骨质疏松症与冠状动脉钙化相关性的Meta 分析

刘梦苑，郎欣月，杨进刚，胡奉环，吴永健，杨跃进，高晓津

冠状动脉钙化（CAC）是冠状动脉粥样硬化的特征性病变之一，与粥样硬化斑块负荷密切相关[1-2]。既往研究显示，CAC 可引起血管顺应性降低、舒缩反应异常、心肌灌注受损，导致主要不良心血管事件发生率和全因死亡率升高[3-6]，是传统心血管危险因素以外的重要心血管风险预测因子[4-5]。此外，严重的CAC 病变会增加冠状动脉介入治疗的难度以及血管穿孔、无复流、支架内血栓形成等并发症的发生风险[7-10]。CAC 的诊断主要依靠影像学检查，其中基于CT 的Agatston 积分是评估CAC 最常用的无创检查手段[2]。目前，多项大规模前瞻性队列研究显示，CAC 积分对心血管风险有额外的预测作用[4]，有助于在传统危险因素的基础上进行心血管风险评估和分层[4,11]，进一步辅助制定临床决策，对于心血管病一级预防中他汀类药物或阿司匹林等药物的启用具有重要的指导意义[4,12-14]。

研究发现，CAC 的发生与发展是一个由多重因素调控的病理生理过程，受发育、炎症和代谢等多种因素的影响[4,15]。年龄、体重指数、血清胆固醇、高血压、糖尿病等动脉粥样硬化的传统危险因素均与CAC 有良好的相关性[16-17]。由于CAC 的病理学基础为血管壁的异常钙磷沉积，涉及血管平滑肌细胞向成骨或软骨样表型转化、骨基质沉积，与成骨过程高度相似[2]，既往多项流行病学研究探讨了骨密度（BMD）下降与CAC 的关联，但结果尚存争议，且不同研究对BMD 下降的定义与分组存在较大的异质性[18-25]，目前尚缺乏探讨骨质疏松症与CAC 相关性的大规模研究。本研究拟利用现有研究资料进行Meta 分析，探讨骨质疏松症与CAC 的相关性，从而为识别CAC 高危人群提供新思路。

1 资料与方法

本研究依据MOOSE 声明开展[26]，从Medline、Embase 和Cochrane Library 数据库中检索骨质疏松症与CAC 相关性的临床研究，检索时间为从建库至2022 年2 月16 日。检索词主要包括osteoporosis、bone mineral density、coronary artery calcification、coronary artery calcium、coronary artery calcinosis，检索式兼顾自由词和相关医学主题词、同义词，并补充检索符合纳入条件研究的参考文献列表。

研究纳入标准：（1）以CAC 作为结局变量，探究CAC 相关因素的临床研究；（2）依照骨质疏松症诊断标准对研究对象进行诊断、分类，以患骨质疏松症作为暴露变量；（3）样本量不少于10 例；（4）包含足够的数据信息进行分析；（5）以Agatston 积分＞0 分作为存在CAC 的评判标准。针对所有检索到的文献进行查重，去除重复文献，由两位研究者对标题和摘要进行筛选，确定可能符合纳入标准的研究，随后进行全文筛选，最终确定符合纳入标准的研究。上述筛选过程由两位研究者独立进行，并通过讨论解决筛选过程中的不一致结果。研究结局定义为存在CAC，即Agatston 积分＞0 分[27]。

采用美国卫生保健研究和质量机构（AHRQ）制定的横断面研究评价量表，对纳入文献进行质量评估，该量表分为11 项条目，分别用 “是”、“否”、“不清楚”作答[28]，每项答案若为“是”计1 分，若为“否”或“不清楚”计0 分，总分0～3 分、4～7 分、8～11 分别对应低、中、高质量[29]。两位研究者对纳入文献独立进行质量评估，评估过程中的不一致结果通过讨论解决。

利用STATA 14.1 软件对所有数据进行统计分析，用R 3.3.1 软件作图。采用随机效应模型对纳入研究进行汇总，骨质疏松症对CAC 的影响使用OR和95%CI 表示，Cochran Q 检验和I2统计量评价各研究间的异质性，以I2统计量≥50%或Q 检验P＜0.05作为各研究间存在显著异质性的标准[30-31]。采用漏斗图、Egger 检验评估发表偏倚，以漏斗图分布不对称性、Egger 检验P＜0.05 提示存在发表偏倚[32]。根据性别、骨质疏松症诊断部位进行亚组分析。排除所纳入研究中可能影响研究结论的个别研究后进行敏感性分析。采用双侧检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 纳入研究的特征

本研究依照PRISMA 流程图进行文献筛选（图1），最初共检索到545 篇文献，剔除重复并筛选剩余文献的标题和摘要后，根据纳入标准对124 篇文献进行全文评估，116 篇文献被剔除，最终共8 项研究、5 946 例受试者被纳入Meta 分析。所有受试者中，558 例（9.4%）被诊断为骨质疏松症，1 773 例（29.8%）存在CAC。

