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研究背景和目的骨质疏松症(Osteoporosis, OP)是一种以骨量低下、骨微结构破坏,导致骨脆性增加,易发生骨折为特征的全身性骨病(世界卫生组织,WHO)。随着老龄化的加剧,骨质疏松症的患病率正在逐年上升。虽然骨密度(BMD)是目前诊断骨质疏松症的最佳定量指标,但是骨标志物可以及时反映个体骨代谢的状况,对评价骨骼综合健康情况意义重大。目前临床上治疗骨质疏松的药物多为骨吸收抑制剂,既往的观点认为绝经后妇女仅仅是在绝经早期骨转换较高,此后逐渐下降,但是目前临床上不同年龄的绝经后骨质疏松妇女,使用骨吸收抑制剂都有一定效果。因此,我们希望通过测定大样本绝经后妇女的骨标志物水平,了解绝经后妇女骨转换的特点,及其与骨密度、椎体骨折的关系。另外,维生素D水平也与骨代谢密切相关,国内绝经后妇女维生素D的水平尚不清楚,故同时测定维生素D水平,为临床治疗绝经后骨质疏松提供更多的依据。骨质疏松症的发生受遗传因素与环境因素的共同作用。遗传因素不仅对人群骨密度的变异有影响,而且还可能对骨标志物及骨折都有影响。全基因组关联研究(genome wide association study, GWAS)发现了多个新的与BMD相关联的单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism, SNP)位点。我们选择了冰岛研究中所发现的与BMD强烈相关的4个SNP位点(rs1038304、rs6929137、rs4870044、rs1999805),它们均位于染色体6q25.1区域,将其在中国绝经后妇女中进行验证,旨在分析这些SNP位点在中国的情况,及其与骨密度、椎体骨折的关系。研究方法1.研究对象临床资料的采集:本研究的研究对象为北京市椎体骨折研究所调查的北京市常住妇女。在北京7个地区随机整群抽样绝经1年以上的妇女2070例。收集其临床资料与生化指标,包括一般资料、既往病史、家族史、月经史等。根据纳入排除标准,最终纳入分析的研究对象为1753例。对所有研究对象,均测量骨密度、拍摄腰椎X片、检测骨标志物(βCTX,PINP)和25(OH)D3水平。2.6q25.1区域SNP的选择:本研究SNP的选择基于以下2个方面:①Hapmap提供的中国北京汉族人群(China Bejing Han, CBH) 6q25.1区域的遗传多态性位点信息,挑选标签SNP(tagSNP)。②基于国外GWAS发现的,与BMD相关并且在欧洲人群中已经验证的阳性位点。通过以上方法我们从中选择4个待检测的SNP位点:rs6929137(G/A)、rs1999805(T/C)、rs4870044(G/A)、rs1038304(A/G)。3.6q25.1区域基因SNP的检测:用TaqMan探针技术,采用AB17900仪器对rs1999805、rs4870044、rs1038304、rs6929137进行基因分型的检测。4.维生素D与骨标志物的检测:采用罗氏E170电化学发光仪及其配套的试剂,采用电化学发光免疫分析的方法,检测血清25(OH)D3、βCTX和P1NP水平。5.其它生化指标的检测:采用西门子自动检测仪及配套试剂检测肝肾功能、血钙、血磷及碱性磷酸酶。研究结果1.一般资料:最终纳入分析的研究对象共1753例,均为绝经1年以上的健康妇女,平均年龄为65.3岁。2.骨标志物的特征:总体P1 NP的平均值是58.39±29.32(10.5~429.7)ng/ml总体βCTX的平均值是0.45±0.21(0.04~2.14)ng/ml,均呈正态分布。绝经早期(49~59岁)的P1NP和βCTX水平均较高,随后下降,到70-79岁年龄段最低,80岁以后又呈现出升高的趋势。股骨颈与椎体部位均分为骨质疏松、骨量减少和骨量正常这三组,组间βCTX与P1NP的水平有显著差异。βCTX水平和腰椎及股骨颈骨密度呈显著负相关,P1NP也表现出类似的情况。3.维生素D特征:测得总体25(OH)D3的平均值为13.15±5.39(4-35.11)ng/ml,仅有0.55%的研究对象的25(OH)D3≥30ng/ml,89.9%的研究对象25(OH)D3<20ng/ml。年龄与25(OH)D3水平显著负相关。25(OH)D3在股骨颈骨质疏松、骨量减少、骨量正常组的平均值有显著差异(P=0.002)。25(OH)D3水平与βCTX的水平和P1NP均呈负相关。4.SNP与骨质疏松症表型的关联性分析:根据研究对象的BMD水平,以及是否具有椎体骨折来分组,进行病例对照分析。将骨质疏松与骨量减少合并定义为病例组(低骨量组),以骨量正常为对照,进行病例对照分析。以发现椎体骨折为病例组,未发现椎体骨折为对照组进行病例对照分析。将骨标志物水平在第50百分位以上定义为高骨转换组,在第50百分位以下定义为对照组,进行病例对照分析。对总样本、各病例组、各对照组的SNP位点进行Hardy-Weinberg平衡检验,其P值均>0.05,均符合Hardy-Weinberg平衡,说明本研究的对象能代表总体人群。4个SNP位点(rs1999805、rs4870044、rs1038304、rs6929137)的等位基因频率在低骨量组与正常对照组之间没有差异。4个SNP位点的等位基因频率在椎体骨折组与无椎体骨折组之间没有差异。4个SNP位点的等位基因频率在高骨转换组与低骨转换组之间没有差异。基因型分析发现,rs103834的基因型与血清PINP水平有关(P=0.015),具有AA基因型的研究对象,其PINP水平显著高于AG或GG基因型。未发现4个SNP位点的基因型与骨密度有明显关联。未发现4个SNP位点的基因型与绝经后妇女是否椎体骨折有关联。显隐性模型分析发现,rs1038304显性模型中P1NP的水平差异有统计学意义。未发现SNP位点基因型与骨密度或骨折有关联。单倍体分析发现,rs1038304与rs6929137位于一个连锁不平衡区域内,可构建单倍体型AG、GA与GG,未发现各单体型类型与骨密度、椎体骨折及骨标志物水平有关。年龄配对的椎体骨质疏松组和对照组间(各314例),骨质疏松组的身高、体重及骨密度明显低于对照组。没有发现等位基因频率及基因型分布存在差异。校正身高、体重影响后,未发现各位点基因型之间椎体骨密度或股骨颈骨密度的差异存在统计学意义。未发现各位点基因型之间骨标志物水平存在差异。结论1.年龄是影响骨标志物的因素之一,绝经早期的骨转换最高,随着年龄增大逐渐减低,70~79岁年龄段最低,但80岁以后又有所上升,尚不能解释该现象的原因。骨标志物水平与骨密度呈显著负相关。绝大部分研究对象存在维生素D缺乏。维生素D水平与骨标志物呈负相关,监测维生素D与骨标志物水平能更好的反应骨骼的综合健康情况,有利于更好的防治骨质疏松。2.中国北京地区绝经后女性人群中,6q25.1区域相关SNP位点rs1038304的基因型与P1 NP水平有关。未发现多态性位点rs1999805、rs4870044、rs1038304、rs6929137与骨密度及是否椎体骨折有关联。因此,推测rs1038304的基因型可能与骨形成有关,仍需更多研究加以证实。