骨质疏松治疗新视角：基于3D-SHAPER的罗莫索单抗与特立帕肽髋部骨结构效应比较

本研究针对骨质疏松治疗中传统DXA无法区分骨皮质与骨小梁变化的局限，采用3D-SHAPER技术对STRUCTURE和II期临床试验的DXA图像进行三维重建分析。研究发现，无论是否接受过双膦酸盐预处理，罗莫索单抗(romosozumab)在改善髋部骨密度（aBMD）、皮质骨厚度、皮质骨vBMD、皮质骨sBMD及小梁骨vBMD方面均显著优于特立帕肽(teriparatide)，尤其体现在皮质骨参数的快速改善（6个月时P<0.001）。该研究为romosozumab的抗骨折机制提供了三维影像学证据，推动了DXA技术在骨微结构评估中的临床转化。

　　

随着全球老龄化进程加速，骨质疏松症已成为影响中老年女性健康的重大公共卫生问题。这种以骨量减少和骨微结构退化为特征的疾病，就像一座悄然风化的古老建筑，外表看似完整，内部结构却已千疮百孔，轻微碰撞就可能造成灾难性后果——骨折。髋部骨折尤为危险，被称为"人生的最后一次骨折"，其一年内死亡率高达20%-30%。然而，传统的骨质疏松诊断"金标准"——双能X线吸收测定法（DXA）只能提供二维的骨密度数据，就像用普通相机拍摄建筑外观，无法揭示内部结构的细微变化。

临床医生面临着一个关键难题：不同作用机制的骨质疏松药物对骨骼不同组分（皮质骨和小梁骨）产生差异化影响，但传统DXA无法区分这些细微变化。例如，促骨形成药物特立帕肽（teriparatide）虽能增加骨量，但可能同时增加皮质骨孔隙度；而具有双重作用机制的新药罗莫索单抗（romosozumab）理论上能更全面地改善骨质量，但缺乏直观的三维证据。定量计算机断层扫描（QCT）虽能提供三维信息，但其辐射剂量高、设备昂贵且临床普及率低，限制了广泛应用。

正是在这样的背景下，国际研究团队开展了一项创新性研究，利用基于DXA图像的三维建模技术（3D-SHAPER），对两项重要临床研究——STRUCTURE研究和罗莫索单抗II期剂量探索研究的数据进行深入分析。这项研究最近发表在《JBMR Plus》期刊上，为骨质疏松治疗评估提供了新的视角。

研究人员采用的关键技术方法主要包括：从STRUCTURE研究（436名既往接受双膦酸盐治疗≥3年的骨质疏松女性）和II期研究（419名治疗初治女性）中选取具有完整DXA图像数据的亚群；使用3D-SHAPER软件（v2.11）对标准髋部DXA扫描进行三维重建，生成患者特异性的三维模型；通过统计形状和密度模型分别评估整体骨、皮质骨和小梁骨的体积骨密度（vBMD）、皮质厚度和皮质表面骨密度（sBMD）；采用广义普氏分析和薄板样条变换进行三维图像配准，可视化骨参数变化的解剖分布；使用重复测量模型进行统计学分析，比较罗莫索单抗与特立帕肽的治疗效果。

患者基线特征与研究方法

研究分析了STRUCTURE研究中308名女性（罗莫索单抗160人，特立帕肽148人）和II期研究中70名女性（罗莫索单抗22人，特立帕肽23人，安慰剂25人）。STRUCTURE人群平均年龄71.4岁，基线腰椎T值-2.9，全部有椎体或非椎体骨折史，骨转换标志物PINP和β-CTX水平较低，符合长期双膦酸盐治疗特征。II期研究人群平均年龄约65岁，骨密度相对较高（全髋T值约-1.2），骨转换标志物水平符合治疗初治状态。

整体骨密度变化

在STRUCTURE研究中，接受罗莫索单治疗的患者在6个月时就显示出显著优于特立帕肽的整体骨密度改善：二维DXA测量的面积骨密度（aBMD）增加2.4%对比下降0.9%（P<0.001）；三维DXA评估的整体体积骨密度（vBMD）增加2.4%对比下降0.7%（P<0.001）；QCT测量结果与之一致。到12个月时，差异进一步扩大（罗莫索单抗组aBMD增加3.0%对比特立帕肽组下降0.5%）。在II期研究中，罗莫索单抗也显示出优于特立帕肽和安慰剂的趋势，治疗3个月时差异已开始显现。

