Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Onderzoeksartikel
Deze studie had als doel seruminsuline-achtige groeifactor-1 (IGF-1) en groeihormoon (GH) te beoordelen als complementaire biomarkers voor screening op postmenopausale osteoporose bij Chinese postmenopauzale vrouwen. Deze studie toonde aan dat IGF-1 effectief een lage botmassa identificeert, terwijl GH dat niet doet, wat het gebruik ervan als een haalbaar alternatief voor dual-energy röntgenabsorptiometrie (DEXA) scans ondersteunt.
Postmenopauzale osteoporose (PMOP) is een belangrijke zorg onder vrouwen. De gouden standaard voor diagnose omvat dual-energy X-ray absorptiometrie (DEXA) scans om botmineraaldichtheid (BMD) te meten. DEXA wordt echter onpraktisch wanneer de scanner niet beschikbaar is. Deze studie omvatte 345 postmenopauzale vrouwen van 45-70 jaar. Alle deelnemers ondergingen DEXA-scans en kregen IGF-1 en GH-waarden gemeten. Op basis van t-scores werden de proefpersonen ingedeeld in drie groepen: controle (n = 99), osteopenie (n = 153) en osteoporose (n = 93). ANOVA beoordeelde IGF-1 en GH over groepen heen. Statistische analyses onderzochten correlaties tussen IGF-1, GH en andere parameters. Het diagnostische nut van IGF-1 en GH werd geëvalueerd met behulp van receiver operating characteristic (ROC) curves. Significante intergroepsverschillen werden waargenomen voor IGF-1 en GH. IGF-1 vertoonde negatieve correlaties met leeftijd, menopauze-duur, procollagen 1 Intact N-Terminal pro-peptide (PI.NP) en parathyreoïdhormoon (PTH), terwijl het positief correleerde met body mass index (BMI), estradiol (E2), GH, BMD en t-scores. GH vertoonde negatieve correlaties met leeftijd, menopauzeduur, BMI en PTH, en positieve correlaties met E2, IGF-1, BMD en t-scores. ROC-analyse toonde een hoge nauwkeurigheid, specificiteit en gevoeligheid van de IGF-1 cutoffwaarden bij het onderscheiden van de controlegroep van mensen met botmineraaldeficiëntie. Deze resultaten werden echter niet gerepliceerd voor GH. De meting van Serum IGF-1 biedt veelbelovend onderzoek naar postmenopauzale patiënten. Een vervolgonderzoek van DEXA dient te worden overwogen voor de ernstbeoordeling van osteoporose indien genoodzaak. Daarentegen bleek GH onvoldoende voor het diagnosticeren van postmenopausale osteoporose. Samenvattend bieden serum IGF-1-niveaus een veelbelovend screeningsinstrument voor aandoeningen met een lage botmassa bij postmenopauzale vrouwen, vooral in omgevingen zonder toegang tot DEXA-scanners. Ernstbeoordeling met DEXA kan worden vergemakkelijkt met IGF-1-niveaus onder het grenspunt. Daarentegen mist GH diagnostisch potentieel voor PMOP. Deze studie bevordert de identificatie van nieuwe serummarkers voor de diagnose van klinische postmenopausale osteopenie/osteoporose.
Osteoporose vormt een grote wereldwijde gezondheidslast die wordt gekenmerkt door een verminderde skeletintegriteit en een verhoogd breukrisico, waarbij postmenopauzale vrouwen de grootste ziektelast dragen1. Postmenopausale osteoporose (PMOP) is verantwoordelijk voor meer dan 40% van de osteoporotische fracturen wereldwijd, wat aanzienlijke morbiditeit en sociaaleconomische kosten met zich meebrengt2. Het versnelde botverlies na het onttrekken van oestrogeen leidt tot onevenredige trabeculaire dunner worden en verstoorde microarchitectuur - pathologische kenmerken die PMOP onderscheiden van leeftijdsgebonden botverlies3. Ondanks vastgestelde diagnostische criteria met dual-energy X-ray absorptiometrie (DEXA), komt ongeveer 60% van de fragiliteitsfracturen voor bij personen die niet voldoen aan osteoporosedrempels uitsluitend op basis van botmineraaldichtheid (BMD)-criteria, wat het belang onderstreept om complementaire biomarkers te identificeren die de verslechtering van de botkwaliteitweerspiegelen 4.
