骨代谢相关细胞因子

骨代谢相关细胞因子（精选七篇）

骨代谢相关细胞因子 篇1

关键词：绝经后女性,2型糖尿病,骨代谢指标,尿微白蛋白

骨质疏松作为糖尿病的并发症越来越被认可, 而老年女性糖尿病患者骨质疏松多发, 尤其在出现糖尿病肾病时更易诱发骨骼代谢改变[1]。本文对78例绝经后老年2型糖尿病肾病患者骨代谢指标的分析, 具体报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2012年1月-2014年4月我院门诊及住院的78例老年糖尿病患者, 停经5年以上, 糖尿病诊断标准按1999年世界卫生组织 (WHO) 糖尿病标准。年龄57~81 (平均72.68) 岁;病程1个月~28年, 平均12.35年。排除重度吸烟、饮酒、喜咖啡者;肝肾功能异常、癌症、风湿性关节炎、长期卧床者;其他继发性骨质疏松 (如甲状旁腺功能亢进症、Cushing综合征、甲状腺功能亢进症、血液病、结缔组织病、肝脏肾脏疾病等) , 无糖尿病高渗状态、糖尿病酮症及其他急性并发症, 近3个月内未使用激素类药物、二磷酸盐、维生素D、钙剂等影响骨代谢药物, 无肢体活动障碍等患者。

1.2 方法

1.2.1 骨密度测定:

测定骨密度 (BMD) 使用双能X线BMD仪测定腰椎、股骨颈的BMD, 取两组数据的平均值, 根据国际上通用的2003年WHO骨质疏松诊断标准[1], 以低于峰值骨量的BMD 2.5标准差以上为骨质疏松组。依据美国糖尿病协会 (the American Diabetes Association, ADA) 推荐尿白蛋白与肌酐比值 (ACR) 。排除标准: (1) 除DN外的其他慢性肝功能损伤。 (3) 泌尿系统感染。 (4) 恶性肿瘤。 (5) 近期患有急性疾病。 (6) 近6个月服用影响骨代谢的药物。 (7) 其他内分泌疾病、自身免疫性疾病。

1.2.2 采集指标:

所有对象禁食12h后, 于次日清晨无应激情况下采取空腹静脉血, BGP、25-羟维生素D3、β-CTX的检测采用电化学发光法, HbA1c的检测釆用高效液相色谱法, 尿微量白蛋白/尿肌酐、TG、TC采用全自动生化分析仪 (日本东芝公司) 进行检测。余观察生化指标均用化学发光法检测, 试剂盒由美国贝克曼库尔特公司提供, 检测仪器用该公司生产的ACCESS化学发光仪。

1.3 统计学方法

用SPSS15.0统计分析软件, 连续型变量用均数±标准差表示, 方差齐的两独立样本组间比较釆用t检验, 两变量之间的相关性检验采用Pearson和Spearman相关分析, 以P=0.05为检验水准。

2 结果

绝经后女性2型糖尿病患者骨质疏松或骨量减少发生率高达69.2%, 普遍存在25-羟维生素D3减少或缺乏, 见表1。绝经后女性2型糖尿病患者BGP、25-羟维生素D3随着尿蛋白升高而降低 (相关性分别为r=-0.545, r=-0.467, P<0.05) , 见表2。绝经后女性2型糖尿病患者β-CTX水平随着尿蛋白升高而升高, 呈明显相关性 (r=0.640, P<0.01) , 见表2。尿微量白蛋白/尿肌酐比值与FBG、HbA1c、TC、TG无明显相关性 (P>0.05) 。

注:两组比较#P<0.01。

由表2可见, 绝经后2型糖尿病患者骨质疏松发生率高, 随着尿蛋白升高, 25-羟维生素D3逐渐减少, 成骨减少, 破骨增加。骨质疏松作为糖尿病并发症, 尤其在绝经后2型糖尿病患者骨质疏松发生率高的人群筛查骨代谢指标, 可作为抗骨质疏松治疗疗效评估评价指标。

注:相关系数*P<0.05, #P<0.01。

3 讨论

糖尿病是患者全身的代谢紊乱而引起的, 身体代谢异常不只是糖、脂、蛋白质等营养物质, 而且也会导致骨矿和水盐电解质的代谢异常。本文中绝经后女性2型糖尿病患者骨质疏松发生率高达69.2%;普遍存在25-羟维生素D3减少或缺乏;患者骨钙素 (BGP) 随着尿蛋白升高而降低;Ⅰ型胶原交联羧基端肽 (β-CTX) 水平随着尿蛋白升高而升高。由此可见患糖尿病可导致身体里的钙、镁、磷等大量丢失及骨量减少, 加之胰岛素缺乏, 蛋白质合成代谢障碍, 骨基质合成减少, 最终导致骨密度下降, 导致25-羟维生素D3减少。

骨钙素 (BGP) 的水平高低可直接反映成骨细胞的活性, 本文发现患者BGP随着尿蛋白升高而降低, 其骨钙素水平明显低于正常人群, 这可能是由于长期的糖代谢紊乱时高血糖产生渗透性利尿使钙、磷等排泄增多而影响骨代谢所致。胰岛素长期缺乏, 除上述的糖、脂、蛋白质、骨矿和水盐电解质等代谢紊乱外, 还可能使成骨细胞特异性合成与释放BGP的功能受到抑制, 导致骨基质成熟与骨转换下降[2]。

糖尿病组血CTX较对照组明显增高, 提示糖尿病患者骨吸收增加。胰岛素有促进骨细胞摄取氨基酸、刺激肠钙吸收、增强骨胶原合成的作用, 但糖尿病患者不同程度地存在胰岛素缺乏或敏感性下降, 在糖代谢长期严重紊乱的同时也会造成蛋白质合成减少、分解亢进, 蛋白质代谢呈负平衡, 因而影响骨基质的形成, 促进骨的吸收, 尿CTX量增加。此结果与文献[3]报道一致。本文例数有限, 可能存在一定误差, 需大规模样本进一步验证。

参考文献

[1]曲冉, 周洋.老年2型糖尿病性骨质疏松发病机制的研究进展[J].中国实用医药, 2010, 5 (1) :243-245.

[2]玉山江, 哈丽达.绝经后女性2型糖尿病并微量白蛋白尿患者的骨密度及相关因素分析[J].实用糖尿病杂志, 2011, 7 (4) :27.

