重度地中海貧血兒童骨質疏鬆症骨生化標誌物的評估

背景

β-地中海貧血(β-TM)是骨骼疾病的常見原因，與骨折風險增加相關，特別是在輸血不足的兒童中。本研究的目的是研究一些潛在的生化標誌物，作為β-TM兒童骨密度變化的早期預測指標。

方法

該研究包括38名β-TM兒童和40名性別-年齡匹配的對照組。所有患者均采用雙能x線骨密度儀(DEXA)評估骨密度。比較各組血清β -交叉膜(β - ctx)、骨保護素(OPG)、核因子κ B配體受體激活劑(RANKL)、尿脫氧吡啶啉(DPD)和鐵蛋白水平。

結果

地中海貧血患兒血清OPG水平明顯低於對照組。地中海貧血患者RANKL/OPG的平均比值明顯高於對照組。38例患者中股骨Z評分10例(女性3例，男性7例)(26.3%)，脊柱Z評分6例(男性4例，女性2例)(15.8%)。

結論

血清OPG濃度可作為篩選β -地中海貧血患者發展為骨質疏鬆症的生化指標。

眾所周知β-地中海貧血與許多共病相關，包括骨質疏鬆。雙能x線骨密度儀(DEXA)對重度地中海貧血兒童骨質疏鬆的篩查是發現骨質疏鬆和改善骨骼健康的必要手段。然而，DEXA是一種x射線照射的放射工具，並不是每個中心都有。因此，需要生化標誌物。

本研究表明血清骨保護素濃度可作為篩選β -地中海貧血患者發生骨質疏鬆的生化指標。

β-地中海貧血(β-TM)是地中海貧血患者骨骼發病率和骨折風險增加的常見原因[1］．其發病機製多因素，主要包括骨髓擴張、內分泌功能紊亂、鐵超載[2，3.］．這些因素導致骨質流失的機製尚未完全闡明[4］．以往使用雙能x線(DEXA)的報告顯示，高達70%的β-TM成年人骨量低[5］．地中海貧血患者的骨骼變化包括骨質疏鬆、生長衰竭、骨齡延遲和骨幹骺端異常[6］．地中海貧血性骨質疏鬆的病因包括下丘腦-垂體-性腺軸功能障礙、生長激素對甲狀旁腺的影響、糖尿病、甲狀腺功能減退、造血功能低下、鐵對成骨細胞的直接毒性等。鐵螯合療法也可能通過對軟骨組織的影響導致骨質減少和骨質疏鬆[7，8］．

骨保護素(Osteoprotegerin, OPG)和核因子κ B受體激活因子(receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand, RANK)/核因子κ B受體激活因子配體(receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand, RANKL)是調節骨吸收的主要相關細胞因子[9］．核因子κ B (RANK)/RANK配體(RANKL)/骨保護素(OPG)通路的受體激活劑最近被認為是破骨細胞增殖和激活的最終、主要中介因子[8，9，10，11］．

本研究的目的是尋找一些潛在的生化標誌物[脫氧吡啶啉(DPG)， β-CTX, OPG和RANKL])作為β-TM兒童骨密度變化的早期預測指標。

研究設計

這是一項2011- 2014年進行的病例對照研究。獲得了穆斯塔法·凱末爾大學當地倫理委員會的倫理批準，並獲得了2011/12號決定。我們獲得了所有參與者的書麵知情同意，如果參與者不滿16歲，則需要獲得其父母和/或法定監護人的書麵知情同意。這項研究是由該機構的科研項目部門支持的。

該研究納入了38名接受慢性輸血治療的β-TM患兒。對照組由40名因頭痛等小病或健康兒童日常管理入院的患者組成。

數據分析

對患者的數據文件進行複查，以確定每個患者在樣本采集日期前一年輸血前血紅蛋白和血清鐵蛋白的平均水平。血液和尿液樣本在土耳其安卡拉Duzen實驗室進行了研究，該實驗室得到土耳其認證機構(TURKAK)的認可。將BMD值與年齡、性別和種族相似的健康兒童的參考值進行比較，計算Z值，即從預期平均值得到的SDs數。Z得分低於−2.0被認為是“年齡的骨密度或骨礦物質含量低”。