De oestrogeendeficiëntietoestand verandert fundamenteel de botremodeldynamiek via meerdere paden. Naast de directe anti-resorptieve effecten moduleert oestrogeen (E2) osteoanabole signalering via crosstalk met endocriene netwerken5. Opkomend bewijs positioneert de GH/IGF-1-as als een cruciale mediator van skelethandelingen bij E2. Experimentele modellen tonen aan dat E2 de expressie van IGF-1 mRNA stimuleert in osteoprogenitorcellen, terwijl anti-IGF-1 antilichamen de door E2 geïnduceerde calvariale proliferatie op dosisafhankelijke wijze afschaffen 6,7. Klinische observaties tonen positieve correlaties aan tussen circulerende IGF-1-niveaus en BMD in postmenopauzale cohorten8, hoewel het huidige begrip gefragmenteerd blijft over de temporele relatie tussen GH/IGF-1-veranderingen en PMOP-progressie.
Hoewel GH en IGF-1 gevestigde regulatoren zijn voor skeletgroei en rijping, blijft hun diagnostische nut in PMOP nog onderbelicht. Deze pleiotrope hormonen beïnvloeden de bothomeostase via dubbele mechanismen: IGF-1 stimuleert direct osteoblastdifferentiatie en matrixmineralisatie, terwijl GH de botremodellering verbetert via zowel IGF-1-afhankelijke als onafhankelijke routes 9,10. Cruciaal is dat de GH/IGF-1-as seksueel dimorfisme en menopauze-geassocieerde disregulatie vertoont - de serumconcentraties van IGF-1 dalen met 20-30% tijdens de menopauzale overgang, onafhankelijk vande leeftijd van 11 jaar. Paradoxaal genoeg negeren bestaande diagnostische kaders deze endocriene dimensie en vertrouwen ze voornamelijk op structurele BMD-metingen in plaats van op functionele metabole indicatoren. Een cruciale, onopgeloste vraag is of en hoe deze door de menopauze geassocieerde achteruitgang van de GH/IGF-1-as specifiek bijdraagt aan de achteruitgang van de botmicroarchitectuur, en of deze diagnostische waarde heeft onafhankelijk van BMD bij Chinese postmenopauzale vrouwen.
Deze studie onderzoekt de klinische validiteit van serum IGF-1 en GH als complementaire biomarkers voor PMOP-screening bij Chinese postmenopauzale vrouwen. De studie veronderstelt dat verminderde GH/IGF-1-activiteit correleert met geavanceerde botdegradatie onafhankelijk van BMD-waarden, wat mogelijk de vroege risicostratificatie versterkt. Door hormonale profielen te analyseren in combinatie met DEXA-parameters en breukgeschiedenis, pakt dit werk kritieke kennistekorten aan met betrekking tot: 1) de voorspellende capaciteit van GH/IGF-1 voor microarchitecturale achteruitgang, en 2) etnisch-specifieke biomarkerdrempels in Aziatische populaties waar traditionele BMD-criteria het breukrisico mogelijk onderschatten. Studieresultaten kunnen nieuwe diagnostische algoritmen informeren die endocriene en densitometrische parameters integreren om de precisie in het beheer van PMOP te verbeteren. De nieuwigheid van deze translationele studie ligt in de systematische evaluatie van de GH/IGF-1-as als een potentiële diagnostische aanvulling bij Chinese postmenopauzale vrouwen. We streven ernaar de associatie met botmicroarchitecturale achteruitgang en breukrisico, onafhankelijk van BMD, te verduidelijken en etniciteitsspecifieke drempels vast te stellen voor klinische risicostratificatie.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het onderzoek volgde de ethische richtlijnen die zijn vastgelegd in de Verklaring van Helsinki (Code van Ethiek) van de World Medical Association voor menselijke experimenten. Ethische goedkeuring (Goedkeuring nr. Nan Bu Zhan Qu-LL-2020-047) werd verkregen van de ethische commissie van het algemene ziekenhuis van het zuidelijke theatercommando van het Chinese Volksbevrijdingsleger, en er werd geïnformeerde toestemming verkregen van alle deelnemende patiënten en hun families.
