绝经后骨质疏松症患者血清鸢尾素、4D同型二聚体、骨形成蛋白6的表达及临床意义

周涛，张兵，朱鹏

西安医学院第二附属医院骨科，陕西西安 710038

骨质疏松症是由多种原因引起的患者骨量丢失、骨密度下降，进而导致其骨微结构破坏，骨骼脆性增加，增加骨折发生风险。近年来，骨质疏松症及其导致的骨折发生率一直呈上涨趋势[1-2]。骨质疏松症的发病原因有多种，其中与中老年妇女绝经相关的骨质疏松被称为绝经后骨质疏松症，多发生在妇女绝经后的5～10年内，主要是由于此类患者在绝经后体内雌激素水平降低，引起内分泌紊乱，使得机体的钙质吸收减少，骨密度降低和骨质量丢失[3-4]。目前对于绝经后骨质疏松症的具体发生机制尚未完全阐明，细胞因子在绝经后骨质疏松症的发展过程中扮演重要角色。有报道指出骨骼肌的作用对骨质疏松的骨骼形成和代谢过程有一定的影响，而血清鸢尾素(Irisin)是骨骼肌产生的一种肌细胞因子，在运动或骨代谢过程中有重要作用[5-6]。对于骨质疏松症患者，骨吸收和骨形成平衡打破后，就可能发生骨丢失，而机体的骨吸收和骨形成状态可以通过相应的骨转化促进因子如4D同型二聚体(4D homodimer，SM4D)来评估，SM4D是机体破骨细胞形成过程中表达最丰富的蛋白体[7]。而骨形成蛋白6(Bone morphogenetic protein 6，BMP6)则是骨形成的重要蛋白类物质，也在骨质疏松病情进展过程中发挥重要作用[8]。为此，本研究通过对绝经后骨质疏松症患者的血清Irisin、SM4D、BMP6水平进行检测，探讨各项指标的表达水平变化在绝经后骨质疏松症患者中的临床意义，以期为该病的临床诊治提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2019年1月至2021年1月期间西安医学院第二附属医院骨科收治的90例绝经后骨质疏松症患者为观察组。纳入标准：(1)所有患者均符合世界卫生组织(WHO)中关于骨质疏松的诊断标准；(2)均为绝经后女性，骨量丢失与绝经后激素水平降低有关；(3)绝经前骨密度正常，入院后经双能X线吸收法(DXA)测定的股骨颈或腰椎骨密度(bone mineral density，BMD)T值≤-2.5；(4)入组研究前未接受相关药物治疗；(5)患者自愿参与本项研究，签署知情同意书。排除标准：(1)绝经前患有骨质疏松症患者；(2)合并其他骨科疾病或骨代谢疾病；(3)肝肾功能衰竭或免疫功能异常的患者；(4)合并全身炎症性疾病患者；(5)精神状态异常且不能配合检查的患者。另选同期在我院进行健康检查的健康人群50例作为对照组，均为绝经后女性，经健康检查无骨科疾病或骨代谢疾病。两组受检者的基线资料比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性，见表1。本研究经我院伦理委员会批准。

表1 两组受检者的一般资料比较[±s，例(%)]

表1 两组受检者的一般资料比较[±s，例(%)]

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1.2 检测方法采集观察组患者入院后晨起空腹肘静脉血约3 mL(对照组受试者体检时采血)，抗凝后在TD-5M型实验室高速离心机(山东博科医学仪器厂)中进行离心处理，参数为：离心半径5 cm、转速5 000 r/min、时间15min，分离后的血清样本保存于-80℃冰箱待测。取血清样本以酶联免疫吸附法法检测Irisin、SM4D、BMP6水平，检测仪器为霍尔德HED-SY96S多功能酶标仪(山东格蓝普物联科技有限公司)。取血清样本以电化学发光法检测骨代谢指标[Ⅰ型胶原氨基端前肽(procollagen type 1 amino-terminal propeptide，PINP)、骨桥蛋白(osteopontin，OPN)、β胶 原 降 解 产 物(beta collagen degradation products，β-CTX)、N端骨钙素(N end of osteocalcin，N-MID)]水平，检测仪器为日本Olympus AU2700全自动生化分析仪，试剂盒均由深圳芬德生物技术公司提供。采用AKDX-09W-Ⅰ型双能量X射线骨密度仪(深圳市艾克瑞电气有限公司)对两组患者的股骨颈、腰椎L1～4BMD进行测量。

1.3 观察指标比较两组受检者的血清Irisin、SM4D、BMP6水平、BMD以及骨代谢指标(PINP、OPN、β-CTX、N-MID)之间的差异；分析绝经后骨质疏松症患者血清Irisin、SM4D、BMP6与BMD、骨代谢指标之间的相关性。

1.4 统计学方法应用SPSS25.0软件处理数据。计量资料均呈正态分布，以均数±标准差(±s)表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料组间比较采用χ2检验；采用Pearson相关系数分析血清Irisin、SM4D、BMP6与BMD、骨代谢指标之间的相关性。检验水准α=0.05，以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组受检者的血清Irisin、SM4D、BMP6水平比较观察组患者的血清Irisin、BMP6水平明显低于对照组，而SM4D的水平则明显高于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.05)，见表2。