骨轉換指標的評估

采集空腹輸血前靜脈血5毫升，分離後血清保存在−20℃。所有兒童被要求提供保存在−20°C的尿液樣本，直到實驗室評估。

Deoxypyridinoline (DPD)

采用高效液相色譜法測定DPD水平。DPD是破骨活性和骨吸收的標誌。尿液中脫氧吡啶啉的水平不隨飲食攝入而變化;然而，為了保持一致性，我們使用第二天早上的尿液(10點到12點)。

- i型膠原c端末端肽

在Cobas e601®分析儀(Roche, Germany)中使用Cobas®試劑盒(Roche, Germany)，通過電化學發光法測量β -交叉片。

核因子κ B配體受體激活劑(RANKL)和骨保護素(OPG)

使用Biovendor人骨保護素酶聯免疫吸附測定試劑盒(Biotec Synergy HT)測定血清骨保護素。根據製造商提供的數據，測定內變異係數為4.5%，測定間變異為7.8%。使用市售試劑盒(Biovendor ELISA Biotec Synergy HT)測定血清RANKL，采用Biovendor人sRANKL ELISA技術。根據製造商提供的數據，測定內變異係數為8.8%，測定間變異係數為11%。

統計分析

使用社會科學統計資料套15.0方案進行統計分析。采用Mann-Whitney U檢驗和配對樣本t檢驗評價患者與對照組之間的差異。同時，采用Wilcoxon符號秩檢驗評估各時間點研究參數與基線值的差異。采用Spearman (rs)相關係數評價各生化指標變化與骨密度的相關性。變量在統計學上具有顯著性p< 0.05。

研究組包括38例β-TM患者(女性13例，男性25例)和40例年齡和性別匹配的對照組(女性19例，男性21例)。β-TM組平均年齡為12.9±3(9-22)歲，對照組為12.5±3(6-18)歲。各組的平均年齡及性別分布無顯著差異(p> 0.05)。血清AST、ALT、BUN、肌酐、鈣、磷、甲狀旁腺激素和25-OH-D水平在正常範圍內，患者與對照組無差異。

表中是地中海貧血患者與健康對照者之間與骨吸收調節相關的主要細胞因子的比較1．地中海貧血患兒血清OPG濃度明顯低於對照組。與對照組相比，β -地中海貧血患兒的RANKL/OPG平均比率顯著增加(表1)．

本研究比較各組DPD、OPG、β - ctx、RANKL、DEXA、FSH、LH、雌二醇、維生素D3、TSH、T4、脫氫表雄酮(DHEA-SO4)、睾酮、AST、ALT、BUN、肌酐、鈣、磷、堿性磷酸酶、甲狀旁腺激素、總蛋白、白蛋白、鐵蛋白、白細胞、血紅蛋白和血小板的值。OPG值與DEXA、PTH、磷呈顯著負相關。甲狀旁腺素/磷比例。(p r: 0.55: 0.003)(磷:r: 0.38, p: 0.029)。RANKL與AST、ALT呈顯著正相關，DPD值與TSH、T4呈顯著負相關。β - ctx值和堿性磷酸鹽之間存在顯著的正相關(表2)．其他參數間無顯著相關性(p> 0.05)。

采用DEXA評估地中海貧血患者股骨和脊柱Z值。地中海貧血患者腰椎Z評分平均值為−1.81±0.93(中位數為−1.81)，股骨Z評分平均值為−1.6±0.99(中位數為1.60)。腰椎部位骨質減少占36.4%(12/33)，股骨部位骨質減少占33.3%(11/33)。38例患者中股骨Z評分10例(女性3例，男性7例)(26.3%)，脊柱Z評分6例(男性4例，女性2例)(15.8%)。

