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为探究 SSc 临床表型及 NVC 模式对 BMD 值和脆性骨折的影响,意大利锡耶纳大学的研究人员开展相关研究,发现 dSSc 患者骨质疏松和骨折患病率高,“active” 或 “late” NVC 模式与 BMD、DLCO 值降低有关。该研究对 SSc 患者临床管理意义重大,值得科研人员一读。
硬皮病临床表型与骨质疏松及脆性骨折的关联研究解读
意大利锡耶纳大学(University of Siena)医学、外科和神经科学系的 Irene Carlino 等人在《BMC Rheumatology》期刊上发表了题为 “Are the clinical phenotypes of systemic sclerosis determinant for osteoporosis and fragility fractures?” 的论文。这一研究聚焦于系统性硬化症(Systemic Sclerosis,SSc)领域,对于深入了解 SSc 患者骨质疏松和脆性骨折的发病机制,以及优化临床管理和预防骨骼并发症具有重要意义。
一、研究背景
系统性硬化症是一种罕见的结缔组织炎性疾病,有着慢性且渐进的病程,发病机制与自身免疫相关,病因具有多因素性。它主要影响育龄女性,尽管治疗手段不断进步,但仍是死亡率较高的风湿性疾病之一。SSc 的特征包括小血管出现增殖性和闭塞性血管病变,以及进行性纤维化,会累及真皮、皮下组织和结缔组织基质。这种疾病临床表现异质性明显,给临床医生准确分类病情带来困难,尤其是在判断内脏器官是否受累方面。
SSc 存在多种临床表型,常见的分为局限性硬皮病(Limited SSc,lSSc)和弥漫性硬皮病(Diffuse SSc,dSSc)。lSSc 的皮肤受累局限于远端肢体,病情发展缓慢,通常在雷诺现象出现后发病;dSSc 则病情发展迅速,皮肤病变广泛,还常伴有内脏器官受累,主要涉及胃肠道、肺、心脏和肾脏等。肌肉骨骼受累在 SSc 患者中也很常见,患病率在 24 - 97% 之间,是导致患者残疾的重要原因。
众多研究表明,骨受累在 SSc 患者中较为普遍,是发病的主要原因之一。与健康人相比,SSc 患者骨质疏松的患病率更高,骨折风险也有所增加。这背后涉及多种因素,比如慢性炎症、长期制动、过早绝经、使用环磷酰胺、质子泵抑制剂和糖皮质激素,以及维生素 D 缺乏(因皮肤代谢改变和肠道吸收不良导致)等,这些因素都会造成骨质流失,进而促使骨质疏松的发生。另外,利用高分辨率外周定量计算机断层扫描(High-Resolution peripheral Quantitative Computed Tomography,HR-pQCT)或骨小梁评分(Trabecular Bone Score,TBS)进行的研究,也证实了 SSc 患者存在骨微观结构的改变。
甲襞微循环检查(Nailfold-videocapillaroscopy,NVC)是评估 SSc 患者微血管病变的金标准。其典型的毛细血管镜下改变可分为三类:早期或初始型,表现为少量扩张 / 巨大毛细血管、少量毛细血管出血,且无明显毛细血管缺失;活动型,以巨毛细血管和微出血为特征;晚期或进展型,毛细血管结构完全紊乱,存在广泛无血管区域。近年来有研究指出,通过 NVC 评估出的毛细血管镜下改变进展情况,与肺、心脏和消化系统等内脏器官损伤的严重程度相关。然而,目前关于不同临床表型的 SSc 患者中,毛细血管镜下模式与骨状态之间关系的研究相对较少,而且也缺乏针对这些患者骨受累管理的指南。基于此,开展这项研究十分必要,有助于填补这些知识空白。
二、研究方法
(一)患者选择
