股骨头坏死患者血清半胱氨酸蛋白酶抑制剂 C、1型纤溶酶原激活物抑制剂水平及其与骨密度、骨钙素相关性分析

马 超， 武 晔， 张 楠， 王旭洋， 魏金栋

河北省沧州中西医结合医院 骨科，河北 沧州 060000

股骨头坏死患者因骨组织被破坏，会导致股骨头塌陷。股骨头坏死在20～50岁人群中发病率较高，若未及时、有效治疗，80%患者会出现股骨头关节面塌陷，导致髋关节发生不可逆转的损伤，严重影响患者生活质量[1-3]。股骨头坏死的发病机制尚未完全明确。有研究报道，骨密度、骨钙素参与股骨头坏死的骨组织修复，与股骨头坏死的关系较为密切，观察骨密度、骨钙素水平变化对疾病的早期预测具有重要意义[4]。股骨头血管病变所致的供血不足在股骨头坏死的发生中起重要作用[5]。半胱氨酸蛋白酶抑制剂 C(cysteine protease inhibitor C，Cys-C)能逆性抑制半胱氨酸蛋白酶活性，广泛存在于各种组织的有核细胞和体液中,是一种低分子量、碱性非糖化蛋白质，与血管病变相关，可能参与股骨头坏死的发生[6]。1型纤溶酶原激活物抑制剂(type 1 plasminogen activator inhibitor，PAI-1)是由379个氨基酸组成的糖蛋白，其表达异常会打破系统的平衡状态，影响股骨头血液供应，参与股骨头坏死的发生[7]。本研究旨在观察股骨头坏死患者血清Cys-C、PAI-1水平，并分析其与骨密度、骨钙素间相关性。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取自2018年1月至2019年12月河北省沧州中西医结合医院收治的74例股骨头坏死患者为观察组，同时，选取同期于我院进行体检的68例健康者为健康组。根据Ficat分期标准将观察组分为Ⅱ期组(n=22)、Ⅲ期组(n=28)、Ⅳ期组(n=24)。纳入标准：(1)股骨头坏死患者符合《股骨头坏死保髋治疗指南》[8]诊断标准；(2)股骨头坏死患者影像检查无塌陷；(3)研究对象均未服用过影响骨代谢药物。排除标准：(1)近6个月内骨折者；(2)沟通不便者；(3)合并免疫缺陷者；(4)妊娠、围产期女性；(5)近期髋关节外伤者；(6)不能配合本研究者。健康组男性38例，女性30例；年龄33～68岁，平均年龄(47.45±3.18)岁。观察组男性42例，女性32例；年龄34～69岁，平均年龄(47.52±3.24)岁。健康组与观察组性别、年龄比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。Ⅱ期组患者男性14例，女性8例；年龄34～67岁，平均年龄(47.49±3.18)岁；病程0.5～3.5年，平均病程(2.11±0.13)年。Ⅲ期组患者男性18例，女性10例；年龄35～68岁，平均年龄(47.51±3.22)岁；病程0.5～3.0年，平均病程(2.04±0.15)年。Ⅳ期组患者男性17例，女性7例；年龄35～69岁，平均年龄(47.55±3.22)岁；病程0.5～4.0年，平均病程(2.17±0.15)年。不同Ficat分期组患者性别、年龄、病程比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究经医院伦理委员会批准，患者及家属均签署知情同意书。

1.2 研究方法 研究对象均采集空腹静脉血5 ml，采用双抗体夹心酶联免疫吸附法测定Cys-C、PAI-1，采用放射免疫法测定骨钙素，试剂盒购自英国Abcam公司；采用双能X线骨密度仪测定骨密度。比较健康组与观察组血清Cys-C、PAI-1、骨钙素水平及骨密度。比较不同Ficat分期患者血清Cys-C、PAI-1、骨钙素水平及骨密度，并分析血清Cys-C、PAI-1与骨密度、骨钙素的相关性。

2 结果

2.1 健康组与观察组血清Cys-C、PAI-1、骨钙素水平及骨密度比较 观察组血清Cys-C、PAI-1、骨钙素水平显著高于健康组，骨密度低于健康组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 健康组与观察组血清Cys-C、PAI-1、骨钙素水平及骨密度比较

2.2 不同Ficat分期股骨头坏死患者血清Cys-C、PAI-1、骨钙素水平及骨密度比较 Ⅲ期组、Ⅳ期组血清Cys-C、PAI-1、骨钙素水平显著高于Ⅱ期组，且Ⅳ期组高于Ⅲ期组；Ⅲ期组、Ⅳ期组骨密度显著低于Ⅱ期组，且Ⅳ期组低于Ⅲ期组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 不同Ficat分期股骨头坏死患者血清Cys-C、PAI-1、骨钙素水平及骨密度比较

