黄永平 王亮

1.合肥职业技术学院，安徽 合肥 238000 2.西南医科大学附属医院急诊科，四川 泸州 646000

生物化学骨转换标志物(bone turnover markers，BTMs)是特定的骨衍生分子，归类为骨形成或再吸收标志物：这些标志物存在于血清或尿液中，是评估骨转换可靠、非侵入性的相对简便的方法[1-2]。在过去二十年中，BTMs的测定已被用于代谢性骨疾病(包括骨质疏松症)的诊断、监测和管理[3]。一些BTMs已被用于预测未来骨密度的变化和骨折风险；识别代谢性骨病患者；评估抗吸收和合成代谢疗法的效率，以及监测患者对这类疗法的反应或依从性[4-5]。此外，由于骨矿物质密度(BMD)的变化非常小且需要一年以上的时间去监测其变化，所以监测BMD值难以适用于反应骨转换的急剧变化，而BTMs观察到的变化(3个月内)是快速的，其足以敏感监测到骨转换的急性变化。这些潜在的临床应用可能会增加BTMs预测的准确性，并有助于预防代谢性骨病(包括骨质疏松症或骨质疏松性骨折患者)的发生发展[6]。

在临床使用之前建立BTMs的参考区间非常重要。因此，大量学者做了很多努力来建立BTMs在不同人群中的参考区间值。然而，西南地区成年女性血清抗酒石酸酸性磷酸酶-5b(tartarate-resistant acid phosphatase isoform-5b，TRACP-5b)、组织蛋白酶K(cathepsin K，CTSK)随年龄、绝经变化及与骨密度的关系尚无相关数据支持。因此，本研究的主要目标是：①调查西南地区不同年龄组健康女性TRACP-5b和CTSK值的总体趋势和分布情况，②确定绝经状态对TRACP-5b、CTSK的影响；为建立BTMs的特异性参考区间值提供数据支持。

1 材料和方法

1.1 研究设计

在50个月的研究期间(2012年10月至2017年5月)，共有5241名西南地区妇女在分散在合肥市周围的40个医疗卫生保健中心进行健康调查时随机招募。通过多阶段采样技术获得样本。在第1阶段，从40个医疗卫生保健中心随机选择了两个中心。第2阶段：从指定的中心收集简单的随机样本，并查看登记人群的家庭档案。在第3阶段，根据预先确定的纳入标准，联系选定档案中所有20～79岁年龄段的女性，以便尽可能多纳入该研究。根据每个中心内注册的女性人数按比例确定每个中心随机选择的人数。记录参与本研究妇女的年龄、体重、身高、BMI和腰臀比(WHR)。所有妇女都经过医学检查，并收集有关生活方式、吸烟习惯、运动情况、咖啡和茶的消费以及服用维生素和药物情况。患有癌症或慢性疾病的妇女，包括骨关节炎或确定的骨质疏松症或明显的内分泌疾病，或任何可能影响骨代谢的药物治疗形式(如使用雌激素受体调节剂、植物雌激素、糖皮质激素、降钙素、抗惊厥药、甲状腺素和/或雌激素治疗)被排除在最终分析之外。近期报道发生病理性骨折(2年内)或最近接受外科手术(3个月)，以及怀孕或哺乳或口服避孕药等女性也被排除在外。最终，居住在西南地区的2125名健康女性(年龄在20～79岁之间)参加了本研究：绝经前为1557名，绝经后女性为568名。这些女性的年龄、人体测量数据以及BMD值列于表1中。年龄在35～45岁的绝经前健康女性被用于确定TRACP-5b和CTSK的参考值。本研究得到了本院伦理委员会的批准，并且取得参与者的知情同意。

1.2 骨矿物质密度测量

通过双能X射线吸收测定法(DXA)测定前后腰椎(L1-L4)和近右和左侧股骨的平均BMD(g/cm2)。BMD值根据WHO标准分类：T值处于-1～-2.5区间被认为骨量减少，而T值<-2.5被认为是骨质疏松症，T值>-1被认为骨量正常。

