血清SM4D水平与绝经后骨质疏松症患者骨密度和骨代谢指标的相关性研究

吴林清 陈运崇 张国如 王婧婧 王继宏 温树正 潘富文*

1.三亚中心医院骨科，海南 三亚 572000 2.三亚中心医院脊柱与关节科，海南 三亚 572000 3.三亚中心医院检验科，海南 三亚 572000 4.内蒙古医科大学第二附属医院手足外科，内蒙古 呼和浩特 010000

骨质疏松症是临床最常见的骨骼疾病之一，特征是骨量降低和骨小梁微观结构的退变，导致骨脆性增加和骨折发生率明显升高[1]。与绝经相关的骨质疏松症通常被称为绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,POP)，因为受其影响的女性主要为绝经后女性[2]。骨骼通过骨骼重塑进行连续更新，在此期间旧的骨组织被吸收，新骨形成，随后形成骨骼[3]。当吸收和形成之间的平衡被破坏时，就会发生骨丢失；骨吸收与骨形成之间的平衡可以通过骨转换标志间接评估[4]。最近，Love等[5]发现轴突导向因子 4D同型二聚体(SM4D)与αVβ3整联蛋白异二聚体之间有很强的相似性，后者是骨吸收破骨细胞中表达最丰富的整联蛋白受体。Negishi-Koga等[6]的研究表明，与野生型动物相比，缺少SM4D小鼠的骨量、骨小梁厚度和骨强度更高；在切除卵巢的小鼠中，用抗SM4D抗体治疗可促进骨形成，而不会影响骨吸收。SM4D主要在神经系统、血小板和卵巢中表达，并可能在神经突增生、神经元迁移和刺激血管生成中发挥重要作用[7]；SM4D也参与小鼠卵巢的卵泡成熟[8]。目前关于绝经后妇女血清SM4D水平与骨质疏松症之间的相关性研究有限，因此，本研究的目的是探讨POP患者血清SM4D水平与腰椎和股骨颈骨密度(bone mineral density,BMD)与骨转换标志物之间的关系。

1 材料和方法

1.1 研究对象

本研究共纳入257例POP患者和90名健康的绝经后女性(对照组)。对于POP患者，纳入标准为：①绝经已经超过12个月；②POP患者的平均BMD至少比正常成年人低2.5个标准差。排除标准：患有继发性骨质疏松症、先天性骨畸形、脊髓灰质炎、严重的肝脏或肾脏疾病，患甲状腺功能亢进或甲状腺功能减退、胶原蛋白疾病、糖尿病，患骨癌、骨软化病以及其他相关的骨关节疾病；在一年内接受过影响骨骼代谢药物的治疗，包括钙剂、降钙素、维生素D、雌激素、双膦酸盐和雷洛昔芬；或先前接受过放射疗法的治疗。90名对照组女性在三亚中心医院进行了体格检查，均被排除患有骨质疏松症和其他可能影响骨代谢的相关疾病。该研究获得了三亚中心医院机构审查委员会的批准(202001012)。每位受试者均签署了知情同意书。

1.2 方法

1.2.1骨密度检测：BMD是评估骨量的金标准，可用于评估骨量丢失的严重程度。在本研究中，腰椎(L1～4)和左侧股骨颈(FN)的BMD通过双能X线骨密度仪(DEXA) (Norland XR-46 Excell plus，USA)测量。骨质疏松症定义为T值<-2.5；批内和批间变异系数(CV)分别为<1.4 %和<2.6 %。

1.2.2血清指标检测：血清SM4D、骨碱性磷酸酶(BAP)、骨钙素(BGP)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP-5b)的水平通过酶联免疫吸附测定(ELISA，R&D，USA)进行测定。批内CV分别为3.6 %～4.4 %，3.7 %～4.3 %，3.3 %～4.8 %和4.0 %～5.1 %，批间CV<6 %。使用自动Roche电化学发光系统测量I型血清交联的N-端肽(NTX)、25-羟基维生素D(25(OH)D)和骨钙素的N-mid片段水平(N-MID-OT)。批内CV分别为3.4 %～4.2 %，3.7 %～4.5 %，4.2 %～5.5 %和3.8 %～5.3 %，批间CV<6 %。

1.3 统计学分析

使用统计分析软件SPSS 19.0分析所有统计数据。数据使用均数±标准差(SD)表示。组间的差异通过独立样本t检验进行评估。使用Spearman相关系数进行相关分析。在校正其他因素后，进行了多元回归分析以确定每个独立变量的影响。P<0.05被认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 受试者一般资料

