引用本文: 高军胜, 张陆, 刘志昂, 姚帅辉, 高松明. IL-6基因多态性与青少年特发性脊柱侧凸易感性及支具矫形疗效的相关性研究. 中国修复重建外科杂志, 2018, 32(6): 678-684. doi: 10.7507/1002-1892.201710054 复制
青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)是一种常见的青少年脊柱畸形,程度较轻时会造成患者运动功能障碍、影响身心健康发育,严重时则会造成心肺功能异常、危及生命[1-2]。目前,对于侧凸程度较轻、病情进展较慢的 AIS 患者,佩戴矫形支具仍是主要治疗方法[3]。支具矫形疗效受许多因素影响,包括性别、年龄、体质量、骨密度(bone mineral density,BMD)、AIS 分型、遗传因素等[4-5]。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)是遗传因素影响疾病的主要标记,IL-6 基因启动子区-174 位点 SNP(rs1800795)已被证实与多种疾病相关[6-7],但在中国汉族人群中与 AIS 的易感性无关。有研究提出该 SNP 与 BMD 有一定相关性[8],而 BMD 是影响 AIS 疗效的因素之一,但关于 IL-6 基因启动子区-174 位点 SNP 与 AIS 患者疗效相关性的研究尚不多见。因此,本研究通过比较 AIS 患者与正常青少年间、佩戴矫形支具治疗后取得不同疗效的 AIS 患者间,其 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布的差异,分析该基因多态性位点与 AIS 易感性及支具矫形疗效的相关性,并通过分析不同人群及患者间血清 IL-6 水平、BMD 及骨代谢参数的差异,分析其中可能作用机制,以期为 AIS 的诊疗研究提供参考。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
AIS 研究对象为 2013 年 1 月—2016 年 1 月在郑州人民医院就诊的 AIS 患者。纳入标准:① 符合 AIS 诊断标准,Lenke 分型为Ⅰ型或Ⅱ型,年龄 10~16 岁;② Cobb 角<40° 且符合佩戴脊柱矫形支具治疗条件;③ Risser 征 0~3 级,女性患者月经初潮未至或来潮≤1.5 年;④ 患者知情同意且病历资料完整。排除标准:① 先天性脊柱侧凸患者或其他类型脊柱侧凸;② 合并有炎性疾病的患者或其他严重系统性疾病的患者;③ 有支具治疗或手术治疗史患者;④ 治疗过程中自行放弃治疗或依从性差患者(支具平均佩戴时间少于医嘱时间 80%)。共 182 例 AIS 患者符合选择标准,纳入研究。
对照研究对象为同期来我院体检的无脊柱异常青少年人群。纳入标准:汉族、年龄 10~16 岁,无脊柱侧凸家族史或病史,且对本研究知情同意。共 210 例正常青少年符合选择标准,纳入研究。
1.2 AIS 治疗方法及疗效评价标准
所有 AIS 患者接受 Milwaukee 或 Boston 支具治疗,嘱患者每日佩戴时间不低于 20 h。治疗前和治疗 1 年后,摄站立位全脊柱正侧位 X 线片,测量最大主胸弯 Cobb 角,计算治疗前后 Cobb 角差值。若治疗前后 Cobb 角差值>5°或治疗后 Cobb 角>40°,视为脊柱侧凸进展,否则视为无进展。
1.3 观测指标
1.3.1 基因型检测
参照 DNA 试剂盒(Sigma 公司,美国)说明书从所有研究对象外周血中提取基因组 DNA,采用 PCR-RFLP 检测 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型。扩增引物:5'-CTCTTTGTAAAACTTCGTGCA-3'和 5'-CTGATTGGAAACCTTATTAAG-3',均由上海生工生物工程股份有限公司合成。PCR 扩增条件:94℃ 预变性 3 min;94℃ 变性 30 s,55℃ 退火 30 s,72℃ 延伸 30 s,共 35 个循环;72℃ 扩增 2 min。扩增片段长 219 bp,而后用限制性内切酶 NlaⅢ进行酶切,采用 3% 琼脂糖凝胶电泳检测酶切产物,观察扩增结果。若为等位基因 C,则产生 3 个片段(52、122、45 bp);若为等位基因 G,则产生 2 个片段(52、167 bp)。