研究人员招募了 84 名连续的白种人门诊患者(77 名女性和 7 名男性,年龄在 40 - 85 岁之间,平均年龄为 63.7 ± 13.7 岁),这些患者均患有系统性硬化症,并在 2021 年 1 月至 2023 年 6 月期间前往意大利锡耶纳大学医院硬皮病科就诊。每位患者都接受了结构化的医学访谈,内容涵盖吸烟史、合并疾病等详细问题,同时还对 SSc 特异性的内脏器官受累情况进行了调查,包括间质性肺疾病、胃肠道受累和硬皮病肾危象等。研究人员从患者访谈和医疗记录中收集了治疗相关信息。所有 SSc 患者均符合 ACR/EULAR 2013 年的 SSc 分类标准,根据 Le Roy 标准,其中 43 名患者被归类为弥漫性皮肤型 SSc(dSSc),41 名患者被归类为局限性皮肤型 SSc(lSSc)。此外,研究还招募了 80 名年龄和性别匹配的健康对照者,他们来自意大利锡耶纳地区参与大型流行病学研究的个体,以及一小部分医院工作人员中的健康志愿者。研究严格遵循赫尔辛基宣言的原则,获得了锡耶纳大学医院人类研究机构审查委员会的批准(ID:10412),并在统计分析前对所有收集的数据进行了匿名化处理。
(二)甲襞微循环检查
采用标准方法,使用 DS Medica 公司的 Videocap 3.0 视频毛细血管镜(搭配 VideoCap 9.0 图像处理软件)和 200x 镜头,由同一名检查人员对患者的甲床进行视频毛细血管镜检查。为避免检查出现误差,研究人员提前告知所有患者,在检查前至少 7 天不要修剪指甲周围的角质层,若指甲上有指甲油则不要涂抹或去除,并且在检查前至少 24 小时内不要吸烟或饮用咖啡。检查时,让每位受试者在室温下适应至少 15 分钟,在双手的第 II - V 指的第一排毛细血管(排除近期有创伤的手指)上滴一滴 immersion oil(浸油)以提高清晰度后进行检查。检查人员根据 Cutolo 等人的分类标准,将 SSc 患者的 NVC 微血管病变模式分为 “早期”“活动期” 或 “晚期”。其中,“早期” 模式的特征为巨毛细血管数量有限、罕见微出血、毛细血管结构紊乱轻微或无紊乱,且毛细血管密度正常;“活动期” 模式表现为有大量巨毛细血管和微出血、部分分支毛细血管、毛细血管数量适度减少以及结构紊乱加剧;“晚期” 或进展期模式则是正常毛细血管结构完全紊乱,常有新生毛细血管、广泛无血管区域,且几乎没有巨毛细血管或微出血。
(三)双能 X 线吸收法
研究人员使用双能 X 线吸收法(Dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)设备(Discovery W,Hologic,美国马萨诸塞州沃尔瑟姆市),对研究人群和健康对照者的腰椎(Lumbar Spine,LS)、股骨颈(Femoral Neck,FN)和全髋(Total Hip,TH)进行骨矿物质密度(Bone Mineral Density,BMD)测量。医学报告中记录了 DXA 获得的 BMD 值(以
表示),以及使用意大利参考数据库计算出的相应 T 值。DXA 扫描严格遵循标准临床常规程序。根据世界卫生组织推荐的诊断标准,T 值大于或等于 -1.0 表示 BMD 正常;T 值在 -1.0 至 -2.5 之间为 “低骨量” 或骨质减少;T 值小于 -2.5 则诊断为骨质疏松;若 T 值小于 -2.5 且伴有一处或多处脆性骨折,则判定为严重或确诊的骨质疏松。
(四)实验室检查
研究人员采集了 SSc 患者早晨空腹血样,检测血清中的钙(Ca)、磷(P)、肌酐(Cr)、碱性磷酸酶(Alkaline Phosphatase,ALP)、完整甲状旁腺激素(Intact Parathyroid Hormone,PTH)、骨特异性碱性磷酸酶(Bone-specific Alkaline Phosphatase,B-ALP)和 25 - 羟基维生素 D(25-hydroxyvitamin D,25OHD)水平。血清 PTH 采用免疫放射分析测定(Total Intact PTH Antibodies Lab. Inc.,美国加利福尼亚州桑蒂市),批内和批间变异系数分别为 3.6% 和 4.9%;血清 B-ALP 通过化学发光免疫分析方法检测(LIAISON BAP Ostase,DiaSorin Inc.,美国明尼苏达州斯蒂尔沃特市),本机构中其批内和批间变异系数分别为 4.2% 和 7.9%;血清 25OHD 采用化学发光免疫分析法测定(LIAISON 25OHD Total Assay,DiaSorin Inc.,美国明尼苏达州斯蒂尔沃特市),批内和批间变异系数分别为 6.8% 和 9.2%。其他实验室参数则使用比色法(Autoanalyzer,Falcor 350 Menarini,意大利)进行测量。
