术前维生素D水平较低与老年骨质疏松性椎体压缩性骨折患者接受经皮椎体成形术后临床预后较差有关

《Frontiers in Medicine》：Lower preoperative vitamin D levels are associated with poor clinical outcomes in elderly patients with osteoporotic vertebral compression fractures after percutaneous vertebroplasty

　　摘要
目的：维生素D缺乏在患有骨质疏松症的老年人中很常见；然而，其在接受经皮椎体成形术（PVP）治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折（OVCFs）患者的预后意义尚不清楚。本研究评估了术前维生素D状态与PVP术后疼痛和功能恢复之间的关联。

方法：这项回顾性研究包括了2021年1月至2024年12月期间接受PVP治疗的609名单水平OVCFs患者。术前血清25-羟基维生素D [25(OH)D] 水平被分为严重缺乏（<10 ng/mL）、缺乏（10–20 ng/mL）、不足（20–30 ng/mL）和充足（>30 ng/mL）。使用视觉模拟量表（VAS）和Oswestry残疾指数（ODI）在术前、术后第1天、1个月和1年时评估疼痛和功能。线性混合效应模型（LMMs）用于评估纵向变化，多变量回归分析检查了与1年结果的独立关联。

结果：所有组别のVAS和ODI评分随时间显著改善（p < 0.01）。然而，维生素D水平较低的患者在每次随访时疼痛和残疾评分始终较高。观察到了显著的时间×组别交互作用（p < 0.01）。经过多变量调整后，较低的维生素D状态仍然与较高的1年VAS评分（β = 0.293，95% CI: 0.230, 0.356，p < 0.01）和较高的ODI评分（β = 2.179，95% CI: 1.854–2.503，p < 0.01）独立相关。

结论：术前维生素D水平较低与OVCFs患者PVP术后疼痛缓解和功能恢复不良独立相关。

引言
骨质疏松性椎体压缩性骨折（OVCFs）是老年人疼痛、残疾和生活质量下降的主要原因。随着人口老龄化进程的加快，骨质疏松性骨折的负担在全球范围内持续增加，并已成为一个重要的公共卫生问题（1）。最近的一项系统回顾和荟萃分析报告指出，中国老年人的骨质疏松性骨折总体发病率从2000-2010年的13.2%显著上升至2012-2022年的22.7%，其中脊柱是最常受影响的部位之一（2）。流行病学研究进一步表明，50岁及以上的男女中有多达30%的人发生椎体骨折，且发病率随年龄增长而急剧上升（3）。鉴于OVCFs的复发性骨折风险高、功能下降以及过高的死亡率，有效的管理策略对于减轻其日益严重的临床和社会经济影响至关重要。

经皮椎体成形术（PVP）已被广泛采用作为OVCFs的微创治疗方法，能有效提供快速疼痛缓解、椎体稳定和早期功能恢复（4）。与长期保守治疗相比，PVP允许患者更早活动，并在适当选择的患者中改善短期结果（5）。然而，尽管手术技术成功，术后结果仍存在异质性。虽然许多患者症状显著改善，但仍有一些患者持续经历疼痛或功能恢复受限（6）。这种变异性表明，手术技术之外的因素——特别是患者相关和代谢条件——可能在决定PVP后预后方面起着重要作用。

维生素D是骨骼代谢、肌肉力量和神经肌肉功能的关键调节因子（7）。维生素D缺乏在老年人和骨质疏松症患者中非常普遍，并与骨密度降低、骨折愈合障碍、慢性肌肉骨骼疼痛和跌倒风险增加有关（8, 9）。尽管新兴证据表明低维生素D状态可能对骨科干预后的恢复产生不利影响（10），但在接受PVP治疗OVCFs的患者中，其预后意义尚未得到充分证实。因此，本研究旨在探讨术前血清25-羟基维生素D [25(OH)D] 水平与PVP术后疼痛和功能结果之间的关联。我们假设严重的维生素D缺乏与PVP后的较差临床结果独立相关，识别这一可调节的风险因素可能有助于优化围手术期管理并改善这一脆弱人群的术后恢复。

材料与方法
研究设计和人群
这项回顾性观察性研究包括了2021年1月至2024年12月期间在中国人民武装警察部队安徽省总队医院骨科接受PVP治疗的连续OVCFs患者。该研究符合赫尔辛基宣言，并获得了安徽省总队医院伦理委员会的批准（批准编号2025041）。由于研究的回顾性特点，无需伦理委员会的知情同意。

患者符合以下标准即可纳入：（1）年龄≥65岁；（2）通过影像学检查确诊为单水平OVCF；（3）低能量或非创伤性骨折；（4）接受单侧或双侧PVP治疗；（5）有术前血清25(OH)D测量数据。