骨细胞凋亡与股骨头坏死的相关研究 篇2

1 骨坏死细胞凋亡的研究

细胞凋亡又称作细胞程序性死亡, 即细胞在一定生理或病理条件下, 遵循自身程序结束生命的过程, 最后细胞脱落、离体或裂解为若干凋亡小体, 被其他细胞吞噬。该过程主要包括以下几个阶段:凋亡的激发、细胞内凋亡信号传导及调控、凋亡效应分子激活、蛋白及DNA分子断裂、细胞死亡。当前有许多学者认为激素诱导骨细胞凋亡是股骨头坏死的发病机制, 并做了相关研究。

1.1 骨坏死细胞凋亡的发现 Kothapalli等[2]研究发现, 当破坏股骨头部血运使其缺血2 d后, 在骨陷窝内出现凋亡的骨细胞, 这表明缺血性损伤后凋亡也是细胞死亡的一个机制。Eberhardt等[3]研究发现, 兔子应用激素后股骨头软骨下骨骨小梁变细, 伴有骨细胞死亡, 且发现有大量的成骨细胞和骨细胞凋亡。Eberhardt等[3]指出大剂量激素引起细胞活性改变, 凋亡是激素性骨坏死的首要变化。当骨细胞凋亡广泛发生时, 尽管供应股骨头的血管尚无明显变化, 但是骨坏死已经发生了。Rojas[4]对器官移植的患者在应用激素治疗前后分别进行骨活检, 发现用激素前无成骨细胞的凋亡, 而在用激素后有大量成骨细胞凋亡。用激素后正常成骨细胞明显减少, 而且未凋亡的骨细胞大多数由有活性状态转入无活性状态, 血磷水平也相应下降, 并随着激素剂量增加变化更加明显。O′Brien等[5]在鼠的基因中插入能使激素失活的基因来研究激素对骨细胞凋亡的潜在作用时发现, 激素能够直接作用于成骨细胞和骨细胞, 并刺激其凋亡, 但是破骨细胞未受影响, 从而使骨量减少。Silvestrini等[6]研究指出, 细胞内激素受体浓度受多个因素影响, 特别是增生阶段细胞比其他时相的细胞对激素更敏感。Okada等[7]发现, 高剂量的皮质激素可使股骨头内血管内皮细胞循环停止, 并其细胞凋亡, 认为血管的损伤是低氧和高剂量激素共同作用的结果, 但激素引起骨细胞凋亡的的具体机理仍无一个统一的结论。Weinstein等[8]对5 例激素、3 例酒精中毒、1 例外伤、5 例镰状细胞病所致的股骨头坏死患者行手术切除股骨头, 采用TUNEL技术行凋亡细胞检测, 发现激素引起的股骨头坏死切片有大量骨细胞凋亡, 酒精所致股骨头坏死切片中凋亡细胞较少, 其他因素所致股骨头坏死切片中未发现凋亡细胞。Cooper等[9]在研究激素对骨细胞作用时发现激素可引起成骨细胞和骨细胞凋亡, 但并不引起破骨细胞凋亡。

1.2 骨坏死细胞凋亡存在争议 也有一些未发现凋亡细胞的报道, Yang等[10]在地塞米松治疗3 d后的股骨头内未发现凋亡细胞;Pereira等[11]发现可的松 (1 μmol/L) 可以在矿化的条件下阻止成骨细胞凋亡。也有一些研究[12,13]认为, 地塞米松有使骨细胞抗凋亡的作用, 这可能与凋亡检测方法不同有关。

2 骨坏死细胞凋亡相关基因的研究

2.1 骨细胞凋亡与bcl-2基因 越来越多的学者发现, 激素与bcl-2基因有关, bcl-2蛋白通过阻断细胞凋亡信号传递系统的最后共同通道而抑制细胞凋亡, 从而促进细胞成活, 成为重要的细胞生成基因。Hockenbery等[14]研究发现, bcl-2蛋白能阻断内源性核酸内切酶的DNA切割活性, 从而阻断细胞凋亡。李卫哲等[15]研究表明大剂量激素抑制bcl-2表达, 促进骨细胞凋亡。Tsuji[16]研究了导致凋亡过程中的基因

表达, 发现在低氧状态下细胞更容易凋亡。他还发现在低氧并伴有高剂量激素状态下诱导细胞凋亡的P53、Bax基因和抑制凋亡的Bcl-2和MDM2基因均下调, 而在氧正常情况下, 高剂量的激素可使Bcl-2基因上调。他认为在低氧状态下高剂量激素更易引起凋亡。Zalavras等[17]也认为股骨头等特殊部位的细胞凋亡是激素和缺氧共同作用的结果。

2.2 骨细胞凋亡与P53基因 P53也是目前比较公认的与细胞凋亡相关的蛋白质分子。正常P53基因为细胞周期G1期DNA损伤点, 具有阻断细胞增殖和引起细胞凋亡的作用, 而且P53基因可通过上调C-myc、ICE、Fas抗原、Bax基因, 下调Bcl-2基因, 升高细胞内Ca2+浓度, 诱发细胞凋亡。黄永镇等[18]研究发现酒精性股骨头坏死时, P53蛋白上调, 而Bcl-2下调, 认为这是引起骨细胞凋亡的主要原因。

3 骨坏死细胞凋亡的调节

3.1 Caspase调节 赵建宁等[19]通过MTT绘制的生存曲线以及流式细胞仪分析细胞内DNA含量的方法, 证实了地塞米松能够诱导原代分离培养的成骨样细胞发生凋亡, 而且这种效应呈药物浓度和时间依赖性。Liu等[20]发现, Caspase家族是细胞凋亡的重要执行者, Caspase-3的活性在细胞凋亡过程中显著升高, 这说明地塞米松诱导成骨样细胞凋亡是依赖Caspase-3的, 这一结果与糖皮质激素诱导胸腺细胞等免疫细胞凋亡过程中的Caspase-9依赖性不同, 表明糖皮质激素可通过对Caspase家族不同成员的调节, 从而对不同种类的细胞进行调节。

3.2 Fas/FasL途径 Kogianni等[21]研究发现, 地塞米松诱导的骨细胞凋亡与Fas/Fasl凋亡途径有关。地塞米松可上调Fas蛋白在骨细胞膜上的定位, 从而调节骨细胞的凋亡。因为Fas的配体FasL与Fas结合后, Fas三聚化使胞内的死亡结构域构象改变, 然后与接头蛋白Fas相关死亡结构域结合, 其N端死亡效应结构域就能与半胱天冬酶Caspase-8前体蛋白结合, 形成死亡诱导信号复合体, 使得Caspase-8激活而启动Caspase级联反应, 从而激活Caspase-3、6、7, 这几种Caspase均可降解胞内结构蛋白和功能蛋白, 最终导致细胞凋亡。

3.3 NF-κβ途径 NF-κβ是重要的核内信号传导因子, 对细胞的生存起着关键的作用[22]。赵建宁认为, 地塞米松可能是通过抑制NF-κβ的活性而诱导成骨样细胞的凋亡。Emsa的实验结果也发现, 地塞米松明显抑制了NF-κβ活性, 从而诱导成骨样细胞的凋亡。而且研究发现, 糖皮质激素不但能直接抑制NF-κβ的活性, 还能够通过诱导NF-κβ抑制物IkB的生成来阻断NF-κβ与DNA位点的结合。

3.4 其他 Calder等[23]对非创伤性骨坏死患者骨标本采用免疫组织化学研究后发现, 一氧化氮合成酶含量增加。认为激素或酒精对骨细胞有直接的细胞毒作用, 导致一氧化氮增加。这对骨的修复和重建造成有害影响, 并介导凋亡发生, 并指出骨细胞的凋亡在股骨头坏死发病机制中发挥着重要作用。有学者认为激素性股骨头坏死还属缺血性坏死, 缺血缺氧情况下P38促分裂原活化蛋白激酶 (p38MAPK) 途径激活, 可促进低氧诱导的成骨细胞凋亡。