按性別分組比較，女性平均脊柱DEXA Z評分高於男性(−1.71±0.86 SD vs−1.89±0.89 SD)，而女性平均股骨Z評分高於女性(−1.59±0.99 SD vs−1.74±0.85)。脊柱Z評分與年齡和鐵蛋白水平呈負相關(r: 0.484 p: 0.002, r: 0.380 p: 0.02)。

對影響脊柱Z評分的因素進行回歸分析。年齡和鐵蛋白水平顯著影響脊柱Z評分。脊柱Z評分采用Dubin Watson回歸分析，公式為“脊柱Z評分=(−0.125x年齡)+ (9.4x鐵蛋白水平)”。根據這個公式，Z值隨著年齡和鐵蛋白水平的增加而下降。

β-地中海貧血(β-TM)是地中海貧血患者骨骼疾病和增加骨折風險的常見原因¹．其發病機製多因素，主要包括骨髓擴張、內分泌功能紊亂、鐵超載[2，3.］．在這項研究中，我們調查了被診斷為β-TM的患者的DPD、β- ctx、OPG和RANKL值。我們將這些數值與DEXA及激素變化進行比較，觀察兩者之間是否存在相關性。

地中海貧血患者OPG水平明顯降低，但兩組血清RANKL水平無顯著差異。這一發現最重要的結果是地中海貧血兒童的RANKL/OPG比率增加。Morabito等人[10]報道，地中海貧血患者血漿OPG水平與對照組相比沒有差異，血漿RANKL水平顯著升高，因此在一項成人研究中OPG/RANKL比率顯著降低(等於較高的RANKL/OPG比率)。這些結果表明，兒童的低骨量可能與成骨細胞活性降低有關，而成人的破骨細胞活性增加[10］．我們的發現與Morabito的研究相關聯。Ozdemir等人[11]的研究表明，維生素甲萘醌-7和骨化三醇對地中海貧血性骨病有有益作用。

Alfaqih等[12]報道血漿RANKL水平是骨吸收最顯著的標誌，與1型膠原的n端前肽密切相關;中度地中海貧血患者更低。

成骨細胞和破骨細胞在細胞水平上負責骨重塑。在成年地中海貧血患者中，RANK/RANKL-OPG係統紊亂增加有利於破骨細胞。許多研究注意到重度地中海貧血患者的RANKL/OPG比值升高，這種情況表明該係統在骨質疏鬆發病機製中的作用[13，14，15］．Toumba和Skordis [6在地中海貧血患者中，由於破骨細胞吸收增強和成骨細胞形成不足之間的不平衡逐漸發展，骨骼的逐漸“老化”甚至從童年就開始了。我們認為，成骨細胞功能障礙是青春期前兒童骨質減少的主要機製。

我們沒有發現與性類固醇、OPG、RANKL和DEXA有任何聯係，這與來自意大利和希臘的不同研究一致[16，17］．

多項研究表明，PTH通過增加RANKL的產生和抑製OPG的合成發揮作用[18，19］．然而，在本研究中，我們發現PTH和OPG水平呈正相關。這些結果可能歸因於生長骨骼的獨特特征和兒童時期的高比率的骨周轉。在本研究中，骨轉換標誌物與甲狀旁腺激素之間沒有其他顯著相關性。

在一項對42例重度地中海貧血患者的研究中，DEXA的骨質疏鬆率為81%。β-CTX和甲狀旁腺激素水平較高，但同一組維生素D水平較低[16］．本研究同樣顯示，地中海貧血組PTH和堿性磷酸酶水平較高，RANKL/OPG比值增加。雖然差異沒有統計學意義，但地中海貧血患者的平均β-CTX水平高於我們研究的對照組。這些生化標誌物可作為β -地中海貧血患者發生骨質疏鬆症的信號。

