血清LCN2、Apelin-13水平对老年男性骨质疏松预测价值

张爱萍 刘爱华 惠文鹏

(1济南市第四人民医院(山东第一医科大学第三附属医院)，山东 济南 250000；2山东省第二人民医院)

骨质疏松(OP)是最常见的全身性骨骼疾病，其特征是骨量减少，骨组织微结构退化，导致骨脆性增加，易患骨质疏松骨折〔1〕。据统计，每年有数百万的骨折病例，考虑到人口老龄化，预计将在未来几年稳步增加，使OP成为全球性健康经济问题〔2〕。OP早期无明显症状，而当骨骼出现疼痛、脆性，体型发生改变时，疾病已相当严重，患者预后相对较差〔3〕。因此，早期诊断无疑会利于OP患者的治疗和预后。近年来，医学检验技术得到广泛应用，为OP诊断提供新的可能。脂质运载蛋白(LCN)2属于分泌型糖蛋白之一，与代谢异常类疾病密切相关〔4〕，研究发现OP患者血液中LCN2异常表达，而LCN2基因下调后，会显著影响干细胞的成骨分化能力〔5〕。脂肪细胞因子(Apelin)是人类G蛋白受体内源性配体的成员，而Apelin-13是Apelin家族中研究最多的成员之一，是糖尿病和肥胖等代谢紊乱性疾病的有益靶点〔6,7〕。吴继芳等〔8〕以2型糖尿病患者为研究对象，发现Apelin-13会影响其OP发生。可见，LCN2和Apelin-13均有望成为预测OP发生的潜在标志物。本研究检测血清LCN2和Apelin-13水平，分析二者用于老年男性OP早期诊断的价值。

1 对象和方法

1.1研究对象 选取2018年1月到2020年6月到济南市第四人民医院检查的老年男性256例，按照设定的入排标准严格筛选，收集其病史、年龄、身高、体重等基本信息，并进行常规检查，参考世界卫生组织(WHO)推荐方法诊断OP。入选标准：(1)年龄≥60周岁；(2)无甲状腺、糖尿病等其他影响骨代谢相关疾病；(3)无脏器功能严重受损相关疾病；(4)检测前半年内未服用激素类药物。本研究经医院伦理委员会审批，获得了所有患者的书面同意。年龄60～88岁，平均(73.43±10.24)岁。所有患者行骨密度(BMD)测定，结果93例确诊为OP，纳入为OP组，其他163例为非OP病例，纳入为对照组。

1.2试剂与仪器 B超型BMD(古野电气株式会社)；Cobas e601电化学发光免疫分析仪(瑞士罗氏公司)；BK400全自动生化分析仪(山东博科生物产业有限公司)；酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(上海纪宁实验有限公司)；低速自动平衡离心机(北京北利时代公司)。

1.3研究方法

1.3.1BMD测定 负责BMD测量的人员为经过培训的专科技术人员。测量前必须先通过测量标准体模，以确保仪器测量结果的准确性；测量时，调整患者体位以适应不同位置BMD测量；双侧股骨一般选取股骨颈、大转子、粗隆间进行检测，腰椎骨则选取L1-L4腰椎前后位进行检查。采用OSTEOCORE3双能X线BMD检测仪进行测定，可通过仪器自带软件进行结果计算和分析。

参照WHO标准〔9〕进行评价，通常用T-Score(T值)表示，代表测得的受试者BMD值与同种族和性别健康成年人的骨峰值之比：BMD正常：T值≥-1.0标准差(SD)；骨量减少：-1.0 SD>T值>-2.5 SD；OP：T值≤-2.5 SD。OP病例为OP组，骨量减少和BMD正常病例纳入为对照组。

1.3.2血指标检测 所有患者禁食至少8 h，清晨空腹条件下，采集所有患者静脉血，采用Cobas e601电化学发光免疫分析仪检测Ⅰ型胶原交联羧基末端肽(CTX)、Ⅰ型前胶原氨基端延长肽(PINP)、全段甲状旁腺素(iPTH)及骨钙素(OC)水平；血钙(Ca)、血磷(P)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)及胱抑素(Cys)C用BK400全自动生化分析仪检测，采用ELLSA法并严格按照说明检测血清LCN2及Apelin-13的水平。