骨代谢相关细胞因子 篇3

关键词：外周血白细胞,代谢综合征,相关性

代谢综合征(metabolic syndrome,MS)是一组以肥胖、高血糖(糖尿病或糖调节受损)、血脂异常(高甘油三脂血症和/或低高密度脂蛋白胆固醇血症)以及高血压等为主要特征的严重影响机体健康的疾病的总称,是一组在代谢上相互关联的危险因素的组合。由于生活水平的提高、生活方式的改变(久坐、糖脂摄入增加、运动减少),MS的发病率急剧上升,并逐步成为一个严重的社会问题和公共卫生问题。目前公认的一些MS危险因素有:胰岛素抵抗、肥胖、遗传因素、其他各种危险因素(如高血压,凝血因素,吸烟增加等),很多证据表明炎症都发生在这些MS危险因素中[1],所以炎症机制已成为MS重要的致病机制之一。而作为炎症敏感指标,WBC是公认的炎症指标,本研究运用IDF全球统一标准来定义MS,分析外周血WBC与MS及多种代谢紊乱指标的相关性。

1 材料与方法

1.1 研究对象

收集了2009年4~10月在宁夏医科大学附属医院进行体检的宁夏政府机关及企事业单位人员的临床资料。采用病例对照的研究方法,根据MS病例组与对照组的纳入与排除标准,以代谢综合征基线调查的人群作为研究对象,确定MS病例组687人,平均年龄(45.12±10.82)岁,男510人(74.24%),女177人(25.76%);对照组1 359人,平均年龄(44.14±10.43)岁,男961人(70.72%),女398人(29.29%)。将研究对象按具有上述MS包含的几种成分分为,MS0组:即无一种MS成分;MS1组,即具有1种成分;MS2组,即具有2种成分;MS3组,即具有3种成分;MS4组,即具有4种成分。

MS纳入标准:依据2005年美国心脏协会(A-HA)对ATPⅢ(2002)修订标准(ATPⅢ修订)确诊为MS的患者;MS排除标准:①排除各种感染、中风、肿瘤、肝肾疾病、风湿性和类风湿性关节炎等的病人;②排除患有糖尿病、高血压、高脂血症并服治疗这些疾病药物的人。非MS组(对照组)纳入标准:不患有代谢综合征的健康者。非MS组排出标准:①排除各种感染、中风、肿瘤、肝肾疾病、风湿性和类风湿性关节炎等的病人;②排出近期服用口服降压药,胰岛素及降血糖药物的人。

2005年,美国心脏协会(AHA)对ATPⅢ(2002)修订标准(ATPⅢ修订)[2],符合下列3项及以上改变者:①腹型肥胖:对于亚裔美洲人,腰围:男性≥90cm,女性≥80 cm;②高TG血症:TG≥1.70 mmol/L;③血HDL-C降低:HDL-C<1.03 mmol/L(男性),HDL-C<1.29 mmol/L(女性);④高血压:≥130/85mm Hg;⑤高血糖:FPG≥5.6 mmol/L。

1.2 研究内容及方法

包括研究对象一般情况调查,现场体格检查,以及血尿酸(UA)、胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、三酰甘油(TG)、空腹血糖(FPG)等生化指标的检测,采用全自动生化仪检测(配有单双试剂比色法及软件操作系统Windows XP,奥林帕斯2000U2700,日本),应用血细胞分析仪(电阻抗和射频电导联合检测法,东亚SE9000,日本)进行血常规检测。

外周血白细胞计数[3]:正常值:(4~9)×109/L。

1.3 统计学处理

采用SPSS 11.5软件进行统计分析,计量资料用(x±s)表示,采用t检验或方差分析。计数资料采用χ2检验。检验水准为α=0.05。

1.4 质量控制

数据由专人输入计算机并核对。所有调查员均选用医学院校人员并由富有现场调查经验的相关人员进行调查前的统一培训,按统一设计的调查表进行调查,实验室部分由专业检验人员完成。

2 结果

2.1 病例组与对照组人群一般情况及临床资料的比较

表1显示:MS组年龄、WC、BMI、SBP、DBP、TG、TC、HDL-C和FPG明显高于对照组,差异有显著性(t=1.983、30.876、28.837、20.886、20.239、18.806、6.938、-16.468和10.028,P<0.05或P<0.01)。

注:1)MS组与对照组相比,P<0.05;2)MS组与对照组相比,P<0.01

表2显示:年龄、WC、BMI、SBP、DBP、TG、TC、FPG和LDL-C各水平随着代谢紊乱组分数目的增加而呈上升趋势。HDL-C随代谢紊乱组分数目的增加而呈下降趋势。各项指标在5组间差异均有显著性(F=8.377、376.245、279.037、193.820、182.333、158.474、27.055、128.524、4.350和58.639,P<0.01)。

注:覮组间比较,P<0.01

2.2 外周血白细胞与代谢综合征的关系

2.2.1 MS组和对照组WBC水平及异常率的比较

MS组的WBC计数水平明显高于对照组,差异有显著性(t=7.777,P<0.01);WBC异常率亦是MS组高于对照组(χ2=7.806,P<0.01)。见表3。

注:覮MS组与对照组比较,P<0.01

2.2.2 不同代谢异常组份白细胞水平和白细胞异常率的比较

随着所含MS组分的增加,WBC计数水平逐渐增高(F=20.539,P<0.01),MS0组与MS1、MS2、MS3和MS4组之间进行比较,WBC计数水平差异均有显著性(P<0.01)。WBC异常率随代谢紊乱的加重而升高,差异有显著性(χ2=13.137,P<0.05)。见表4。

2.2.3 相关检测指标与WBC的相关性分析

年龄、WC、SBP、DBP、TG、TC、UA、BMI、HDL-C均与WBC相关。除HDL-C与WBC呈负相关外,其他指标均与WBC呈正相关。LDL-C、血糖与WBC无相关性。见表5。

2.2.4 MS的多因素Logistic回归分析

以MS作为应变量,相关因素及WBC计数水平作为自变量进行分析,结果显示,WBC计数为MS的危险因素(P<0.05)。见表6。

注:1)与各组间WBC水平及异常率比较,P<0.05;2)与各组间WBC水平及异常率比较,P<0.01

3 讨论

近年来大量的研究表明[4],MS患者血循环中超敏C反应蛋白(hs CRP)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1(IL-1)、肿瘤坏死因子(TNF-α)等炎症因子水平明显增高,其中hs CRP增高是慢性亚临床炎症的重要标志物,与MS的关系尤为密切[5]。亦有研究显示血液中WBC计数与hs CRP呈显著正相关,与MS也有密切关联[6]。代谢综合征也是一种低度全身性炎症状态,WBC计数作为临床最常规的检查指标,是体内炎症反应的传统标志,有文献报道WBC计数的轻度增高是动脉粥样硬化发生的预测因子[7],其不仅与冠心病的危险因素存在密切关系[8,9,10],还可导致M发病风险的增加[11,12],白细胞(WBC)计数升高有可能成为预测和诊断MS的新指标。

本研究结果显示MS组和对照组WBC计数平均水平虽均在正常范围,但MS组显著高于对照组,且MS组WBC异常率也高于对照组,与KANG等[13]的结果基本一致。另外,WBC计数与代谢紊乱程度有关联,随着代谢异常组分的增加,WBC的水平呈上升趋势,与NAKANISHI等[14]的研究结果一致。但目前,WBC升高与代谢紊乱数目增加的机制尚未明确。