排除标准：（1）由恶性肿瘤或感染引起的病理性骨折；（2）高能量创伤性骨折；（3）受累椎体水平曾接受过脊柱手术；（4）伴有需要减压手术的神经系统缺陷；（5）入院前长期使用维生素D补充剂；（6）临床或随访数据不完整。

维生素D状态评估
术前维生素D测量是我们在机构中对接受PVP的OVCFs患者进行的常规临床评估的一部分。术前采集空腹静脉血样。使用标准化化学发光免疫测定法测量血清25(OH)D水平。根据公认的临床阈值，患者被分为四组：严重缺乏（<10 ng/mL）、缺乏（10–20 ng/mL）、不足（20–30 ng/mL）和充足（>30 ng/mL）。

经皮椎体成形术
PVP在无菌条件下进行，并在连续C臂透视引导下完成。患者俯卧位，腹部悬吊以利于姿势调整。在透视下确定骨折椎体，根据骨折特点采用单侧或双侧经椎弓根入路。局部麻醉后，在实时透视监测下将椎体成形针通过椎弓根插入骨折椎体。按制造商说明准备聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥，并在其糊状阶段缓慢注入。持续监测水泥分布，一旦达到足够填充或水泥接近椎体皮质或观察到泄漏则停止注射。术后鼓励患者尽早活动，并接受标准抗骨质疏松治疗。

临床结果
使用视觉模拟量表（VAS）评估疼痛强度，使用Oswestry残疾指数（ODI）评估功能状态。在手术前1天、术后第1天、术后1个月和术后1年进行评估。

基线人口统计学和临床变量从电子病历中收集，包括年龄、性别、体质指数（BMI）、吸烟状况、骨密度（BMD）、骨折椎体、合并症（糖尿病、高血压和心血管疾病）以及术后锻炼和骨质疏松治疗情况。锻炼定义为有氧运动，如快走、慢跑、跳舞、游泳和爬山，这些运动至少使心率增加30分钟，每周至少进行四次。锻炼频率和强度由患者自行报告。骨质疏松治疗药物包括降钙素和双膦酸盐。根据出院时医生开具的治疗计划，在评估期间，患者需按疗程定期服药（包括我们医院使用的降钙素和双膦酸盐）。

统计分析
连续变量以平均值±标准差或中位数（四分位数范围）表示，分类变量以频率和百分比表示。维生素D组间的比较使用单因素方差分析或Kruskal-Wallis检验（对于连续变量），以及卡方检验（对于分类变量）。由于VAS和ODI评分在多个时间点（术前、术后第1天、1个月和1年）进行评估，因此使用线性混合效应模型（LMMs）来评估纵向变化和组间差异。这些模型中包含每个患者的随机截距，以解释重复测量，固定效应包括时间、维生素D状态及其交互作用。

多变量线性回归分析用于评估维生素D状态与1年VAS和ODI评分之间的独立关联，同时调整潜在混杂因素。报告回归系数（β）及95%置信区间（CI）。维生素D状态作为有序变量输入回归模型（1=充足，2=不足，3=缺乏，4=严重缺乏），数值越高表示维生素D状态越差。

分析排除了术前维生素D测量缺失或随访不完整的患者；由于数据缺失比例较低且线性混合效应模型（LMMs）对随机缺失（MAR）假设具有鲁棒性，因此未对缺失数据进行插补。双侧p值<0.05视为统计学显著。所有统计分析使用SPSS软件（版本25.0；IBM公司，美国阿蒙克）进行。

结果
2021年1月至2024年12月期间共有787名患者接受了PVP治疗。其中178名患者被排除：51名患者术前维生素D测量缺失，28名患者有病理性骨折，15名患者有高能量骨折，20名患者曾接受过脊柱手术，12名患者有需要减压的神经系统缺陷，52名患者随访数据不完整。剩余609名患者被纳入分析。

所有符合条件的患者根据术前25(OH)D状态分为四组：充足（n=151）、不足（n=192）、缺乏（n=166）和严重缺乏（n=100）。基线人口统计学和临床特征总结见表1。如表1所示，四组之间的基线人口统计学特征（包括年龄、性别、体质指数和吸烟状况）无显著差异。糖尿病、高血压、骨折椎体水平、术后锻炼和术后骨质疏松治疗的患病率也无显著差异（p > 0.05）。然而，术前骨密度随着维生素D状态的恶化而逐渐降低（p < 0.01）。此外，维生素D水平较低的患者患心血管疾病的比率较高（p < 0.01）。

