具有更好的预测性，但其灵敏度、特异性和准确性仍然较低，临床上可能不足以预测骨质疏松症或骨量减少。
本研究存在一些局限性：首先，脂质与维生素D之间的所有相关性与骨质流失均较弱。然而，这项调查首先找到了解释在考虑维生素D缺乏时BMD和HDL发生矛盾的结果。其次，这个区别并没有扩展到所有年龄组和男性。这种关系只在绝经后妇女中进行评估，以减少混杂因素的影响。第三，在单个样品中测量25(OH)D血清水平。在一个时间点在血液中测量的维生素D水平可能不会反映一个人真正的维生素D状态。最后，笔者暂时不能解释因果关系。设计更多的大规模研究和临床试验来评估血清维生素D，脂质和骨密度之间的相互作用将有助于探究这种矛盾的复杂机制。
本研究显示绝经后妇女的BMD与HDL呈负相关。基于维生素D的最佳水平(VitD≥30 ng/mL)，仅在维生素D水平低于30 ng/mL的绝经后妇女中，在HDL水平和BMD(腰、髋、股骨颈)之间的所有3个骨骼部位都发现负相关。然而，这种关系与许多混杂因素混淆，如遗传背景、种族、性别和饮食以及年龄、绝经年龄和荷尔蒙状况等。根据目前研究的关于这个问题的人体研究的设计和复杂性，必须设计进一步的纵向研究来确认本研究结果并关注混杂因素。总的来说，关注绝经后骨质疏松症患者的脂蛋白的健康显得非常重要。