本次多元线性回归结果显示,WBC水平与WC密切相关。提示WBC与肥胖的关系密切。肥胖本身就是一种促炎症反应状态(proinflammatory state)[15],肥胖尤其是中心性肥胖者脂肪细胞增生、肥大,可分泌大量促炎或炎症因子,使血液的白细胞数目增多,因而肥胖被认为是一种低度炎症性的代谢紊乱。肥胖特别是中心性肥胖是MS的核心组份,也是MS的致病因素。DESAI等[16]人研究白细胞计数及肥胖与MS的相关关系时证明肥胖和WBC计数均是MS的独立危险因素,与本研究结果基本一致。WBC计数是一个操作简单、实用的系统性炎症的评价方法。因此,外周血WBC水平可以作为MS慢性亚临床炎症的反映指标之一。

表6显示,WBC计数水平进入方程,为MS的危险因素,说明WBC水平在MS发病的发生发展中起着一定的作用,提示慢性炎症反应以及炎症反应的增加可能是MS发病危险的原因之一。

骨代谢相关细胞因子 篇4

关键词：尿酸,心血管疾病,危险因素,青少年

尿酸是嘌呤代谢的终产物,尿酸的稳定水平涉及尿酸生成、吸收、排泄、分解之间的平衡。一旦上述过程发生紊乱,就会导致尿酸生成增多或排出减少,引起高尿酸血症( hyperuricemia,HUA)[1]。近些年的流行病学调查显示,儿童青少年的高尿酸血症发生率呈现明显上升趋势[2]。在成人群体中,已证实HUA与心血管代谢具有一定的相关性[3,4]; 大规模的前瞻性研究已表明,血尿酸水平升高与肾脏疾病、动脉粥样硬化、原发性高血压、脑卒中、心血管疾病的发生和死亡等呈正相关[5,6],然而在儿童青少年群体中却缺乏相应的证据。本研究使用横断面调查方法,了解哈尔滨市10 ~ 18 岁青少年的血尿酸水平,并对血尿酸水平与心血管代谢危险因子的相关性进行探讨。

1 对象与方法

1.1对象

于2014 年4 月采用整群抽样方法对哈尔滨市1 640 名10 ~ 18 岁中小学生进行调查。其中男生816 名( 49. 8% ) ,女生824 名( 50. 2% ) 。年龄范围为10 ~ 18 岁,平均年龄为( 13. 88 ± 2. 59) 岁。

1.2方法

该调查已取得调查对象及其监护人的同意,并签署知情同意书。由专业人员采用统一标准进行体格检查,内容包括身高、体重和血压的测量。实验室检测: 调查前1 周要求学生禁止进食高油脂、高胆固醇食品; 采血前要求学生空腹12 h,早晨采集肘静脉血5 m L,静置30 min后以3 000 r/min离心15 min;取出上层血清,使用美国Roche公司DPP全自动生化分析仪进行测定。测定项目包括血尿酸( SUA) 、三酰甘油( TG) 、胆固醇( TC) 、高密度脂蛋白胆固醇( HDL -C) 、低密度脂蛋白胆固醇( LDL - C) 、空腹血糖( FPG) 。

1.3诊断和排除标准

(1)心血管代谢危险因子:采用中华医学会儿科学分会相关工作组2012年共识[7,8,9]进行界定。(2)HUA诊断标准[1]:血清尿酸水平男生≥417μmol/L,女生≥357μmol/L。(3)排除标准:所有入选者均排除肝肾疾病、甲状腺疾病、血液系统疾病、肿瘤、痛风及外周血管栓塞性疾病,无放、化疗史;采取血标本前4周内未使用过别嘌呤醇、促尿酸排泄药、血管紧张素受体拮抗剂等,6个月内未服用利尿剂。

1.4统计学方法

使用Epi Data 3. 0 软件建立数据库,检测数据采用双份录入,数据采用SPSS 17. 0 软件进行统计分析。计数资料以均数 ± 标准差( ± s) 表示,计量资料比较采用t检验,多组间差异比较采用方差分析,血尿酸与心血管代谢危险因子相关性分析采用Spearman相关分析,检验水准为 α = 0. 05。

2 结果

2.1高尿酸血症(HUA)检出率

HUA的检出率为23. 0% ( 377 /1 640 ) ,其中男生为29. 7% ( 242 /816 ) ,女生为16. 4% ( 135 /824) ,性别间差异有统计学意义( χ2= 40. 80,P < 0. 05) 。

2.2不同性别中小学生心血管代谢危险因子异常检出率比较

高血糖、低HDL - C以及超重/肥胖检出率均表现为男生高于女生,差异均有统计学意义( P值均< 0. 05) 。见表1。

2.3心血管代谢危险因子正常组与异常组血尿酸水平比较

运用t检验分析心血管代谢危险因子正常组和异常组的血尿酸水平,其中FPG,TG,HDL - C,BMI,血压异常组的血尿酸水平均高于正常组,差异均有统计学意义( P值均< 0. 05) 。见表2。

注: ( ) 内数字为检出率/% 。

2.4血尿酸水平与心血管代谢危险因子相关性分析

运用Spearman相关系数描述各个指标间的相关性,其中SUA与收缩压( SBP) 、舒张压( DBP) ,FPG,TG以及体质量指数( BMI) 均呈正相关,而与HDL - C呈负相关( P值均< 0. 01) 。见表3。

注: * P < 0. 05,**P < 0. 01。

进一步将研究对象按SUA水平四分位间距分成Q1 ~ Q4 组( Q1 = < 268. 08 μmol / L,Q2 = 268. 08 ~ <321. 55 μmol / L,Q3 = 321. 55 ~ < 388. 88 μmol / L,Q4≥388. 88 μmol/L) ,方差分析结果显示,各指标在各组间的差异均有统计学意义( P值均<0.05) 。见表4。

3 讨论

随着生活水平的不断提高,高脂、高糖以及高蛋白饮食逐渐出现在餐桌上,而生活方式逐渐以静式为主,从而导致代谢性疾病的发生率呈逐年上升趋势,其中包括高尿酸血症。长期以来,高尿酸血症一直被视为与心血管疾病相关,特别常见的是高血压、代谢综合征、动脉粥样硬化或肾脏病[10]。Ford等[11]对美国青少年健康和营养调查( NHAES) 1999—2002 年的1 370 名12 ~ 17 岁美国儿童的数据进行分析,发现在血尿酸水平与心血管代谢危险因素之间存在相关性。而在肥胖儿童中,升高的血尿酸水平与颈动脉粥样硬化相关[12]。

过去的40 a里,全世界范围内高尿酸血症的患病率和检出率均呈上升趋势[2]。本研究发现HUA检出率为23. 0% ,高于日本[13]和我国于丽华等[14]的报道结果,说明在不同人种或不同地域的群体中,高尿酸血症的检出率有很大差异。其中一个原因是所选用的判定高尿酸血症的界值点不同。另外,还可能是由于地域、经济等原因,特别是生活方式的差异,如饮食模式和交通运输系统,有待于后续研究加以论证。

本研究中,男生的HUA检出率为29. 7% ,女生为16. 4% ,男生检出率明显高于女生,与雍雪莲等[15]的研究结果一致。性激素是导致男女血尿酸水平存在差异的原因,性激素可以促进女性血尿酸的排泄,降低血尿酸水平,并且血尿酸水平在男生青春期和绝经期之后的女性中升高,进一步解释了血尿酸与性激素的关系[16]。