图1 文献筛选流程

纳入研究的特征见表1。除Raskina 等[23]、Ribeiro 等[25]的研究分别针对已确诊冠心病、系统性红斑狼疮人群，其余6 项研究的对象均为相对健康的人群[18-22,24]。4 项研究单纯以女性为研究人群[18,20,24-25]，1 项研究单纯以男性为研究人群[23]，其余3 项研究为混合性别群体[19,21-22]。采用AHRQ 制定的横断面研究评价量表评价纳入研究的质量，其中7 项研究达到8 分及以上，提示为高质量研究，其余1 项研究为中等质量研究（表1）。

表1 纳入研究的特征

2.2 Meta 分析结果（图2）

图2 骨质疏松症和冠状动脉钙化相关性Meta 分析森林图

Meta 分析结果显示，骨质疏松症与CAC 的发生显著相关（OR=1.71，95%CI：1.29～2.25，P＜0.001），且各研究间无显著异质性（I2=38.9%，P=0.120）。

针对原始研究人群的性别差异（女性、男女性均有、男性）进行亚组分析，分为女性亚组（n=3 243）[18,20,24-25]、混合性别亚组（n=2 601）[19,21-22]、男性亚组（n=102）[23]。在女性亚组中，汇总数据显示，骨质疏松症与CAC 仍显著相关，且效应值高于总体人群（OR=2.31，95%CI：1.78～3.00，P＜0.001）；混合性别亚组的汇总数据显示，骨质疏松症有增加CAC 发生风险的趋势，但未达到统计学意义（OR=1.27，95%CI：0.94～1.71，P=0.118）；在男性亚组中，骨质疏松症与CAC 无明显关联（OR=1.48，95%CI：0.28～7.74，P=0.645）。在女性亚组（I2=0%，P=0.856）和混合性别亚组（I2=0%，P=0.390）中，组内各研究均无明显异质性。

按照各研究中骨质疏松症诊断部位（单纯腰椎、腰椎或股骨近端）进行亚组分析，分为腰椎亚组（n=2 380）[18,24-25]和腰椎或股骨近端亚组（n=3 566）[19-23]。结果显示，两亚组中骨质疏松症与CAC 均显著相关（腰椎亚组：OR=2.35，95%CI：1.59～3.48，P＜0.001；腰椎或股骨近端亚组：OR=1.48，95%CI：1.03～2.13，P=0.036）。

2.3 敏感性分析

在纳入的8 项研究中，Ribeiro 等[25]的研究人群为罹患系统性红斑狼疮的女性患者，且平均年龄为33.6 岁，低于其他7 项研究人群；Raskina 等[23]的研究人群为确诊冠心病的患者，而非相对健康人群。分别排除上述两项研究进行敏感性分析，结果显示，骨质疏松症仍与CAC 显著相关，且效应值与总体人群类似（排除Ribeiro 等[25]的研究：OR=1.72，95%CI：1.27～2.31，P＜0.001；排除Raskina 等[23]的研究：OR=1.70，95%CI：1.27～2.30，P＜0.001）。因Chuang 等[21]的研究效应值与其他研究存在较大的差异，排除该研究后进行敏感性分析，结果显示，骨质疏松症仍与CAC 显著相关（OR=1.91，95%CI：1.53～2.38，P＜0.001）。

2.4 发表偏倚

使用漏斗图评估发表偏倚，结果显示，大多数研究均位于95%CI 内，漏斗图分布具有较好的对称性（图3），Egger 检验P=0.499，提示无明显发表偏倚。

图3 漏斗图评估发表偏倚

3 讨论

CAC 是血管钙化的一种常见类型，分为内膜钙化和中膜钙化两种形式，以发生在粥样斑块处的内膜钙化为主[6]。血管钙化已被认为是一种主动的、可调节的慢性病理生理过程，其核心机制是血管壁内生理性的血管平滑肌细胞由收缩表型向成骨或软骨样表型转化，导致羟基磷灰石结晶在动脉壁内膜和中膜异常沉积，与成骨过程类似[33]。基础研究已证实，骨代谢异常在血管钙化中发挥重要作用，甲状旁腺激素（PTH）、维生素D、钙、磷、Klotho、骨桥蛋白、骨形态发生蛋白及骨保护素（OPG）等骨代谢相关分子及基质蛋白均参与了血管钙化的发生[34]。PTH 可促进骨吸收、引起骨量减少，同时激活RANK/RANKL/OPG 和Wnt/β-catenin 通路，促进羟基磷灰石沉积在血管壁；维生素D 等调节因子则通过影响PTH 而间接影响血管钙化[34]。此外，氧化脂质和氧化应激在降低骨骼系统骨形成的同时，亦可增加动脉粥样硬化部位的钙质沉积[35]。

