维生素K2对绝经后骨质疏松症的防治作用及血清组织蛋白酶K影响

庄焕雄 陈东峰 徐孟凡 苏其朱 董天珍

1．海南省东方市人民医院外二科，海南 东方 572600 2.海南省东方市人民医院化验室，海南 东方 572600 3.广州医科大学第一附属医院骨科，广东 广州 510120

绝经后骨质疏松症(postmenapausal osteoporosis, PMO)是以雌激素水平下降致骨代谢高转换, 从而使破骨细胞及骨小梁丢失增多，其最大危害是会引起脆性骨折。目前，全世界约有2亿人患骨质疏松症，其发病率已跃居世界各种常见病的第7位[1]。当前研究发现，成年人每年大约有25% 的骨小梁和3% 的皮质骨进行着破骨细胞的骨吸收及成骨细胞的骨形成这一动态平衡过程[2]，当骨重建失衡，骨吸收大于骨形成，则引起骨质疏松症[3]。因此，对骨质疏松的治疗目标是降低首次骨折或再次骨折的发生风险。目前抗骨质疏松药物按机制可以分为抑制骨吸收和增加骨形成两类药物，如甲状旁腺激素[4]、双膦酸盐类[5]。近年来，研究的结果表明维生素K2在骨代谢的多个环节中有重要作用。维生素K2能改善骨组织代谢的失衡状态，有促进骨形成和抑制骨吸收的双向调节作用[6]。组织蛋白酶K是一种半胱氨酸蛋白酶，主要表达于破骨细胞，广泛存在于骨吸收表面、胞转囊泡和细胞溶酶体内[7]。组织蛋白酶 K是骨吸收的一种关键蛋白酶，它在破骨细胞中高度表达，导致破骨细胞代谢增强、骨吸收加快，最终造成骨质疏松症[8]。鉴于此，我们假设维生素K2有助于保持绝经后骨质疏松症女性患者的骨密度及骨代谢，通过影响组织蛋白酶K来实现的，故本研究通过实验来验证维生素K2通过影响组织蛋白酶K来改善骨质疏松患者骨密度及骨代谢。

1 材料和方法

1.1 临床资料

选取 2014年5月至2016年1月在我院病房及门诊就诊的OP患者，共有186例绝经后骨质疏松症患者参与研究，其中66例患者因排除标准而被剔除，实际入组120例，患者随机分为维生素K2组、雷奈酸锶组和空白对照组。入组患者年龄53～80岁，平均 67.0±10.3 岁，平均绝经年龄为46.0±4.23 岁，平均身高155.5±8.2 cm，平均体重 58.7±11.1kg。120例患者均完成药物治疗6月后的随访。3组患者的年龄、绝经时间、病情等资料经比较其差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 入选标准和排除标准

入组标准：按中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会2011年制定的《原发性骨质疏松症诊治指南》推荐的OP诊断标准：双能X线骨密度降低程度≥2.5个标准差。排除标准：①各种骨软化症、钙与维生素 D 缺乏症及肾小管酸中毒；②原发性、继发性甲状腺机能亢进：③恶性肿瘤的骨转移；④多发性骨髓瘤；⑤脊髓血管瘤；⑥化脓性脊髓炎；⑦有明显限制运动性疾病者，慢性内科疾病以及内分泌疾病引起继发性骨质疏松者；⑧服用雌激素、肝素、皮质类固醇激素、双膦酸盐等与骨质疏松有关的药物[9]。

1.3 治疗方法

所有患者每日均予调节生活方式及每日口服碳酸钙D3咀嚼片1片作为基础措施。维生素K2组给予固力康(富士胶囊株式会社芝川工厂)治疗：每日3次，每次口服固力康片15 mg；。雷奈酸锶组口服雷奈酸锶(法国施维雅公司)，2 g，每日1次。3组均治疗后随访6个月。本研究经我院经伦理委员会批准，且均获患者知情同意。

1.4 观察指标

1.4.1生化检测：所有入组对象分别在治疗前及治疗后6个月采集早晨空腹静脉血3～5 mL，室温下分离提取血清。采用罗氏Cobase601全自动电化学发光分析仪(瑞士罗氏公司)及配套试剂(电化学发光法)检测血清骨钙素(bone gla protein, BGP)、β-胶原降解产物(beta-collagen degradation product，β-crosslaps)、Ⅰ型前胶原氨基端前肽(typeⅠprocollagen N-terminal propeptide，PINP)水平。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清组织蛋白酶K(cathepsin K, cathe K)、抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase, TRAP)水平，试剂购自美国R&D公司。

1.4.2骨密度检测：所有入组对象分别在治疗前及治疗后6个月采用双能X线吸收测定法(dual energy x-ray absorptiometry，DXA)，双能X线骨密度仪(GE-Lunar，美国GE公司)，对腰椎L2- 4、股骨颈、大转子、全髋进行骨密度检测记录。

1.5 统计学处理

2 结果

2.1 3组在治疗前后骨转换指标BGP、β-crosslaps、PINP、TRAP及cathe K比较

药物治疗6个月3 组血清BGP、β-crosslaps、PINP、TRAP及cathe K与治疗前相比均有不同程度的改变。相对于空白对照组，维生素K2组及雷奈酸锶组的骨代谢及cathe K改变更明显，且差异有统计学意义 (P<0.05)。雷奈酸锶组较维生素K2组的骨代谢改变更加明显，而cathe K的改变较维生素K2组改变更加明显，经统计学分析，具有统计学意义(P<0.05)。这些结果表明维生素K2、雷奈酸锶对骨质疏松的治疗有促进作用，且通过改变骨代谢，但是维生素K2效果差于雷奈酸锶，而雷奈酸锶治疗骨质疏松的作用通过cathe K介导的抑制破骨更加明显(见表1)。

