骨转换标志物在高龄男性骨密度变化中的预测价值
边平达1, 寿张轩1, 李秀央2, 应奇峰1, 陈锦平1     
1. 310024 杭州,浙江省人民医院/杭州医学院附属人民医院骨质疏松诊疗中心;
2. 310058 杭州,浙江大学流行病与卫生统计学系
摘要目的 了解骨转换标志物(bone turnover markers,BTMs)在高龄(≥ 80岁)男性骨密度(bone mineral density,BMD)变化中的预测价值。方法 对737例高龄男性进行连续2次(间隔12个月)血BTMs[包括Ⅰ型胶原羧基端肽(C-telopeptide of type 1 collagen,CTX)β特殊序列、总Ⅰ型胶原氨基端前肽(procollagen 1 N-terminal peptide,P1NP)和骨钙素(osteocalcin,OC)]和BMD[包括股骨颈骨密度(femoral neck bone mineral density,FNBMD)、总髋部骨密度(total hip bone mineral density,THBMD)和腰椎1-4骨密度(lumbar bone mineral density,LBMD)]测定,分析12个月前后高龄男性BTMs和BMD的变化趋势及其相关性。结果 12个月后,高龄男性血清CTX和LBMD上升,血清OC下降(均P < 0.01);基线血清CTX与△FNBMD(r=-0.109,P < 0.05)、△THBMD(r=-0.135,P < 0.01)呈负相关;△CTX(r=-0.119,P < 0.05)和△OC(r=-0.137,P < 0.01)与△LBMD呈负相关。结论 BTMs对高龄男性BMD变化有一定的预测价值,其中血清CTX水平越高,其股骨颈和总髋部BMD下降越快,而△CTX、△OC越高,腰椎BMD下降越快。
关键词骨密度     骨转换标志物     高龄     男性    
Value of bone turnover markers for predicting change of bone mineral density in men older than or equal to 80 years old
BIAN Ping-da1, SHOU Zhang-xuan1, LI Xiu-yang2, YING Qi-feng1, CHEN Jin-ping1     
1. Center for Diagnosis and Treatment of Osteoporosis, Zhejiang Provincial People's Hospital/People's Hospital of Hangzhou Medical College, Hangzhou 310024, China;
2. Department of Epidemiology & Health Statistics, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China
Abstract: Objective To investigate the value of bone turnover markers(BTMs)for predicting change of bone mineral density (BMD) in men older than or equal to 80 years old. Methods A sample of 737 men ≥ 80 years old were recruited. All subjects underwent BTMs measurement and BMD at femoral neck(FNBMD), total hip(THBMD), and lumbar spine(LBMD) measurement with an interval of 12 months. The differences in BMD and BTMs and its relationships between BTMs, △BTMs and △BMD were analyzed. Results Osteocalcin (OC) was found to be decreased(P < 0.01), while C-telopeptide of type 1 collagen(CTX) and LBMD increased(all P < 0.01)after a period of 12 months. CTX was inversely correlated to △FNBMD (r=-0.109, P < 0.05), △THBMD(r=-0.135, P < 0.01) and △CTX(r=-0.119, P < 0.05), while △OC(r=-0.137, P < 0.01) was inversely correlated to △LBMD. Conclusions BTMs has predictive value for change in BMD in men aged 80 and over. FNBMD and THBMD will be decreased more quickly in people with higher CTX, and LBMD will decline more quickly in people with higher △CTX and △OC.
Key words: bone mineral density     bone turnover markers     aged man          

Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列(C-telopeptide of type 1 collagen,CTX)、总Ⅰ型胶原氨基端前肽(N-terminal propeptide of type 1 procolagen,P1NP)和骨钙素(osteocalcin,OC),是目前临床上常用的3种骨转换标志物(bone turnover markers,BTMs),它们是骨组织的代谢产物,可间接反映全身骨骼的代谢状况[1-2]。已有研究表明,在80岁以上的高龄男性中,血清CTX、P1NP、OC三者之间呈正相关,其均与股骨颈、总髋部和腰椎1-4骨密度(bone minera density,BMD)呈负相关,提示在高龄男性中,BTMs水平越高,BMD越低[3-5]。本研究对737例高龄男性进行连续2次(间隔12个月)BTMs和BMD测定,并进行统计分析,以观察高龄男性BTMs水平是否与BMD变化相关。

