体重对成年女性骨矿含量及其标化的影响

陈瑶 杨定焯 张月华 王文志 孙蕾

四川大学华西公共卫生学院/四川大学华西第四医院，四川 成都 610041

骨质疏松症是一种常见的系统性骨骼疾病，导致骨质脆性和骨折风险增加。目前国际上是以DXA仪测得的骨密度T值，T≤-2.5作为骨质疏松诊断的金标准。而DXA仪获得的原始数据是骨矿含量(bone mineral content，BMC)，目前骨密度(bone mineral density，BMD)是采用投影面积标化骨矿含量获得的，即aBMD=BMC/area(单位，g/cm2)。然而，许多学者研究发现骨矿含量与骨的大小或体重呈正比，然而椎体或股骨是三维立体结构，面积标准化属于不完全标化[1]。杨定焯等[2]研究发现，两个vBMD都是1 g/cm3的正方体骨结构，边长分别为0.5 cm和2.0 cm，然而两骨的aBMD分别为0.5 g/cm2和2 g/cm2；虽然大小两骨的体积密度(vBMD)相等，但aBMD有4倍之差。因此，对所有人群采用同一诊断标准会导致大体重(大骨骼)漏诊及小体重(小骨骼)误诊。

因此，本研究纳入了290例绝经后女性，按体重大小分为大体重组、标准体重组、小体重组。通对不同体重组人群的腰椎L1～4、股骨的骨矿含量及骨密度进行测量，并对测量结果进行比较分析。同时将年龄、体重作为应变量，腰椎或股骨颈骨矿含量作为自变量，进行多重线性回归分析，以探索体重对骨矿含量及其标化的影响。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

纳入标准：成都市居住的绝经后女性(年龄50～80岁)。排除标准：慢性肝肾疾病、甲状腺功能亢进、甲状旁腺功能亢进、类风湿关节炎、胃肠道疾病、恶性肿瘤、血液病、卵巢切除术后、既往已接受抗骨质疏松治疗，服用糖皮质激素、甲状腺激素、利尿剂或抗癫痫药物[5]。

1.2 研究方法

将纳入人群按体重分为3组，小体重组(<45 kg)、标准体重组(45～60 kg)、大体重组(>60 kg)。对不同体重组人群均使用DXA仪(GE-Lunar DPX)测量研究对象的后前位(postero-anterior projection，PA)腰椎 1～4、股骨颈骨密度。

1.3 统计学分析

以均数±标准差进行统计描述，采用 SPSS 19.0进行统计学分析。采用描述性统计分析对各组人群人口学数据进行分析。采用单因素方差分析对不同体重组间L1～4和股骨颈的BMC及BMD进行分析比较。采用LSD-t检验比较大体重组、标准体重组和小体重组两两组间的差异。采用多重线性回归分析年龄、体重分别对腰椎及股骨颈BMC的影响。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同体重组人群的相关信息比较

不同体重组人群的人口学特征比较见表1，可见不同体重组人群体质量指数(body mass index，BMI)存在明显差异(单因素方差分析显示，F=579.978，P<0.001)。不同体重组人群DXA测量所得的骨矿含量及骨密度T值结果见表2。

表1 不同体重组人群人口学特征Table 1 Demographic characteristics of people in different body weight groups

表2 不同体重组人群的骨矿含量及骨密度T值Table 2 Bone mineral content and bone mineral density T value of people in different body weight groups

2.2 不同体重组间L1～4和股骨颈骨矿含量及骨密度T值的分析比较

不同体重组间L1～4骨矿含量的单因素方差分析结果示，F=116.804，P<0.001，认为不同体重组人群中，各组间L1～4骨矿含量不全相同，见图1。不同体重组间L1～4骨密度T值的单因素方差分析结果示，F=95.37，P<0.001，认为不同体重组人群中，各组间L1～4骨密度T值不全相同，见图2。不同体重组间股骨颈骨矿含量的单因素方差分析结果示，F=99.415，P<0.001，认为不同体重组人群中，各组间股骨颈骨矿含量不全相同，见图3。不同体重组间股骨颈骨密度T值的单因素方差分析结果示，F=61.49，P<0.001，认为不同体重组人群中，各组间股骨颈骨密度T值不全相同，见图4。

图1 不同体重组人群腰椎BMC值的单因素方差分析 Fig.1 Single factor variance analysis of lumbar vertebra BMC in different weight groups

图2 不同体重组人群腰椎骨密度T值的单因素方差分析Fig.2 Single factor variance analysis of T values of lumbar vertebra BMD in different weight groups