2.3 股骨头坏死患者血清Cys-C、PAI-1与骨密度、骨钙素相关性分析 相关性分析结果显示，血清Cys-C、PAI-1与骨密度呈负相关(r=-0.442，r=-0.435，P<0.05)；血清Cys-C、PAI-1与骨钙素呈正相关(r=0.788，r=0.634，P<0.05)。见图1～4。

图1 骨密度与Cys-C的散点图

图2 骨密度与PAI-1的散点图比较

图4 骨钙素与PAI-1的散点图

3 讨论

股骨头坏死是由各种原因造成的股骨头血液供应受损，骨髓成分和骨细胞缺血、坏死，从而引发自行修复过程，常见症状为疼痛，主要为髋关节、大腿近侧疼痛。有研究报道，在我国约有500万股骨头坏死患者，新发病例为每年20万例，且发病率呈上升趋势[9]。股骨头坏死早期诊断困难，发病后若未及时、有效治疗，会导致患者股骨头结构改变，使髋关节逐渐丧失功能活动，最终不得不接受全髋关节置换术，给患者带来极大痛苦，因此，早期预测股骨头坏死的发生是临床研究的热点[10]。

多种骨组织代谢中，细胞因子参与股骨头坏死后的骨组织修复、重建[11]。当股骨头坏死后，会引发一系列骨吸收与骨重建，导致骨密度发生改变[12]。有研究报道，骨密度不仅在骨质疏松患者中表达异常，其水平变化与股骨头坏死的关系也较为密切，可能参与疾病的发展[13]。骨钙素由成骨细胞分泌，是反映骨形成的良好指标，能促进非结晶钙磷酸盐向羟磷灰石转化，提高骨强度，其在股骨头坏死患者中表达异常，不利于股骨重建[14]。本研究结果显示，观察组患者骨钙素显著高于健康组，骨密度低于健康组，说明骨密度在股骨头坏死患者中表达较低，骨钙素在股骨头坏死患者中表达较高。此外，Ⅲ期组、Ⅳ期组骨钙素水平显著高于Ⅱ期组，且Ⅳ期组高于Ⅲ期组；Ⅲ期组、Ⅳ期组骨密度显著低于Ⅱ期组，且Ⅳ期组低于Ⅲ期组，说明骨钙素、骨密度表达情况随疾病严重程度而发生变化，可作为预测疾病变化的标志物。分析其原因可能是发生股骨头坏死时，骨髓间充质干细胞骨成分减少，抑制成骨基因表达，导致骨密度降低。

Cys-C是一种分泌性蛋白，在细胞外基质降解、平衡活细胞内蛋白质产生和分解过程中发挥重要的调控作用，被广泛用于肾病的诊治。有研究发现，在血管的平滑肌细胞中有Cys-C表达，当血管损伤后，增加炎症因子表达，刺激血管损伤促使胱氨酸蛋白酶含量增加，从而加重血管损伤[15]。姚越峰等[16]研究报道，Cys-C在系统性红斑狼疮患者股骨头坏死中表达异常，对系统性红斑狼疮患者发生股骨头坏死有预测作用。本研究结果显示，股骨头坏死患者血清Cys-C水平显著高于健康者，且随疾病程度的加重而升高，说明Cys-C在股骨头坏死患者中呈高表达。有研究报道，纤溶系统紊乱是股骨头坏死的重要发病因素[17]。PAI-1是由血管内皮细胞产生的线性糖蛋白，主要作用于组织纤溶酶原激活物和尿激酶纤溶原激活物，抑制纤溶酶激活，导致纤溶系统处于失平衡状态，加重血管内缺血损伤，而髋关节囊内的缺血是股骨头发生坏死的重要原因之一[18]。本研究结果显示，股骨头坏死患者血清PAI-1水平显著高于健康者，且随疾病程度的加重而升高，说明PAI-1在股骨头坏死呈高表达，可作为病情监测的参考指标。本研究相关性分析结果显示，血清Cys-C、PAI-1与骨密度呈负相关(r=-0.442，r=-0.435，P<0.05)；血清Cys-C、PAI-1与骨钙素呈正相关(r=0.788，r=0.634，P<0.05)。但本研究样本量较少，对于Cys-C、PAI-1参与股骨头坏死的发生机制尚未完全阐明，后续应加大样本量，继续深入研究。

综上所述，股骨头坏死患者血清Cys-C、PAI-1的表达水平与骨密度、骨钙素存在密切关系，可促使疾病进展。