表2 两组受检者的血清Irisin、SM4D、BMP6水平比较(±s)

表2 两组受检者的血清Irisin、SM4D、BMP6水平比较(±s)

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2.2 两组受检者的BMD水平比较观察组患者的股骨颈BMD和腰椎L1～4BMD水平明显低于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.05)，见表3。

表3 两组受检者的BMD水平比较(±s)

表3 两组受检者的BMD水平比较(±s)

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2.3 两组受检者的骨代谢指标水平比较观察组患者的PINP、OPN、β-CTX以及N-MID水平明显高于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.05)，见表4。

表4 两组受检者的骨代谢指标比较(±s)

表4 两组受检者的骨代谢指标比较(±s)

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2.4 Irisin、SM4D、BMP6与骨密度、骨代谢指标的相关性经Pearson相关性分析结果显示：绝经后骨质疏松症患者的Irisin、BMP6水平与股骨颈、腰椎L1～4BMD呈正相关(P＜0.05)，与PINP、OPN、β-CTX、N-MID呈负相关(P＜0.05)；而SM4D与股骨颈、腰椎L1～4BMD呈 负 相 关(P＜0.05)，与PINP、OPN、β-CTX、N-MID呈正相关(P＜0.05)，见表5。

表5 Irisin、SM4D、BMP6与骨密度、骨代谢相关性

3 讨论

绝经后骨质疏松症在临床上有较高的发病率，是老年妇女在绝经后常见的一类并发症，骨质疏松症的出现会引起患者骨骼脆性增加，在身体机能的退化后易出现各种部位的骨折，对患者的生命健康和生活质量产生严重的负面影响[9]。骨代谢标志物可敏感、特异地反映老年女性体内骨代谢情况[10-11]。本研究主要探讨Irisin、BMP6、SM4D在绝经后骨质疏松症患者中的表达意义。

在本研究中观察组的血清Irisin、BMP6水平低于对照组，而SM4D水平高于对照组，表明在绝经后骨质疏松症患者人群中Irisin、BMP6呈现低表达，而SM4D呈现高表达。Irisin是一种肌肉细胞因子，是机体在经过体育锻炼后肌肉分泌的一种蛋白类物质，可以作用于白色脂肪细胞，诱导其转化为棕色脂肪细胞，而这种脂肪细胞能够进一步转化为骨骼肌细胞，可诱导骨形成，使得破骨细胞数量明显减少，皮质骨质量和强度增加[12]。而在骨质疏松症患者中由于Irisin低表达，使得破骨细胞数量增加，骨吸收过程和骨量丢失占据优势，导致骨微结构破坏，骨密度降低[13]。BMP6是骨形成蛋白家族中的一员，具有强大的诱导成骨细胞增殖的能力，其可促进骨髓间充质干细胞增殖并向成骨细胞方向分化，BMP6在骨形成和骨折愈合等生理过程中均扮演重要作用，而骨质疏松症患者中由于BMP6的低水平表达，骨形成过程受到抑制，成骨细胞减少，而破骨细胞占据优势比例，使得患者的骨质疏松症的病情进展[14-15]。SM4D是机体破骨细胞形成过程中表达最丰富的蛋白体，在破骨细胞的铺展、黏附、转移和增殖过程中有重要作用，SM4D水平的升高能够促进破骨细胞的表达，使得机体的骨吸收过程相比于骨形成占据优势，骨骼微结构破坏增加，加剧了患者骨质疏松症病情的进展[16]。本研究结果显示，观察组的BMD低于对照组，而PINP、OPN、β-CTX、N-MID水平均高于对照组，提示骨质疏松症患者骨代谢失调。骨形成和骨吸收是骨代谢的两个动态过程，观察组PINP、OPN、β-CTX、N-MID水平均高于对照组，说明绝经后骨质疏松患者的骨形成和骨吸收均表现得很活跃，其中PINP为成骨细胞产生的特异性蛋白，可募集、趋化并激活破骨细胞，调节骨吸收，N-MID是骨形成的特异性标志物，而OPN、β-CTX则是反映骨吸收的标记物，表明了绝经后骨质疏松症患者的破骨细胞活化程度高，骨代谢加快，骨密度降低[17-19]。在相关性分析中，绝经后骨质疏松症患者的Irisin、BMP6与BMD呈正相关，与PINP、OPN、β-CTX、N-MID呈负相关；而SM4D与BMD呈 负 相 关，与PINP、OPN、β-CTX、N-MID呈正相关，表明Irisin、BMP6、SM4D表达水平与绝经后骨质疏松症的发病过程及骨代谢情况密切相关，通过对此类患者Irisin、BMP6、SM4D水平的监测，可以反映患者的骨代谢水平，判断患者的病情进展情况，并且也为绝经后骨质疏松症的治疗提供了新的靶点。

综上所述，绝经后骨质疏松症患者Irisin、BMP6呈现低表达，SM4D呈现高表达，并与患者的骨密度和骨代谢指标有明显的相关性，表明Irisin、BMP6、SM4D水平的变化可能参与绝经后骨质疏松症的发生发展过程中。因此，Irisin、BMP6、SM4D的检测对绝经后骨质疏松症患者的诊疗和病情评估有指导价值。