老年男性慢性阻塞性肺疾病患者并发骨质疏松症与血清睾酮水平的关系
张未1, 关蔚蔚2, 姜静1     
1. 644000 四川宜宾,宜宾市第二人民医院妇科;
2. 100075 北京,中国人民解放军93508部队卫生队
摘要目的 探讨老年男性慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)并发骨质疏松症患者血清睾酮水平的变化及其与病情严重程度的相关性。方法 选取2015年1月至12月入院的117例稳定期老年男性COPD患者,并选择同期入院的非COPD患者40例为对照组。根据骨密度(bone mineral density,BMD)病情严重程度进行分组,比较不同组别之间血清睾酮水平,并分析其与患者病情严重程度相关指标的相关性。结果 COPD组患者的血清睾酮水平显着低于对照组;骨质疏松组患者的睾酮水平显着低于骨量正常组和骨量减少组、骨量减少组的睾酮水平显着低于骨量正常组,差异均有统计学意义(P < 0.05);随着COPD病情的加重,血清睾酮水平下降越明显,差异有统计学意义(P < 0.05);血清睾酮水平与患者的一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second,FEV1)/用力肺活量(forced vital capacity,FVC)和FEV1% Pre呈正相关(r=0.267、0.291,P=0.011、0.009),与吸烟指数(r=-0.405,P=0.005)、体质量指数(body maxx index,BMI)(r=-0.304,P=0.006)、CAT评分(r=-0.583,P=0.000)、腰椎BMD(r=-0.611,P=0.000)、股骨颈BMD(r=-0.382,P=0.002)均呈负相关关系。结论 COPD并发骨质疏松症患者血清睾酮水平下降显着,且随病情严重程度呈递减状态。检测睾酮水平在一定程度上有助于COPD并发骨质疏松症患者病情严重程度的判断。
关键词慢性阻塞性肺疾病     骨质疏松症     睾酮    
Relationship between elderly male chronic obstructive pulmonary disease patients complicated with osteoporosis and serum testosterone level
ZHANG Wei1, GUAN Wei-wei2, JIANG Jing1     
1. Department of Gynecology, The Second People's Hospital of Yibin, Yibin 644000, Sichuan, China;
2. 93508 Force Medical Team of the Chinese People's Liberation Army, Beijing 100075, China
Abstract: Objective To investigate the changes of serum testosterone levels in elderly male chronic obstructive pulmonary disease(COPD) patients complicated with osteoporosis and its correlation with the severity of the disease. Methods A total of 117 COPD patients and 40 non-COPD patients who were admitted to hospital from January 2015 to December 2015 were enrolled into this study. According to the bone mineral density (BMD) and severity of illness, the patients were divided into different groups. The serum levels of testosterone were compared. The correlation of serum testosterone levels with the index of the severity was analyzed. Results The serum testosterone level in COPD patients was significantly lower than that of non-COPD patients (P < 0.05). In the COPD patients, the serum testosterone level in osteoporosis group was significantly lower than that of normal bone mass group and low bone mass group, and that of low bone mass group was significantly lower than normal bone mass group(P < 0.05). With the aggravation of COPD, the serum testosterone level decreased significantly (P < 0.05). The serum testosterone level was positively correlated to forced expiratory volume in one second(FEV1)/forced vital capacity(FVC)(r=-0.267, P=0.011), FEV1% pre (r=-0.291, P=0.009), and negatively correlated to smoking index (r=0.405, P=0.005), body mass index(BMI)(r=-0.304, P=0.006), CAT score (r=-0.583, P=0.000), lumbar spine BMD(r=-0.611, P=0.000), and femoral neck BMD (r=-0.382, P=0.002). Conclusions The serum testosterone level was significantly decreased in COPD patients complicated with osteoporosis. It was positively correlated to the severity of the disease. Detection of testosterone levels would help to assess of the severity of disease and prognosis of COPD.
Key words: chronic obstructive pulmonary disease     osteoporosis     testosterone    

