COPD患者血清PⅠNP、β-CTX水平与骨密度降低的关系研究

来源:用户上传      作者:陈嘉馨　李映梅　刘志宝　黄汉培　张志海　谭慧锋　许健辉

　　 【摘要】 目的：探讨慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）患者Ⅰ型胶原氨基端前肽（N-terminal propeptide of type Ⅰ procollagen，PⅠNP）、Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列（β-C-terminal telopeptide of type Ⅰ collagen，β-CTX）水平与骨密度降低的关系。方法：选取COPD患者80例，分为COPD急性加重组40例与COPD稳定组40例，选取同期在本院体检的健康人群40例作为对照组，采用双能X射线骨密度检测仪测量所有对象的骨密度，测定并比较血清中骨代谢指标PⅠNP、β-CTX的水平。结果：COPD急性加重组与COPD稳定组骨质疏松发生率均明显高于对照组（P<0.001）。COPD急性加重组与COPD稳定组血清β-CTX水平较对照组均显著升高，且COPD急性加重组高于COPD稳定组，差异均有统计学意义（P<0.05）;而COPD急性加重組与COPD稳定组血清PⅠNP水平、PⅠNP/β-CTX比值均低于对照组（P<0.01）。结论：COPD患者，尤其是急性加重期的患者，骨吸收功能异常活跃，新骨形成速度减慢，骨量丢失明显增加，从而存在较高的继发骨质疏松的风险。
　　 【关键词】 慢性阻塞性肺疾病 Ⅰ型胶原氨基端前肽 Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列 骨密度
　　 Correlation between the Levels of Serum PⅠNP， β-CTX and Low Bone Mineral Density in Patients with COPD/CHEN Jiaxin， LI Yingmei， LIU Zhibao， HUANG Hanpei， ZHANG Zhihai， TAN Huifeng， XU Jianhui. //Medical Innovation of China， 2020， 17（09）： -136
　　 [Abstract] Objective： To investigate the correlation between N-terminal propeptide of type I procollagen （PⅠNP） and β-C-terminal telopeptide of type I collagen （β-CTX） and low bone mineral density in patients with chronic obstructive pulmonary disease （COPD）. Method： A total of 80 COPD patients were selected， they were divided into 40 patients with acute exacerbation of COPD group and 40 patients with stable COPD group， 40 cases healthy people were selected as the control group. We detected the bone mineral density by dual energy X-ray absorptiometry， and the levels of PⅠNP and β-CTX were measured. Result： The prevalence of osteoporosis in acute exacerbation of COPD group and stable COPD group were significantly higher than those in the control group （P<0.001）. Compared with the control group， the levels of β-CTX in acute exacerbation of COPD group and stable COPD group were significantly higher， and the levels of acute exacerbation of COPD group were higher than those in the stable COPD group （P<0.05）. The levels of PⅠNP and the ratio of PⅠNP/β-CTX in acute exacerbation of COPD group and stable COPD group were significantly lower than those in the control group （P<0.01）. Conclusion： The bone resorption function of patients with COPD， especially in the acute exacerbation period， is extremely active， and the bone mass loss increases obviously， the bone formation become slowly， and which may increase the risk of secondary osteoporosis.