1.3.2 实验室检测
采集所有研究对象(AIS 患者于治疗前)清晨空腹静脉血及中段尿液标本。取部分血液样本分离血清后,采用 ELISA 法(试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司)检测血清 IL-6、血清骨钙素(bone gla protein,BGP)、抗酒石酸酸性磷酸酶 5b(tartrate resistant acid phosphatase 5b,TRACP-5b)水平。取部分血液样本,采用全自动生化分析仪检测其骨碱性磷酸酶(bone alkaline phosphatase,BALP)水平。取中段尿液标本,采用全自动生化分析仪检测尿钙(Ca)、尿肌酐(Cr)水平,并计算尿 Ca/Cr。其中,BALP 及 BGP 水平代表骨形成状态,TRACP-5b、尿 Ca 及尿 Ca/Cr 水平代表骨吸收状态。
采用双能 X 线吸收骨密度仪测定所有研究对象(AIS 患者于治疗前)双侧股骨颈及腰椎(L1~4)BMD,测量 3 次,取均值。
1.4 统计学方法
采用 SPSS 19.0 统计软件进行分析。根据是否患 AIS 以及基因型检测结果,将研究对象分别分为 AIS 组和对照组以及 GG 型、GC 型、CC 型组;根据支具治疗有无进展,将 AIS 患者分为进展组和无进展组。计量资料以均数±标准差表示,两组间比较采用独立样本 t 检验;多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用 LSD 检验。计数资料组间比较采用 χ2 检验。组间基因型分布采用 Hardy-Weinberg 遗传平衡检验,P>0.05 为符合遗传平衡定律。分别在 AIS 组和对照组间、进展组和无进展组间对 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布以及血清 IL-6、BMD 及骨代谢指标进行单因素分析,初步筛选影响因素;纳入有统计学意义的指标进一步采用非条件 logistic 回归进行多因素分析,筛选支具矫形疗效影响因素。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 AIS 组及对照组比较
IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布符合 Hardy-Weinberg 遗传平衡定律(P>0.05),表明本研究样本具有群体代表性。单因素分析显示,AIS 组及对照组的 AIS 家族史、股骨颈及腰椎 BMD 比较,差异有统计学意义(P<0.05);年龄、性别、身高、体质量、体质量指数、Risser 征、IL-6 基因启动子区-174 基因型、IL-6 基因启动子区-174 等位基因、血清 IL-6、BALP、BGP、TRACP-5b、尿 Ca 以及尿 Ca/Cr 比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表 1。

2.2 进展组以及无进展组比较
根据治疗 1 年后检查结果,本研究中 182 例 AIS 患者分为无进展组(110 例)和进展组(72 例)。两组内 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布均符合 Hardy-Weinberg 遗传平衡定律(P>0.05)。单因素分析显示,无进展组及进展组间 IL-6 基因启动子区-174 等位基因、IL-6 基因启动子区-174 基因型、股骨颈及腰椎 BMD、血清 IL-6、TRACP-5b、尿 Ca、尿 Ca/Cr 比较,差异有统计学意义(P<0.05);年龄、性别、身高、体质量、体质量指数、AIS 家族史、初诊 Cobb 角、Risser 征、Lenke 分型、BALP、BGP 比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表 2。