1.3 标本采集

在标准化条件下，早晨采集静脉血样。所有样本都在过夜禁食后第2天上午9:00时至11:00时收集。血样在4 ℃环境下2500g离心10 min获取血清，并储存到-80 ℃冰箱内直至完成测定。根据制造商的说明书，采用ELISA法测定血清中TRACP-5b和CTSK含量。

1.4 统计学处理

结果以95%置信区间(95%CI)表示为均值或几何均值，分类变量表示为频率。使用SPSS 13.0软件。分析前对非正态分布的数据采取对数转换。计算TRACP-5b和CTSK的95%参考区间。使用局部加权散点图(LOWESS)曲线分析来进行年龄分组(分别为：20～24、25～29、30～34、35～39、40～44、45～49、50～54、55～59、60～64、65～69、70～74和75～79)，并确定不同年龄组TRACP-5b和CTSK值的总体趋势和分布。此外，应用ANOVA检验(独立样本t检验)来检查不同年龄组与35～45岁女性的TRACP-5b和CTSK值是否不同。

2 结果

2.1 西南地区妇女的人体测量学和其他特征

表1显示了纳入研究的西南地区绝经前(n=1557)和绝经后(n=568)女性测量的基本人体特征。与绝经前妇女相比，绝经后妇女表现出较高的BMI(P<0.001)和WHR(P<0.001)。根据年龄组和WHO标准，所有妇女均显示正常的BMD值，绝经前妇女的腰椎(L1-L4)和股骨颈的BMD值均显著高于绝经后妇女(P<0.05)，而血清FSH，LH水平均显著低于绝经后妇女，E2水平高于绝经后妇女(P<0.05)。

表1 西南地区绝经前、绝经后妇女的人体测量特征和骨密度值Table 1 Anthropometric characteristics and BMD values of the studied healthy pre- and post-menopausal women in Southwest China

2.2 年龄对TRACP-5b和CTSK的影响

表2显示了所研究的西南地区妇女的血清TRACP-5b、CTSK几何平均值和95%置信区间。将所有TRACP-5b、CTSK的年龄相关变化与参考区间组进行比较。随着年龄的增加，TRACP-5b、CTSK均逐渐增加，并且在60岁以后TRACP-5b和CTSK水平均保持稳定。

表2 西南地区不同年龄组妇女的血清TRACP-5b、CTSK水平Table 2 Geometric mean and 95% confidence interval (95% CI) of age-specific values of TRACP-5b and CTSK of health women in Southwest China

注：参考值为35～45岁年龄组的几何平均值(95%CI)；与参考值相比，*P<0.05。

2.3 绝经状态对TRACP-5b和CTSK的影响

表3显示了西南地区绝经前、后妇女的血清TRACP-5b、CTSK、PTH和矿物质水平。相比，绝经后妇女的血清TRACP-5b、CTSK、PTH均显著高于绝经前妇女(P<0.05)，而Mg水平显著低于绝经前妇女(P<0.05)。表4显示了与绝经年数相关的TRACP-5b、CTSK水平与绝经前值相比结果。与绝经前相比，不同绝经年限妇女的TRACP-5b、CTSK水平均显著增加(P<0.05)。

表3 西南地区绝经前、后妇女的血清TRACP-5b、CTSK、完整PTH和矿物质水平Table 3 Geometric mean of TRACP-5b, CTSK, intact-PTH, and minerals in healthy women in Southwest China according to menopausal status

表4 西南地区妇女不同绝经年限的TRACP-5b、CTSK变化Table 4 The change of TRACP-5b and CTSK in relation to years since menopause in women in Southwest China

2.4 多因素分析中影响TRACP-5b和CTSK的因素

逐步多元线性回归分析发现，年龄、BMI、FSH、LH和PTH是TRACP-5b的影响因素，CTSK的影响因素包括年龄、BMI、FSH、LH和PTH(表5)。

表5 逐步多元线性回归分析TRACP-5b和CTSK的影响因素Table 5 Analysis of the influential factors of TRACP-5b and CTSK with stepwise multiple linear regression