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是临床常见的一种呼吸系统慢性疾病,以气流受阻为主要特征,可表现为慢性支气管炎和/或肺气肿。有调查数据显示,全球40岁以上的人群中,COPD发病率已高达9%~10%,现已成为老年人第4位死亡原因[1],且病情呈进行性加重,可进展为肺心病和呼吸衰竭,严重影响着患者的生活质量,也给社会造成严重的医疗负担。骨质疏松症也是影响老年人生活质量的常见疾病之一,COPD患者常并发骨质疏松症,增加了病情的复杂程度和治疗难度,治疗方面不仅需要积极治疗呼吸系统疾病,还需对骨质疏松积极干预[2]。目前COPD及常并发骨质疏松症的确切病因及发病机制未完全得到阐明,尚无特效治疗手段[3]。因此,探索COPD并发骨质疏松的相关影响因素,对制定有效治疗方案具有重要参考价值。目前已有研究指出血清睾酮水平在COPD并发骨质疏松症的发生、发展中可能起到一定促进作用[4-5],但关于COPD并发骨质疏松患者的睾酮变化情况及其与病情严重程度的相关性研究报道较少。本组研究对其进行了分析,旨在为临床更好的判断COPD并发骨质疏松症患者的病情及预后提供参考依据。

对象与方法 对象

选择宜宾市第二人民医院呼吸科2014年1月至12月收治的老年男性稳定期COPD患者117例,所有入选者诊断均符合我国《慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013年修订版)》[6]。为避免女性绝经后性激素变化对骨质疏松的影响,故本组研究仅选择男性患者。并选择同期入院的年龄相近的非COPD患者40例作为对照组。排除标准:(1)严重心脑血管疾病、肝肾功能明显异常、意识障碍患者;(2)明确患有COPD之外的其他呼吸系统疾病者,如哮喘、支气管扩张等;(3)既往有骨骼系统疾病史者,如骨折、骨软化症等;(4)风湿性疾病史者,如类风湿关节炎等;(5)内分泌代谢疾病患者,如甲状腺功能亢进、甲状旁腺功能亢进等;(6)入组前3个月内使用过糖皮质激素者;(7)入组前1年内有使用影响骨骼代谢的药物,包括已经确诊骨质疏松给予治疗的患者。所有研究对象均自愿参与研究所需检查,签署知情同意书,研究经宜宾市第二人民医院伦理办批准。

方法

所有入组患者当日完成一般资料和病史采集,并完成COPD评估测试(COPD assessment test, CAT)及骨密度(bone mineral density, BMD)测定,次日清晨空腹抽取肘部静脉血10 mL,采用电化学发光法测定血清睾酮水平。根据BMD结果,分为COPD骨量正常组33例、骨量减少组39例、骨质疏松组45例。按照我国《慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013年修订版)》[6]和慢性阻塞性肺疾病全球倡议(GOLD)[7]标准,分为COPD轻度组43例、中度组28例、重度组35例、极重度组11例。

分组标准:按照世界卫生组织(World Health Organization, WHO)关于骨质疏松症的诊断标准[8],根据BMD测量结果中的T值(表示与参考均值的标准差)情况作出诊断,具体以腰椎L1-4和股骨颈各受检部位与同种族和性别健康成人的骨峰值相比,T值≥-1.0 SD诊断为骨量正常,-2.5 SDT值<-1.0诊断为骨量减少,T值≤-2.5 SD诊断为骨质疏松。

COPD严重程度根据一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second, FEV1)%预计值下降的幅度进行分级[7]:Ⅰ级(轻度):FEV1≥80%预计值;Ⅱ级(中度):50%≤FEV1<80%预计值;Ⅲ级(重度):30%≤FEV1<50%预计值;Ⅳ级(极重度):FEV1<30%预计值或FEV1<50%预计值伴慢性呼吸衰竭。

统计学方法

采用SPSS 17.0统计学软件进行统计分析。计量数据资料采用均数±标准差(x±s)表示,两组计量资料比较采用t检验,3组计量资料比较采用方差分析,组间两两比较采用LSD-t检验。两因素之间相关分析采用Pearson相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

结果 COPD组与对照组基本情况比较

COPD组与对照组年龄比较,差异无统计学意义(P>0.05);FEV1/用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、FEV1%Pre、吸烟指数、BMI、CAT评分、BMD以及血清睾酮水平之间差异均有统计学意义(P<0.05)(表 1)。

表 1 两组基本情况比较(x±s) Table 1 Comparison of basic information between the COPD group and the control group(x±s)
组别年龄
(岁)
FEV1/
FVC
FEV1%
Pre
吸烟指数
(包年)
BMI
(kg/m2)
CAT
评分
BMD(g/cm2)睾酮
(nmol/L)
腰椎股骨颈
对照组(n=40)68.9±7.187.1±10.883.1±6.912.5±3.322.3±2.413.7±3.21.14±0.371.01±0.1924.22±5.34
COPD组(n=117)69.7±5.857.3±7.29.4±6.436.2±6.119.2±1.720.3±4.10.86±0.450.74±0.3417.41±4.64
t0.96250.76341.70317.2577.0837.75318.26421.14718.320
P0.4070.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000
COPD:慢性阻塞性肺疾病;FEV1:第1秒用力呼吸量;FVC:用力肺活量;BMI:体质量指数;CAT:COPD评估测试;BMD:骨密度
COPD患者不同BMD分组比较

