老年男性骨质疏松症患者1,25-(OH)2D3、胰岛素样因子、睾酮的表达及其与骨代谢指标的相关性

徐荣华，林德飞，何银红

(重庆市永川区中医院骨伤科，重庆 402160)

骨质疏松(osteoporosis,OP)为老年群体高发疾病，以骨量流失、骨组织微结构破坏以及骨脆性增加为主要临床特征[1]。随着精准医学的发展， OP发生及发展过程中分子生物学机制变化备受关注[2]。25 羟维生素 D (1,25-(OH)2D3)为机体钙、磷吸收和存储不可或缺的维生素，亦可影响骨骼代谢及骨质形成；胰岛素样因子不仅介导胰岛素代谢，还在骨细胞增殖中发挥着重要作用；睾酮为是雄性激素的一种，可通过自身受体介导参与骨代谢过程[3-5]。目前，关于OP生理指标变化及意义的文献报道多为针对绝经后女性的研究[6]，鲜见针对老年男性患者的研究。本研究旨在探索1,25-(OH)2D3、胰岛素样因子、睾酮在老年男性OP患者中表达水平，及其与骨代谢指标的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2016年7月～2019年6月于本院骨科收治的45例老年男性OP患者纳入观察组，另择同期45例健康老年男性作为对照组。观察组年龄60～83岁，平均(71.323.67)岁；平均体质量指数(body mass index,BMI)为(23.451.96)kg/m2。对照组年龄61～85岁，平均(71.873.23)岁； BMI为(23.141.75)kg/m2。两组患者年龄、BMI值等一般资料具有可比性(P>0.05)。本研究已获得本院医学伦理委员会审核批准，所有对象均知情且签署相关文件。

1.2 纳入与排除

纳入标准：①符合中国老年学学会制定的《中国人骨质疏松症建议诊断标准》中相关标准，骨密度低于同龄、同性别人群骨峰值2.5 个标准差[6]；②年龄≥60 岁；③未合并恶性肿瘤等消耗性疾病者；④临床资料完整。排除标准：①长期服用糖皮质激素等影响骨代谢药物者；②甲状旁腺功能异常及重要脏器功能不全者；③营养不良、大量吸烟、酗酒者；④骨软化症等继发性OP者；⑤长期运动受限和(或)皮肤疾病无法接受阳光照射者。

1.3 方法

采集两组患者空腹静脉血6 mL，将血液标本进行离心，取上层血清进行各项指标检测。

1.3.1 1,25-(OH)2D3、胰岛素样因子、睾酮

通过荧光免疫层析法检测25 羟维生素 D[1,25-(OH)2D3]水平(北京华科泰生物技术股份有限公司)；通过增强化学发光法检测胰岛素样因子水平(广东虹业抗体科技有限公司)；通过直接化学发光法检测睾酮水平[西门子医学诊断产品(上海)有限公司]。

1.3.2 骨形成标志物

通过酶联免疫吸附法检测血清骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、骨碱性磷酸酶(bone alkaline phosphatase,BALP)、骨钙素(bone gla protein,BGP)、I型前胶原氨基端原肽(I-type precollagen amino-terminal propeptide,PINP)，试剂盒均由上海酶联生物科技有限公司提供。

1.3.3 骨吸收标志物

通过酶联免疫吸附法检测血清核因子κB受体活化因子配体(Activation factor ligand,RANKL)水平、血清抗酒石酸酸性磷酸酶-5b(Tartrate resistant acid phosphatase-5b TRACP-5b)水平、血清β-胶原降解产物(β-Carboxy-terminal peptide,β-CYX)，试剂盒均由广州菲康生物技术有限公司提供。通过酶联免疫吸附法检测血清基质金属蛋白酶-2(Matrix metalloproteinase-2,MMP-2)、血清基质金属蛋白酶-9(Matrix metalloproteinase-9,MMP-9)水平，试剂盒均由上海百蕊生物科技有限公司提供。

1.4 统计学方法

2 结果

观察组的1,25-(OH)2D3、胰岛素样因子、睾酮、OPG、BALP、BGP、PINP水平均显著低于对照组(P<0.05)，见表1-2；RANKL、TRACP-5b、MMP-2、MMP-9、β-CYX水平均显著高于对照组(P<0.05)，见表3。Pearson相关性分析显示，1,25-(OH)2D3、胰岛素样因子、睾酮水平与血清骨形成标志物(OPG、BALP、BGP、PINP)水平呈正相关(P<0.05)，与血清骨吸收标志物(RANKL、TRACP-5b、MMP-2、MMP-9、β-CYX)水平呈负相关 (P<0.05)，见表4。