Onderzoeksobject
Deze prospectieve studie duurde vier jaar en werd uitgevoerd op de afdeling voor opname en lichamelijk onderzoek van het algemene ziekenhuis van het zuidelijke theater onder toezicht van het Chinese Volksbevrijdingsleger. Het richtte zich op een groep postmenopauzale vrouwen van 45 tot 70 jaar oud, met een rigoureus dwarsdoorsnedeontwerp. Exclusiecriteria omvatten aandoeningen die mogelijk invloed hebben op het botmetabolisme, waaronder: a) immuunsysteemaandoeningen zoals ankyloserende spondylitis, systemische lupus erythematodus en reumatoïde artritis; b) bottuberculose; c) aandoeningen die de bijnierfunctie beïnvloeden, ernstige lever- of nierinsufficiëntie; d) endocriene stoornissen waaronder bijschildklierstoornissen, schildklieraandoeningen en diabetes; e) historische gewoonten van roken en alcoholgebruik; en f) recent gebruik (binnen de voorgaande 12 maanden) van medicijnen met mogelijke effecten op de botstofwisseling, zoals glucocorticoïden, calciumpreparaten, vitamine D-supplementen, bisfosfonaten, diuretica, anticonvulsiva en fluoride-middelen.
Volgens de diagnostische criteria van de Wereldgezondheidsorganisatie werden in totaal 345 proefpersonen opgenomen, verdeeld over drie verschillende cohorten op basis van botgezondheidsstatus: de controlegroep (gekenmerkt door normale BMD, t-score ≥-1,0 SD, n = 99), de osteopeniegroep (-2,5 SD < t-score < -1,0 SD, n = 153) en de osteoporosegroep (t-score ≤-2,5 SD of gelijktijdige fragiliteitsfractuur), n = 93).
Klinische monsters
Patiënten die van september 2020 tot juni 2025 van september 2020 tot juni 2025 osteoporose kregen gediagnosticeerd met osteoporose in het Algemeen Ziekenhuis van het Zuidelijke Theatercommando van het Chinese Volksbevrijdingsleger, die aan de volgende normen moeten voldoen: patiënten met osteopenie en osteoporose volgens de WHO-diagnosecriteria; Van nature menopauzal, van nature menopauzaal gedurende ≥1 jaar, en patiënten met postmenopauzale ziekten; Leeftijd 45 jaar ≤ leeftijd < 70; Vrijwillige deelname aan het onderzoek. Degenen die aan al deze voorwaarden voldoen, kunnen worden opgenomen in de experimentele gevallen. Normale botmassagroep: Natuurlijk menopauzal, van nature menopauzeal gedurende ≥1 jaar, en degenen met normale lichamelijke onderzoekindicatoren (inclusief botdichtheids- en hematologische tests).
Voor klinische patiënten die aan bovenstaande criteria voldoen, moeten patiënten met de volgende andere ziekten worden uitgesloten. De uitsluitingscriteria zijn als volgt: parathyreoïde disfunctie, schildklieraandoeningen, diabetes, bijnierziekten en ernstige lever- en nierfunctie, voorgeschiedenis van kwaadaardige tumoren, immuunziekten zoals ankyloserende spondylitis, systemische lupus erythematodes, reumatoïde artritis, voortijdig ovariumfalen syndroom en oforectomie, spinale tuberculose, gewrichtstuerculose, suppuratieve artritis, osteolyse, enzovoort. Patiënten die medicijnen hebben gebruikt die het botmetabolisme beïnvloeden (in de afgelopen 12 maanden), zoals glucocorticoïden, calciummedicatie, vitamine D, bisfosfonaatpreparaten, diuretica, anticonvulsiva, fluoride, enzovoort, kunnen ook worden uitgesloten. De aanwezigheid van een van bovenstaande aandoeningen kan leiden tot uitsluiting.
Dataverzameling
Er werden gedocumenteerde demografische gegevens van de deelnemers, waaronder leeftijd, jaren sinds de menopauze, lengte en gewicht. De body mass index (BMI) werd berekend met behulp van de formule
BMI = Gewicht (kg) / Lengte (m2).