Divers 等[36]在753 例平均年龄为（56±10）岁的2 型糖尿病患者中开展的一项研究显示，校正年龄、性别、体重指数等危险因素后，胸腰椎BMD 与冠状动脉、主动脉钙化斑块均呈负相关。Ahmadi 等[37]的一项研究对5 590 例平均年龄为（57±12）岁、无冠心病的受试者进行分析后发现，BMD 与CAC 严重程度呈显著负相关，在绝经后女性中尤为显著。2021 年，Funck-Brentano 等[38]对瑞典心肺生物图像研究（SCAPIS）队列中1 060 例年龄50～64 岁的受试者进行横断面分析，结果显示，校正传统心血管危险因素后，脊椎松质骨BMD 与CAC 的发生呈负相关（BMD 每升高1 个标准差，OR=0.79，95% CI：0.67～0.94），性别分层分析显示，这一效应仅在女性中存在。上述横断面研究均提示，BMD 可能与CAC呈负相关关系。然而，Farhat 等[39]在490 例无心血管疾病的中年女性中开展的一项研究则显示，脊椎松质骨BMD 与CAC 无显著关联。Lin 等[40]对661例至少存在1 项危险因素但无心血管疾病的中年受试者进行横断面分析，在男性、绝经前或绝经后女性中均未发现BMD 与CAC 显著相关。

由于BMD 与CAC 的关系尚存争议，且以BMD下降作为连续变量可能存在阈值效应，因此本Meta分析通过提取既往文献中骨质疏松症的相关信息，探讨了骨质疏松症（T ≤-2.5 或Z ≤-2.0）与CAC的相关性，结果显示，骨质疏松症与CAC 显著相关（OR=1.71，95%CI: 1.29～2.25），其中纳入研究的效应值存在一定的差异，考虑原因包括：（1）样本量：部分研究[19,21,25]的样本量相对较小，可能导致骨质疏松症对CAC 影响的效应值存在差异；（2）人群特征：Rebeiro 等[25]的研究人群为青年女性，且合并系统性红斑狼疮，其体内异常的炎症状态可能影响骨质疏松症与CAC 的关联；Raskina 等[23]的研究纳入人群均为男性，且为已确诊冠心病的患者；而其他研究人群多为相对健康的人群，女性占40%～100%，疾病背景及人群性别差异可能导致结果存在差异。

本研究的亚组分析显示，骨质疏松症与CAC的相关性在女性中更为显著，这一结果与既往研究一致[37-38,41]。由于既往文献及本研究所纳入的女性骨质疏松症患者均以中老年群体为主，多为绝经后女性，提示绝经后骨质疏松症可能与CAC 关联更强。绝经后女性体内雌激素水平降低，对破骨细胞抑制作用减弱，导致骨吸收功能增强，继而骨重建失衡，导致骨质疏松[42-43]。雌激素水平不足还可使促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-4、白细胞介素-10、白细胞介素-12 等的产生增加，促进氧化应激状态。雌激素缺乏及间接引起的炎症及氧化应激状态均可诱导血管平滑肌细胞发生表型转化，促进血管壁的钙沉积[44]。本研究按照骨质疏松症的诊断部位进行亚组分析后发现，腰椎骨质疏松症与CAC 关联性更强。既往文献显示，绝经后骨质疏松症表现为松质骨丢失明显、骨小梁显著减少，与脊柱BMD 下降、椎体骨折更为相关，而老年骨质疏松症（发生于70 岁以后）则表现为骨皮质与骨小梁成比例减少，严重时伴髋部或椎体骨折[45-46]。因此，腰椎骨质疏松症患者中绝经后女性所占比例可能偏高，导致骨质疏松症与CAC 的关联更为显著，这一点与本研究性别亚组分析结果相一致。

本研究有以下局限性：首先，目前研究多以BMD 作为连续变量，而探究骨质疏松症与CAC 相关性的原始研究较少，由于部分研究缺少多因素校正后的OR 值，无法对多因素校正后的OR 值进行汇总，因此无法排除年龄等混杂因素的影响。此外，由于缺乏原始研究中的个体数据，本研究未能根据年龄、激素替代疗法、钙剂及维生素D 补充情况等进行亚组分析，来明确上述因素对两者相关性的影响；再者，本Meta 分析纳入的研究均为横断面研究，不能判断骨质疏松症与CAC 的因果关系，因此，未来需要更多前瞻性研究或干预性临床试验来证实骨质疏松症对CAC 发生风险的影响。

总之，本Meta 分析显示，骨质疏松症与CAC的发生显著相关，二者的相关性在女性和腰椎骨质疏松症患者中尤为显著。本研究提示，骨质疏松症人群是CAC 的高危人群，女性、腰椎骨质疏松症患者出现CAC 的风险更高。这一结果有助于更好地理解骨代谢异常在CAC 发生、发展过程中的重要作用，为明确CAC 早期筛查的重点人群提供依据，也提示保持骨骼健康、维持骨代谢稳态在CAC 的早期防治中可能具有重要意义。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突