多因素分析显示,腰椎 BMD、TRACP-5b、尿 Ca 均是支具矫形疗效的影响因素(P<0.05)。而 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型及等位基因分布虽然在两组间有差异,但可能不是其独立影响因素(P>0.05)。见表 3。


2.3 基因型与血清 IL-6 水平、BMD 及骨代谢指标间的相关性
根据基因检测结果,所有研究对象分为 GG 型 264 例、CG 型 104 例、CC 型 24 例。GG 型携带者血清 IL-6、TRACP-5b、尿 Ca、尿 Ca/Cr 显著高于 CG 型和 CC 型,股骨颈及腰椎 BMD 显著低于 CG 型和 CC 型,差异均有统计学意义(P<0.05)。CG 型携带者腰椎 BMD 低于 CC 型(P<0.05),其余指标与 CC 型比较差异无统计学意义(P>0.05)。各基因型间携带者 BALP 及 BGP 比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表 4。



3 讨论
目前,关于 IL-6 基因启动子区-174 位点多态性与 AIS 关系的研究较少。2007 年,Aulisa 等[9]首次提出 IL-6 基因启动子区-174 位点以及基质金属蛋白酶 3 多态性与脊柱侧凸相关,是脊柱侧凸遗传易感性的重要影响基因。之后,Nikolova 等[10]、Mórocz 等[11]也报道了保加利亚、匈牙利等地区人群 IL-6 基因启动子区-174 位点多态性和 AIS 易感性的相关性。但由于不同地区遗传的差异,国内研究普遍认为中国汉族人群 IL-6 基因启动子区-174 多态性与 AIS 易感性不相关[12-13]。Zhao 等[14]通过对 1994 年—2015 年期间 IL-6 基因启动子区-174 位点与 AIS 相关性研究文献进行 Meta 分析,结果也表明该位点多态性与 AIS 易感性不相关。本研究结果表明,AIS 组和对照组间 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布差异无统计学意义,与国内研究结论等一致。
对于骨骼未发育成熟的轻中度 AIS 患者,佩戴矫形支具是较为常用的治疗方案,但其疗效受许多因素的影响,包括年龄、骨骼发育成熟度(Risser 征)、遗传(家族史)、侧凸类型、初始 Cobb 角等,其中 BMD 是其重要影响因素之一。已有许多研究表明,AIS 患者存在全身性的骨量降低[15-16],提示低 BMD 可能与 AIS 病因及病情进展有关。Yip 等[17]研究表明,BMD 较低的 AIS 女性患者出现侧凸进展的风险更高,从而需要接受手术治疗。Li 等[18]研究提出,AIS 患者的 BMD 降低可能与较大的身体负载和较低的骨矿含量有关,如果脊椎骨质没有足够的强度,脊柱异常结构可能会进一步恶化,从而加重原来的畸形。国内学者吴健华等[19]通过分析前路矫形手术治疗脊柱侧凸患者的疗效,发现 BMD 较低的患者,采取前路手术时固定矫正的效果较差。相关研究均提示,BMD 是 AIS 发病及疗效的重要影响因素之一,但目前尚无关于 BMD 及 IL-6 基因启动子区-174 位点多态性对 AIS 患者佩戴矫形支具疗效影响的研究。本研究结果显示,AIS 患者进展组和无进展组间股骨颈及腰椎 BMD 差异显著,提示 BMD 为 AIS 患者矫形疗效的重要影响因素之一;IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布在 AIS 患者矫形支具治疗进展组和无进展组间分布也有统计学差异,提示其可能与 AIS 支具治疗下的侧凸进展相关。但多因素分析结果显示,腰椎 BMD及骨代谢指标 TRACP-5b、尿 Ca 是支具治疗后脊柱侧凸进展的独立影响因素(P<0.05),而 IL-6 基因启动子区-174 位点与其并不独立相关(P>0.05)。
