維生素K2對絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的防治作用及血清組織蛋白酶K影響

莊煥雄 陳東峰 徐孟凡 蘇其朱 董天珍

1．海南省東方市人民醫(yī)院外二科，海南 東方 572600 2.海南省東方市人民醫(yī)院化驗室，海南 東方 572600 3.廣州醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院骨科，廣東 廣州 510120

絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(postmenapausal osteoporosis, PMO)是以雌激素水平下降致骨代謝高轉(zhuǎn)換, 從而使破骨細胞及骨小梁丟失增多，其最大危害是會引起脆性骨折。目前，全世界約有2億人患骨質(zhì)疏松癥，其發(fā)病率已躍居世界各種常見病的第7位[1]。當前研究發(fā)現(xiàn)，成年人每年大約有25% 的骨小梁和3% 的皮質(zhì)骨進行著破骨細胞的骨吸收及成骨細胞的骨形成這一動態(tài)平衡過程[2]，當骨重建失衡，骨吸收大于骨形成，則引起骨質(zhì)疏松癥[3]。因此，對骨質(zhì)疏松的治療目標是降低首次骨折或再次骨折的發(fā)生風險。目前抗骨質(zhì)疏松藥物按機制可以分為抑制骨吸收和增加骨形成兩類藥物，如甲狀旁腺激素[4]、雙膦酸鹽類[5]。近年來，研究的結(jié)果表明維生素K2在骨代謝的多個環(huán)節(jié)中有重要作用。維生素K2能改善骨組織代謝的失衡狀態(tài)，有促進骨形成和抑制骨吸收的雙向調(diào)節(jié)作用[6]。組織蛋白酶K是一種半胱氨酸蛋白酶，主要表達于破骨細胞，廣泛存在于骨吸收表面、胞轉(zhuǎn)囊泡和細胞溶酶體內(nèi)[7]。組織蛋白酶 K是骨吸收的一種關(guān)鍵蛋白酶，它在破骨細胞中高度表達，導致破骨細胞代謝增強、骨吸收加快，最終造成骨質(zhì)疏松癥[8]。鑒于此，我們假設(shè)維生素K2有助于保持絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥女性患者的骨密度及骨代謝，通過影響組織蛋白酶K來實現(xiàn)的，故本研究通過實驗來驗證維生素K2通過影響組織蛋白酶K來改善骨質(zhì)疏松患者骨密度及骨代謝。

1 材料和方法

1.1 臨床資料

選取 2014年5月至2016年1月在我院病房及門診就診的OP患者，共有186例絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥患者參與研究，其中66例患者因排除標準而被剔除，實際入組120例，患者隨機分為維生素K2組、雷奈酸鍶組和空白對照組。入組患者年齡53～80歲，平均 67.0±10.3 歲，平均絕經(jīng)年齡為46.0±4.23 歲，平均身高155.5±8.2 cm，平均體重 58.7±11.1kg。120例患者均完成藥物治療6月后的隨訪。3組患者的年齡、絕經(jīng)時間、病情等資料經(jīng)比較其差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 入選標準和排除標準

入組標準：按中華醫(yī)學會骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病分會2011年制定的《原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診治指南》推薦的OP診斷標準：雙能X線骨密度降低程度≥2.5個標準差。排除標準：①各種骨軟化癥、鈣與維生素 D 缺乏癥及腎小管酸中毒；②原發(fā)性、繼發(fā)性甲狀腺機能亢進：③惡性腫瘤的骨轉(zhuǎn)移；④多發(fā)性骨髓瘤；⑤脊髓血管瘤；⑥化膿性脊髓炎；⑦有明顯限制運動性疾病者，慢性內(nèi)科疾病以及內(nèi)分泌疾病引起繼發(fā)性骨質(zhì)疏松者；⑧服用雌激素、肝素、皮質(zhì)類固醇激素、雙膦酸鹽等與骨質(zhì)疏松有關(guān)的藥物[9]。

