老年人群同型半胱氨酸水平对腰椎椎旁肌肉退变的诊断

曹 剑，牟建辉，王兆麟，孙 东，田凤华，郭连志，刘 鹏

(吉林大学中日联谊医院 骨科，吉林 长春130033)

肌肉退变是人口老龄化过程的主要特征之一，是老龄化社会的一个常见问题。2010年,欧洲肌少症工作组(EWGSOP)首先发表了肌少症共识,定义肌少症为一种增龄相关的肌肉量减少、肌肉力量下降和(或)躯体功能减退的老年综合征[1]。长久以来，脊柱椎旁肌肉维持脊柱稳定性的作用一直得到认可。腰椎椎旁肌肉如多裂肌和竖脊肌的特征与多种脊柱疾病的病理过程相匹配，如下腰痛、腰椎间盘突出症、腰椎活脱及脊柱畸形等[2-5]。同型半胱氨酸(Hcy)水平高于相关临界值(高同型半胱氨酸血症，HHcy)可能与多种疾病相关，包括心血管疾病、神经退行性疾病、周围神经病、肾功能衰竭和甲状腺功能减退[6]。此外，HHcy还会导致骨折、残疾、虚弱、步速慢、平衡不良和身体功能不良发生率增加[7]。有研究在1例高同型半胱氨酸血症患者中观察到肌肉Z盘破裂，带状结构紊乱，基底板胶原过度沉积[8]。还有研究表明，长期服用同型半胱氨酸会降低大鼠骨骼肌细胞活力，并产生能量失衡[9]。在一项大型的横断面调查中发现老年人群中同型半胱氨酸水平与股四头肌力量和步态速度呈负相关[10]。然而，高同型半胱氨酸血症与老年人群椎旁肌肉的特征还很少有研究。因此，本研究的主要目的是为了评估老年人群中同型半胱氨酸水平与椎旁肌肉在影像学上的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取于2021年1月至2021年12月在吉林大学中日联医院就诊的65岁或65岁以上的成年人且留取血浆样本和腰椎MRI影像学检查资料的107例患者作为研究对象。排除标准：1)年龄65岁以下；2)缺少血浆同型半胱氨酸检测结果或腰椎MRI检查等临床资料的患者；3)近期服用影响Hcy代谢的药物者；4)长期卧床，下肢无力行走受限时间大于两周；5)有腰痛或腰椎疾病，如腰椎间盘突出或腰椎管狭窄症等；6)腰椎接受过外科手术治疗。排除2例严重高同型半胱氨酸血症(>100 μmol/L)的受试者。

1.2 数据收集

收集患者的一般资料如性别、年龄、饮酒史、吸烟史、BMI、高血压[收缩压(SBP)≥140 mmHg 或舒张压(DBP)≥90 mmHg]、血浆同型半胱氨酸、血糖、甘油三酯、钙离子水平等一般临床资料，见表1。

1.3 椎旁肌肉特征的测量

脊柱旁肌肉的测量数据来自患者在本院检查的腰椎MRI图像。使用开源软件ImageJ(1.53版，美国国立卫生研究院，马里兰州贝塞斯达) 从T2加权轴位图像获得多裂肌和竖脊肌的定量测量(图1)[11]。在L4、5椎间盘水平绘制肌肉筋膜边界的轮廓，测量多裂肌和竖脊肌的横截面积(CSA)，CSA是通过手动测量双侧多裂和竖脊的筋膜边界来确定的[12]。通过阈值技术获得多裂肌和竖脊肌总横截面积(TCSA)、功能横截面积(FnCSA)和脂肪浸润值(FI)。根据Fortin等人描述的方法功能性CSA指的是无脂肪的椎旁肌，测量方法为总横截面积减去脂肪面积[11]。脂肪浸润值(FI)定义为肌肉的TCSA减去肌肉的FnCSA与TCSA之比[13]。所有的测量都是由两名独立调查人员进行的，所有定量测量结果均使用两位调查者所获得的测量结果的平均值进行分析。

图1 用轴位T2加权磁共振成像测量椎旁肌在椎间盘水平的横截面积和脂肪浸润率

1.4 血液生化检查分析

所有受试者在禁食10小时后采集血清同型半胱氨酸、甘油三酯等水平。同型半胱氨酸由Advia Centaur自动化学发光免疫分析系统(ADVIA○R，西门子，德国)分析，用标准方法测定血清钙等离子水平。

1.5 统计学分析

对于正态分布的数据，使用具有标准差的均值描述连续变量；对于非正态分布的数据，使用中间值来描述连续变量。组间的单变量比较采用连续变量的ANOVA检验和分类变量的χ2检验。线性混合效应模型被用来估计同型半胱氨酸和肌肉FI、FnCSA的关联。采用单因素和多因素分析评估肌肉FI、FnCSA和Hcy之间的关系。相互作用项的β系数被解释为肌肉FI、FnCSA和同型半胱氨酸的函数的变化率。P<0.05被认为具有统计学意义。所有的统计学分析都是通过SPSS22.0(IBM，Armonk，NY，USA)进行。