研究人群的一般临床特征如表1所示。POP患者的年龄、绝经年龄、体重、身高和体质量指数与健康对照组比较差异无统计学意义(P均>0.05)。POP组血清SM4D、TRACP-5b和NTX水平均显著高于对照组(P均<0.05)。POP组血清BGP和BAP水平明显低于对照组(P均<0.05)。POP患者血清25(OH)D和N-MID-OT水平与对照组比较差异无统计学意义(P均>0.05)。

表1 研究人群的特征和生化检测结果Table 1 Characteristic and biochemical data of study population

2.2 SM4D和其他指标相关性分析

血清SM4D水平与血清TRACP-5b和NTX水平呈正相关，与腰椎和股骨颈骨密度、BAP、骨钙素水平呈负相关。血清SM4D水平与年龄、体质量指数、25(OH)D、N-MID相比，未发现显著相关性。见表2。

表2 POP患者血清SM4D与年龄、BMI、BMD和骨转换指标的相关性Table 2 Correlations of serum SM4D with age,BMI,BMD,and bone turnover markers in POP patients

2.3 多元回归分析结果

多元回归分析如表3所示。因变量为血清SM4D水平，自变量为年龄、BMI、腰椎和股骨颈骨密度、血清BAP、BGP、TRACP-5b、NTX、25(OH)D和N-MID-OT水平。结果表明，腰椎及股骨颈骨密度、血清骨钙素水平是POP患者血清SM4D水平的独立预测因子。

表3 POP患者的多元回归结果Table 3 Results of multiple regression in POP patients

3 讨论

本研究结果表明，与对照组相比，POP组患者的血清SM4D水平显著升高、血清BAP和BGP水平显著降低、血清TRACP-5b和NTX水平显著升高。血清SM4D水平与血清TRACP-5b和NTX水平呈正相关，与BMD、血清BAP和BGP水平呈负相关，与年龄、BMI、血清25(OH) D和N-MID-OT水平之间无显著相关性。这些结果为调节绝经后妇女因骨质疏松引起的疼痛、骨折等问题及骨形成与骨吸收之间的平衡机制提供了新依据。本研究观察到的结果证实并扩展了先前研究报告的结果。

Dacquin等[9]已发表的体外数据显示，缺乏SM4D的原代破骨细胞出现铺展、粘附、迁移和吸收的损伤。在体内，由于破骨细胞的骨吸收不良，性成熟雌性小鼠中的SM4D缺失导致高骨量表型。在卵巢切除的SM4D-/-小鼠中，骨吸收表型被废除，提供了高骨量表型取决于卵巢功能的证据[10]。Negishi-Koga等[9]的研究结果表明，SM4D特异性抗体治疗可显著预防POP小鼠模型的骨丢失。综上所述，这些研究结果表明，SM4D可能在破骨细胞功能中有重要作用，因此SM4D可能逐渐成为发现和开发骨合成代谢药物的新治疗靶标。

目前关于血清SM4D水平与BMD之间关系的临床研究有限。本研究中血清检测结果证实了SM4D和BMD之间呈负相关。BAP介导成骨细胞增殖，而BGP参与骨矿化率的维持[10-11]。两者均与本研究中POP患者的血清SM4D水平呈负相关。TRACP-5b和NTX决定骨吸收[12]。因此，在本次临床研究中，两者均与POP患者的血清SM4D水平呈正相关。本研究结果显示的血清SM4D水平和骨密度及骨代谢指标之间的相关性可能与SM4D对破骨细胞的影响有关，由于SM4D生成增加表明破骨细胞的活性增加，导致骨代谢加速，因此出现骨代谢指标均升高，最终导致骨密度降低，骨量流失。

尽管这是一项关于POP患者血清SM4D水平与BMD相关性的临床研究，但该研究仍存在一定的局限性。首先，该结果应通过大规模研究进一步证实，因为只有一项已发表的研究表明SM4D在骨质疏松小鼠模型中可作为有效的骨形成抑制剂[6]；其次，血清SM4D水平与骨质疏松性骨组织中局部因素之间的关联尚待阐明；第三，需要进行机制研究，而不是使用抗SM4D抗体促进去卵巢小鼠的骨形成。需要进行与抗罗莫单抗单克隆抗体相似的临床研究，该研究可提高绝经后妇女的骨密度和骨形成，并减少骨吸收[13-14]。

总之，本研究结果表明SM4D可能与POP的发病机制有关，并且在骨骼形成和吸收中起着关键作用。SM4D可能是治疗POP的新型治疗靶标。血清SM4D水平可作为POP的预测指标，并用于监测抗骨质疏松症的治疗。