(五)肺功能评估
所有 SSc 患者依据欧洲呼吸学会 / 美国胸科学会指南,进行肺容积、肺量测定和气体交换评估。肺功能测试项目包括用力肺活量(Forced Vital Capacity,FVC)、肺总量(Total Lung Capacity,TLC)、第 1 秒用力呼气容积(Forced Expiratory Volume in 1 s,FEV1)和一氧化碳弥散量(Diffusing capacity of carbon monoxide,DLCO),测试结果以预测值的百分比表示。
(六)骨折评估
在就诊过程中,研究人员收集患者既往骨折史信息,重点关注主要骨质疏松性骨折(Major Osteoporotic Fractures,MOF),即涉及髋部、椎骨、肱骨近端和前臂的骨折。同时,通过 Carestream 数据库查阅病历,以及检查磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)、胸部高分辨率计算机断层扫描(High-Resolution Computed Tomography,HRCT)和计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)报告,来核实骨折的发生情况。
(七)统计分析
研究数据以 “均值 ± 标准差(SD)” 表示。使用 Kolmogorov - Smirnov 检验评估结果变量分布的正态性。根据数据分布的适宜性,采用 Student's t 检验或 Mann - Whitney U 检验比较研究组之间的临床数据和测量变量的基线值。对于分类变量,根据情况使用卡方检验或 Fisher 精确检验进行比较。研究人员创建线性回归模型,以探究与局限性和弥漫性 SSc 患者髋部 BMD 相关的因素,模型中纳入的因素包括年龄、BMI、绝经年龄、25OHD、DLCO、骨折史和 NVC。所有检验均为双侧检验,
被认为具有统计学意义。统计分析使用 SPSS 统计软件 Windows 版本 16.0(SPSS Inc.,美国芝加哥)完成。
三、研究结果
(一)弥漫性和局限性 SSc 患者的骨受累情况
研究人群和健康对照者的人口统计学及临床特征显示,硬皮病患者的 BMI 略低于健康对照者,且差异具有统计学意义;而健康对照者在所有骨骼部位的 BMD 值均显著高于硬皮病患者。在 SSc 患者群体中,弥漫性皮肤型 SSc 患者的总碱性磷酸酶、骨碱性磷酸酶以及 DLCO 水平低于局限性皮肤型 SSc 患者,但仅 DLCO 的差异具有统计学意义。此外,弥漫性皮肤型 SSc 患者的 25OHD 值较低,PTH 值较高,但差异未达到统计学意义;相反,抗着丝点抗体在局限性皮肤型 SSc 患者中更为常见(
),且弥漫性皮肤型 SSc 患者间质性肺疾病的发生更为频繁(
)。
在 BMD 值方面,腰椎部位两组患者无差异,但在股骨亚区域,弥漫性皮肤型 SSc 患者的 BMD 的 T 值低于局限性皮肤型 SSc 患者,在全髋部位差异具有统计学意义(
)。骨质疏松和骨质减少的患病率在弥漫性皮肤型 SSc 患者中分别为 39.6% 和 44.2%,在局限性皮肤型 SSc 患者中分别为 29.2% 和 51.3%。有 32 名(38.1%)SSc 患者有主要骨质疏松性脆性骨折史,其中 22 名(26.2%)患者发生椎体骨折,且主要位于胸椎。弥漫性皮肤型 SSc 患者的骨折人数比例高于局限性皮肤型 SSc 患者(41.9% 对 34.1%)。
(二)甲襞微循环检查模式与骨矿物质密度
