老年人血清骨硬化蛋白与冠心病及骨质疏松的相关性研究

　　我国冠心病发生率呈逐年升高的趋势，已成为威胁老年人健康的重大问题。现有研究表明骨质疏松患者罹患冠心病的风险增高[1-2]，提示骨代谢与动脉粥样硬化并非相互独立的过程。骨组织与血管间由炎症反应、氧化应激反应及细胞、激素构成的信号通路等紧密联系，而这种联系被称为“骨-血管轴”[3]。血管是人体第二大钙化结构，动脉钙化过程中骨硬化蛋白(SOST)、骨保护素(OPG)等骨相关蛋白在血管壁的表达[4]，提示血管平滑肌细胞表型可能向成骨细胞或成软骨细胞转化，并发生与骨组织相似的矿化、成骨，其中骨硬化蛋白在“骨-血管”轴中的作用逐渐成为研究热点。目前国内外罕有研究报道骨硬化蛋白与冠心病的关系，本研究以老年患者(尤其是合并骨质疏松的患者)为研究对象，探讨血清骨硬化蛋白水平与冠心病的相关性，以期为骨质疏松及冠心病的共同防治提供新思路。

　　一、资料和方法

　　1、研究对象

　　入选重庆医科大学附属第二医院老年心血管病科2014年10月至2015年10月因胸痛待查入院行冠状动脉造影的老年患者313例，年龄在60～91岁，平均年龄(75.1±9.1)岁。其中男性患者132例，平均年龄(74.8±9.1)岁；女性患者181例，平均年龄(75.5±9.2)岁。根据冠状动脉造影结果(左冠状动脉主干、前降支、回旋支、右冠状动脉及其主要分支至少1支狭窄程度≥50％诊断冠心病)将研究对象分为冠心病组(CHD组，n=163)及非冠心病组(非CHD组，n=150) 。排除标准：(1)严重感染、创伤及肝功能不全、严重慢性肾脏病(CKD3-5期)、甲状腺功能异常、恶性肿瘤等引起继发性骨质疏松的病因；(2)近期(6月内)服用钙剂、维生素D等抗骨质疏松药物，甲状腺激素、噻唑烷二酮、噻嗪类、皮质醇等影响骨代谢的药物。本研究获得重庆医科大学附属第二医院伦理委员会批准，所有入选患者均签订知情同意书。

　　2、一般资料

　　采用问卷法收集性别、年龄、吸烟史、饮酒史、疾病史、服药情况等一般资料，记录患者入院时体质指数(BMI)，行24小时动态血压检测记取入院当天全日平均收缩压及舒张压。

　　3、血液生化指标

　　所有患者行冠状动脉造影术前采集空腹静脉血，以3500r/min转速离心15min后取上层血清放入-80℃冰箱内待测，采用美国R&D SYSTEMS公司试剂盒(编号DY1406)，通过酶联免疫吸附法(ELISA)检测样本中骨硬化蛋白(SOST)的浓度。另测定血液生化指标包括：血清肌酐(Scr)、糖化血红蛋白(HbA1c)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)等冠心病危险因子；以及血钙(Ca2+)、血磷(P)、甲状旁腺激素(PTH)、25-羟基维生素D3(25(OH) VitD)、骨型碱性磷酸酶(BALP)、I型胶原氨基端延长肽(PINP)、 I型胶原羧基端肽β特殊序列(β-CTX)、骨钙素N端片段(N-MID)等骨转换标志物。

　　4、骨密度测定

　　采用美国Lunar双能X线骨密度仪测量患者左侧股骨近端(FN, femoral neck)骨密度(BMD)(取股骨颈、粗隆、Ward’s三角区BMD平均值)、T值以及腰椎(LS) BMD(取L1-4椎体BMD平均值)、T值。根据WHO推荐的骨质疏松诊断标准，将T值≤-2.5或-2.5＜T值＜-1且有一处或多处脆性骨折定义为骨质疏松(OP)患者，将T值＞-2.5且未发生脆性骨折定义为非骨质疏松(非OP)患者。

　　5、统计学方法

　　采用SPSS19.0系统软件对数据进行统计学分析，计量资料以均数±标准差来表示,组间比较采用两独立样本t检验，采用协方差分析(ANCOVA)校正其它指标对结果的影响，估算值用估算边际平均值±标准误差表示；计数资料组间率的比较用x2检验。通过逐步多元线性回归分析影响骨硬化蛋白的相关因素。采用多因素logistic回归分析冠心病的独立危险因素，其中P＜0.05为进入标准，P＜0.1为排除标准。P＜0.05为差异有统计学意义。