对象与方法 对象

资料来自2014年1月至2014年12月来浙江省人民医院体检的1 017例高龄(≥80岁)男性,年龄80~96岁,平均年龄(84±3)岁,其中并发高血压819例、2型糖尿病334例、慢性支气管炎159例、慢性胃炎378例。病例纳入标准:(1)高龄(≥80岁)老年男性;(2)已接受BTMs和BMD检测,且同意在12个月后再来复查的患者。病例排除标准:(1)患有痴呆、严重心肝肾疾病、恶性肿瘤晚期、甲状腺功能亢进、原发性甲状旁腺功能亢进等疾病的患者;(2)患有严重影响BMD的疾病,如骨Paget病、类风湿关节炎和多发性骨髓瘤等疾病的患者;(3)正在接受双膦酸盐类、降钙素类、甲状旁腺素等抗骨质疏松药物治疗的患者,或停止上述药物治疗时间未超过12个月的患者。

到2015年12月31日,未在规定时间回院复查BTMs、BMD的高龄男性有191例。在按期回访的826例高龄男性中,已接受双膦酸盐类等抗骨质疏松药物治疗89例。排除这89例后,共737名高龄男性纳入本研究(图 1)。本研究得到浙江省人民医院伦理委员会的同意,所有研究对象均签署知情同意书。

图 1 研究流程图 Figure 1 Flow chart of the study BTMs:骨转换标志物;BMD:骨密度
方法

询问并记录每位高龄男性的姓名、年龄和伴随疾病。每位高龄男性均接受2次(间隔12个月)BTMs和BMD检测。

BTMs检测采用日本Roche Cobas e 601免疫发光分析仪,均使用电化学发光法进行检测。所有研究对象均于清晨6:30~7:30抽取空腹肘静脉血10 mL,血液样品在抽血后2 h内离心,取血清置于-20 ℃冰箱,成批待检。CTX(μg/L)检测试剂盒的批内和批间变异系数分别为2.0%和4.2%,P1NP(μg/L)检测试剂盒的批内和批间变异系数分别为0.8%和4.0%,OC(μg/L)检测试剂盒的批内和批间变异系数分别为0.5%和1.4%,上述3种试剂盒均由德国罗氏诊断有限公司生产。△BTMs是12月前后第2次与第1次BTMs之间的差值。

BMD测定选择美国GE公司生产的Lunar Prodigy双能X线骨密度仪,使用双能X线吸收检测法(dual energy X-ray absorptiometry,DXA)进行检测。该仪器的精密度(coefficient of variation,CV)值为0.08%,每天测量前均用腰椎模型进行仪器精密度质控测试,精密度为1%,腰椎1-4、股骨总髋部和股骨颈的精密度分别为1.1%、1.4%和1.5%。测量由专人负责,测量前,先记录高龄男性的年龄、身高和体重;测量时老人仰卧在扫描台正中,脚固定在特制脚架上以确保下肢处于内旋位,使用标准扫描模式。测量并记录股骨颈骨密度(femoral neck bone mineral density,FNBMD,g/cm2)、总髋部骨密度(total hip bone mineral density,THBMD,g/cm2)、腰椎1-4骨密度(lumbar bone mineral density,LBMD,g/cm2)。△BMD(g/cm2)是12月后第2次与第1次BMD间的差值。

统计学方法

本研究使用SPSS 17.0版统计软件包,计量资料以均数±标准差(x±s)表示。选用配对样本t检验,比较高龄男性12个月前后BTMs和BMD的变化;选择二元定距变量的相关分析,分析首次BTMs和△BMD之间、△BTMs和△BMD之间的相关性。所有检验结果取双侧P值,以P<0.05为差异有统计学意义。

结果 高龄男性12个月前后BTMs和BMD的差异

分别对高龄男性12个月前、后的BTMs和BMD进行统计分析,发现12个月后高龄男性不同BTMs的变化趋势并不一致,其中CTX上升,而OC下降,差异均有统计学意义(P<0.01),P1NP虽有下降,但差异无统计学意义(P>0.05)。高龄男性不同部位的BMD变化趋势也不一致,其中FNBMD、THBMD虽都有所下降,但差异均无统计学意义(P>0.05);而LBMD明显上升,差异有统计学意义(P<0.01)(表 1)。