本研究结果还显示,IL-6 基因启动子区-174 位点不同基因型间血清 IL-6 水平、BMD 及骨吸收代谢指标差异均有统计学意义,提示该位点多态性与 IL-6 表达水平、骨代谢水平及 BMD 有关。IL-6 是参与免疫炎性反应的细胞因子之一,可以促进破骨细胞前体细胞的形成,参与骨代谢中的骨吸收过程,因而当 IL-6 水平增高时可通过促进骨的吸收、破坏骨代谢平衡引起 BMD 减少[20]。骨代谢过程由骨形成和骨吸收过程组成,共同调控 BMD 的积累,对于青少年而言,骨形成状态一般强于骨吸收,从而促进骨骼发育和骨量增长。BALP 是反应成骨细胞活性和状态的标志物之一,用以表征骨的生长活性[21];BGP 是由成骨细胞分泌的表征骨更新率的蛋白之一,其水平不受骨吸收状态的影响,因此,BALP 和 BGP 水平很大程度上代表着骨形成的状态[22]。TRACP-5b 是典型的骨吸收状态标志物之一,骨吸收过程中,破骨细胞会附着于骨组织表面并分泌出酸性酶,用于降解骨基质中的钙、磷等矿化物质,因此当骨吸收状态增强时,TRACP-5b 水平会升高[23];骨吸收的代谢产物会随着新陈代谢排入组织液中,跟随尿液排出体外,导致尿中的 Ca 水平会升高,尿 Ca/Cr 也随之升高,因此,尿 Ca 及尿 Ca/Cr 也是骨吸收水平的标志指标。IL-6 该位点多态性位于基因启动子区,启动子是基因转录和表达时 RNA 聚合酶特异性结合和识别的关键区域,因此,推测-174 位点的多态性是通过影响 IL-6 启动子与 RNA 聚合酶的结合来影响 IL-6 的转录和表达,从而引起其血清水平变化以及骨代谢过程。已有研究表明 IL-6 基因启动子区-174 位点多态性与全身 BMD 有关[24]。Wang 等[25]的Meta 分析结果提示,IL-6 基因启动子区-174 位点多态性对 BMD 具有一定影响,相对于携带 C 基因人群,携带 G 基因人群出现 BMD 降低的风险更高,本研究结论与此相一致。
综上述,本研究结果表明,IL-6 基因启动子区-174 位点多态性与 AIS 易感性不相关,但与 AIS 患者佩戴矫形支具治疗下的侧凸进展相关但不独立相关,其机制可能是启动子区的多态性影响 IL-6 的转录表达水平,并通过骨代谢中的骨吸收过程影响 BMD 的积累,从而影响支具治疗后脊柱侧凸进展。但本研究仍然存在一些局限性,如样本量不足、随访时间较短。因此,我们下一步会进行大样本、长时间、多中心的系统性研究,以期取得更为科学的结论,为 AIS 的临床诊断和治疗提供研究依据。
青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)是一种常见的青少年脊柱畸形,程度较轻时会造成患者运动功能障碍、影响身心健康发育,严重时则会造成心肺功能异常、危及生命[1-2]。目前,对于侧凸程度较轻、病情进展较慢的 AIS 患者,佩戴矫形支具仍是主要治疗方法[3]。支具矫形疗效受许多因素影响,包括性别、年龄、体质量、骨密度(bone mineral density,BMD)、AIS 分型、遗传因素等[4-5]。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)是遗传因素影响疾病的主要标记,IL-6 基因启动子区-174 位点 SNP(rs1800795)已被证实与多种疾病相关[6-7],但在中国汉族人群中与 AIS 的易感性无关。有研究提出该 SNP 与 BMD 有一定相关性[8],而 BMD 是影响 AIS 疗效的因素之一,但关于 IL-6 基因启动子区-174 位点 SNP 与 AIS 患者疗效相关性的研究尚不多见。因此,本研究通过比较 AIS 患者与正常青少年间、佩戴矫形支具治疗后取得不同疗效的 AIS 患者间,其 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布的差异,分析该基因多态性位点与 AIS 易感性及支具矫形疗效的相关性,并通过分析不同人群及患者间血清 IL-6 水平、BMD 及骨代谢参数的差异,分析其中可能作用机制,以期为 AIS 的诊疗研究提供参考。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
