慢性阻塞性肺疾病并骨质疏松症患者血清RANKL、骨保护素水平的变化

徐丽敏 方昌全 麦辉 谭小颖 杜玉斌

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，慢阻肺)是临床常见病，以持续性呼吸道症状及不完全可逆气流受限为特征，与烟雾等有害气体或有害颗粒引起的炎症反应增强相关，疾病呈进行性发展性，可导致多种肺内或肺外并发症，严重影响患者病程及预后，其中骨质疏松症是常见并发症之一[1-2]。目前COPD骨量丢失机制尚未明确[3]，研究发现OPG/RANK/RANKL系统在骨代谢中起着重要作用[4]。本研究通过测定COPD患者骨密度、肺功能及血清RANKL及骨保护素水平。旨在探讨OPG/RANK/RANKL系统在COPD骨代谢中的作用。

资料与方法

一、研究对象

选择2020年1月～2021年4月惠州市第一人民医院就诊的稳定期COPD患者80例，均符合2020版慢性阻塞性肺疾病全球倡议(GOLD指南)制定的诊断标准[5]，其中男性57例，女性23例，年龄61～80岁，平均(70.5±9.2)岁。根据骨密度检测结果将稳定期COPD患者分为骨质疏松组36例和非骨质疏松组44例，骨质疏松诊断标准参照《原发性骨质疏松症诊疗指南(2017)》[6]。所有患者均未合并严重心肝肾功能不全及感染，排除长期使用糖皮质激素及合并原发性甲状旁腺功能亢进、糖尿病、肿瘤、风湿性疾病者。选择同期健康体检者40例作为对照组。男性28例，女性12例，年龄62～79岁，平均(68.8±10.2)岁。两组年龄、性别差异无统计学意义。本研究已被本院伦理委员会批准(编号：2020107)，所有患者均被告知研究目的、方法及注意事项，并已签署知情同意书。

二、肺功能检查及骨密度检测

所有研究对象均行骨密度及肺功能检查。采用双能X射线骨密度仪(美国NORLAND公司)分别检测股骨颈及腰椎(L1～L4)骨密度(BMD)，腰椎BMD为腰L1～L4均值，BMD单位为g/cm2。采用T值表示骨密度情况，根据世界卫生组织的诊断标准：T≤-2.5为骨质疏松，T>-2.5为非骨质疏松[6]。肺功能检查采用意大利科时迈肺功能测试仪进行，根据FEV1水平将COPD分为GOLD 1级(FEV1≥80%)、GOLD 2级(50%≤FEV1<80%)、GOLD 3级(30%≤FEV1<50%)、GOLD 4级(FEV1<30%)[5]。

三、标本收集及检测

留取所有研究对象入组当天外周静脉血4mL，3000r/min离心15min后留取血清于-80℃冰箱中保存备用。采用ELISA法检测血清OPG、RANKL水平。OPG、RANKL试剂盒由上海西唐生物科技有限公司提供，单位均为pg/mL。

四、统计学分析

采用SPSS 19.0统计软件处理，P<0.05为差异有统计学意义。计量资料组间均数的比较采用t检验，计数资料比较采用χ2检验。采用Person分析进行相关性检验。

结 果

一、BMD及肺功能测定结果

COPD骨质疏松组腰椎及股骨颈BMD明显低于非骨质疏松症组，COPD骨质疏松组患者腰椎及股骨颈BMD随肺功能的下降而逐渐减低(见表2、3)。COPD组FEV1(%)、FEV1/FVC(%)明显低于对照组，COPD骨质疏松组FEV1(%)、FEV1/FVC(%)水平明显低于非骨质疏松症组患者，上述差异均有统计学意义(见表1、2)。

二、血清骨代谢水平

COPD组血清RANKL水平、RANKL/OPG比值明显高于对照组，但OPG水平差异不显著。COPD骨质疏松组血清RANKL水平、RANKL/OPG比值明显高于非骨质疏松组，但OPG水平差异不显著。COPD骨质疏松组患者血清RANKL水平、RANKL/OPG比值随肺功能的下降而逐渐升高。上述差异均有统计学意义(见表1～3)。