表 1 高龄男性12个月前、后BTMs和BMD比较 Table 1 Comparison of BTMs and BMD in men ≥80 years old after 12 months to baseline(n=737)
组别 CTX(μg/L) P1NP(μg/L) OC(μg/L) FNBMD(g/cm2) THBMD(g/cm2) LBMD(g/cm2)
12个月前 0.317±0.148 38.196±17.212 16.418±6.642 0.840±0.129 0.935±0.134 1.194±0.217
12个月后 0.331±0.156 37.373±15.160 15.867±5.925 0.839±0.128 0.933±0.136 1.210±0.223
t 2.974 -1.352 -3.020 -0.121 -1.763 7.227
P <0.01 >0.05 <0.01 >0.05 >0.05 <0.01
BTMs:骨转换标志物;BMD:骨密度;CTX:Ⅰ型胶原羧基端肽;P1NP:总Ⅰ型胶原氨基端前肽;OC:骨钙素;FNBMD:股骨颈骨密度;THBMD:总髋部骨密度;LBMD:腰椎1-4骨密度
高龄男性初次BTMs水平与△BMD的相关性

对737例高龄男性初次BTMs水平与△BMD进行相关分析,仅CTX与△FNBMD(P<0.05)和△THBMD(P<0.01)呈负相关(图 2)。

图 2 高龄男性血清CTX水平与△FNBMD和△THBMD的相关性 Figure 2 Correlations between △FHBMD, △THBMD, and CTX level in men ≥80 years old CTX:Ⅰ型胶原羧基端肽; FHBMD:股骨颈骨密度;THBMD:全髋骨密度
高龄男性△BTMs与△BMD的相关性

对737例高龄男性△BTMs与△BMD进行相关分析,仅△CTX(P<0.05)和△OC与△LBMD呈负相关(P<0.01)(图 3)。

图 3 高龄男性血清△CTX与△OC和△LBMD的相关性 Figure 3 Correlations between △CTX, △OC and △LBMD in men ≥80 years old CTX:Ⅰ型胶原羧基肽;OC:骨钙素;LBMD:腰椎1-4骨密度
讨论

在3个BTMs指标中,CTX和P1NP均与Ⅰ型胶原的代谢有关[3]。P1NP是总Ⅰ型前胶原(由成骨细胞合成分泌)经酶切修饰后产生,反映成骨细胞合成骨胶原的能力;而CTX是破骨细胞分解Ⅰ型胶原后的产物,反映破骨细胞骨吸收活性。OC是成骨细胞分泌的一种相对分子质量约为5 800的特异非胶原基质蛋白,其作用是维持骨的矿化速度[6]。本研究结果显示,高龄男性不同BTMs的变化趋势不一致,其中CTX上升,而OC下降,提示随着年龄增长,高龄男性骨吸收加快,而骨形成减慢,从而导致骨质逐渐丢失。

本研究结果显示,随着年龄增长,高龄男性不同部位BMD的变化趋势并不一致,其中股骨颈和总髋部BMD有下降趋势,而LBMD却明显增加。高龄男性LBMD不降反升,可能与高龄男性易患腰椎间盘突出、腰椎关节突骨性关节炎、椎体骨赘形成和终板硬化、退行性脊柱侧弯等因素有关。这些因素都可通过减少DXA测定时的投影面积或增加骨矿含量而导致腰椎BMD“虚假”增高[7]。因此,在高龄男性中评价一种治疗手段(如药物)对BMD的疗效时,应优先选择股骨近端,并设立对照组。

从高龄男性初次BTMs与△BMD的相关性分析可以发现,只有CTX与△FNBMD和△THBMD呈负相关,说明CTX越高,高龄男性每年股骨颈和总髋部BMD下降越快。因此,在选择判断高龄男性骨丢失速率的BTMs时,应优先选择CTX。近年来一些研究表明,CTX对骨质疏松患者髋部骨折有一定的预测作用[8-9]。CTX之所以与△LBMD无明显相关,可能与LBMD自然增加有关。

从高龄男性△BTMs与△BMD的相关分析结果看,12个月后,CTX和OC增高越快,腰椎BMD下降越大。骨的吸收和形成是一个动态的偶联的过程,骨吸收加快必然伴随着骨吸收加快,因此△CTX和△OC都能预测腰椎BMD的下降。△CTX和△OC之所以与△FNBMD、△THBMD无相关性,可能是由于髋部主要以皮质骨为主,松质骨含量较少,而腰椎含有丰富的松质骨,尽管高龄男性皮质骨也在丢失,但松质骨丢失更为明显[10]

综上所述,BTMs在高龄男性BMD变化中具有一定的预测价值,其中CTX水平越高,其股骨颈和总髋部BMD下降越快,而CTX和OC增加越快,腰椎BMD下降越大。鉴于DXA测定BMD的局限性,如DXA测定的BMD是面积密度而非体积密度,DXA测定不能区分皮质骨和松质骨等[11-12],故本研究结果还有待临床进一步研究(如定量CT或骨活检)证实。

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(收稿日期:2016-02-04)