第一部分:成骨不全症患者生活质量研究研究目的:成骨不全症(osteogenesis imperfecta,OI)是一组以骨强度下降、骨折风险增加为特征的遗传性骨骼疾病。OI病因为I型胶原及其代谢相关的多种基因突变,其中85%-90%为由编码I型胶原COLlA1或COL1A2基因突变所致。I型胶原编码基因突变导致OI的机制分为两类:一类为单倍剂量不足,即I型胶原数量减少,另一类为基因突变引起甘氨酸替换,导致胶原结构异常。OI患者不仅反复发生骨折、出现骨骼畸形,还可出现肌肉萎缩、耳聋、蓝巩膜等骨外表现,严重影响患者的生活质量(quality of life,QoL)。然而,目前罕有研究对我国大样本OI患者QoL及其影响因素进行系统性调查,也未见QoL与致病基因突变的相关性研究。为此,本研究应用通用的描述儿童及成人生活质量量表,评估相对大样本OI患者的QoL,分析QoL在不同临床表型、基因型中的差异,并进一步探讨影响患者生活质量的相关因素。研究方法:1、本横断面研究纳入于2016年12月至2017年12月在北京协和医院内分泌科就诊的138例儿童OI和38例成人OI患者,并纳入来自山东省淄博市年龄、性别匹配的健康儿童作为儿童OI患者的对照,健康成人对照来自研究者的健康同事和亲属。收集OI患者人口学资料、骨骼表现、骨骼外表现以及血清学指标,采用罗氏电化学发光法测定血清骨吸收指标β-胶原降解产物(β-isomerized carboxy-telopeptide of type I collagen,β-CTX)、25 羟维生素 D(25 hydroxy vitamin D,250HD),采用酶联免疫标记法测定骨形成指标总碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP),采用双能 X线骨吸收仪(Dual energy X-ray absorptiometry,DXA,GE Lunar)测量 2-4 腰椎后前位(lumbar spine,LS)、股骨颈(femoral neck,FN)及全髋(total hip,TH)骨密度(bone mineral density,BMD)(g/cm2),并计算Z值。应用本课题组自主设计的二代靶向测序平台进行致病基因突变检测,并采用Sanger测序进行致病基因突变的验证。2、采用问卷调查的方式,对OI患者的QoL进行详细评估,儿童、青少年采用中文版儿童生活质量测定量表普适性核心量表(PedsQLTM 4.0),成人采用世界卫生组织生活质量量表简表(WHOQOL-BREF),均包括生理、心理、社会、学校(儿童)/环境(成人)4个维度,计算总得分,每个维度最终换算为0-100分,得分越高,说明QoL越好。3、分别比较OI患者与健康对照、OI不同临床分型(轻、中、重型)在QoL各个维度的差异。临床分型标准:按照Sillence分型,I型为轻型,无明显骨骼畸形和身材矮小;II型为围生期致死型;III型为重型,因反复骨折导致进展性的严重骨骼畸形;IV型严重度介于I型和III型之间,为中等病变类型。4、比较不同基因型在QoL各个维度的差异,包括常染色体显性遗传与常染色体隐性遗传、COL1A1突变与COL1A2突变、单倍体不足与甘氨酸替换。5、按照患者是否接受双膦酸盐(bisphosphonates,BPs)治疗分组,比较BPs治疗组与未治疗组患者QoL的差异。6、应用Spearman相关分析分别探讨儿童以及成人OI患者QoL的相关影响因素。研究结果:1、共收回有效问卷364份,包括138例儿童OI患者、138例健康儿童对照、38例成人OI和50例健康成人对照。儿童OI平均年龄10.0± 4.4岁,平均骨折次数4.6±4.2次,LS、FN骨密度Z值0.5±2.4,-0.6±2.7(治疗后)。成人OI平均年龄 31.8±10.6 岁,平均骨折次数 10.0±12.4 次,LS、FN 骨密度 Z 值-1.1±1.7,-1.1±1.3(治疗后)。在136例有治疗记录的患儿中,31例尚未接受药物治疗,105例正接受BPs治疗,平均疗程2.5±3.1年,治疗药物为阿仑膦酸钠(22例)、唑来膦酸(54例)或两药序贯治疗(29例)。成人OI中,25例患者正在接受BPs治疗,平均疗程2.0± 1.2年;3例接受特立帕肽20 IU皮下注射/天治疗,而10例患者未接受药物治疗。