血清N-MID、BMP-7水平与骨质疏松性椎体压缩性骨折术后骨折延迟愈合的关系

许铠，方绕红，白云辉，孙武，钟莉，王晓曦，黄萱

1 云南省滇南中心医院 红河哈尼族彝族自治州第一人民医院医学检验科，云南红河661000；2 云南省滇南中心医院 红河哈尼族彝族自治州第一人民医院骨科二科

骨质疏松性椎体压缩性骨折(OVCF)是最常见的骨质疏松性骨折，约占骨质疏松性骨折的50%，多发生于胸腰椎[1]。经皮椎体成形术是目前治疗OVCF的主流术式，但术后骨痂形成缓慢，易出现骨折延迟愈合，再次发生骨折的风险明显增加[2]。成骨细胞和破骨细胞的增殖与分化在骨折愈合过程中起决定性作用，骨转化标志物能够反映成骨细胞和破骨细胞活性，并且其变化要早于骨密度(BMD)。因此，检测骨转化标志物对评估骨质疏松性骨折患者骨折愈合具有重要意义[3]。骨钙素N端中分子片段(N-MID)是骨转化标志物之一，是骨形成和骨吸收过程中释放的骨特异性钙结合蛋白[4]。有研究报道，外周血N-MID水平升高提示机体骨吸收减少、骨形成增加[5]。骨形态发生蛋白7(BMP-7)属于转化生长因子β超家族成员，是一种成骨蛋白，具有很强的诱导骨形成作用。有研究报道，给予含BMP-7的纤维蛋白复合物能够促进骨质疏松性骨折大鼠骨折愈合，提高骨强度[6]。由此推测，血清N-MID、BMP-7水平可能与OVCF术后骨折延迟愈合有一定关系，但目前相关报道较少。鉴于此，本研究探讨了血清N-MID、BMP-7水平与OVCF术后骨折延迟愈合的关系。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2018年1月—2020年6月云南省滇南中心医院收治的OVCF患者254例。OVCF诊断依据《原发性骨质疏松症诊疗指南(2017)》[7]和《骨质疏松性椎体压缩性骨折诊疗与管理专家共识》[8]。纳入标准：①符合OVCF诊断标准；②单一椎体压缩性骨折且无脊髓压迫症状；③接受经皮椎体成形术治疗；④临床病历资料和术后随访资料完整。排除标准：①合并骨关节炎、骨结核或骨肿瘤者；②既往有胸腰椎手术史或外伤史者；③合并免疫系统或血液系统疾病者；④合并急慢性感染者。术后12周X线检查提示，骨折断端无骨痂生成或仅有少量骨痂生成，断端有明显间隙且骨质硬化，即可判定为骨折延迟愈合。254例OVCF患者中，术后12周出现骨折延迟愈合20例(观察组)、未出现骨折延迟愈合234例(对照组)。本研究经云南省滇南中心医院医学伦理委员会批准(审批编号：2019-10-113)，所有研究对象知情同意并签署知情同意书。

1.2 血清N-MID、BMP-7检测 所有研究对象术后常规抗骨质疏松治疗，术后第1天开始在床上被动下肢训练，术后1周开始在支具或腰围保护下适量下床活动，术后12周根据恢复情况解除支具或腰围保护，恢复日常生活和工作，并加强腰背部肌肉锻炼。术后12周，采集所有研究对象清晨空腹肘静脉血3 mL，室温静置30 min，待血液凝固后，4 ℃下3 000 r/min离心15 min(离心半径10 cm)，取上层血清，-70 ℃保存。采用ELISA法检测血清N-MID、BMP-7。试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司，所有操作严格按照试剂盒说明进行。