3组患者的年龄、FEV1/用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、FEV1%Pre以及吸烟指数等差异无统计学意义(P>0.05);而BMI、CAT评分、BMD以及血清睾酮水平之间差异有统计学意义(P<0.05),且骨质疏松组患者的睾酮水平低于骨量正常组和骨量减少组、骨量减少组的睾酮水平显着低于骨量正常组,差异均有统计学意义(P<0.05)(表 2)。

表 2 COPD患者不同BMD分组比较(x±s) Table 2 Comparison of different bone mineral density groups in COPD patients(x±s)
组别年龄
(岁)
FEV1/
FVC
FEV1%
Pre
吸烟指数
(包年)
BMI
(kg/m2)
CAT
评分
BMD(g/cm2)睾酮
(nmol/L)
腰椎股骨颈
骨量正常组(n=33)68.9±6.158.3±7.659.8±7.936.4±6.322.3±1.515.6±4.51.11±0.310.96±0.2320.26±3.45
骨量减少组(n=39)69.4±7.157.1±8.759.1±7.535.9±6.819.1±1.2*19.8±5.3*0.89±0.42*0.77±0.16*16.96±4.53*
骨质疏松组(n=45)70.8±6.957.3±5.957.7±7.437.8±6.518.3±1.4*#24.9±5.4*#0.67±0.14*#0.57±0.10*#14.26±4.47*#
F1.2711.8331.5821.8396.75927.45111.03833.73715.635
P0.3110.1740.2460.17110.0000.0000.0000.0000.000
COPD:慢性阻塞性肺疾病;BMI:体质量指数;FEV1:第1秒用力呼吸量;FVC:用力肺活量;CAT:COPD评估测试;BMD:骨密度;与骨量正常组比较,*P<0.05;与骨量减少组比较,#P<0.05
COPD患者病情严重程度分组比较

按照COPD不同严重程度进行分组比较,4组患者的年龄差异无统计学意义(P>0.05);FEV1/FVC、FEV1%Pre、吸烟指数、BMI、CAT评分、BMD以及血清睾酮水平之间差异均有统计学意义(P<0.05)。随着患者病情的加重,肺功能下降越明显,吸烟指数越高,BMD和血清睾酮水平下降越明显(表 3)。

表 3 COPD不同严重程度分组比较(x±s) Table 3 Comparison of different severity groups in COPD patients(x±s)
组别年龄
(岁)
FEV1/
FVC
FEV1%
Pre
吸烟指数
(包年)
BMI
(kg/m2)
CAT
评分
BMD(g/cm2)睾酮
(nmol/L)
腰椎股骨颈
轻度组(n=43)69.8±6.566.4±9.283.7±7.825.3±4.821.4±1.717.4±4.91.03±0.320.94±0.3120.96±6.17
中度组(n=28)71.2±7.355.4±7.2*53.4±5.8*36.5±7.3*19.5±1.4*19.7±5.2*0.89±0.35*0.76±0.27*17.73±6.13*
重度组(n=35)69.5±7.445.2±6.5*#47.9±4.2*#40.7±8.8*#18.4±1.3*#22.1±6.4*#0.74±0.36*#0.63±0.21*#16.93±5.07*#
极重度组(n=11)68.2±6.732.7±5.6△*☆27.8±3.6△*☆57.2±9.8*#△17.2±1.4*#△25.9±7.2*#△0.53±0.29*#△0.45±0.17*#△13.04±5.37*#△
F1.81438.67129.25819.78411.79513.71817.99718.87617.374
P0.1760.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000
COPD:慢性阻塞性肺疾病;BMI:体质量指数;FEV1:第1秒用力呼吸量;FVC:用力肺活量;CAT:COPD评估测试;BMD:骨密度;与轻度组比较,*P<0.05;与中度组比较,#P<0.05;与重度组比较,P<0.05
COPD患者血清睾酮水平与病情相关指标的相关性

采用Pearson相关分析COPD患者血清睾酮水平与病情相关指标的相关性,血清睾酮水平与患者的FEV1/FVC和FEV1%Pre呈正相关(r=0.267、0.291,P=0.011、0.009),与吸烟指数(r=-0.405,P=0.005)、BMI(r=-0.304,P=0.006)、CAT评分(r=-0.583,P=0.000)、BMD腰椎(r=-0.611,P=0.000)、BMD股骨颈(r=-0.382,P=0.002)均且呈负相关(表 4)。