AIS 研究对象为 2013 年 1 月—2016 年 1 月在郑州人民医院就诊的 AIS 患者。纳入标准:① 符合 AIS 诊断标准,Lenke 分型为Ⅰ型或Ⅱ型,年龄 10~16 岁;② Cobb 角<40° 且符合佩戴脊柱矫形支具治疗条件;③ Risser 征 0~3 级,女性患者月经初潮未至或来潮≤1.5 年;④ 患者知情同意且病历资料完整。排除标准:① 先天性脊柱侧凸患者或其他类型脊柱侧凸;② 合并有炎性疾病的患者或其他严重系统性疾病的患者;③ 有支具治疗或手术治疗史患者;④ 治疗过程中自行放弃治疗或依从性差患者(支具平均佩戴时间少于医嘱时间 80%)。共 182 例 AIS 患者符合选择标准,纳入研究。
对照研究对象为同期来我院体检的无脊柱异常青少年人群。纳入标准:汉族、年龄 10~16 岁,无脊柱侧凸家族史或病史,且对本研究知情同意。共 210 例正常青少年符合选择标准,纳入研究。
1.2 AIS 治疗方法及疗效评价标准
所有 AIS 患者接受 Milwaukee 或 Boston 支具治疗,嘱患者每日佩戴时间不低于 20 h。治疗前和治疗 1 年后,摄站立位全脊柱正侧位 X 线片,测量最大主胸弯 Cobb 角,计算治疗前后 Cobb 角差值。若治疗前后 Cobb 角差值>5°或治疗后 Cobb 角>40°,视为脊柱侧凸进展,否则视为无进展。
1.3 观测指标
1.3.1 基因型检测
参照 DNA 试剂盒(Sigma 公司,美国)说明书从所有研究对象外周血中提取基因组 DNA,采用 PCR-RFLP 检测 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型。扩增引物:5'-CTCTTTGTAAAACTTCGTGCA-3'和 5'-CTGATTGGAAACCTTATTAAG-3',均由上海生工生物工程股份有限公司合成。PCR 扩增条件:94℃ 预变性 3 min;94℃ 变性 30 s,55℃ 退火 30 s,72℃ 延伸 30 s,共 35 个循环;72℃ 扩增 2 min。扩增片段长 219 bp,而后用限制性内切酶 NlaⅢ进行酶切,采用 3% 琼脂糖凝胶电泳检测酶切产物,观察扩增结果。若为等位基因 C,则产生 3 个片段(52、122、45 bp);若为等位基因 G,则产生 2 个片段(52、167 bp)。
1.3.2 实验室检测
采集所有研究对象(AIS 患者于治疗前)清晨空腹静脉血及中段尿液标本。取部分血液样本分离血清后,采用 ELISA 法(试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司)检测血清 IL-6、血清骨钙素(bone gla protein,BGP)、抗酒石酸酸性磷酸酶 5b(tartrate resistant acid phosphatase 5b,TRACP-5b)水平。取部分血液样本,采用全自动生化分析仪检测其骨碱性磷酸酶(bone alkaline phosphatase,BALP)水平。取中段尿液标本,采用全自动生化分析仪检测尿钙(Ca)、尿肌酐(Cr)水平,并计算尿 Ca/Cr。其中,BALP 及 BGP 水平代表骨形成状态,TRACP-5b、尿 Ca 及尿 Ca/Cr 水平代表骨吸收状态。
采用双能 X 线吸收骨密度仪测定所有研究对象(AIS 患者于治疗前)双侧股骨颈及腰椎(L1~4)BMD,测量 3 次,取均值。
1.4 统计学方法
采用 SPSS 19.0 统计软件进行分析。根据是否患 AIS 以及基因型检测结果,将研究对象分别分为 AIS 组和对照组以及 GG 型、GC 型、CC 型组;根据支具治疗有无进展,将 AIS 患者分为进展组和无进展组。计量资料以均数±标准差表示,两组间比较采用独立样本 t 检验;多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用 LSD 检验。计数资料组间比较采用 χ2 检验。组间基因型分布采用 Hardy-Weinberg 遗传平衡检验,P>0.05 为符合遗传平衡定律。分别在 AIS 组和对照组间、进展组和无进展组间对 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布以及血清 IL-6、BMD 及骨代谢指标进行单因素分析,初步筛选影响因素;纳入有统计学意义的指标进一步采用非条件 logistic 回归进行多因素分析,筛选支具矫形疗效影响因素。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 AIS 组及对照组比较
IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布符合 Hardy-Weinberg 遗传平衡定律(P>0.05),表明本研究样本具有群体代表性。单因素分析显示,AIS 组及对照组的 AIS 家族史、股骨颈及腰椎 BMD 比较,差异有统计学意义(P<0.05);年龄、性别、身高、体质量、体质量指数、Risser 征、IL-6 基因启动子区-174 基因型、IL-6 基因启动子区-174 等位基因、血清 IL-6、BALP、BGP、TRACP-5b、尿 Ca 以及尿 Ca/Cr 比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表 1。

2.2 进展组以及无进展组比较
根据治疗 1 年后检查结果,本研究中 182 例 AIS 患者分为无进展组(110 例)和进展组(72 例)。两组内 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布均符合 Hardy-Weinberg 遗传平衡定律(P>0.05)。单因素分析显示,无进展组及进展组间 IL-6 基因启动子区-174 等位基因、IL-6 基因启动子区-174 基因型、股骨颈及腰椎 BMD、血清 IL-6、TRACP-5b、尿 Ca、尿 Ca/Cr 比较,差异有统计学意义(P<0.05);年龄、性别、身高、体质量、体质量指数、AIS 家族史、初诊 Cobb 角、Risser 征、Lenke 分型、BALP、BGP 比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表 2。
多因素分析显示,腰椎 BMD、TRACP-5b、尿 Ca 均是支具矫形疗效的影响因素(P<0.05)。而 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型及等位基因分布虽然在两组间有差异,但可能不是其独立影响因素(P>0.05)。见表 3。


2.3 基因型与血清 IL-6 水平、BMD 及骨代谢指标间的相关性
根据基因检测结果,所有研究对象分为 GG 型 264 例、CG 型 104 例、CC 型 24 例。GG 型携带者血清 IL-6、TRACP-5b、尿 Ca、尿 Ca/Cr 显著高于 CG 型和 CC 型,股骨颈及腰椎 BMD 显著低于 CG 型和 CC 型,差异均有统计学意义(P<0.05)。CG 型携带者腰椎 BMD 低于 CC 型(P<0.05),其余指标与 CC 型比较差异无统计学意义(P>0.05)。各基因型间携带者 BALP 及 BGP 比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表 4。



3 讨论
目前,关于 IL-6 基因启动子区-174 位点多态性与 AIS 关系的研究较少。2007 年,Aulisa 等[9]首次提出 IL-6 基因启动子区-174 位点以及基质金属蛋白酶 3 多态性与脊柱侧凸相关,是脊柱侧凸遗传易感性的重要影响基因。之后,Nikolova 等[10]、Mórocz 等[11]也报道了保加利亚、匈牙利等地区人群 IL-6 基因启动子区-174 位点多态性和 AIS 易感性的相关性。但由于不同地区遗传的差异,国内研究普遍认为中国汉族人群 IL-6 基因启动子区-174 多态性与 AIS 易感性不相关[12-13]。Zhao 等[14]通过对 1994 年—2015 年期间 IL-6 基因启动子区-174 位点与 AIS 相关性研究文献进行 Meta 分析,结果也表明该位点多态性与 AIS 易感性不相关。本研究结果表明,AIS 组和对照组间 IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布差异无统计学意义,与国内研究结论等一致。