　　 [Key words] Chronic obstructive pulmonary disease N-terminal propeptide of type Ⅰ procollagen β-C-terminal telopeptide of type Ⅰ collagen Bone mineral density 　　 First-author’s address： Nanhai Hospital of the People’s Hospital of Guangdong Province， Foshan 528251， China
　　 doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2020.09.033
　　 慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种常见的慢性肺部疾病，主要病理特征为气道的慢性炎症和进行性发展的气流受限，常伴随多种并发症，其中骨质疏松是COPD重要并发症之一，其作为COPD的肺外并发症越来越备受关注，并且是治疗干预的重要方面[1]。骨质疏松是一种系统性骨骼疾病，以低骨量和骨组织微结构蜕变导致骨骼脆性增加和骨折风险增加为基本特点，骨折的发生会使胸廓及膈肌的活动受限，直接影响患者的通气功能及活动能力，使病情加重，住院时间延长，医疗费用上升，对COPD患者危害极大[2]。目前临床上对COPD并发骨质疏松缺乏简便易行的检测指标，导致临床医师对其重视程度不足，故近年来COPD指南中强调并发症的评估，尤其骨骼肌功能障碍、代谢综合征、骨质疏松等并发症的评估[3]。Ⅰ型胶原氨基端前肽（N-terminal propeptide of type Ⅰ procollagen，PⅠNP）和Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列（β-C-terminal telopeptide of type Ⅰ collagen，β-CTX）为反应机体骨代谢的指标，具有特异性及敏感性高的特点，在肺部疾病中存在异常表达[4-5]。本研究通过检测COPD患者血清PⅠNP、β-CTX水平及骨密度情况，旨在讨论血清PⅠNP、β-CTX水平与COPD患者骨密度降低的相关性，现报道如下。
　　1 资料与方法
　　1.1 一般资料 选择2018年1月-2019年3月在本院诊治的80例COPD患者为观察组。纳入标准：符合COPD、COPD急性加重期、COPD稳定期的诊断标准。排除标准：哮喘、间质性肺疾病等其他慢性肺部疾病;严重心脑血管疾病、肝肾衰竭;既往有骨骼系统疾病史;风湿性疾病、内分泌代谢性疾病史，如糖尿病、类风湿关节炎、甲状旁腺功能亢进等;3个月内口服或静脉使用过糖皮质激素;1年内使用影响骨骼代谢的药物。将80例患者按照COPD严重程度分为COPD急性加重组40例和COPD稳定组40例。另选择同期在本院体检的健康人群40例作为对照组。该研究已经得到广东省人民医院南海医院伦理学委员会批准。
　　1.2 方法 （1）记录三组年龄、性别、体重指数（BMI）、肺功能检查（FEV1% pred、FEV1/FVC%）。测定骨密度，骨密度采用美国GE公司X射线骨密度检测仪Prodigy检测两组双侧髋关节和腰椎L1～4骨密度。按照WHO的骨质疏松诊断标准，以T指数（T-score）为判定指标，T=（受试者BMD-年轻人BMD的标准差）/年轻人BMD的标准差，T值≥-1.0为骨量正常，任一受检部位-2.5<T值<-1.0为骨量减少，任一受检部位T值≤-2.5为骨质疏松。（2）三组研究对象均于清晨空腹状态下采集静脉血5 mL，进行血清分离，注意避免出现脂血、溶血，采用Roche Cobas e 601全自动电化学发光免疫分析仪及配套试剂检测血清PⅠNP、β-CTX，嚴格按照说明书进行操作。
　　1.3 统计学处理 采用SPSS 19.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，三组间比较采用单因素方差分析，两组间比较采用t检验;计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验，等级资料采用非参数秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
　　2 结果
　　2.1 三组一般资料比较 三组年龄、性别、BMI比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性;但三组肺功能检查指标比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1。
　　2.2 三组骨量情况比较 三组骨量变化比较，差异有统计学意义（Z=26.822，P<0.001）。进一步两两分析发现，COPD急性加重组与COPD稳定组骨质疏松和骨量减少发生率均高于对照组，差异均有统计学意义（P=0.000）;COPD急性加重组与COPD稳定组骨质疏松与骨量减少发生率比较，差异均无统计学意义（P=0.812）。见表2。