表1 维生素D状态
P值
充足（>30 ng/mL）
不足（20–30 ng/mL）
缺乏（10–20 ng/mL）
严重缺乏（<10 ng/mL）
N
151
192
166
100

年龄（岁）
69.4 ± 3.0
69.1 ± 3.1
68.8 ± 3.5
68.9 ± 3.1
0.26

性别（n%）
0.32
男性
30（19.9%）
44（22.9%）
38（22.9%）
30（30.0%）
女性
121（80.1%）
148（77.1%）
128（77.1%）
70（70.0%）

BMI（kg/m2）
24.3 ± 1.4
24.6 ± 1.2
24.4 ± 1.2
24.3 ± 1.2
0.10

吸烟者（n%）
26（17.2%）
35（18.2%）
30（18.1%）
14（14.0%）
0.81

术前BMD
?2.8 ± 0.3
?3.0 ± 0.3
?3.2 ± 0.3
?3.4 ± 0.3
<0.01

合并症（n%）
糖尿病
25（16.6%）
29（15.1%）
36（21.7%）
23（23.0%）
0.23

高血压
28（18.5%）
45（23.4%）
45（27.1%）
31（31.0%）
0.12

心血管疾病
28（18.5%）
48（25.0%）
56（33.7%）
38（38.0%）
<0.01

骨折椎体
T1
11
17（11.3%）
29（15.1%）
24（14.5%）
13（13.0%）

T12
52（34.4%）
51（26.6%）
51（30.7%）
34（34.0%）

L1
62（41.1%）
76（39.6%）
62（37.3%）
39（39.0%）

L2
20（13.2%）
36（18.8%）
29（17.5%）
14（14.0%）

术前VAS
7.4 ± 1.5
7.5 ± 1.6
7.3 ± 1.5
7.6 ± 1.5
0.63

术前ODI
68.1 ± 7.9
68.2 ± 7.2
67.0 ± 8.0
67.9 ± 7.7
0.42

术后锻炼（n%）
97（64.2%）
119（62.0%）
94（56.6%）
56（56.0%）
0.41

术后骨质疏松治疗（n%）
59（39.1%）
61（31.8%）
68（41.0%）
37（37.0%
0.30

表1显示了按维生素D状态分层的四组患者在不同时间点（手术前1天（T1）、术后第1天（T2）、术后1个月（T3）和术后1年（T4）的VAS评分和ODI评分对比。图1显示了按维生素D状态分层的患者在四个时间点的（A）视觉模拟量表（VAS）评分和（B）Oswestry残疾指数（ODI）评分对比。详细? LMM结果见补充表S2和S3。所有时间点的确切数值见补充表S1。使用线性混合效应模型分析了VAS和ODI评分的纵向变化，发现时间（p < 0.01）和维生素D状态（p < 0.01）的主要效应，以及时间×维生素D状态的交互作用（p < 0.01）也显著。

多变量线性回归分析进一步评估了维生素D状态与1年结果之间的独立关联（表2）。在调整了年龄、性别、体质指数（BMI）、吸烟状况、合并症、骨折椎体水平、术后锻炼和抗骨质疏松治疗等因素后，维生素D的状态仍然与1年时的视觉模拟量表（VAS）和Oswestry残疾指数（ODI）得分显著相关。表2显示了这些变量对VAS和ODI的影响。

| 变量 | β | 95%置信区间下界 | β | 95%置信区间上界 |
|-----------------|--------------------|------------------|--------------------|
| 维生素D状态 | 0.293 | 0.230, 0.356 | <0.01 | 2.179 | 1.854–2.503 |
| 年龄 | ?0.001 | ?0.018, 0.016 | 0.92 | ?0.009 | 0.080 |
| 性别 | ?0.049 | ?0.176, 0.079 | 0.45 | ?0.192 | 0.851, 0.467 |
| BMI | 0.003 | ?0.040, 0.045 | 0.90 | ?0.148 | ?0.368 |
| 吸烟者 | 0.023 | ?0.120, 0.166 | 0.75 | ?1.127 | 0.346 |
| 术前骨密度（BMD） | ?0.296 | ?0.456, ?0.136 | <0.01 | ?4.88 | ?5.706 |
| 糖尿病 | 0.025 | ?0.114, 0.163 | 0.73 | ?1.042 | 0.389 |
| 高血压 | 0.012 | ?0.114, 0.138 | 0.85 | ?0.222 | 0.874 |
| 心血管疾病 | ?0.015 | ?0.136, 0.107 | 0.81 | ?1.157 | 0.094 |
| 骨折椎体 | 0.004 | ?0.055, 0.063 | 0.89 | ?0.266 | 0.345 |
| 术后锻炼 | ?0.034 | ?0.145, 0.077 | 0.55 | ?0.356 | 0.785 |
| 术后骨质疏松治疗 | 0.055 | ?0.056, 0.167 | 0.33 | ?0.247 | 0.907 |