对于骨骼未发育成熟的轻中度 AIS 患者,佩戴矫形支具是较为常用的治疗方案,但其疗效受许多因素的影响,包括年龄、骨骼发育成熟度(Risser 征)、遗传(家族史)、侧凸类型、初始 Cobb 角等,其中 BMD 是其重要影响因素之一。已有许多研究表明,AIS 患者存在全身性的骨量降低[15-16],提示低 BMD 可能与 AIS 病因及病情进展有关。Yip 等[17]研究表明,BMD 较低的 AIS 女性患者出现侧凸进展的风险更高,从而需要接受手术治疗。Li 等[18]研究提出,AIS 患者的 BMD 降低可能与较大的身体负载和较低的骨矿含量有关,如果脊椎骨质没有足够的强度,脊柱异常结构可能会进一步恶化,从而加重原来的畸形。国内学者吴健华等[19]通过分析前路矫形手术治疗脊柱侧凸患者的疗效,发现 BMD 较低的患者,采取前路手术时固定矫正的效果较差。相关研究均提示,BMD 是 AIS 发病及疗效的重要影响因素之一,但目前尚无关于 BMD 及 IL-6 基因启动子区-174 位点多态性对 AIS 患者佩戴矫形支具疗效影响的研究。本研究结果显示,AIS 患者进展组和无进展组间股骨颈及腰椎 BMD 差异显著,提示 BMD 为 AIS 患者矫形疗效的重要影响因素之一;IL-6 基因启动子区-174 位点基因型分布在 AIS 患者矫形支具治疗进展组和无进展组间分布也有统计学差异,提示其可能与 AIS 支具治疗下的侧凸进展相关。但多因素分析结果显示,腰椎 BMD及骨代谢指标 TRACP-5b、尿 Ca 是支具治疗后脊柱侧凸进展的独立影响因素(P<0.05),而 IL-6 基因启动子区-174 位点与其并不独立相关(P>0.05)。
本研究结果还显示,IL-6 基因启动子区-174 位点不同基因型间血清 IL-6 水平、BMD 及骨吸收代谢指标差异均有统计学意义,提示该位点多态性与 IL-6 表达水平、骨代谢水平及 BMD 有关。IL-6 是参与免疫炎性反应的细胞因子之一,可以促进破骨细胞前体细胞的形成,参与骨代谢中的骨吸收过程,因而当 IL-6 水平增高时可通过促进骨的吸收、破坏骨代谢平衡引起 BMD 减少[20]。骨代谢过程由骨形成和骨吸收过程组成,共同调控 BMD 的积累,对于青少年而言,骨形成状态一般强于骨吸收,从而促进骨骼发育和骨量增长。BALP 是反应成骨细胞活性和状态的标志物之一,用以表征骨的生长活性[21];BGP 是由成骨细胞分泌的表征骨更新率的蛋白之一,其水平不受骨吸收状态的影响,因此,BALP 和 BGP 水平很大程度上代表着骨形成的状态[22]。TRACP-5b 是典型的骨吸收状态标志物之一,骨吸收过程中,破骨细胞会附着于骨组织表面并分泌出酸性酶,用于降解骨基质中的钙、磷等矿化物质,因此当骨吸收状态增强时,TRACP-5b 水平会升高[23];骨吸收的代谢产物会随着新陈代谢排入组织液中,跟随尿液排出体外,导致尿中的 Ca 水平会升高,尿 Ca/Cr 也随之升高,因此,尿 Ca 及尿 Ca/Cr 也是骨吸收水平的标志指标。IL-6 该位点多态性位于基因启动子区,启动子是基因转录和表达时 RNA 聚合酶特异性结合和识别的关键区域,因此,推测-174 位点的多态性是通过影响 IL-6 启动子与 RNA 聚合酶的结合来影响 IL-6 的转录和表达,从而引起其血清水平变化以及骨代谢过程。已有研究表明 IL-6 基因启动子区-174 位点多态性与全身 BMD 有关[24]。Wang 等[25]的Meta 分析结果提示,IL-6 基因启动子区-174 位点多态性对 BMD 具有一定影响,相对于携带 C 基因人群,携带 G 基因人群出现 BMD 降低的风险更高,本研究结论与此相一致。
综上述,本研究结果表明,IL-6 基因启动子区-174 位点多态性与 AIS 易感性不相关,但与 AIS 患者佩戴矫形支具治疗下的侧凸进展相关但不独立相关,其机制可能是启动子区的多态性影响 IL-6 的转录表达水平,并通过骨代谢中的骨吸收过程影响 BMD 的积累,从而影响支具治疗后脊柱侧凸进展。但本研究仍然存在一些局限性,如样本量不足、随访时间较短。因此,我们下一步会进行大样本、长时间、多中心的系统性研究,以期取得更为科学的结论,为 AIS 的临床诊断和治疗提供研究依据。