1.3 BMD检测 术后12周，采用双能X线骨密度仪检测L2～4BMD。

1.4 椎体功能评估 术后12周，采用Oswestry功能障碍指数问卷表(ODI)评分评估胸腰椎椎体功能[9]。术后12周，拍摄椎体正侧位X线片，测量伤椎上位椎体前缘高度(a)、伤椎下位椎体前缘高度(b)、伤椎前缘高度(c)、伤椎上位椎体后缘高度(d)、伤椎下位椎体后缘高度(e)、伤椎后缘高度(f)，计算伤椎前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率、伤椎后缘压缩率、矢状面后凸Cobb角。伤椎前缘丢失高度=正常高度-(a+b)/2，伤椎前缘压缩率=[(a+b)/2-c]/[(a+b)/2]×100%，伤椎后缘压缩率=[(d+e)/2-f]/[(d+e)/2]×100%。矢状面后凸Cobb角为侧位X线片上位椎体上终板线的垂直线与下位椎体下终板线的垂直线形成的夹角。

1.5 资料收集与分析 收集所有研究对象性别、年龄、基础疾病、骨折部位、受伤原因、手术时间、术中出血量、术后延迟负重(术后超过12周仍未能完成负重练习)等临床病历资料。比较两组临床病历资料，并将有统计学差异的指标纳入多因素Logistic回归模型，采用Enter法分析OVCF术后骨折延迟愈合的危险因素。

2 结果

2.1 两组血清N-MID、BMP-7水平比较 观察组与对照组血清N-MID水平分别为(29.65±6.18)、(47.15±8.03)ng/mL，血清BMP-7水平分别为(1.69±0.35)、(2.45±0.51)ng/mL，观察组血清N-MID、BMP-7水平均低于对照组(P均<0.05)。

2.2 两组术后BMD、椎体功能比较 见表1。

表1 两组术后BMD、椎体功能比较

2.3 OVCF患者血清N-MID、BMP-7水平与BMD、椎体功能的关系 OVCF患者血清N-MID水平与BMD呈正相关关系(r=0.625，P<0.05)，与ODI评分、伤椎前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率、伤椎后缘压缩率、矢状面后凸Cobb角均呈负相关关系(r分别为-0.502、-0.562、-0.437、-0.482、-0.471，P均<0.05)；OVCF患者血清BMP-7水平与BMD呈正相关关系(r=0.684，P<0.05)，与ODI评分、伤椎前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率、伤椎后缘压缩率、矢状面后凸Cobb角均呈负相关关系(r分别为-0.527、-0.602、-0.483、-0.501、-0.493，P均<0.05)。

2.4 OVCF患者术后骨折延迟愈合的危险因素分析 观察组与对照组年龄分别为(65.12±3.29)、(64.77±3.17)岁，手术时间分别为95(45，123)、93(42，119)min，术中出血量分别为82(50，120)、81(49，118)mL,两组年龄、手术时间、术中出血量比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。两组其他临床病历资料比较见表2。

表2 两组临床病历资料比较(例)

以OVCF患者术后是否发生骨折延迟愈合(否=0，是=1)为因变量，以合并糖尿病(否=0，是=1)、N-MID(连续变量)、BMP-7(连续变量)、术后延迟负重(否=0，是=1)为自变量，纳入多因素Logistic回归模型，采用Enter法筛选自变量，结果发现合并糖尿病、N-MID、BMP-7是影响OVCF术后骨折延迟愈合的危险因素(P均<0.05)。见表3。

表3 OVCF术后骨折延迟愈合的多因素Logistic回归分析结果

3 讨论

骨质疏松症是一种全身性、代谢性骨骼系统疾病。骨质疏松症患者由于骨强度降低、骨脆性增加，轻微创伤甚至日常活动即可导致骨质疏松性骨折。OVCF是骨质疏松性骨折最常见的类型，多发生于胸腰椎。目前，经皮椎体成形术是治疗OVCF的主流术式，但由于BMD和骨量降低，术后易出现骨折延迟愈合。成骨细胞和破骨细胞的增殖与分化在骨折愈合过程中起决定性作用，骨转化标志物能够反映成骨细胞和破骨细胞活性，并且其变化要早于BMD。因此，通过检测骨转化标志物来评估骨质疏松性骨折患者骨折愈合是一种可行的方法。