1.3.3红外线治疗 对确诊为OP的患者采用CQ-61型红外线治疗仪(重庆航天火箭电子技术有限公司)治疗。连接电源，将电源开关植入开启状态，时间设定为20 min。患者取舒适体位，暴露治疗部位，将灯头中心对准患者左侧足三里部位，按启动开始治疗；治疗结束后再以相同方法重新将灯头中心对准患者神阙穴位，再治疗20 min。治疗结束后，切断电源。隔日治疗1次，3个月为1个疗程，连续治疗2个疗程，治疗前后测定血清LCN2、ApeLin-13、BMD的水平。

1.4统计学方法 采用SPSS 25.0软件进行t检验、χ2检验、Pearson相关分析、Logistic回归分析；并通过绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析LCN2、Apelin-13对OP的预测价值。

2 结 果

2.1两组一般资料比较 两组年龄、CysC及BMD差异显著(P<0.05)，而体重指数(BMI)、Ca、P、ALT及AST无显著差异(P>0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2两组骨代谢及血清学指标水平比较 与对照组相比，OP组CTX、PINP明显高于对照组，OC、血清LCN2及Apelin-13明显低于对照组(均P<0.001)，但两组间iPTH无明显差异(P>0.05)。见表2。

2.3BMD与各参数的相关分析 BMD与老年男性的CTX(r=-0.438，P<0.001)、PINP呈负相关(r=-0.326，P<0.001)，与OC(r=0.319，P<0.001)、血清LCN2(r=0.368，P<0.001)及Apelin-13呈正相关(r=0.451，P<0.001)。

表2 两组骨代谢及血清学指标水平比较

2.4多因素Logistic回归分析 以是否发生OP为因变量，年龄(≥60岁=1，<60岁=0)、Cys-C(≥1.1 mg/L=1，<1.1 mg/L=0)、CTX(≥600 pg/ml=1，<600 pg/ml=0)、PINP(≥58 ng/ml=1，<58 ng/ml=0)、OC(≥1.0 μg/L=1，<1.0 μg/L=0)、LCN2(≥50.46 ng/L=1，<50.46 ng/L=0)、Apelin-13(≥968.42 pg/ml=1，<968.42 pg/ml=0)为自变量进行多因素Logistic分析。结果发现年龄、CTX、PINP、OC、血清LCN2及Apelin-13均是影响老年男性发生OP的影响因素(P<0.05)，见表3。

表3 Logistic回归预测危险因素

2.5血清LCN2、Apelin-13预测老年男性OP发生的ROC曲线 以发生OP赋值为1，未发生OP赋值为0，绘制预测OP发生的ROC曲线。以50.46 ng/L作为血清LCN2的临界值，结果其ROC曲线下面积为0.806，预测的敏感度为76.8%，特异性为77.4%；以968.42 pg/ml作为血清Apelin-13的临界值，结果其ROC曲线下面积为0.854，预测的敏感度为82.9%，特异性为81.6%。见图1。

图1 血清LCN2、Apelin-13预测老年男性OP发生的ROC曲线

2.6红外灸疗仪治疗前后OP患者血清LCN2、Apelin-13水平变化 OP患者治疗后血清LCN2、Apelin-13水平分别为(56.43±6.01)ng/L,(1 121.23±189.81) pg/L，BMD为(1.08±0.13)g/cm2，治疗后的LCN2、Apelin-13、BMD水平明显高于治疗前(均P<0.05)。

3 讨 论

OP常易引起骨折发生，常见于脊椎、股骨、肱骨、皮下骨、骨盆和肋骨，OP发病率在老年人中显著增加，其引起的骨折与跌倒密切相关〔10〕。大约30%的65岁以上的老年人每年跌倒一次，其中近10%的患者每年跌倒超过两次以上〔11〕。跌倒不仅导致患者个人医疗成本的增加，也会导致长期社会经济成本上升，特别是健康医疗保险。来自德国的数据显示，OP引起骨折的治疗每年花费大约110亿欧元成本〔10〕。普遍认为妇女绝经后易患OP，但男性也存在着巨大的患病风险，据统计，男性OP患者超过50岁后，约22%会出现骨折〔12〕。不同于女性OP，男性骨量丢失相对缓慢，症状更不明显，临床诊断难度更大〔13〕。因此，找到早期预测发生OP的生物标志物，有助于易感人群提前预警，减少骨质流失并降低骨折风险。