通过多变量线性回归分析发现，维生素D的状态与VAS和ODI得分显著相关。维生素D的状态被作为一个有序变量处理（1=充足，2=不足，3=缺乏，4=严重缺乏）；数值越高，维生素D的状态越差。具体来说，维生素D状态的恶化与VAS得分的升高（β=0.293，95% CI: 0.230, 0.356，p<0.01）和ODI得分的升高（β=2.179，95% CI: 1.854–2.503，p<0.01）独立相关。术前骨密度也与这两种结果相关，较低的骨密度与较高的VAS和ODI得分相关，这与其作为骨质疏松严重程度的标志物的作用一致。

讨论
在这项针对接受PVP治疗的老年OVCF患者的回顾性研究中，我们发现较低的术前维生素D水平与较差的术后疼痛缓解和功能恢复显著相关。尽管所有患者的VAS和ODI得分在手术后都有显著改善，但维生素D水平较低的患者在随访期间一直表现出更高的疼痛和残疾评分。重要的是，在调整了潜在的混杂因素后，维生素D的状态仍然与1年的临床结果独立相关。我们的发现与先前的研究一致，这些研究表明维生素D缺乏在患有骨质疏松和椎体骨折的老年人中非常普遍，并且与骨矿物质密度降低、骨折风险增加以及身体机能受损有关。之前的骨科研究也提示，低维生素D水平可能与骨折愈合延迟、持续性的肌肉骨骼疼痛和较差的术后恢复有关。据我们所知，这是第一项专门评估老年OVCF患者术前维生素D状态预测意义的研究。通过将患者分为四个临床相关的类别，我们证明了维生素D状态恶化与1年较差结果之间的分级关联，即使在多变量调整后也是如此。这些发现进一步强调了维生素D状态在这种临床环境中的潜在预测重要性。

几种生物学机制可能解释这种关联。维生素D在钙平衡、骨矿化和肌肉骨骼功能中起着核心作用。维生素D缺乏与骨重建受损、小梁微结构退化、肌肉力量减弱和慢性肌肉骨骼疼痛有关。在我们的队列中，较低的维生素D水平也与术前骨密度降低相关，这支持了我们发现的生物学合理性。此外，维生素D受体在骨骼肌中表达，维生素D状态不足可能会影响椎体稳定后的功能恢复。新的证据还表明，维生素D可能影响炎症通路和疼痛感知，这可能进一步导致持续的术后疼痛。从临床角度来看，我们的结果强调了对老年OVCF患者进行常规维生素D检测的潜在价值。虽然PVP能有效恢复椎体稳定性并迅速缓解疼痛，但代谢因素如维生素D状态可能会影响长期恢复。识别维生素D水平较低的患者有助于临床医生识别出预后较差的高风险个体。是否可以通过围手术期优化维生素D来改善术后恢复，需要通过前瞻性干预研究来证实。

在解释我们的发现时，应考虑几个局限性。首先，维生素D水平仅在术前进行评估，单次测量可能无法准确反映长期状态；季节变化和术后补充剂也可能影响血清水平。其次，尽管我们调整了多个混杂因素，但仍无法排除未测量因素（如虚弱、营养状况和骨折严重程度）的残留混杂。第三，排除了一些术前维生素D测量数据缺失或随访不完整的患者，这可能会引入选择偏差，尽管被排除的患者比例中等。此外，我们的发现来自中国的一个中心，可能不适用于具有不同人口特征、医疗系统或维生素D分布的其他群体。需要在多中心队列中进行外部验证。第四，虽然较低的术前维生素D水平与1年VAS和ODI得分的升高在统计学上相关，但这些关联的幅度相对较小。具体来说，VAS的β值为0.293，低于通常报道的最低临床重要差异（MCID）1-2分，ODI的β值为2.179，低于大约10分的MCID，这表明对个别患者的临床影响可能有限。尽管如此，识别维生素D水平较低的患者对于围手术期风险分层和有针对性的干预仍然具有价值。未来的前瞻性研究需要确定纠正维生素D缺乏是否能够显著改善术后恢复。

结论
总之，较低的术前维生素D水平与老年OVCF患者PVP术后较差的疼痛缓解和功能恢复独立相关。维生素D状态的恶化与1年较差的结果之间存在分级关系。评估维生素D状态可能有助于围手术期风险分层，未来的前瞻性研究需要确定维生素D优化是否能够改善这一人群的临床结果。