健康儿童对照平均年龄10.5±3.6岁,健康成人对照34.1±6.9岁,其年龄、性别均与OI组相匹配。2、(1)儿童OI患者生理维度、情感维度、社会维度、学校维度和总得分分别为64.4±30.0、71.9±22.2、75.7±24.8、63.7±24.5、68.9±22.0,健康对照儿童上述维度得分分别为 86.5±12.7、83.3±16.0、92.1±11.8、87.5±11.8、87.3±10.7,儿童 OI各维度QoL均明显低于健康对照组(均P＜0.01)。(2)轻型OI儿童患者QoL总分(76.8±18.7)高于中、重型(58.5±21.9、61.6±22.7),轻型OI生理维度QoL(74.9±22.1)显著高于中、重型(48.6±36.3、56.0±30.7),差异有统计学意义(均P＜0.05)。而中、重型之间生理维度QoL和QoL总分无统计学差异(均P>0.05)。(3)根据I型胶原编码基因突变导致OI的不同机制,I型胶原单倍剂量不足组与甘氨酸替换组相比,QoL 4个维度得分和总分分别为75.8±23.3 vs.63.2±30.8、78.1±19.5 vs.70.7±23.4、86.9±20.1 vs.70.6±28.1、74.7±24.7vs.58.0±25.1、78.9±19.4vs.65.6±23.8,除情感维度外,单倍剂量不足组QoL均明显高于甘氨酸替换组(P= 0.047,0.194,0.008,0.011,0.023)。(4)BPs治疗组与未治疗组各维度QoL无统计学差异(均P±0.05)。3、儿童OI患者HRQoL总分与家庭经济收入(R=0.240,P=0.020),身高Z值(R=0.319,P=0.001),LSBMD(R=0.272,P=0.002),LSBMDZ值(R=0.260,P=0.004)和 FN BMD(R=0.378,P＜0.001),FN BMD Z 值(R=0.351,P＜0.001)呈正相关,而与疾病严重程度(R=-0.390,P＜0.001),骨折次数(R=-0.284,P=0.001)呈负相关。4、成人OI患者生理维度、情感维度、社会维度、环境维度和总得分分别为52.5±18.1、59.0±16.7、63.6±13.7、57.7±16.2、58.2±13.4,健康对照分别为 66.3±13.7、64.7±16.0、61.1±16.2、58.5±14.6、62.6±13.5,OI组生理维度得分显著低于对照组(P＜0.01),而其他维度QoL及总分两组无统计学差异。成人轻型OI患者生理维度(58.5±16.0)得分高于中/重型(46.4±19.2、50.7±20.8),差异有统计学意义(P＜0.05);中/重型之间无统计学差异。5、疾病严重程度、骨折次数、受教育程度与成人OI生理维度QoL相关,而骨密度及其Z值与成人QoL无相关性。研究结论:儿童OI患者4个维度生活质量明显低于健康对照儿童,且中/重型OI患者QoL更差。本研究首次发现,Ⅰ型胶原基因突变导致甘氨酸替换的OI患者较单倍剂量不足的儿童OI患者QoL更差。而成人OI患者仅在生理维度QoL低于正常成人,心理维度、社会维度以及环境维度与正常成人无明显差异。家庭经济收入、身高Z值、LS和FN BMD及其Z值与儿童OI QoL呈正相关,而与疾病严重程度、骨折次数呈负相关。疾病严重程度、骨折次数、受教育程度与成人OI生理维度QoL相关。本研究全面评估了中国大样本OI患者的生活质量及其影响因素,结果发现患者生活质量与致病基因突变类型及骨骼病变严重程度明显相关,为今后如何提高OI患者的生活质量提供了有利的依据。第二部分双膦酸盐治疗成骨不全症药物疗程初步探索研究目的:成骨不全症(osteogenesis imperfecta,0I)是一组以骨脆性增加、反复骨折和骨骼畸形为特点的单基因遗传性骨病。OI临床表现轻重不等,Sillence分型将其分为4型:I型为轻型,无明显骨骼畸形和身材矮小;II型为围生期致死型;III型为重型,因反复骨折导致进展性的严重骨骼畸形;IV型严重度介于I型和III型之间,为中等病变类型。双膦酸盐类药物(bisphosphonates,BPs)目前广泛应用于0I。然而,BPs治疗儿童OI仍存在许多问题尚未解决,起始治疗时机、药物疗程、长期治疗的有效性和安全性,以及BPs对不同类型OI的疗效,仍有较大争议。