3 讨论

为了正确评估不同年龄和健康状况的受试者骨转换情况，建立健康成年人群代表性样本的BTMs参考区间很重要。为此目的，本研究首次提供了西南地区健康女性(年龄组：35～45岁)TRACP-5b和CTSK的参考值。已知骨吸收相关的BTMs表现出明显的昼夜节律，易受食物摄取的影响[7-8]。本研究通过标准化采样时间和采样前一夜禁食将这些影响差异降至最低。此外，使用口服避孕药、维生素D缺乏症、怀孕、哺乳期和近期骨折均会影响BTMs的变化，上述患者均在本研究中被排除，保证了所建立的TRACP-5b和CTSK参考值具有一定的精确性。考虑到30岁以下女性由于骨骼不成熟而表现出BTMs增加的可能性，同样超过45岁处于围绝经期妇女的BTMs亦有可能增加，因此本研究选择35～45岁年龄组的TRACP-5b和CTSK水平作为参考值[9]。

血清TRACP-5b主要产生于破骨细胞，具有较低的日变化性，其水平不受摄食的影响，并且在肾或肝功能衰竭时不会积聚在血流中[10]。TRACP-5b水平在骨疾病患者中升高，在抗代谢治疗期间降低。越来越多的证据表明血清TRACP-5b可以显示破骨细胞的数量而不是它们的活性[11]。CTSK是一种骨胶原降解产物，其水平反映了胶原蛋白的降解，间接代表了破骨细胞的骨吸收[12]。最近研究证明CTSK可以预测骨质疏松症的骨折风险，并不依赖于BMD和骨转换[13]。本研究中，随着年龄的增加，TRACP-5b、CTSK均逐渐增加，在60岁以后TRACP-5b和CTSK水平均保持稳定，并且不同绝经年限妇女的血清TRACP-5b、CTSK水平较绝经前妇女显著增加。Jain等[14]报道，在绝经后女性患者中，TRACP-5b(37%)和CTSK(79%)的值高于绝经前女性。同样，Tamaki等[15]报道日本绝经后妇女TRACP-5b和CTSK的水平较绝经前相应变化增加了41%和88%。因此，本研究的结果将成为西南地区鉴定具有高TRACP-5b和CTSK水平的绝经后妇女骨折风险的有用临床工具。然而，尚不能确定TRACP-5b和CTSK的变化是在绝经过渡的早期还是在月经停止之前发生。此外，大多数研究表明，即使在老年人中，TRACP-5b和CTSK的平均值仍然继续升高[16]。这是因为与雌激素失衡相关的骨转换增加，大多数女性在4～8年后的转换率下降，此时这些水平似乎略有下降，但仍高于绝经前水平：事实上，这些观察在本研究的绝经后妇女中表现明显。

在本研究中，BMI较高的女性表现出较低的TRACP-5b和CTSK值。这些观察结果与以前的研究一致：Machado等[17]报告在绝经后妇女中BMI与TRACP-5b之间呈显著负相关；Liu等[18]发现TRACP-5b在BMI >25 kg/m2绝经前妇女中的水平低于≤25 kg/m2；Oliveira等[19]发现在肥胖的绝经后妇女中，BMI与CTSK之间存在显著的负相关；Gossiel等[20]研究表明在绝经前妇女中，BMI较高的女性CTSK显著降低。BMI和TRACP-5b、CTSK之间的关系可能涉及几种机制来解释，包括脂肪细胞因子对成骨细胞和/或破骨细胞的影响，需要通过进一步的研究来探索这些机制。同时，PTH数值与TRACP-5b、CTSK之间呈负相关：表明PTH数值较高的女性，其循环TRACP-5b、CTSK明显较低。PTH是调节骨代谢的重要激素，伴甲状旁腺降低的人群中钙平衡受损，但PTH升高介导的骨丢失减轻。这与Gossiel等[20]的观察结果一致。此外，血清FSH和LH均与TRACP-5b、CTSK呈正相关，提示随着FSH和LH水平的升高骨转换增加，这种结果与以前的研究一致[21]。

总之，本研究的结果为绝经前健康的西南地区妇女提供了TRACP-5b、CTSK的参考值，这将有助于在较长时期内评估该地区妇女骨转换情况。