2 结果

以同型半胱氨酸四分位数分层的受试者的基线特征如表1所示。受试者平均年龄为72.43±5.95岁，其中42.06%为男性，高血压患病率为49.5%，具有吸烟史和饮酒史的比率分别为28.04%，14.02%。将受试者按同型半胱氨酸水平取四分位数：Q1(≤11.66 μ/L)；Q2(11.66-15.79) μ/L；Q3(15.79-22.52) μ/L；Q4(≥22.52) μ/L分为四组，随着同型半胱氨酸水平的升高，发现这四组患者在吸烟史、多裂肌和竖脊肌脂肪浸润值上存在差异(P<0.001)，其中Q3和Q4组患者的吸烟人数明显高于Q1、Q2组，然而在年龄、性别、BMI、饮酒史、血糖、血脂及钙离子等方面没有显著差异。

在Hcy和多裂肌竖脊肌脂肪浸润值的散点拟合图中，发现多裂肌和竖脊肌的FI随着InHcy的升高而升高(图2)。进行单变量和多变量分析，以评估Hcy是否与多裂肌和竖脊肌的FI相关。对于FI值，InHcy与多裂肌和竖脊肌均呈正相关(r=0.529,P<0.001,r=0.399,P<0.001)。肌肉的功能横截面积没有发现二者有显著的统计学意义(P>0.05)。

图2 同型半胱氨酸与多裂肌和竖脊肌脂肪浸润比例的相关性

表2显示了同型半胱氨酸与多裂肌和竖脊肌脂肪浸润值的关联结果。以Hcy四分位1(Q1)为参照，四分位3和4(Q3和Q4)组与多裂肌FI均呈正相关(校正后β=0.081，SE=0.017，P<0.001和校正后β=0.097，SE=0.016，P<0.001)，四分位4(Q4)组与竖脊肌FI(校正后β=0.069，SE=0.015，P<0.001)呈正相关。对于多裂肌和竖脊肌的功能横截面积，在进行单因素和调整了年龄、性别、血脂等混杂因素后的线性回归分析都未发现具有明显统计学意义的结果(表3)。

表2 同型半胱氨酸与多裂肌和竖脊肌脂肪浸润值的单因素和多因素线性回归分析

表3 同型半胱氨酸与多裂肌和竖脊肌功能横截面积的单因素和多因素线性回归分析

3 讨论

在台湾地区进行的纵向老龄化研究表明，在社区居住的老年人中，血清同型半胱氨酸水平高与肌少症有关[14]。本研究没有发现同型半胱氨酸水平与肌少症本身的诊断有显著的关联，但对于腰椎核磁共振检查数据确实获得了类似的结果，即在老年人群中高同型半胱氨酸水平与腰椎多裂肌和竖脊肌的脂肪浸润值有显著相关性。先前的动物水平研究表明，同型半胱氨酸可以诱导炎症细胞因子的活性，而炎症细胞因子通常会抑制肌肉组织修复，导致肌肉丧失。本研究发现血清同型半胱氨酸水平与多裂肌和竖脊肌的脂肪浸润水平相关，而与功能横截面积之间没有明显的关联。这些结果与先前的研究部分一致，先前一项针对423名外周动脉疾病患者的研究报告称，血清同型半胱氨酸水平高与小腿肌肉面积较小之间存在显著关联[15]，而荷兰一项针对1301例65岁及以上社区老年人的纵向研究发现，同型半胱氨酸水平仅与肌肉力量有关，而与肌肉质量无关[16]。另外一项横断面分析显示，HHcy 与老年人肌少症相关，其中在老年女性中显著相关，在男性中tHcy 最高四分位组的体脂率明显高于最低四分位组，纳入多因素后，相关性更加显著[17]。

有多种假说被用来解释HHcy诱导的不同器官的病理生理学：(1)减少氧化防御和增加活性氧(ROS)的产生；(2)通过涉及异常甲基化的表观遗传学改变而改变基因表达；(3)炎症及其相关改变；(4)抑制一氧化氮(NO)信号转导；(5)增强内质网(ER)应激；(6)关键信号通路的改变，如TGF-β、G蛋白偶联受体信号通路[18]。当Hcy异常累积时，可能会同时产生以上多个变化，可能会对血管、神经细胞和肌细胞功能产生影响，从而导致肌肉功能受损。

在过去的十年中，在横断面和纵向观察研究中[14,16,19-22]研究了Hcy与身体功能之间的关系，表明Hcy水平的升高与活动度和肌肉力量的加速下降有关，这表明HHcy与肌少症之间存在潜在的联系。然而，在最近的一篇综述中，关于肌少症和Hcy水平增加之间的关联的数据很少且相互矛盾[23]。因此，仍需进一步研究以澄清这些问题。