目前尚不清楚性別差異是否會影響骨病[20.］．一些研究報告稱，性別差異在地中海貧血中發生骨質疏鬆綜合征中起作用，並影響其嚴重程度。男性比女性更易患骨質減少和骨質疏鬆症，也有報道稱性別差異不顯著[20.，21］．在一項針對鐮狀細胞貧血患者的研究中，青春期前女孩的平均腰椎Z評分明顯低於男孩。然而，青春期組無顯著差異[22］．本研究按性別評估青春期前地中海貧血患者時，女性平均脊柱DEXA Z評分結果高於男性。相反，男性股骨的平均Z值高於女性。

鐵積累對骨礦化有負麵影響。無效螯合對重度地中海貧血患兒的骨密度有顯著影響[23］．本研究結果證實，隨著鐵蛋白水平的升高，DEXA Z評分同樣降低。

限製

該研究最重要的局限性之一是，參與者在地中海貧血疾病的持續時間方麵不一致。這可能會影響這些患者的骨質疏鬆程度，從而影響骨質疏鬆與所研究的潛在標誌物之間的相關性。健康對照組不能進行DEXA檢查是另一個重要的限製。這些患者中骨質疏鬆的可能性可能混淆了β-TM患者與健康對照之間的比較。因此，需要更大規模的研究來比較疾病持續時間方麵更同質的研究組和被證明無骨質疏鬆的對照組的結果。

骨質疏鬆症是一種多因素疾病，可能發生在早期，特別是在地中海貧血等慢性疾病中。由於診斷和隨訪困難，DEXA篩查和定期測定鐵蛋白水平和RANKL/OPG比值是必要的。應該記住的是，骨質疏鬆症可能會隨著年齡的增長而發展，無論男女。

在當前研究中使用和/或分析的數據集可以根據合理的要求從通信作者處獲得。

βctx:

Beta-crosslaps

βtm:

β地中海貧血的主要

公司:

Deoxypyridinoline

用:

利用雙能x線骨密度儀

RANKL:

核因子B配體激活劑

功能:

Osteoprotegerin

TURKAK:

土耳其的認證機構

我們非常感謝孩子們和他們的家人同意參與這項研究。

本研究由Mustafa Kemal大學科學研究項目(no: 1106 M 0107)資助。

作者和聯係

1. 穆斯塔法·凱末爾大學兒科醫學院，土耳其哈塔伊

   Tanju侯賽因

2. 土耳其健康科學大學兒科博士Behçet烏茲兒童醫院İzmir

   Tanju侯賽因

3. 土耳其哈塔伊安塔基亞國立醫院兒科內分泌科

   Ozlem Sangun

4. 土耳其哈塔伊安塔基亞國立醫院兒科血液科和腫瘤科

   Şule Unal

5. 土耳其安卡拉Hacettepe大學醫學院血液學學部兒科

   Şule Unal

6. 9 Eylul大學醫學院，放射學係，Hatay，土耳其

   阿裏Balcı

7. 穆斯塔法·凱末爾大學醫學院生物化學係，土耳其哈塔伊

   塞達特電動機

貢獻

TC和OS構思了這項研究;TC、SU、AB撰寫稿件草稿;TC和SM進行數據管理;TC、OS和SU進行患者登記;TC、SU、AB對稿件進行修改。所有作者閱讀並批準了手稿的最終版本。

相應的作者

對應到Tanju侯賽因．

倫理認可和同意參與

該方案得到了穆斯塔法·凱末爾大學倫理委員會的批準(方案編號2011/12)。

所有方法都是按照1964年《赫爾辛基宣言》及其後來的修正所規定的道德標準或類似的道德標準進行的。

我們獲得了所有參與者的書麵知情同意，如果參與者不滿16歲，則需要獲得其父母和/或法定監護人的書麵知情同意。

同意出版

本手稿不包含任何個人資料。

相互競爭的利益

作者聲明他們之間沒有利益衝突。

出版商的注意

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