Verzameling van serummonsters
Na een nachtelijke vasten werden bloedmonsters van alle deelnemers genomen. Vervolgens werd het serum direct gescheiden door centrifugatie bij ongeveer 850 × g gedurende 5 minuten, gealiquoteerd en opgeslagen bij -80 °C voor verdere analyse.
Berekening van steekproefgrootte
A priori vermogensanalyse werd uitgevoerd met G*Power. Op basis van voorlopige gegevens die gemiddelde serumwaarden van IGF-1 toonden van 89,46 ± 18,89, 72,52 ± 16,32 en 60,23 ± 15,63 ng/mL voor respectievelijk de normale groepen botmassa, osteopenie en osteoporose, was de berekende effectgrootte (Cohen's f) 0,86. Met α = 0,05 en vermogen = 0,80 voor een eenrichtings-ANOVA was minimaal 9 deelnemers per groep (in totaal 27) vereist. Om robuustheid te waarborgen voor ons dwarsdoorsnedenontwerp – rekening houdend met multivariabele aanpassing, subgroepanalyses en mogelijke dataproblemen – hebben we een grotere steekproef gekozen. De laatste cohort omvatte 345 postmenopauzale vrouwen (99 met normale botmassa, 153 met osteopenie, 93 met osteoporose), ruim boven de berekende vereiste.
Klinische data-beoordeling
Meting van botmineraaldichtheid
De botmineraaldichtheid (BMD) werd beoordeeld met een DEXA-scan bij de lumbale wervelkolom (L 1-4), linker femorale nek en het bovenste uiteinde van de femurhals. Scans van de femorale nek en het bovenste uiteinde werden uitgevoerd met gebogen knieën, terwijl de rugligging werd behouden tijdens de lumbale wervelkolom (L 1-4) scans. Getrainde professionals van de afdeling nucleaire geneeskunde van het algemene ziekenhuis van het Zuidelijk Theatercommando van het Chinese Volksbevrijdingsleger voerden alle tests uit. Voorafgaand aan elke meting werd een kwaliteitscontrole prothesescan uitgevoerd, waarbij werd gegarandeerd dat aan strenge normen werd voldaan voordat de deelnemers werden uitgevoerd. De variatiecoëfficiënt werd geregistreerd op 0,40%. BMD-waarden werden uitgedrukt in g/cm².
Serumindicatormeting
Serumindicatormetingen werden uitgevoerd op de laboratoriumafdeling van het algemene ziekenhuis van het Zuidelijke Theatercommando van het Chinese Volksbevrijdingsleger. Het panel van beoordeelde indicatoren bestond voornamelijk uit GH, IGF-1, 25-hydroxyvitamine D [25(OH)D], β-collageen afbraakproducten (β-CTX), totale collageen type I aminoterminale propeptide (PI.NP), parathyroïdehormoon (PTH), N-terminale osteocalcine (BGP), calcium (Ca) en estradiol (E2). De bewerkingen worden strikt uitgevoerd volgens de instructies van de kit en het proces maakt gebruik van geautomatiseerde apparatuur van de laboratoriumafdeling (GE). Tijdige registratie van de assayresultaten na hun analyse werd gegarandeerd.
De experimentele methodologieën die voor de respectievelijke indicatoren werden gebruikt, waren als volgt: GH-kwantificering werd uitgevoerd via luminol elektrochemiluminescentie immunoassay; IGF-1-niveaus werden bepaald met behulp van enzymgebonden immunosorbent-assay en chemiluminescentietechnieken. E2-niveaus werden gemeten met een commerciële immunoassaykit. Serumcalciummetingen werden uitgevoerd met een colorimetrische methode op een geautomatiseerde biochemische analyzer. De analyse van 25(OH)D, β-CTX, PI.NP, PTH en BGP werd gemeten met behulp van elektrochemiluminescentieimmunoassay (ECLIA) met commerciële assaykits.
Instrumenten en reagentia
De belangrijkste commerciële instrumenten, assay-kits en reagentia die in deze studie zijn gebruikt, zijn uitgebreid vermeld in de Table of Materials.