　　二、结果

　　1、冠心病组与非冠心病组骨硬化蛋白水平的比较

　　纳入本研究的313例老年患者中，冠心病组较非冠心病组的年龄(P＜0.01)、TC(P＜0.05)、舒张压(P＜0.05)均升高，骨硬化蛋白、HDL-C水平降低(P＜0.01)，男性比例、糖尿病患病率、高血压患病率、骨质疏松患病率、Scr、HbA1c及Ca2+、P、25(OH)D、PTH、PINP、β-CTX、N-MID等骨转换标志物组间差异无统计学意义(P＞0.05)。在校正年龄、骨密度、骨转换标志物等因素影响后，冠心病组骨硬化蛋白水平仍低于非冠心病组[(178.0±0.6)pg/mL vs (180.6±0.6)pg/mL，P＜0.05]。

　　2、骨质疏松患者与非骨质疏松患者骨硬化蛋白水平的比较

　　将研究对象分为骨质疏松患者与非骨质疏松患者后，骨质疏松患者较非骨质疏松患者BMI(P＜0.01)、HDL-C(P＜0.05)、BALP(P＜0.01)、PINP(P＜0.01)、N-MID(P＜0.01)水平及冠心病患病率(P＜0.05)升高，CT(P＜0.05)、骨硬化蛋白(P＜0.05)、腰椎骨密度(P＜0.01)、股骨颈骨密度(P＜0.01)降低。骨质疏松患者中冠心病组(OP+CHD)骨硬化蛋白水平显著低于非冠心病组(OP+非CHD[(177.4+7.1)pg/mLvs(180.1+3.4)pg/mL，P=0.018]。非骨质疏松患者中冠心病组(非OP+CHD)骨硬化蛋白水平与非冠心病组(非OP+非CHD)无明显差异(P＞0.05)。

　　3、骨硬化蛋白与冠心病关系

　　以有无CHD作为因变量，将骨硬化蛋白、年龄、性别、舒张压、hs-CRP、Scr、HbA1c、BMI、TC、TG、HDL-C、LDL-C、股骨颈骨密度、腰椎骨密度等作为自变量纳入多因素logistic回归，针对全体研究对象的多因素logistic回归提示骨硬化蛋白(OR=0.859, 95%CI 0.767～0.945, P＜0.05)、HDL-C(OR=0.200， 95%CI 0.034～0.482, P＜0.05)均与CHD发生密切相关；对骨质疏松人群作logistic回归提示，骨硬化蛋白(OR=0.767, 95%CI 0.603～0.898, P＜0.01)、HbA1c(OR=2.183, 95%CI 1.121～4.254, P＜0.05)与CHD显著相关，骨硬化蛋白水平升高可降低骨质疏松患者罹患CHD的风险；以非骨质疏松人群为研究对象的logistic回归中，舒张压(OR=0.867, 95%CI 0.823～0.983, P＜0.05)与CHD相关，而骨硬化蛋白与CHD无相关关系(P＞0.05)。

　　4、影响骨硬化蛋白的相关因素分析

　　以骨硬化蛋白为因变量，将年龄、性别、BMI、HbA1c、Scr、骨密度、骨转换标志物等作为自变量纳入多元线性回归模型。其中血清骨硬化蛋白水平与年龄(β=-0.162, P＜0.05)呈负相关，与腰椎骨密度(β=0.224, P＜0.01)、PINP(β=0.161, P＜0.05)呈正相关。

　　三、讨论

　　动脉钙化作为动脉粥样硬化的特征性病变，对动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)风险有预测作用[5]。现“钙化矛盾”(即同时合并骨量丢失及动脉钙化)现象已得到研究者的广泛关注，经典Wnt信号通路被认为是其中重要的调控机制。骨硬化蛋白主要通过与共受体低密度脂蛋白相关蛋白复合受体4/5/6(LRP4/5/6)结合以抑制经典Wnt通路，从而调节骨形成。研究发现LRP5/6基因的错义突变与骨质疏松及早期冠心病发生均相关[6]， Kuipers等[7]揭示循环骨硬化蛋白水平与冠状动脉钙化呈正相关，然而Morales等[8]报道了两者间负相关的关系。以上研究提示骨硬化蛋白参与骨量丢失-动脉粥样硬化这一动态过程，但其作用机制尚不明确，循环骨硬化蛋白究竟是动脉粥样硬化的危险因素或保护因素仍存争议。