三、COPD组BMD与骨代谢及肺功能指标相关性

腰椎及股骨颈BMD与血清RANKL水平、RANKL/OPG比值呈负相关，与FEV1(%)呈正相关，与OPG无相关性(见表4)。

表1 COPD组、对照组骨代谢及肺功能指标比较

表2 COPD骨质疏松、非骨质疏松组骨代谢及肺功能指标比较

表3 COPD骨质疏松组骨代谢指标水平比较

表4 COPD组患者骨代谢指标、肺功能与各部位骨密度相关性

讨 论

慢阻肺是常见的呼吸系统疾病之一，最新流调显示我国40岁以上人群慢阻肺患病率高达13.7%，其已上升为我国第5大死亡原因[1]。慢阻肺发病机制复杂，本质上是全身性炎症反应，以肺部尤其气道受累为主，也可以导致其它系统受累，骨质疏松是常见的并发症之一[7]。荟萃分析显示慢阻肺并骨质疏松，平均患病率为37.62%[2]，本研究的患病率为45.0%，高于平均水平，可能与纳入的慢阻肺患者年龄偏大且肺功能较差有关。Bitar A.N.等[2]的研究显示骨质疏松患病率的升高与高龄、肺功能下降有关。本研究亦发现骨密度与FEV1呈正相关，肺功能的恶化往往会伴随骨密度的下降。故为了达到骨质疏松的早诊断早治疗，对于COPD尤其高龄、肺功能差的患者应及早进行骨密度检测。

OPG/RANKL/RANK系统由骨保护素(0PG)、核因子κB受体活化因子配体(RANKL)、κB受体活化因子(RANK)组成，在骨重塑和矿物质代谢中起着关键作用。OPG主要由成骨细胞/基质细胞分泌，其通过抑制破骨细胞分化及诱导破骨细胞凋亡，从而抑制骨吸收。RANKL主要分布于成骨细胞、骨髓间质细胞等表面，可促进破骨细胞分化成熟，引起骨吸收增强[8-9]。实验研究发现影响骨代谢主要取决于RANKL/OPG二者的比值，比值高则破骨细胞分化成熟活跃，骨吸收增强，比值低则破骨细胞分化减少，则骨吸收减少[10]。目前OPG/RANK/RANKL系统在COPD并骨质疏松方面的研究较少，研究结果不甚一致。在本研究中，COPD并骨质疏松患者RANKL/OPG比值及血清RANKL水平升高显著，OPG水平稍有升高，但差异不显著，提示COPD骨代谢特征以骨吸收增强为主，故使用骨吸收抑制剂如唑来膦酸等可能会带来较好的治疗效果，李泌等[11]研究显示唑来膦酸可以有效提升COPD并骨质疏松患者骨密度及改善骨代谢状态。另外本研究也发现COPD并骨质疏松患者血清RANKL水平、RANKL/OPG比值随肺功能的下降而逐渐升高，提示肺功能越差，破骨细胞越活跃，骨吸收越明显，进而导致骨密度下降明显。这也从机制上解释了为什么肺功能差的患者容易继发骨质疏松。Zhang P.F.等[12]报道COPD并骨质疏松患者血OPG、RANKL水平及RANKL/OPG比值明显高于无合并骨质疏松组。但Ugay L.等[13]对45例极重度COPD患者研究发现，病例组血RANKL水平明显高于健康体检者，但OPG水平显著低于健康体检者。Kochetkova E. A.等[14]对48例终末期COPD的研究也发现RANKL水平明显升高，但OPG水平明显下降。综合上述研究，COPD骨质疏松患者RANKL水平及RANKL/OPG比值均表现升高，但OPG结果不一致。出现上述差异的原因可能与纳入的COPD患者基础肺功能不一致有关。

综上所述，本研究表明COPD骨代谢以骨吸收增强为主，OPG/RANK/RANKL系统作为调节骨细胞分化及成熟的关键因子在其中起着重要作用，该系统失衡可能是COPD骨量丢失的机制之一。