皮质骨参数变化

最重要的发现来自皮质骨参数的评估。在STRUCTURE研究中，罗莫索单抗治疗6个月即显著改善所有皮质骨参数：皮质厚度增加0.8%对比特立帕肽组下降0.7%；皮质vBMD增加0.9%对比下降1.0%；皮质sBMD增加1.7%对比下降1.7%（所有参数P<0.001）。到12个月时，改善持续扩大（皮质sBMD增加2.4%对比下降1.5%）。特立帕肽在既往治疗患者中显示皮质骨参数全面下降。在II期研究中，罗莫索单抗同样显示出优于特立帕肽的皮质骨改善，但特立帕肽在治疗初治患者中仍能轻微改善皮质厚度和sBMD（12个月时分别增加1.6%和1.5%），而对皮质vBMD无显著影响。

小梁骨参数变化

对于小梁骨vBMD，两种药物在两组研究中均显示改善，但罗莫索单抗的改善幅度更大。在STRUCTURE研究中，罗莫索单抗组6个月和12个月的小梁骨vBMD分别增加4.2%和5.9%，显著高于特立帕肽组的1.0%和2.5%（P<0.001）。有趣的是，QCT测量的小梁骨vBMD增加幅度更大（罗莫索单抗组12个月时增加13.2%），但组间差异无统计学意义，提示两种检测方法存在差异。

三维变化可视化

通过三维可视化技术，研究人员直观展示了骨参数变化的解剖分布。罗莫索单治疗组的髋部骨改善呈现均匀分布模式，而特立帕肽组则显示皮质骨区域的明显退化（以黄色和红色表示）。这种可视化技术为临床医生监控治疗效果提供了直观工具。

方法学比较与验证

研究人员还比较了不同测量方法的相关性。二维DXA测量的aBMD与三维DXA评估的整体vBMD高度相关（R>0.850）。三维DXA与QCT测量结果也显示显著相关性：整体vBMD的相关系数达0.84-0.87，小梁骨vBMD为0.79-0.86，但皮质骨vBMD的相关性相对较低（0.48-0.62），这可能源于两种技术不同的皮质骨分割算法和区域定义方法。

研究结论与讨论部分强调，这是首项使用三维DXA技术全面比较罗莫索单抗与特立帕肽对髋部骨皮质和小梁结构影响的研究。结果表明，无论患者是否接受过既往治疗，罗莫索单抗均能快速、全面地改善髋部骨微结构，特别是皮质骨参数，而特立帕肽对皮质骨的影响取决于既往治疗史——在治疗初治患者中能轻微改善皮质骨，在既往双膦酸盐治疗患者中则导致皮质骨退化。

这种差异可能源于两种药物不同的作用机制。特立帕肽主要通过骨重建为基础的骨形成（RBBF）发挥作用，可能增加皮质骨孔隙度；而罗莫索单抗则通过骨建模为基础的骨形成（MBBF）和骨重建为基础的骨形成（RBBF）双重机制，同时抑制骨吸收，从而产生更全面的骨改善效果。在既往双膦酸盐治疗患者中，可用于骨重建的位点减少，可能限制了特立帕肽的积极作用而突出了其负面效应。

研究的重要意义在于：证实了罗莫索单抗对皮质骨结构的快速改善作用，这可能是其早期抗骨折功效的结构基础；展示了三维DXA技术在骨质疏松治疗监测中的临床应用价值，该技术基于广泛可及的DXA设备，无需额外放射暴露，适合长期治疗监测；为临床治疗策略选择提供了证据支持——对于高危患者，特别是既往接受过双膦酸盐治疗者，罗莫索单抗可能是优于特立帕肽的选择。

研究的局限性包括：II期研究的样本量较小，未进行统计学比较；未分析骨参数变化对骨强度的直接影响；三维DXA的纵向变化验证尚不充分。未来研究可结合有限元分析进一步探索这些骨微结构变化的生物力学意义。

总之，这项研究通过创新的三维成像技术，揭示了不同骨质疏松治疗药物对骨微结构的差异化影响，为临床治疗决策提供了重要依据，也推动了骨质疏松评估技术从二维向三维、从密度向结构的转变，最终有望帮助更多患者避免灾难性骨折的发生。