　　本研究结果显示在校正年龄、骨转换标志物、骨密度等影响因素后，老年CHD组血清骨硬化蛋白水平显著低于非CHD组，这提示老年人群血清骨硬化蛋白水平降低可能是促进冠心病的内在致病因素。与本研究结果一致，多项队列研究表明循环骨硬化蛋白水平降低可升高慢性肾病患者心血管事件风险及心血管死亡率[9-10]。离体研究发现动脉钙化过程中，骨硬化蛋白在血管平滑肌细胞表达上调[4]，提示血清骨硬化蛋白水平下降可能影响血管壁骨硬化蛋白的表达，其机制与血管壁的经典WNT通路反馈性激活，促使血管壁的祖细胞(如血管平滑肌细胞、周细胞等)表型发生类骨转化有关[11]。而血管壁的异位矿化可进一步促进动脉粥样斑块的进展、破裂及栓塞。

　　本研究进一步分析发现，CHD与非CHD组间骨硬化蛋白水平的差异仅在骨质疏松患者中显著，骨质疏松患者血清骨硬化蛋白水平与冠心病发生密切相关，骨硬化蛋白可作为降低骨质疏松患者冠心病风险的保护因素。以透析患者或糖尿病患者为对象的临床研究发现血清骨硬化蛋白水平与动脉钙化积分呈负相关，同时与骨密度正相关[12-13]。这些结果表明骨硬化蛋白有潜能成为治疗动脉粥样硬化的靶点。现抗骨硬化蛋白抗体作为骨质疏松的治疗药物，已进入临床试验阶段，并被证明具有促骨形成、增加骨密度的作用[14]，但抗骨硬化蛋白抗体能否通过改善骨代谢，实现对骨质疏松合并冠心病的共病治疗，还需广泛、多中心的临床研究以明确。

　　循环骨硬化蛋白主要来源于骨组织，为成熟骨细胞分泌的特异性糖蛋白[15] 。本研究发现血清骨硬化蛋白与腰椎骨密度正相关，提示血清骨硬化蛋白与骨量水平的变化趋势相同[16]。PINP是反映骨形成最灵敏的指标，本研究中血清骨硬化蛋白与PINP呈正相关，这可能与老年人群低转换型骨代谢特点有关。骨形成率降低一方面加速骨量丢失、减少成熟骨细胞数目，使血清骨硬化蛋白水平随之下降；另一方面增加局部骨组织的机械张力，进一步下调血液中骨硬化蛋白表达。异常骨代谢与动脉钙化密切联系，故骨硬化蛋白可能在“骨-血管轴”中发挥信使作用：骨量丢失使成熟骨细胞分泌并释放至循环的骨硬化蛋白水平下降，削弱对骨组织经典WNT通路的成骨抑制作用，同时激活血管壁异常成骨过程，促进动脉粥样硬化的发展。

　　骨质疏松与冠心病均为增龄相关的退行性疾病，本研究发现血清骨硬化蛋白水平与年龄显著负相关。增龄使有潜能分化为成骨细胞的骨髓基质细胞(hMSCs)发生一系列内在变化，如抑制增殖与分化、增加衰老相关β-半乳糖苷酶表达阳性的细胞、hMSCs凋亡等，从而抑制骨形成并诱导增龄相关的骨量丢失[17]，影响成熟骨细胞数目。Canepa等[18] 研究发现增龄相关的骨量丢失与动脉钙化呈负相关，提示增龄可能是“骨量丢失-动脉粥样硬化”这一动态过程的启动因子。

　　本研究具有一定局限性，病例对照研究不能区分骨硬化蛋白与冠心病病理机制之间的因果关系，亟待更深入的基础研究及前瞻性研究以进行探索。但此局限性不影响本研究结果，血清骨硬化蛋白水平下降与老年患者(尤其是合并骨质疏松的患者)冠心病风险密切相关，同时血清骨硬化蛋白水平与腰椎骨密度、PINP呈正相关，与年龄呈负相关，提示骨硬化蛋白在“骨-血管”轴中的信使作用，有潜能成为骨质疏松合并冠心病的治疗靶点。