为此,本研究对BPs治疗后骨密度(bone mineral density,BMD)达正常而给予停药的OI患者,以及治疗时间相同、年龄性别匹配、因骨密度仍低而继续治疗的OI患者,进行回顾性对比分析,以探讨不同病情儿童OI患者BPs治疗的适宜疗程,以及BPs长期治疗OI的安全性和有效性。研究方法:本病例对照研究纳入2004年1月至2015年12月在北京协和医院内分泌科治疗的OI患者,给予阿仑膦酸钠70mg/周口服,或唑来膦酸5mg/年静脉输注或两者序贯治疗,同时给予元素钙500mg、维生素D3 200IU/日口服。以BPs治疗后BMD达同性别成人正常范围作为停药标准,将符合停药标准的35例患儿纳入停药组,以年龄、性别、疗程匹配且因骨密度仍低而继续治疗的35例OI儿童为对照组,应用双能X线吸收检测仪测量腰椎(lumbar spine,LS)、股骨颈(femoral neck,FN)及全髋(total hip,TH)BMD(mg/cm2),并测定血清碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)和 I 型胶原羧基端交联肽((3-cross linked C-telopeptide of type I collagen,β-CTX)的浓度,对比分析两组基线、治疗期间及停药时身高、骨折率、BMD、骨转换生化指标的差异,记录治疗期间药物不良反应。研究结果:共纳入70例儿童OI患者,男性46例(66%),女性24例(34%)。停药组与对照组各35例,平均年龄分别为9.1±4.6岁,9.1±4.5岁。停药组I型、III型、IV型患者分别为33、0、2例,对照组分别为11、7、17例,两组构成比有统计学差异(P＜0.05)。1、停药组基线身高Z值高于对照组(-0.8±1.7vs.-3.3±3.0,P=0.012),腰椎、股骨颈、全髋 BMD 明显高于对照组(543 mg/cm2 vs.419 mg/cm2、513 mg/cm2 vs.300 mg/cm2、573mg/cm2 vs.328mg/cm2,均P<0.01),而骨折率低于对照组(1.3±2.6/年vs.2.1±3.5/年,P=0.035),提示停药组基线病情较持续治疗组轻。2、停药组平均治疗4年(范围1-8年)BMD达同性别正常范围而停药。在第1,2,3,4 年,停药组身高 Z 值-0.6±1.7、-0.6±1.5、-0.3±1.7、-0.6±1.5,与基线相比无差异;对照组身高Z值分别为-3.2±2.1、-4.1±3.0、-4.0±3.2、-4.9±3.1,第2年开始低于基线水平。前4年治疗期间,两组各部位BMD较基线均明显升高,停药组及对照组腰椎BMD分别增加138.0%及161.4%,股骨颈BMD分别增加126.7%和113.5%,全髋BMD分别增加79.1%及87.1%,BMD升高率组间无明显差异(均P>0.05)。两组血清β-CTX、ALP均较基线明显下降,组间无统计学差异(分别24.1%vs.30.9%、26.1%vs.32.2%,均P>0.05),提示双膦酸盐治疗对两组疗效无明显差异。3、达到停药标准时,停药组平均年龄13.2±4.0岁,对照组12.8±4.6岁。停药组身高Z值(-0.5±1.2)高于对照组(-3.6±3.1)。停药组腰椎、股骨颈、全髋BMD仍明显高于对照组(1065 mg/cm2 vs.803 mg/cm2、944 mg/cm2 vs.674 mg/cm2、941mg/cm2vs.687mg/cm2)(均P<0.01)。两组骨折率均较基线显著降低(0.2±0.2,0.4±0.7次/年,P=0.677)。两组间β-CTX、ALP降低率也无统计学差异(P=0.749、P=0.558)。4、平均4年、最长达8年的治疗过程中,70例患者最常见不良反应为输注唑来膦酸的急性期反应(17%),口服阿仑膦酸钠组最常见的不良反应为上腹部不适(4%)。均未观察到非典型性骨折、下颌骨坏死及其他严重不良反应,两组患者治疗期间肝肾功能一直在正常范围内,提示长期治疗安全性较好。研究结论:BPs能够有效增加不同病情OI患者的BMD,降低骨折率和骨转换生化指标。病情较轻的OI患者接受平均4年BPs治疗后,有望BMD达正常而停药,而病情较重的OI患者则需BPs治疗更长时间。BPs长期治疗安全性较好。本研究对BPs治疗OI患者的适宜疗程、长期治疗安全性和有效性进行了有意义的初步探索,为儿童OI患者长期治疗提供了有益的依据。