本研究发现,血尿酸水平与心血管代谢危险因子均具有统计学意义的相关性,其中SUA与SBP,DBP,FPG,TG以及BMI均呈正相关,而与HDL - C呈负相关,显示血尿酸与心血管代谢危险因素密切相关。与Ford等[11]研究的结论一致。

在成年人群中,多项研究已经证实,HUA往往与高三酰甘油血症、肥胖、高血压、高血糖等危险因素伴随出现[17,18]。本研究人群虽处于青春期,但心血管代谢危险因子的检出率呈较高水平,如高血糖、高三酰甘油、低高密度脂蛋白胆固醇、超重或肥胖、高血压的检出率分别达到了6. 40% ,7. 60% ,8. 50% ,18. 2%和18. 7% ,并且表现出一定的性别差异,如高血糖、低HDL - C以及超重或肥胖的患病率均为男生高于女生。

通过比较发现,FPG,TG,HDL - C、超重或肥胖、血压异常组的SUA水平均高于其正常组,差异均有统计学意义。进一步将研究对象按血尿酸水平四分位间距分成Q1 ~ Q4 组,发现随着血尿酸水平的增高,SBP,DBP,FPG,TG,BMI水平随之升高,而HDL - C水平随之降低,差异均有统计学意义。更进一步证实了在青少年群体中,血尿酸水平与心血管代谢危险因素密切相关。然而,血尿酸究竟是不是心血管代谢的独立危险因素,仍然没有得到肯定的结论[19]。但是已有研究显示,血尿酸是心血管代谢疾病的独立预测信号[20]。

骨代谢相关细胞因子 篇5

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

人肝癌Hep G2细胞,中国科学院上海细胞库;PM1由实验合成:利用特异性纤维素酶降解原人参二醇组皂苷转化为M1,将M1用脂肪酸进行化学修饰,利用植物化学分离技术,获得单体化合物PM1,经波谱分析确定化学结构,纯度>95%,用时以PBS稀释;DMEM培养基,美国Invitrogen公司;四甲基偶氮唑蓝(MTT)、碘化丙啶(PI),美国Sigma公司;十二烷基磺酸钠(SDS)、聚丙烯酰胺(Acrylamide)、小牛血清白蛋白,Gibco公司;鼠抗人Bcl-2、Bax和Caspase-3单克隆抗体:购自Santa Cruz公司;兔抗鼠二抗,中山生物技术公司;其他试剂为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

二氧化碳培养箱(2406-2),美国SHELLAB公司;倒置相差显微镜(DM3000),德国Leica公司;全自动酶标仪(680),美国BIO-RAD公司。流式细胞仪(Quanta SC),美国Beckman Coulter公司;凝胶分析仪(Gel Doc 2000),美国BIO-RAD公司。

1.3 试验方法

1.3.1 细胞培养

Hep G2细胞贴壁培养于含10%胎牛血清、100 Kμ/L青霉素、100 mg/L链霉素的DMEM培养液中,置于37℃、5%二氧化碳的饱和湿度培养箱中培养。

1.3.2 MTT法检测肿瘤细胞增殖活性

取对数生长期细胞,胰酶消化后配置成1×104/m L个细胞悬液,接种于96孔培养板,每孔加100μL。次日加含不同浓度PM1及相应溶剂对照的新鲜培养基(DM-SO<0.1%)。PM1终浓度为25、50和100 mg/L,同时设对照组。孵育72 h后每孔加100μL新鲜配制的0.5 g/L MTT,继续孵育4 h,弃培养液,每孔加入DMSO溶液150μL,震荡10 min,酶标仪(波长490nm)测定吸光度(A),每组设4个平行孔,独立重复3次,以溶剂处理肿瘤细胞为对照组。抑制率(%)=[(对照组平均A值-实验组平均A值)/对照组平均A值]×100%。抑制率≥30%为细胞对该药敏感。

1.3.3 细胞周期及细胞凋亡测定

将传代培养的Hep G2细胞接种于培养瓶中,每瓶细胞1×106,24 h后加入PM1,终浓度为25、50和100 mg/L,对照组加等体积溶剂。胰酶消化,离心收集细胞,PBS洗涤。将肿瘤细胞悬液0.5 m L注入70%冷乙醇固定24 h。RNase消化后,加入1.5 m L PI(50 mg/L)处理。上流式细胞仪计数10 000个细胞,检测细胞周期和凋亡率。

1.3.4 Western Blot检测蛋白表达

提取总蛋白:不同终浓度PM1(分别为25、50和100 mg/L)处理Hep G2细胞72 h后,1 500 r/min离心5 min,收集细胞,预冷PBS洗2次,加入500μL细胞裂解液(10mmol/L Tris-HCl,p H7.4,5 mmol/L EDTA,1%Triton X-100,150 mmol/L氯化钠,0.1 mmol/L PMSF)冰浴20 min,4℃,12 000 g离心10 min,吸出上清液,即为细胞胞浆总蛋白,考马斯亮蓝蛋白定量。取上清液40μL与5×SDS上样缓冲液混匀煮沸后上样,进行SDS-PAGE(10%分离胶)电泳(40 V,4 h)。电泳结束后将凝胶中的蛋白质转移至PVDF膜上。丽春红S染膜、考马斯亮蓝染胶,通过与蛋白Marker比较,确定目的条带位置。5%TBST脱脂奶粉封闭1 h,加入5%BSA稀释的鼠抗人Bax、Bcl-2、Caspase-3单克隆抗体(1∶100),4℃过夜,加入二抗37℃孵育2 h,E-CL显色,以β-actin作内参照,用凝胶图像分析软件进行光密度积分值分析。

1.4 统计学分析

所有数据采用SPSS 10.0软件包进行分析,数据均以均数±标准差表示。均数间比较用单因素方差分析。检验水准为α=0.05。

2 结果

2.1 PM1对细胞增殖活性的影响

经不同浓度PM1处理后的肝癌Hep G2细胞生长明显受到抑制,与对照组比较差异有显著性(P<0.01),且随PM1浓度增加,抑制作用逐渐增加(表1)。

注:与对照组比较,差异有显著性,P<0.01

2.2 PM1对细胞周期和细胞凋亡率的影响

采用流式细胞仪观察了不同浓度PM1作用于肝癌Hep G2细胞对细胞周期分布的影响。25 mg/L PM1处理组细胞周期没有明显变化,而50 mg/L和100 mg/L的PM1处理组,S期和G2/M期的细胞比率增加,G0/G1的细胞比率下降。细胞凋亡率从对照组(1.06±0.79)%升高到(10.80±1.36)%和(21.43±3.12)%(图1,表2)。

注:覮与对照组比较,差异有显著性,P<0.01

2.3 Western Blot检测PM1对HepG2细胞相关蛋白表达的影响

结果显示,与对照组比较,25 mg/L PM1处理组对肿瘤细胞Bcl-2、Bax、Caspase-3蛋白表达没有明显影响,而50 mg/L和100 mg/L PM1处理组Bax、Caspase-3蛋白表达随浓度增加而升高,Bcl-2蛋白表达随浓度增加而降低(图2)。