　　2.3 三组血清PⅠNP、β-CTX水平比较 三组血清PⅠNP、β-CTX水平及PⅠNP/β-CTX比值比较，差异均有统计学意义（P<0.001）。两组COPD患者β-CTX水平均显著高于对照组（P<0.05），PⅠNP水平PⅠNP/β-CTX比值均显著低于对照组（P<0.01）。COPD急性加重组β-CTX水平显著高于COPD稳定组（P<0.01），PⅠNP水平、PⅠNP/β-CTX比值均显著低于COPD稳定组（P<0.01）。与对照组相比，COPD急性加重组PⅠNP/β-CTX比值较COPD稳定组差异性更大。见表3。
　　3 讨论
　　 COPD是一种严重影响生活质量的慢性肺部疾病，表现为不完全可逆且进行性发展的气流受限，随着COPD病程的延长，患者常继发全身多种肺外并发症。其中，骨质疏松是医学界公认的COPD常见并发症之一[6]。国内外大量的研究证实，COPD患者较同龄正常人群更容易发生骨质疏松[7-8]。文献[9-10]报道，骨量减少存在于35%～72%的COPD患者，骨质疏松存在于36%～60%的COPD患者。本次研究发现，COPD患者并发骨质疏松的发生率为42.5%，并发骨量减少的发生率为42.5%，与以往文献报道相似，并且随着COPD病情加重，骨质疏松发生概率更高。目前，COPD继发骨质疏松的发病机制尚不明确。研究认为，可能与机体慢性缺氧、肺功能下降、慢性全身炎症或糖皮质激素的使用等因素有关[11]。正常成年人的骨代谢处于破骨细胞吸收和由成骨细胞形成新的骨质这两个动态过程中[12]，涉及多种细胞因子的参与[13]，如MMP-9、TNF-α。然而，对于COPD患者，由于各种因素的作用下，使得正常骨组织中骨形成与骨破坏失去平衡，从而导致骨质疏松。 　　 骨密度（bone mineral density，BMD）是临床上被广泛应用于诊断骨质疏松的金标准[14]，居旭等[15]研究指出骨密度与COPD患者气流受限程度相关，气流受限越严重，COPD患者骨密度值越低，骨量减少和骨质疏松发生率越高，但BMD的测量只能静态地反映局部骨量的情况，不能用于评估全身骨骼的变化。有研究发现，COPD患者BMD在3年内未出现明显降低，但椎体骨折的发生比例却明显增加[16]。因此，BMD测量不能作为骨质疏松早期诊断、病程监控和预后评估的敏感指标。骨转换指标为骨代谢最为敏感指标，其反应灵敏、无创伤、安全，可以在骨量明显丢失前就提示患者的骨转换水平，并能间接反映整体的骨丢失情况。PⅠNP是成骨细胞合成并释放前胶原纤维的细胞外分解产物，是检测成骨细胞活力以及反映骨形成的实验室指标，升高提示Ⅰ型胶原合成速率加快，骨形成活跃。近年来有研究显示，与血清骨钙素相比，PⅠNP是新骨形成更为特异和敏感的指标[17]。Ⅰ型胶原羧基末端肽（CTX）是Ⅰ型胶原的降解产物，血清β-CTX反映破骨细胞活性，是作为重要的骨转移或骨吸收的指标，具有特异性高的特点，β-CTX增高反映骨吸收程度的增加，骨质流失的增加。联合检测PⅠNP、β-CTX可以评估机体骨转换状况[18]。
　　 COPD病情程度不同，机体骨代谢和骨转换情况存在一定的差异，MacNee[19]研究认为，COPD急性加重期患者血清PⅠNP、β-CTX水平低于COPD缓解期患者，提示COPD急性加重期患者骨形成和骨吸收能力更差，和COPD缓解期患者比较，其罹患骨质疏松症的风险升高。而杨明常等[20]研究结果发现，COPD患者血清ALP、OC、PⅠNP和β-CTX水平均有升高的现象，并随COPD病情的加重而升高，提示COPD患者破骨细胞和成骨细胞活性均增加，但COPD患者PⅠNP/β-CTX的比值显著低于正常对照组，提示COPD患者骨吸收大于骨形成，原因可能与COPD患者破骨细胞骨吸收功能亢进有关，迫使成骨细胞由静止状态转变为活跃状态，引起代偿性升高，而非正常的骨代谢和骨转换活跃所致。本研究结果显示，COPD急性加重期患者血清PINP水平均明显低于COPD稳定期患者和对照组（P<0.05），提示PⅠNP的表达随着COPD的病情加重呈现下调趋势，而β-CTX的水平均明显高于COPD稳定期患者和对照组（P<0.05），COPD患者PⅠNP/β-CTX的比值显著低于对照组（P<0.05），表明COPD患者破骨细胞活性增强，而成骨细胞活性相对减弱，新骨形成速度减慢，出现不可逆转的骨丢失，从而造成骨质疏松。
　　 COPD患者，尤其是急性加重期的患者，骨吸收功能异常活跃，骨形成功能下降，最终导致骨量丢失明显增加，从而存在较高的骨质疏松风险。本文通过监测COPD患者血清PINP、β-CTX水平与骨密度降低的关系，初步探讨了COPD并发骨质疏松的发生机制。其结果可帮助临床医师及时发现骨质疏松，预测骨折的风险，及早进行干预治疗;通过检测血清PⅠNP、β-CTX水平及其变化，为骨质疏松治疗药物的选择、评估治疗效果及降低骨折发生率提供参考。
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　　（收稿日期：2019-09-26） （本文编辑：程旭然）
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