1.3 治療方法

所有患者每日均予調(diào)節(jié)生活方式及每日口服碳酸鈣D3咀嚼片1片作為基礎(chǔ)措施。維生素K2組給予固力康(富士膠囊株式會社芝川工廠)治療：每日3次，每次口服固力康片15 mg；。雷奈酸鍶組口服雷奈酸鍶(法國施維雅公司)，2 g，每日1次。3組均治療后隨訪6個月。本研究經(jīng)我院經(jīng)倫理委員會批準，且均獲患者知情同意。

1.4 觀察指標

1.4.1生化檢測：所有入組對象分別在治療前及治療后6個月采集早晨空腹靜脈血3～5 mL，室溫下分離提取血清。采用羅氏Cobase601全自動電化學發(fā)光分析儀(瑞士羅氏公司)及配套試劑(電化學發(fā)光法)檢測血清骨鈣素(bone gla protein, BGP)、β-膠原降解產(chǎn)物(beta-collagen degradation product，β-crosslaps)、Ⅰ型前膠原氨基端前肽(typeⅠprocollagen N-terminal propeptide，PINP)水平。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測血清組織蛋白酶K(cathepsin K, cathe K)、抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase, TRAP)水平，試劑購自美國R&D公司。

1.4.2骨密度檢測：所有入組對象分別在治療前及治療后6個月采用雙能X線吸收測定法(dual energy x-ray absorptiometry，DXA)，雙能X線骨密度儀(GE-Lunar，美國GE公司)，對腰椎L2- 4、股骨頸、大轉(zhuǎn)子、全髖進行骨密度檢測記錄。

1.5 統(tǒng)計學處理

2 結(jié)果

2.1 3組在治療前后骨轉(zhuǎn)換指標BGP、β-crosslaps、PINP、TRAP及cathe K比較

藥物治療6個月3 組血清BGP、β-crosslaps、PINP、TRAP及cathe K與治療前相比均有不同程度的改變。相對于空白對照組，維生素K2組及雷奈酸鍶組的骨代謝及cathe K改變更明顯，且差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.05)。雷奈酸鍶組較維生素K2組的骨代謝改變更加明顯，而cathe K的改變較維生素K2組改變更加明顯，經(jīng)統(tǒng)計學分析，具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。這些結(jié)果表明維生素K2、雷奈酸鍶對骨質(zhì)疏松的治療有促進作用，且通過改變骨代謝，但是維生素K2效果差于雷奈酸鍶，而雷奈酸鍶治療骨質(zhì)疏松的作用通過cathe K介導的抑制破骨更加明顯(見表1)。

表1 治療前及治療后6個月3組血清BGP、β-crosslaps、PINP、TRAP及Cathe K水平比較Table 1 Comparison of serum BGP, β-crosslaps, PINP, TRAP, and Cathe K levels before and 6 months after the treatment

注：本組治療前后比較，*P<0.05；與對照組同期比較，#P<0.05

2.2 骨密度的改變

治療前各組相比，腰椎(L2-4)、股骨頸、大轉(zhuǎn)子及全髖的骨密度經(jīng)統(tǒng)計學分析，不具有統(tǒng)計學意義(P>0.05)。藥物治療6個月后腰椎(L2-4)、股骨頸、大轉(zhuǎn)子及全髖的骨密度與治療前相比均有上升。相對于空白對照組，維生素K2組及雷奈酸鍶組都有明顯增加，且差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.05)。雷奈酸鍶組較維生素K2組的骨密度增加更為明顯，經(jīng)統(tǒng)計學分析，具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。這些結(jié)果表維生素K2對骨質(zhì)疏松的治療有促進作用，但是其效果差于雷奈酸鍶(見表2)。

表2 治療前及治療后6個月骨密度比較Table 2 Comparison of bone mineral density before and 6 months after the treatment