表1 两组1,25-(OH)2D3、胰岛素样因子、睾酮水平比较

表2 两组血清骨形成标志物比较

表3 两组血清骨吸收标志物比较

表4 1,25-(OH)2D3、胰岛素样因子、睾酮与骨代谢指标的相关性(r/P)

3 讨论

研究表明，OP患者骨形成以及骨吸收过程负平衡，是导致患者骨量丢失、骨微结构破坏的主要原因，但目前其具体调控机制仍未明确。本研究中，观察组血清骨形成标志物OPG、BALP、BGP、PINP水平均显著低于对照组。OPG为可溶性肿瘤坏死因子受体超家族重要组成，可通过OPG/RANK/RANKL系统发挥抑制破骨细胞的作用[7]；BALP为成骨细胞的一种细胞外酶，可为羟基磷灰石的沉积提供磷酸，同时降低焦磷酸盐水平，促进成骨[8]；BGP为特异非胶原骨基质蛋白，在成骨作用基质矿化后开始表达；PINP则可反映成骨细胞合成骨胶原的能力[9]。相较于健康人群，OP患者成骨细胞所介导骨形成的过程受到抑制，具体为骨基质内胶原的沉积减少、骨质的矿化不足，导致骨小梁结构不能正常形成。本研究结果还显示，观察组骨血清骨吸收标志物RANKL、TRACP-5b、MMP-2、MMP-9、β-CYX水平均显著高于对照组。RANKL可与RANK结合，促进破骨细胞的分化，导致骨溶解[10]；TRACP-5b主要来源于破骨细胞，为特异度和敏感度均较高的骨吸收指标；MMP-2、MMP-9可参与骨基质内胶原水解；骨骼中有机质90%为Ⅰ型胶原，β-CYX为其分解产物，可预测骨转换的严重程度[11]。相较于健康人群，OP患者破骨细胞活性更强，其所介导骨吸收、分解的过程被激活，骨骼层级结构受到破坏，Ⅰ型胶原构成的三股螺旋结构分解，非胶原蛋白及沉积于其中的羟基磷灰石含量降低，使得骨骼刚度和韧性下降，形成OP[12]。

本研究中，观察组的1,25-(OH)2D3、胰岛素样因子、睾酮水平均显著低于对照组，且Pearson相关结果显示，1,25-(OH)2D3、胰岛素样因子、睾酮水平与血清骨形成标志物(OPG、BALP、BGP、PINP)水平呈正相关，与血清骨吸收标志物(RANKL、TRACP-5b、MMP-2、MMP-9、β-CYX)水平呈负相关。1,25-(OH)2D3为自然存在的脂溶性维生素，属类固醇激素，够促进小肠黏膜细胞合成钙结合蛋白，并增加近端肾小管对钙磷的重吸收，促进骨质中硫酸盐及碳酸盐沉积，增加骨形成相关因子表达[13]。此外，研究显示，1,25-(OH)2D3缺乏时，肠道对钙的吸收减少，可刺激血液中甲状旁腺激素水平上升，增加骨吸收过程相关因子表达，促进破骨细胞成熟、增殖。胰岛素样因子为70 个氨基酸组成的单链多肽，为骨重建过程中重要局部调节因子之一，其为骨生成的强刺激因子，可直接作用于骺板软骨细胞，刺激骨骼细胞增生和分化，同时抑制胶原酶(MMP-2、MMP-9等)的表达，以促进骨胶原形成[14]。睾酮为男性体内主要的性腺激素，一方面睾酮可促进骨骼肌发育，提高骨松质与骨皮质的骨量，使骨的密度保持在正常水平之内[15]；另一方面，血清睾酮能够可逆性转化形成二氢睾酮及雌激素，促进骨的成熟和骨髓生长板融合，罗开宏等[16]研究亦显示，对男性糖尿病合并OP患者而言，睾酮可能是保护因素。

综上所述，老年男性OP患者1,25-(OH)2D3、胰岛素样因子、睾酮的水平较低，且其表达与与骨质流失呈负相关，可能作为临床治疗和判断预后的新靶点。