图3 不同体重组人群股骨颈BMC值的单因素方差分析Fig.3 Single factor variance analysis of femoral neck BMC in different weight groups

图4 不同体重组人群股骨颈骨密度T值的单因素方差分析Fig.4 Single factor variance analysis of T values of femoral neck BMD in different weight groups

2.3 不同体重组两两组间骨矿含量及骨密度T值的差异比较

采用LSD-t检验对不同体重组间L1～4骨矿含量和L1～4骨密度T值进行两两比较分析结果见表3、4。结果显示，低体重组的L1～4骨矿含量及骨密度T值明显低于标准体重组和高体重组人群(P<0.001)。标准体重组的L1～4骨矿含量与高体重组人群无明显差异(P>0.05)，但投影面积标化BMC得到aBMD的T值比较分析显示，标准体重组高于高体重组(P<0.01)。

表3 不同体重组人群L1～4 BMC的两两比较Table 3 Pairwise comparison results of L1-4 BMC in different body weight groups

采用LSD-t检验对不同体重组间股骨颈骨矿含量和股骨颈骨密度T值进行两两比较分析结果见表5、6。结果显示，低体重组的股骨颈骨矿含量及骨密度T值明显低于标准体重组和高体重组人群(P<0.001)。标准体重组的股骨颈骨矿含量及骨密度T值高于高体重组人群(P<0.05)。

表4 不同体重组人群L1～4骨密度T值的两两比较Table 4 Pairwise comparison results of L1-4 bone mineral density T value in different body weight groups

表5 不同体重组人群股骨颈BMC的两两比较Table 5 Pairwise comparison results of femoral neck BMC in different body weight groups

表6 不同体重组人群股骨颈骨密度T值的两两比较Table 6 Pairwise comparison results of femoral neck bone mineral density T value in different body weight groups

2.4 多重线性回归分析各因素对骨矿含量的影响

采用多重线性回归分析体重、年龄对L1～4骨矿含量的影响，年龄、体重均对L1～4骨矿含量有影响。随着年龄增长，L1～4骨矿含量下降，年龄每升高1岁，L1～4骨矿含量下降0.364；随着体重增长，L1～4骨矿含量升高，体重每增长1 kg，L1～4骨矿含量升高0.548 g。

采用多重线性回归分析体重、年龄对股骨颈骨矿含量的影响，年龄、体重均对股骨颈骨矿含量有影响。随着年龄增长，股骨颈骨矿含量下降，年龄每升高1岁，股骨颈骨矿含量下降0.031 g；随着体重增长，股骨颈骨矿含量升高，体重每增长1 kg，股骨颈骨矿含量升高0.025 g。

3 讨论

3.1 体重对骨矿含量及其标化的影响

本研究发现，不同体重组间L1～4骨密度和BMC股骨颈均存在差异，标准体重组及大体重组的腰椎和股骨颈BMC均明显高于小体重组。采用投影面积标化BMC后，标准体重组及大体重组人群的骨密度T值也明显高于小体重组。因而小体重组人群确诊骨质疏松的概率大大增加。由于椎体或股骨均是三维骨结构，采用投影面积标化，属于不全标化。在单位体积骨矿含量相同的情况下，大体重组即大骨骼组往往漏诊骨质疏松，小体重组人群即小骨骼组往往误诊骨质疏松，造成医疗资源的浪费[2]。同样，柴生颋等对1936例骨质疏松患者的回顾性分析发现，体重指数与骨密度 T 值呈正相关关系[5]。Liu等测量了腰椎(5510例)和股骨近端(4710例)的BMC和aBMD发现，应用aBMD诊断骨质疏松症时，高、中、低体重患者的患病率分别为7.55%、16.39%和25.83%。而wBMC诊断骨质疏松的患病率分别为21.8%、18.03%和11.64%。wBMC可减少大体重患者的漏诊，减少小体重患者的误诊，wBMC对任何年龄的骨质疏松患者都是可行的[6-7]。