注：本組治療前后比較，*P<0.05；與對照組同期比較，#P<0.05

3 討論

本研究選取120例絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女作為研究對象，通過服用維生素K2及雷奈酸鍶來干預(yù)其骨質(zhì)疏松進展，通過6個月的治療，觀察3組患者腰椎(L2-4)、股骨頸、大轉(zhuǎn)子及全髖的骨密度、骨代謝指標BGP、β-crosslaps、PINP、TRAP及cathe K的改變。結(jié)果表明雷奈酸鍶及維生素K2對骨質(zhì)疏松的治療效果顯著，可以明顯增加腰椎(L2-4)、股骨頸、大轉(zhuǎn)子及全髖的骨密度，降低患者體內(nèi)骨吸收活性(β-CrossLaps、TRAP及cathe K降低)，促進成骨活性(BGP及PINP升高)。這些結(jié)果表明絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松使用雷奈酸鍶及維生素K2治療有效，是一種合適的改善患者骨質(zhì)疏松狀態(tài)的方法。

雷奈酸鍶具有降低骨吸收和增加骨形成雙重作用機制的抗骨質(zhì)疏松藥，它可治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥，使椎體和髖部骨折的危險性降低，使骨密度和強度得到增強，使其他藥物單向作用的弊端得到克服[10]。許多動物實驗表明，雷奈酸鍶可加快新骨的形成，同時減慢舊骨的重吸收。雷奈酸鍶不僅可以抑制去勢大鼠骨質(zhì)的下降，還可以使正常動物的骨質(zhì)得到增加，從而使骨質(zhì)的強度增加[11]。同時它還可以在抑制破骨和刺激成骨的前提下增加骨質(zhì)，加快健康小鼠骨形成，提高脊椎骨的骨質(zhì)含量[12]。本研究中結(jié)果清楚地向我們展示了雷奈酸鍶對絕經(jīng)期骨質(zhì)疏松的治療作用，腰椎(L2-4)、股骨頸、大轉(zhuǎn)子及全髖的骨密度的顯著提高是最直接的表現(xiàn)，同時BGP及PINP升高，β-CrossLaps、TRAP及cathe K降低進一步表明雷奈酸鍶對成骨的促進以及破骨的抑制作用。

維生素K2能改善骨組織代謝的失衡狀態(tài)，有促進骨形成和抑制骨吸收的雙向調(diào)節(jié)作用。維生素K2促進骨形成主要是通過以下兩個途徑[13]：一是將骨鈣素中的谷氨酸殘基羧化成羧化骨鈣素(OC)，并且能夠促進鈣鹽沉積，提高骨礦化的速率。二是參與類固醇及異質(zhì)物受體(SXR)介導的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，上調(diào)成骨和細胞外基質(zhì)相關(guān)基因表達，增加骨膠原的聚集。維生素K2可以通過抑制環(huán)氧化酶2(COX-2)表達和前列腺素2(PEG2)合成，抑制白細胞介素-1(IL-1)和核因子B(NF-B)的活化，誘導破骨細胞凋亡等途徑來抑制破骨活性[14]。國內(nèi)外多項臨床研究表明維生素K2可增加骨密度，降低骨折發(fā)生的機率。Knapen等[15]研究表明維生素K2可使絕經(jīng)后婦女髖骨強度和抗骨折能力顯著提高，椎骨骨折發(fā)生率降低53%。我們的研究結(jié)果很清晰表明維生素K2可以明顯地升高腰椎(L2-4)、股骨頸、大轉(zhuǎn)子及全髖的骨密度，同時也可以通過提高成骨活性，降低破骨活性來影響骨代謝平衡來防治骨質(zhì)疏松。

我們的研究結(jié)果顯示，維生素K2可以增加骨密度、促進成骨、抑制破骨，相對雷奈酸鍶，其作用更加緩和且可以長期服用?？梢砸种痞?CrossLaps、TRAP的表達，促進BGP及PINP表達，同時可以通過抑制cathe K的合成來抑制破骨細胞活性。當然，本次研究也有其局限性，首先，本次研究的對象較少，且隨訪時間較少，不能很好的證實6個月后甚至1年兩者比較使用的效果；其次，藥物的劑量是否合適也是影響因素，后期有待需要進一步研究?？偟膩碚f絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松使用維生素K2治療安全有效，是一種合適的防治老年骨質(zhì)疏松的方法。