注:与对照组比较,差异有显著性,P<0.01

3 讨论

肿瘤的发生与多基因变化引起的细胞周期紊乱、细胞凋亡异常、细胞失控性生长密切相关。细胞凋亡率下降是肿瘤的特征变化之一,细胞增殖和细胞凋亡之间的不平衡将导致肿瘤的发生[11]。细胞增殖与凋亡失败决定肿瘤增长的速度,其中比较重要的因素就是细胞周期的调控细胞被阻止在G1/S期。本实验结果表明,PM1对肝癌Hep G2细胞生长抑制作用明显,呈剂量依赖性。50 mg/L和100 mg/L的PM1作用于Hep G2细胞24 h,可诱导细胞凋亡。流式细胞仪检测表明,PM1使细胞分布周期发生变化,在S期和G2/M期细胞增多,肿瘤细胞的增殖生长速度减慢。正常细胞增殖须经过G1、S、G2和M这一细胞周期,S期为DNA合成期,G2期为DNA合成后期,M期为有丝分裂期[12]。PM1抑制了肿瘤细胞的DNA合成及有丝分裂,将其阻滞于S期和G2/M期,从而导致肝癌Hep G2细胞增殖减慢或停止,且呈剂量依赖。

本研究同时还观察了PM1对肿瘤细胞凋亡相关蛋白表达的影响。细胞凋亡是细胞的一种程序性死亡方式,具有十分重要的生理和病理学意义。对凋亡调控基因的研究发现,Bcl-2基因家族在细胞凋亡过程中起着重要作用,家族蛋白之间的比例影响着细胞对各种凋亡刺激分子的敏感性,从而决定细胞是否发生凋亡[13]。Bcl-2蛋白的生理功能主要是阻遏细胞凋亡,Bcl-2高表达可抑制凋亡而不影响细胞有丝分裂。Bax蛋白也属于Bcl-2家族,其生物学作用是拮抗Bcl-2的保护效应,过度表达将加速由IL-3介导的细胞凋亡[14]。Caspase-3可异常特异的剪切天冬氨酸残基后的肽键,是细胞凋亡蛋白酶级联反应的必经之路[15]。流式细胞仪检测显示经PM1处理后Hep G2细胞凋亡率明显增加。Western Blot检测发现,较高剂量的PM1处理后的肿瘤细胞内Bcl-2蛋白表达减少,而Bax蛋白表达增加,同时Caspase-3蛋白表达量也明显高于对照组。上述结果表明,PM1可诱导Hep G2细胞凋亡,Bcl-2蛋白表达下调、Bax和Caspase-3蛋白表达上调可能是其诱导细胞凋亡的机制之一,其详细机制还需要深入研究。

综上所述,PM1是一个有效的抑制肿瘤细胞生长的人参皂苷代谢产物衍生物,通过阻滞Hep G2细胞进入分裂期来抑制肿瘤细胞生长,其诱导Hep G2细胞凋亡的机制可能与促进Bcl-2蛋白表达下调、Bax和Caspase-3蛋白表达上调有关。

摘要：目的 探讨人参皂苷代谢产物衍生物对HepG2细胞凋亡的影响及机制。方法 MTT法检测不同浓度人参皂苷代谢产物衍生物对HepG2细胞增殖的作用;流式细胞仪分析肿瘤细胞凋亡周期及细胞凋亡率;Western Blot法测定药物对HepG2细胞凋亡相关蛋白表达的影响。结果 人参皂苷代谢产物衍生物抑制肝癌HepG2细胞生长,呈浓度依赖关系。用50mg/L和100mg/L人参皂苷代谢产物衍生物处理细胞24h后,凋亡率与对照组比明显升高。流式细胞术分析显示S期和G2/M期细胞周期阻滞。Western Blot结果显示,人参皂苷代谢产物衍生物使细胞中Bax、Caspase-3蛋白表达增强,Bcl-2蛋白表达降低。结论 人参皂苷代谢产物衍生物促进肝癌HepG2细胞凋亡,可能与下调Bcl-2蛋白表达,上调Bax、Caspase-3蛋白表达有关。

骨代谢相关细胞因子 篇6

关键词：骨肉瘤,白细胞介素6,白细胞介素12

骨肉瘤(Osteosarcoma)来源于原始间充细胞,是最常见的原发性恶性骨肿瘤,多发于青少年及50岁以上的中年人。骨肉瘤由恶性成骨细胞分化和产生,其恶性程度较高,治疗困难,且容易发。白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)的异常表达与肿瘤的发病、侵袭转移相关,并与肿瘤的诊断、预后及治疗相关联。白细胞介素12(interleukin-12,IL-12)是一种具有多种生物活性和免疫调节功能的异戊二聚体细胞因子,由抗原提呈细胞、树突细胞、巨噬细胞或B细胞产生。研究证实,IL-12在机体抗肿瘤免疫中发挥重要作用,影响肿瘤的发生、侵袭转移及预后。本研究通过酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)对骨肉瘤患者及健康体检者进行了血清IL-6、IL-12表达水平的检测,结合临床资料进行相关分析,以了解IL-6和IL-12在骨肉瘤发生及进展中的作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2005-2013年本院收治的骨肉瘤患者160例作为骨肉瘤组,均经病理诊断确诊为骨肉瘤。所有患者均排除家族肿瘤病史及自身免疫性疾病病史,且入院前未经抗肿瘤治疗,未服用皮质类固醇激素、阿霉素及有可能影响机体免疫功能的非甾体类抗炎药物。骨肉瘤患者临床分期标准参照第6版国际抗癌联合会颁布的肿瘤、节点转移分类。随机选取同时期到两所医院进行健康体检的250名体检健康者作为对照组考察对象,年龄、性别和居住地点均与骨肉瘤组相匹配,各项临床及实验室检查指标均正常,排除肿瘤病史、家族肿瘤病史或其他严重疾病史。所有受试对象均无血缘关系,本研究经本院伦理委员会批准,试验前征得所有受试对象同意并签署书面知情同意书。两组研究对象的年龄、性别比较差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性,见表1。

1.2 血清IL-6及IL-12水平测定

室温下用促凝管于清晨抽取受试者肘正中静脉血4 m L并-80℃保存,分离血清后用于血清IL-6及IL-12水平检测。IL-6及IL-12p40 ELISA试剂盒为武汉华美生物工程有限公司提供,操作步骤严格按照试剂盒说明书进行。使用日本东京BIO-RAD 680酶标仪在450 nm波长下依次测定各孔OD值,应用软件绘制标准曲线并计算出各样本的浓度值,标准品浓度范围0~10 000 pg/m L。

1.3 统计学处理

采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析,计量资料以(±s)表示,比较采用t检验,计数资料比较采用χ2检验,以P<0.05为差异有统计学意义;用Spearman方法进行IL-6水平与IL-12水平数据之间的线性相关分析,P<0.05表示具有线性相关。

2 结果

2.1 两组IL-6及IL-12水平比较

骨肉瘤组患者血清IL-6水平明显高于对照组,IL-12水平明显低于对照组,比较差异均有统计学意义(P<0.01),见表2。

2.2 骨肉瘤患者血清IL-6与L-12水平的相关性分析

经Spearman线性相关性分析,骨肉瘤患者血清L-6与L-12水平无明显线性相关(r=-0.074,P>0.05)。

2.3 血清IL-6、IL-12水平与骨肉瘤临床特征之间的关系

在骨肉瘤患者中,血清IL-6水平与患者的年龄、性别、肿瘤大小、组织学分型、肿瘤部位、临床分期及转移均无明显相关,差异均无统计学意义(P>0.05),见表3;处于肿瘤发病Ⅲ~Ⅳ期的患者其血清IL-12水平低于Ⅰ~Ⅱ期患者(P<0.05);合并远处转移的患者血清IL-12水平低于不发生远处转移的患者(P<0.05)。血清IL-12水平与患者的年龄、性别、肿瘤大小、组织学分型及肿瘤部位均无明显相关,差异均无统计学意义(P>0.05),见表3。