本研究可见年龄对OP的发生具有重要影响，而OP组CysC的升高，可能与其抑制骨吸收功能有关〔14〕，董旋等〔14〕研究发现，CysC与2型糖尿病患者发生OP有关，可能参与调整其骨骼稳态，但本研究相关性分析，并未发现CysC与老年男性BMD的存在明显相关性，其机制仍需更深入研究予以确认。骨组织处于不断转换的新陈代谢过程，旧骨被破骨细胞吸收，而成骨细胞不断产生等量的新骨，在此过程中，骨代谢指标起着重要的调节功能，早已在OP临床诊断方面发挥重要作用〔15〕。在众多的骨转换指标中，PINP是Ⅰ型胶原的代谢产物，其含量可反馈成骨细胞合成能力，且不易受激素的影响，其水平增高提示骨代谢疾病加重，用于OP具有敏感性和特异性高的特点；CTX是能够反映破骨细胞活性的有效标志物，在多种代谢性疾病中发现CTX水平升高；OC是骨基质进行矿化的必要物质，其水平升高，常见于高转化OP，但在年龄、女性绝经等条件下，其水平表现各异〔16〕。本研究说明BMD更低的OP病例血清中CTX、PINP水平升高，这与上述描述相符；而BMD与OC呈正相关，说明老年男性的OC会有所下降，罹患OP的风险更高。然而，尽管这些标志物在诊断OP领域引入了创新，但仍存在缺乏规范的参考人群数据库、质量控制标准化不足等不足，故研究可以单独或与现有指标结合使用的新型标志物，对于OP临床诊断实践和转化研究意义重大〔3〕。

LCN2是脂质运载蛋白超家族的一员，由小分子蛋白组成，其特征是存在3个保守基团，具有与有机配体结合的能力，和特定的细胞表面受体或可溶性大分子形成复合物〔17〕。LCN2生物作用强大，除与糖、脂代谢相关外，还可以通过控制食欲而影响脂肪增长，从而间接影响骨代谢，因为脂肪代谢与骨代谢本就存在密切联系，脂肪组织可通过旁分泌和内分泌调节骨代谢〔18〕。另外，循环系统中的LCN2主要来源于骨，成骨细胞中LCN2的表达水平接近白色脂肪细胞的10倍〔19〕，Mosialou等〔20〕研究表明，成骨细胞来源的LCN2通过诱导胰岛素分泌维持葡萄糖稳态，提高葡萄糖耐受性和胰岛素的敏感性。本研究提示LCN2可反映老年男性BMD变化情况，与其骨代谢存在一定相关性，可能通过影响BMD而发挥保护作用，该结论与王炜等〔4〕研究结果相一致。LCN2可能具有抑制形成破骨细胞并维持骨量稳定的作用，对于老年男性，LCN2低表达，其对破骨细胞的作用相对较弱，发生OP风险可能增加。

Apelin为77个氨基酸组成的不成熟的单肽，是孤儿受体血管紧张素受体AT1相关受体蛋白的内源性配体，并且可以进一步衍生出Apelin-36、Apelin-13等多种活性分子，其中Apelin-13是信号转导中最活跃和研究最充分的变体〔21〕。研究表明，Apelin-13对于骨骼组织生长具有重要的调节功能。Han等〔22〕研究发现，敲除小鼠的Apelin-13基因后，其骨膜、骨髓面积明显减少，loxl3、loxl4等胶原相关基因及Wnt/β-catenin信号通路均明显下调，推测其BMD调节作用可能与Wnt/β-catenin信号通路有关。还有动物实验表明，增加Apelin-13浓度可使大鼠骨折愈合时间提前，可能与诱导I型胶原的表达有关〔23〕。本研究提示通过检测血清中Apelin-13也可反应OP病变程度，该结论与范晓霞等〔24〕结论相符。Apelin-13可能通过表达，促进生成Ⅰ型胶原，借助Wnt/β-catenin信号通路发挥作用，但相关报道相对较少，仍待更进一步研究确认其作用机制。

当然，老年男性患者发生OP的影响因素很多，如生活方式、饮食结构、运动多少及疾病状态等〔25〕，本研究可见，血清LCN2及Apelin-13对于OP均表现出较强的预测价值，可作为新的标志物用于老年男性OP的预测。

本研究说明LCN2、Apelin-13与OP密切相关，可作为康复治疗的疗效指标来评估治疗效果。