表 4 COPD患者血清睾酮水平与病情相关指标的相关性分析 Table 4 Correlation analysis of serum testosterone level and disease related index in COPD patients
年龄(岁)0.1080.339
FEV1/FVC0.2670.011
FEV1%Pre0.2910.009
吸烟指数(包年)-0.4050.005
BMI(kg/m2)-0.3040.006
CAT评分-0.5830.000
BMD(g/cm2)
  腰椎-0.6110.000
  股骨颈-0.3820.002
COPD:慢性阻塞性肺疾病;FEV1:第1秒用力呼吸量;FVC:用力肺活量;BMI:体质量指数;CAT:COPD评估测试;BMD:骨密度
讨论

临床流行病学数据显示,骨质疏松症是COPD常见的系统性并发症之一,且随着COPD患者的年龄增加和病情加重,并发骨质疏松症的风险增高,且其发病率高于非COPD患者[9]。但目前研究仍未阐明COPD并发骨质疏松症的发生机制,临床治疗以减缓病情进展为主,缺乏针对病因的方案,导致临床治疗效果不理想[10]。因此,进一步探讨COPD并发骨质疏松的高危因素有助于揭示其发病机制,对提高临床疗效具有重要意义。

以睾酮为代表的性激素是人体内非常重要的内分泌激素,其与COPD之间的关系近年来受到学术界的广泛关注。COPD和骨质疏松均是老年人的常见疾病,是否会影响睾酮水平及睾酮水平的变化情况与疾病的关系,也是临床研究的一项热点内容。薛青等[11]研究指出COPD患者的睾酮水平明显低于同龄健康人群,谭一清等[12]研究指出,COPD患者可出现性激素水平改变,且可能是其并发骨质疏松的高危因素之一。本研究结果也显示,与非COPD患者相比,COPD患者的睾酮水平明显下降。究其原因,有研究认为,除了因年龄增长而出现的性激素水平自行减退,还可能与COPD患者长期缺氧有关[13-14]。本研究结果显示,睾酮水平与反映肺功能相关指标FEV1/FVC和FEV1%Pre呈正相关,而与吸烟指数呈负相关,提示缺氧可能是导致COPD患者睾酮水平下降的高危因素。

另一方面,睾酮对骨量的维持起着非常重要的作用,其水平下降是引起男性骨量减少和骨质疏松的重要原因[15]。为探讨COPD患者骨量下降是否与睾酮水平相关,本研究分析了不同骨量情况的COPD患者睾酮变化情况,结果显示骨量越低,睾酮水平也越低。结果提示睾酮下降可能在COPD并发骨质疏松症的发病中起着重要作用。本研究进一步分析了睾酮随病情严重程度的变化情况,结果显示:COPD重、极重度组的血清睾酮表达水平低于COPD轻、中度组,这提示随着病情的加重或严重并发症的发生,COPD患者血清睾酮表达水平呈逐渐下降趋势。Pedersen等[16]研究指出户外有氧运动对COPD患者的骨质疏松症具有一定的疗效,其过程可能与提高患者睾酮水平有关[17]。睾酮对正常骨生长、代谢、骨量的维持起重要调节作用,这种调节通过雄激素作用于成骨细胞表面雄激素受体并参与其细胞功能实现[18]。因此,在COPD早期适量应用睾酮治疗[19],可起到促进氮合成增加,维持正氮平衡的作用,有助于改善患者营养状态,减少骨质疏松等并发症,缓解病情及改善预后,当然这需要更多研究证实。

综上所述,COPD并发骨质疏松患者存在睾酮水平下降现象,且睾酮水平下降可加重患者的病情,形成恶性循环。在COPD早期适当给予睾酮替代治疗,或许可促进机体蛋白质合成,改善病情和预后,减少骨质疏松等并发症;目前应用睾酮对COPD患者进行替代治疗的研究甚少,对COPD患者的病情转归是否有益还有待进一步大样本研究证实。由于本研究样本量及实验室条件的限制,统计数据不够详细和完整,使得结果存在一定的局限性。尽管如此,结合许多研究结果,笔者认为测定睾酮水平可作为判断COPD患者病情及预后的指标之一,提高老年男性的睾酮水平将有益于减少骨质疏松症的发生。

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(收稿日期:2017-01-04)