3 讨论

骨肉瘤的发生与进展取决于机体自身的免疫状态,而T淋巴细胞介导的细胞免疫反应在骨肿瘤的免疫中占主导作用。CD4+辅助性T细胞可分为Th1细胞和Th2细胞,对于机体细胞免疫及体液免疫的调节具有重要的作用,Th1细胞主要分泌IL-2、IL-12、IFN-γ及肿瘤坏死因子等Th1型细胞因子,介导机体的细胞免疫应答并促使CD8+细胞分化和成熟,Th2细胞则主要分泌IL-4、IL-6、IL-10等Th2型细胞因子,介导机体的体液免疫应答并抑制细胞免疫反应。体内Th1/Th2应答及细胞因子失衡与骨恶性肿瘤的发生及进展密切相关。

作为最具有代表性的Th1细胞因子之一,IL-12处于Th1/Th2免疫应答的核心地位,在机体的固有免疫和后期的抗原特异性的适应性免疫之间建立起有效的关联:它能诱导CD4+初始T细胞(Th0)细胞优先向Th1细胞分化并促进Th1细胞分泌IFN-γ,同时IL-12能激活NK细胞并增强其细胞毒作用,活化巨噬细胞并诱导其成熟,提高其对癌细胞的杀灭能力。已有明确的证据表明IL-12无论对原发或者继发性肿瘤均有抑制作用,这使它成为低免疫源性肿瘤治疗潜在的新靶点。本研究发现,骨肉瘤患者与健康人群相比,血清IL-12表达明显下降,与国内郭爱林等在恶性骨肿瘤中的研究结果相同。提示低表达的IL-12水平可能导致Th1细胞毒性反应减弱进而导致骨肉瘤的发生。同时笔者探讨了血清IL-12水平与骨肉瘤患者各临床特征的相关性,结果显示IL-12水平与骨肉瘤患者的年龄、性别、瘤体大小、组织学形态及部位并不存在相关性。临床分期为Ⅲ~Ⅳ期的患者和发生远处转移的患者血清IL-12均呈现显著的低水平,提示血清IL-12水平下降可能与骨肉瘤的进展相关,可能的机制是IL-12通过诱导IFN-γ、干扰素-γ诱导单核因子(MIG)及干扰素-γ诱导蛋白-10(IP-10)的生成,进而抑制肿瘤血管生成,同时IL-12还能上调钙粘着素和血管细胞黏附分子水平,防止肿瘤转移。

IL-6是一种多功能的Th2细胞因子。在多种恶性肿瘤中,IL-6均呈高表达,它能诱导集体免疫,刺激并活化B细胞产生抗体,通过JAK/STAT信号通路调控肿瘤细胞的细胞周期,调节癌基因的表达,促进血细胞的发育从而影响肿瘤的血管生成,促进肿瘤间质的生长。Hamada等在新近胰腺癌细胞的实验研究中发现,IL-6能通过STAT3通路调节胰腺星形细胞的上皮样改变及胰腺癌相关基因的表达,提示应用IL-6的抗体可导致肿瘤细胞生长的终止。Lin等[10]的研究发现,IL-6能提高骨肉瘤细胞运动性,促进细胞间黏附分子(ICAM)-1表达,提示IL-6与骨肉瘤细胞迁移能力密切相关。同时,与其他Th2细胞因子一样,IL-6能抑制IL-12、IFN-γ等Th1细胞因子的产生,影响NK细胞和CTL细胞的活化。本研究发现,骨肉瘤患者与健康人群相比,血清IL-6表达明显增高,而IL-12水平明显下降[17,18,19,20,21,22],虽然两者间无明显的线性相关,但提示骨肉瘤患者体内可能以Th2免疫反应为主,而Th1细胞免疫反应受到抑制,Th1/Th2平衡被打破,发生了Th2漂移,从而导致机体的抗肿瘤免疫效应受到抑制。这与国内外学者们的研究结果相似[23,24,25,26]。同时笔者也探讨了血清IL-6水平与骨肉瘤患者各临床特征的相关性,但本次实验并未发现IL-6水平与骨肉瘤患者的各临床特征间存在关联。

骨代谢相关细胞因子 篇7

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2005-01~2007-12治疗前在山东省肿瘤医院PET/CT中心行18F-FDG PET/CT检查且随访资料完整并经病理或者细胞学证实的Ⅲ、Ⅳ期NSCLC癌患者110例,其中,男性72例,女性38例,年龄37~82岁,平均年龄62.4岁;KPS评分≥70;腺癌50例,鳞癌60例;Ⅲ期58例,Ⅳ期52例;所有患者因身体或其他原因不能或者不愿接受手术治疗而接受同步放化、综合治疗,化疗方案采用TP或NP方案,接受2~4周期化疗,且均完成计划治疗,放疗剂量:61.52±10.63Gy。所有患者在初次分期时均进行颅脑及胸部增强CT、颈部及腹部彩超、18F-FDG PET/CT、纤维支气管镜检查或者CT引导下经皮肺穿刺,对于某些患者,根据临床需要进行骨扫描、腹盆部增强CT等检查,根据UICC TNM标准确定临床分期。对所有的病例进行随访,记录患者从确诊到死亡或者最后一次随访时的生存时间和随访2年时的生存状态。

1.2 18F-FDG PET/CT显像

18F-FDG合成模块(MX)及PET/CT(Discovery LS)显像仪均为美国GE公司产品。加速器MINItrace生产的18F经Tracer Lab自动合成18F-FDG,放化纯>95%。PET/CT检查前患者血糖<6 mmol/L,禁食6 h,安静休息10 min,饮水500ml后按体质量5MBq/kg经手背静脉注射18F-FDG,避光平卧休息50min,排空膀胱,再饮水300ml,行PET/CT扫描,扫描范围自颅顶至股骨上端。首先行螺旋CT扫描(扫描参数:140 k V,90 m A,螺距0.75∶1,球管转速7.5s/圈,层厚5 mm),再进行PET数据采集(二维扫描,6~7个床位,4min/床位)。PET数据经CT衰减校正后,采用有序子集最大期望值迭代法(OSEM)进行图像重建,在Xeleris工作站以横断面、冠状面、矢状面显示并与CT图像融合,横断面层厚为4.25mm。

1.3 图像分析

由2位PET/CT中心医师首先复习患者临床资料,结合CT图像分析,采用视觉和半定量分析相结合的方法。目测病灶18F-FDG摄取程度,并对视觉分析发现的可疑病灶在PET图像上以最大摄取值的30%为阈值逐层自动勾画感兴趣区(region of interest,ROI)[7]结合CT图像上形态学表现,以自动勾画的ROI为参考手工勾画,确定NSCLC原发灶的边界,并得到每层的面积,乘以层厚得到每层的体积。累加法计算NSCLC患者原发灶MTV与感兴趣区原发灶18F–FDG SUV。为减少部分容积效应,取最大SUV(SUVmax)。