N-MID是一种骨转化标志物，是破骨细胞在骨吸收过程中降解产生的特异性产物，能够较为直观地反映骨吸收情况。在骨形成过程中，成骨细胞活性增加，N-MID生成增多并释放进入外周血循环。因此，血清N-MID水平有助于了解骨折愈合情况。OHISHI等[10]报道，椎体骨折延迟愈合或不愈合患者血清N-MID水平明显低于椎体骨折正常愈合患者，表明血清N-MID水平降低可能与骨折愈合障碍有关。本研究结果发现，观察组血清N-MID水平明显低于对照组，说明血清N-MID水平可能与OVCF术后骨折延迟愈合有关。有研究报道，血清N-MID水平与2型糖尿病患者BMD呈正相关关系[11]，并且血清N-MID水平在老年骨质疏松症诊断中具有重要价值[12]，提示血清N-MID水平下降能够反映骨量流失和BMD降低。本研究结果发现，OVCF患者血清N-MID水平与BMD呈正相关关系，与ODI评分、伤椎前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率、伤椎后缘压缩率、矢状面后凸Cobb角均呈负相关关系，表明血清N-MID水平下降与OVCF患者骨量流失、术后椎体高度丢失、后凸矫正丢失以及胸腰椎椎体功能降低有关。血清N-MID水平降低，成骨细胞活性降低，骨吸收增加，骨形成减少，进一步导致骨量减少、骨强度降低、骨脆性增加，脊柱稳定性下降，进而失去手术矫正的椎体高度和后凸角度，从而影响胸腰椎椎体功能。本研究结果还发现，血清N-MID水平是影响OVCF术后骨折延迟愈合的危险因素，进一步证实血清N-MID水平与OVCF术后骨折延迟愈合密切相关。

BMP-7属于转化生长因子β超家族成员，是一种含有酸性多肽的氨基酸复合物，由骨祖细胞、成骨细胞、软骨细胞和血小板等产生。BMP-7对骨组织中的胶原和羟基磷灰石有较强的亲和力，通过与转化生长因子、成纤维细胞生长因子、表皮生长因子等协同作用，诱导间充质细胞向骨软骨细胞和成骨细胞分化，从而促进软骨修复、诱导骨形成[13]。有研究报道，局部应用BMP-7可提高碱性磷酸酶活性(早期成骨细胞分化标志物)和骨钙素表达(晚期成骨细胞分化标志物)，促进成骨细胞合成，抑制破骨细胞增殖，从而促进骨折愈合[14]。有研究还发现，骨质疏松性椎体骨折大鼠给予BMP-7能够改善椎体骨组织学形态，促使纤维骨痂形成，提高椎体最大载荷[15]。由此可见，BMP-7可参与骨折愈合过程，血清BMP-7水平异常可能与OVCF术后骨折延迟愈合有关。本研究结果发现，观察组血清BMP-7水平明显低于对照组，进一步证实血清BMP-7水平与OVCF术后骨折延迟愈合有关。本研究结果发现，OVCF患者血清BMP-7水平与BMD呈正相关关系，与ODI评分、伤椎前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率、伤椎后缘压缩率、矢状面后凸Cobb角均呈负相关关系，表明血清BMP-7水平下降亦与OVCF患者骨量流失、术后椎体高度丢失、后凸矫正丢失以及胸腰椎椎体功能降低有关。有研究认为，BMP-7通过调控下游基因SMA和MAD相关蛋白5表达，促使间充质干细胞向软骨细胞分化[16]；BMP-7还可通过p38促分裂原活化蛋白激酶信号转导，诱导人真皮来源的成纤维细胞向成骨细胞分化，促进骨形成[17]。本研究结果还发现，血清BMP-7水平是影响OVCF术后骨折延迟愈合的危险因素。因此，血清BMP-7水平降低，OVCF患者术后易出现骨折延迟愈合。

本研究多因素Logistic回归分析还发现，合并糖尿病是影响OVCF术后骨折延迟愈合的危险因素，其原因可能为高血糖能够引起蛋白质和脂质代谢紊乱，并增加机体感染概率，导致骨组织修复障碍，从而出现骨折延迟愈合或不愈合[18]。

综上所述，OVCF患者术后骨折延迟愈合者血清N-MID、BMP-7水平明显降低；血清N-MID、BMP-7是影响OVCF术后骨折延迟愈合的危险因素。