有许多学者探讨采用体积标化骨矿含量来排除骨骼大小对骨矿含量的影响。王文志等[8]采用DXA仪测的投影面积(cm2)，通过正方体数学模式(腰椎)和圆柱体数学模式(股骨颈)分别获得骨体积，使用骨体积来标化骨矿含量，同样采用T值诊断法。相较于vBMD，aBMD引起的小骨腰椎和股骨颈误诊率分别为16%和11.6%，大骨腰椎和股骨颈漏诊率分别为7%和18%。Liao等[9]研究发现，当骨骼大小即脊柱前后位的投影面积改变1个标准差时，BMC、aBMD和vBMD分别改变28.2%、10.1%和1.69%。腰椎的投影面积大小会显著影响aBMD和骨质疏松症的诊断，即投影面积越大，标化后的BMD值越高、骨质疏松症检出率越低；相反，腰椎投影面积越小，标化后的BMD值越低，骨质疏松症检出率越高。vBMD不随腰椎投影面积大小变化，对于不同骨骼大小和不同体重人群，vBMD对骨质疏松诊断的稳定性明显优于aBMD。同样，Cheng等[10]通过回归方法调整了体重、BMI及脊柱前后径，发现在低体重、低BMI及低脊柱前后径的人群中，DXA诊断骨质疏松症的患病率降低，而高体重、高BMI及高脊柱前后径的骨质疏松症的患病率增加。DXA所测得的腰椎或股骨颈aBMD与体重、BMI或脊柱前后径密切相关，影响骨质疏松症的诊断，QCT所测得的脊柱vBMD与这三因素无关。多重线性回归分析，同样发现体重和身高是影响BMC及aBMD的主要因素[9,11]。然而vBMD的计算是基于腰椎为立方体结构，股骨颈为圆柱体结构进行估算的。活体中，骨体积不能直接获得，因而采用骨体积标化骨矿含量费时费力且同样存在误差。采用体重标化骨矿含量更加准确，排除体重的影响，可以更好地评估骨密度、预测骨强度。

同本研究结果类似，大多数研究发现对骨量最有决定意义的因素是体重和年龄。健康青年女性的脊椎和全身骨矿含量与体重的相关系数都在0.8～0.9。用体重标化骨矿含量诊断骨质疏松符合生物力学要求。

3.2 人体成分分析对骨矿含量的影响

本研究发现，标准体重组人群较低体重、高体重人群拥有更高的骨矿含量。标准体重组人群略高于高体重人群，分析原因可能是由于人体成分不同，肌肉或者脂肪组织对于骨矿含量的作用不同。Ivuskans等[12]研究了超重对11～13岁男童骨矿状态的影响发现，超重男孩与正常体重男孩相比，有更高的BMD、BMC和BMC/身高比。van Leeuwen等[13]系统回顾发现，超重或肥胖儿童的全身骨矿物质含量明显高于正常体重儿童，全身骨密度也有类似的结果。

El Hage等[14]对不同体重青少年的骨矿含量分析发现，肥胖男孩的全身骨矿表观骨密度低于超重和正常体重男孩(P<0.05)。调整体重后，肥胖男孩与超重和正常体重男孩相比，全身BMC、全身骨矿含量/身高和全身骨密度值均较低(P<0.05)。因此，体重增加特别是体脂肪的增加导致的骨生长不足以弥补较高的脂肪指数对骨施加的较高机械负荷。过度肥胖对进入青春期的男孩的骨矿密度发育没有保护作用[12]。

目前，很多学者已经发现了通用的投影面积标化BMC，存在较大误差，导致低体重人群的误诊，导致医疗资源的浪费，高体重人群的漏诊、不提前干预、增加后期骨折发生风险。同时也出现了采用体积标化、身高标化BMC等多种标化方式的研究。而体积标化考虑到目前的研究手段，无法从活体中直接获取骨密度，采用腰椎类似立方体、股骨颈类似圆柱体的计算同样存在误差。本研究发现，采用体重标化可以较好地避免以上问题。然而在采用体重标化的时候，较多的研究已经证实了人体成分组成不同对BMC的影响也不同[14-15]。Kapus等[16-17]观察在绝经后女性人群中，人体体脂肪指数或瘦指数与腰椎、股骨颈骨密度存在不同程度的相关关系，Rosangela Villa Marin-Mio等[18]在验证各人体组成成分体重、瘦指数、体脂量对骨密度的影响中发现，瘦指数可解释超过30%的骨密度结果，这一研究结果提示维持健康的肌肉质量可以提高骨密度，有助于降低骨质疏松的风险。未来的研究应该将人体成分分析纳入骨矿含量标化计算中。

综上所述，采用面积、体积或体重等不同指标标化骨矿含量的最终目的，都是为了更加准确地预测骨强度，评估骨折发生风险，以提前干预避免风险发生，降低残疾或残障发生率。WHO推荐的骨质疏松诊断标准为脊柱或股骨颈BMD的T≤-2.5，然而发生脆性骨折患者中有70%不符合该诊断标准，BMD不能重复预测骨折风险。此外，还有学者提出采用骨小梁评分以更好地区分骨骼结构健康状况[19-21]。因此，在临床应用中，如何选择预测骨强度的最佳指标，评估骨折风险，提高对骨质疏松患者的管理效率，尚需更进一步的研究。