1.4 统计学处理

用SPSS13.0统计软件包分析,时间依赖性受试者工作特征曲线(ROC曲线)比较MTV与SUVmax预测患者预后的能力。

采用Kaplan-Meier曲线进行生存率分析,Log-rank检验差异,并行COX单、多因素回归模型对110例患者的多个临床变量分析进行单、多因素统计分析。

2 结果

2.1 肺癌原发灶测量参数

110例晚期NSCLC原发灶18F-PET/CT FDG的MTV为33.78±35.68cm3(1.4~202cm3),SUVmax=10.62±4.18(3.7~23.8)。2.2随访结果截止2010-01,所有病例随访2年以上,2年总生存率为20.9%,所有患者的生存时间为3~58个月,中位生存时间为18个月,平均生存时间为19.73±1.03月。

2.3 ROC分析结果

ROC曲线分析显示,二者预测预后的曲线下面积分别为0.649(0.524<95%CI<0.757)和0.523(0.396<95%CI<0.651)。(95%CI=95%confidence interval,95%可信区间)(图1)。

2.4 Kaplan-Meier曲线生存率分析

结果显示,临床分期及病理学类型间生存曲线差异有统计学意义(P<0.05);治疗前原发灶MTV≤33.8cm3与MTV>33.8cm3患者2年生存率分别为27.6%和5.9%,两者的生存率差异具有统计学意义(P<0.05)(图2~4)。而不同年龄组(≤62岁与>62岁)、治疗前原发灶不同SUVmax组(SUVmax≤10.6与SUVmax>10.6)及不同性别间的生存率差异没有统计学意义(P>0.05)。

2.5 COX预后单因素分析

单因素分析结果显示,患者的2年生存率与治疗前原发灶的MTV、分期、病理类型密切相关(P<0.05);而患者的性别、年龄及治疗前原发灶的最大SUV值对患者的生存率无影响(P>0.05)(表1)。

2.6 COX预后多因素分析

多因素分析结果显示多因素分析显示晚期NSCLC的2年生存率与治疗前原发灶的MTV、分期、病理类型密切相关(P<0.05);而患者的年龄、性别及治疗前原发灶的最大SUV对患者的2年生存率无影响(P>0.05)(表2)。

3 讨论

本研究显示18F-FDG PET/CT的体积参数MTV是NSCLC重要的预后因素,且比SUVmax具有更好的预测价值。在本研究中显示它是一个独立的预测因素,不受大家已经公认的其他预后因素例如分期、治疗方法、年龄的影响。这提示MTV与以往讨论较多的诸多预后因素相比,可能更有价值。

传统上,因为用CT来测得肿瘤最大直径或者肿瘤的体积等解剖学信息比较容易获得,所以经常用其来代表肿瘤的大小,即肿瘤的解剖体积。但是,因为大部分肿瘤都不具有规则的形状而且可能含有没有活性的坏死组织,由CT测得的肿瘤的最大直径和肿瘤体积并不能代表肿瘤的实际大小。

Bradley[8]曾经报道过由制定三维适形放疗计划时CT扫描得到的大体肿瘤体积(gross tumor volume,GTV)对NSCLC的总生存率和局部控制率的预测价值。GTV较大的患者的总的生存率、病因特异性生存率以及局部控制率均比GTV较小的患者差。这与我们的结果相近。但不同的是,我们这次实验的肿瘤体积是由PET/CT扫描得到的。18F-FDG PET/CT显像是近年来发展起来的新的医学影像技术,其将反映解剖形态的CT和体现病灶糖代谢的PET图像融合,特别是后者,在显示肿瘤相应的生物学特性方面具有独到的优势。MTV是由PET/CT得出的一个体积参数或者说是衡量具有较高糖代谢活性的肿瘤细胞的定量参数。最近有研究表明,由MTV估计的高肿瘤负荷是肺癌患者预后较差的独立预测因素,MTV对肺癌患者疾病进展的危险度有着显著的影响(LR=9.8;df=1;P=0.002),MTV每增加25ml(MTV变化的范围在第75和第25百分位数之间)疾病进展的危险度增加2.8倍。MTV对总的生存率的预测价值与此相似,单多因素分析显示MTV每增加一个四分位数危险度分别增加2.9倍和3.3倍(LR=9.94;df=1,P=0.0016;LR=6.98;df=1;P=0.0083)[9]。这与我们的结果较为一致,但还有几点不同。其一,他们是研究包括原发灶和所有转移灶的总的肿瘤负荷与患者疾病进展及死亡的关系,我们研究治疗前原发灶的MTV与总生存率的关系,并且评价MTV预测患者预后的价值。我们选择研究原发灶而不是总的肿瘤负荷,是因为与测量总体肿瘤负荷相比,它更容易测量而且更适于在临床实际工作中应用。其二,他们勾画肿瘤的边界时用的是最大计数值的50%,而当我们使用此阈值进行勾画时发现对于代谢较高的病灶会使其MTV偏小,不能准确估计病灶的范围,所以我们参照Thomas[7]的勾画方法,采用最大计数值的30%作为阈值勾画肿瘤的边界,这也与CT显示的解剖学边界具有较好的一致性。

SUV作为衡量肿瘤摄取18F-FDG的半定量指标,可以反应肿瘤的代谢状态,肿瘤18FDG摄取减少或消失是临床或亚临床水平治疗肿瘤有效的早期标志,及时评价疗效可修正临床肺癌的治疗方案。有些研究表明原发灶SUVmax在预测NSCLC患者预后中具有一定的价值,但是仍然不清楚SUV是不是与分期无关的独立的预后因素[10]。而有的研究表明SUVmax与SUVmean对NSCLC患者的预后都没有影响[9]。我们的研究与后者得出相同的结论,COX多因素分析表明,治疗前原发灶的SUVmax并不是NSCLC患者预后的相关因素(P=0.97),但它具有较高的相对危险度(HR=1.00)。表明原发灶SUVmax与NSCLC患者的预后有关,但并不是其独立的预后因素,首先这可能与用来量化肿瘤对18FDG摄取的SUVmax反映的只是功能代谢的异常,还必须考虑肿瘤的体积即解剖方面的影响,肿瘤体积越大,意味着克隆源性细胞数量越多;肿瘤对放射治疗的抗拒性,乏氧的存在及程度以及瘤细胞的转移潜能都与肿瘤体积效应密切相关[11、12],将肿瘤的体积与功能代谢相结合,利用其代谢活性体积评价疗效以及预测预后,以更有效地指导临床。其次这与SUVmax与肿瘤的体积有关有一定的关系。研究证明在MTV较小的一组(MTV≤15.3cm3),SUVmax与MTV具有显著相关性(r=0.67,P<0.05),而在MTV较大的一组(MTV>15.3cm3),SUVmax与MTV无明显相关性(r=0.23,P=0.059)。当使用部分容积效应校正后的SUVmax时,SUVmax与MTV则无显著的相关性(r=0.14,P=0.112)[13],本研究肿瘤原发灶的体积离散度较大,可能对SUVmax的预测价值有一定的影响。此外还可能与随机变异及用太少的病例数研究变异性较多的多因素生存分析有关。