表1 治疗前及治疗后6个月3组血清BGP、β-crosslaps、PINP、TRAP及Cathe K水平比较Table 1 Comparison of serum BGP, β-crosslaps, PINP, TRAP, and Cathe K levels before and 6 months after the treatment

注：本组治疗前后比较，*P<0.05；与对照组同期比较，#P<0.05

2.2 骨密度的改变

治疗前各组相比，腰椎(L2-4)、股骨颈、大转子及全髋的骨密度经统计学分析，不具有统计学意义(P>0.05)。药物治疗6个月后腰椎(L2-4)、股骨颈、大转子及全髋的骨密度与治疗前相比均有上升。相对于空白对照组，维生素K2组及雷奈酸锶组都有明显增加，且差异有统计学意义 (P<0.05)。雷奈酸锶组较维生素K2组的骨密度增加更为明显，经统计学分析，具有统计学意义(P<0.05)。这些结果表维生素K2对骨质疏松的治疗有促进作用，但是其效果差于雷奈酸锶(见表2)。

表2 治疗前及治疗后6个月骨密度比较Table 2 Comparison of bone mineral density before and 6 months after the treatment

注：本组治疗前后比较，*P<0.05；与对照组同期比较，#P<0.05

3 讨论

本研究选取120例绝经后骨质疏松妇女作为研究对象，通过服用维生素K2及雷奈酸锶来干预其骨质疏松进展，通过6个月的治疗，观察3组患者腰椎(L2-4)、股骨颈、大转子及全髋的骨密度、骨代谢指标BGP、β-crosslaps、PINP、TRAP及cathe K的改变。结果表明雷奈酸锶及维生素K2对骨质疏松的治疗效果显著，可以明显增加腰椎(L2-4)、股骨颈、大转子及全髋的骨密度，降低患者体内骨吸收活性(β-CrossLaps、TRAP及cathe K降低)，促进成骨活性(BGP及PINP升高)。这些结果表明绝经后骨质疏松使用雷奈酸锶及维生素K2治疗有效，是一种合适的改善患者骨质疏松状态的方法。

雷奈酸锶具有降低骨吸收和增加骨形成双重作用机制的抗骨质疏松药，它可治疗绝经后骨质疏松症，使椎体和髋部骨折的危险性降低，使骨密度和强度得到增强，使其他药物单向作用的弊端得到克服[10]。许多动物实验表明，雷奈酸锶可加快新骨的形成，同时减慢旧骨的重吸收。雷奈酸锶不仅可以抑制去势大鼠骨质的下降，还可以使正常动物的骨质得到增加，从而使骨质的强度增加[11]。同时它还可以在抑制破骨和刺激成骨的前提下增加骨质，加快健康小鼠骨形成，提高脊椎骨的骨质含量[12]。本研究中结果清楚地向我们展示了雷奈酸锶对绝经期骨质疏松的治疗作用，腰椎(L2-4)、股骨颈、大转子及全髋的骨密度的显著提高是最直接的表现，同时BGP及PINP升高，β-CrossLaps、TRAP及cathe K降低进一步表明雷奈酸锶对成骨的促进以及破骨的抑制作用。

维生素K2能改善骨组织代谢的失衡状态，有促进骨形成和抑制骨吸收的双向调节作用。维生素K2促进骨形成主要是通过以下两个途径[13]：一是将骨钙素中的谷氨酸残基羧化成羧化骨钙素(OC)，并且能够促进钙盐沉积，提高骨矿化的速率。二是参与类固醇及异质物受体(SXR)介导的转录调节，上调成骨和细胞外基质相关基因表达，增加骨胶原的聚集。维生素K2可以通过抑制环氧化酶2(COX-2)表达和前列腺素2(PEG2)合成，抑制白细胞介素-1(IL-1)和核因子B(NF-B)的活化，诱导破骨细胞凋亡等途径来抑制破骨活性[14]。国内外多项临床研究表明维生素K2可增加骨密度，降低骨折发生的机率。Knapen等[15]研究表明维生素K2可使绝经后妇女髋骨强度和抗骨折能力显著提高，椎骨骨折发生率降低53%。我们的研究结果很清晰表明维生素K2可以明显地升高腰椎(L2-4)、股骨颈、大转子及全髋的骨密度，同时也可以通过提高成骨活性，降低破骨活性来影响骨代谢平衡来防治骨质疏松。

我们的研究结果显示，维生素K2可以增加骨密度、促进成骨、抑制破骨，相对雷奈酸锶，其作用更加缓和且可以长期服用。可以抑制β-CrossLaps、TRAP的表达，促进BGP及PINP表达，同时可以通过抑制cathe K的合成来抑制破骨细胞活性。当然，本次研究也有其局限性，首先，本次研究的对象较少，且随访时间较少，不能很好的证实6个月后甚至1年两者比较使用的效果；其次，药物的剂量是否合适也是影响因素，后期有待需要进一步研究。总的来说绝经后骨质疏松使用维生素K2治疗安全有效，是一种合适的防治老年骨质疏松的方法。