根据甲襞微循环检查模式将患者分为三组后发现,“晚期” 或 “活动期” 模式的患者,其 BMD 值较 “早期” 模式患者有更明显的降低。在腰椎和股骨部位,弥漫性皮肤型 SSc 患者的 BMD 的 T 值低于局限性皮肤型 SSc 患者,但腰椎部位差异无统计学意义;在 “活动期” 和 “晚期” 模式下,弥漫性皮肤型 SSc 患者全髋 BMD 值显著低于局限性皮肤型 SSc 患者(
) 。
(三)甲襞微循环检查模式与肺部受累
研究人员发现,随着甲襞微循环检查模式的恶化,SSc 患者的 DLCO 受损程度逐渐加重。在所有三种甲襞微循环检查模式下,弥漫性皮肤型 SSc 患者的 DLCO 值较局限性皮肤型 SSc 患者下降幅度更大(数据未展示)。线性回归分析结果表明,在弥漫性皮肤型 SSc 患者中,DLCO 和既往骨折史与全髋低 BMD 值显著相关;在局限性皮肤型 SSc 患者中,未发现与全髋 BMD 值显著相关的因素。
四、研究结论与讨论
这项研究再次证实了 SSc 患者存在较低的 BMD 值和较高的骨质疏松患病率。研究还发现,弥漫性亚型患者以及甲襞微循环检查模式改变更明显的患者,在所有骨骼部位的 BMD 值更低,这表明系统性硬化症本身可能是骨质疏松的重要危险因素。
与局限性皮肤型 SSc 患者相比,弥漫性皮肤型 SSc 患者 BMD 值下降更为显著,在全髋部位差异具有统计学意义。这可能是因为弥漫性皮肤型 SSc 患者的纤维化和炎症活动更强,直接影响了骨密度;另外,他们可能接受了更积极的治疗来控制全身症状,而部分治疗手段会对骨密度和骨折风险产生影响。虽然有研究表明无论临床表型如何,SSc 患者都存在 BMD 降低和骨折风险增加的情况,但本研究中弥漫性皮肤型 SSc 患者脆性骨折比例略高于局限性皮肤型 SSc 患者(41.9% 对 34.1%),不过差异未达到统计学意义。
研究还发现,甲襞微循环检查 “晚期” 模式患者的腰椎和股骨 BMD 值低于 “活动期” 或 “早期” 模式患者,这进一步证明了微血管损伤程度与内脏器官损害严重程度相关,尤其是与骨骼受累有关。虽然目前还不清楚 “晚期” 甲襞微循环检查模式与更严重的骨状态损害之间的具体发病机制,但有研究认为可能与更具侵袭性的自身抗体模式、血清中 Dickkopf - 1(Dkk1)水平升高有关,Dkk1 会抑制促进成骨细胞活性的 Wnt/β - catenin 信号通路,导致骨形成减少和骨质恶化。
此外,弥漫性皮肤型 SSc 患者以及 “晚期” 或 “活动期” 甲襞微循环检查模式患者的 DLCO 值下降更为明显,这与之前的研究结果一致,表明甲襞微循环检查可用于筛查和早期发现 SSc 患者的肺部受累情况。同时,研究还发现肺受累可能在 SSc 患者骨质疏松的发病机制中起作用,不过在其他间质性肺疾病(如结节病)中也发现了 DLCO 值降低与骨质疏松或脆性骨折之间的正相关关系。值得注意的是,本研究中局限性和弥漫性皮肤型 SSc 患者的维生素 D 水平均在正常范围内,且与股骨 BMD 无关联,这与以往多数文献报道不同,可能是因为本研究参与者几乎都在接受维生素 D 补充剂。
该研究也存在一定局限性,比如缺乏对照组进行对比,限制了对 SSc 对临床参数具体影响的理解;研究采用的横断面设计无法确定因果关系。但该研究也有优势,例如在单一中心开展研究,且骨折评估以及甲襞微循环检查和 DXA 检查分别由两位经验丰富的操作人员进行,保证了数据收集过程的可靠性。
总体而言,该研究表明系统性硬化症患者,尤其是弥漫性表型的患者,骨质疏松和主要脆性骨折的患病率较高。在弥漫性和局限性表型中,“活动期” 或 “晚期” 甲襞微循环检查模式与 BMD 和 DLCO 值降低相关,且肺受累可能在骨质疏松和骨折的发病机制中发挥作用。这些发现若能在对照研究中得到进一步证实,将对 SSc 患者骨骼并发症的临床管理和预防产生重要影响。今后,所有系统性硬化症患者,特别是病情较重的患者,都应定期进行 BMD 检查和骨折风险评估,必要时接受维生素 D 补充剂和适当的药物治疗,以降低骨质疏松和脆性骨折的发生风险。