Statistische analyse
Data-analyse maakte gebruik van het SPSS 20.0 statistische softwarepakket en GraphPad Prism7. De resultaten werden gepresenteerd als gemiddelde ± SE. Univariate variantieanalyse (ANOVA), Pearson's correlatieanalyse, partiële correlatieanalyse en ROC-analyse werden correct toegepast. Er werd een significantieniveau van P < 0,05 aangenomen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Basislijnkenmerken en vergelijking van serum GH/IGF-I niveaus
Statistische analyse toonde aan dat veranderingen in botmassa bij patiënten met osteoporose significant positief gecorreleerd waren over jaren na de menopauze, BMI en serum E2-niveaus (P < 0,05), en significant negatief gecorreleerd met serum 25(OH)D, PTH, β-CTX en PINP-niveaus (P < 0,05). Opmerkelijk is dat de serum GH- en IGF-1-niveaus in de osteoporosegroep significant lager waren dan die in de controleg...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Botmineraaldichtheid (BMD) fungeert als een cruciale factor voor botsterkte, aangevuld met klinische kenmerken bij osteoporosediagnose12. De toepasbaarheid van BMD als epidemiologisch screeningsinstrument wordt echter belemmerd door kosten- en toegankelijkheidskwesties4. Hoewel botomzetmarkers de therapeutische responsbeoordeling aansturen, blijven hun diagnostische beperkingenbestaan. Met het onderzoeken van de rol ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Hairong Su, Qing Zhao, Zhengting Wu, Weimin Deng, Junling Wang en Binxiu Zhao verklaren dat zij geen belangenconflict hebben. De auteurs bevestigen dat het manuscript origineel werk is, niet eerder is gepubliceerd en niet in overweging wordt genomen voor publicatie elders.
Wij zijn het Algemeen Ziekenhuis van het Zuidelijk Theatercommando van het Chinese Volksbevrijdingsleger dankbaar voor de steun aan dit onderzoek. Dit werk werd ondersteund door de Wetenschappelijke Onderzoeksstichting voor Artsen van het Maoming Volksziekenhuis (BS2022001); Algemeen Programma van de Nationale Stichting Natuurwetenschappen van China (11975084); Hooggeplaatst ziekenhuisbouwonderzoeksproject van het Maoming Volksziekenhuis; Nationale Stichting Natuurwetenschappen van China (Subsidie nr. 82305287); Groot wetenschappelijk en technologisch project van de Chinese geneeskunde in Guangzhou (2025QN012).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 25(OH)D3 Kit | Roche Diagnostics | 3017970190 | Voor 25-hydroxyvitamine D [25(OH)D] detectie |
| β-CTX Kit | Roche Diagnostics | 3017938190 | Voor β-collageendegradatieproducten (β-CTX) detectie |
| BGP Kit | Roche Diagnostics | 3017912190 | Voor N-terminaal osteocalcine (BGP) detectie |
| Centrifuge | Labortechnik (Hermle) | Z 216 MK | Experimentele omstandigheden: 4 °C, 18620 g, centrifugeren gedurende 20 min |
| Dual-energy X-ray absorptiometrie (DEXA) scans | GE Healthcar | Lunar Prodigy | Voor botmineraaldichtheid (BMD) en lichaamssamenstelling meting. |
| E2 Kit | Roche Diagnostics | 3017888190 | Voor estradiol (E2) detectie |
| GH Kit | Roche Diagnostics | 3017954190 | Voor groeihormoon (GH) detectie |
| IGF-1 Kit | Roche Diagnostics | 3017962190 | Voor insuline-achtig groeifactor-1 (IGF-1) detectie |
| PINP Kit | Roche Diagnostics | 3017946190 | Voor totaal collageen type I amino-terminaal propeptide (PINP) detectie |
| PTH Kit | Roche Diagnostics | 3017920190 | Voor parathyroïd hormoon (PTH) detectie |
| Roche Cobas c Series Biochemische Analyzer | Roche Diagnostics | cobas c 702 | Instrument voor calcium biochemische detectie |
| Roche Cobas e Series Electrochemiluminescentie Analyzer | Roche Diagnostics | cobas e 602 | Instrument voor immunoassay detectie |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.