Nomograph model for predicting risk of osteoporoticpatients with rheumatoid arthritis

doi:10.3877/ cma.j.issn.1674-134X.2024.05.006

Abstract

Abstract:

Objective

To explore the risk factors of osteoporosis in patients with rheumatoid arthritis（RA） and build a prediction model.

Methods

A total of 520 RA patients admitted to the Second People's Hospital of Jiangyou City from January 2021 to June 2022 were selected as the study objects. All the patients underwent bone mineral density examination and volunteered to participate in the study. Exclusion criteria：renal or thyroid dysfunction， malignant tumors， endocrine diseases， osteoarthritis， pregnancy. The patients were randomly divided into modeling group （n=364） and verification group （n=156） according to the ratio of 7∶3. According to the occurrence of osteoporosis， the patients were divided into developing group and nondeveloping group. Clinical data such as age， gender， medical history， smoking， drinking， course of disease and laboratory indicators were collected. Univariate and multivariate logistic regression were used to analyze the risk factors affecting the occurrence of osteoporosis in RA patients. The calibration curve and Hosmer-Lemeshow（H-L） test were used to evaluate the calibration degree of the calibration model， and the receiver operating characteristic （ROC） curve was drawn to verify the differentiation of the model.

Results

The incidence of osteoporosis in 520 patients was 44.8% （233/520）. The incidence of osteoporosis in the modeling group was 45.1% （164/364）. The incidence of osteoporosis in the verification group was 44.2% （69/156）. The results of multivariate logistic regression analysis showed that calcium intake［odds ratio （OR）=2.439］， history of glucocorticoid use （OR=2.552）， age （OR=1.151）， body mass index （BMI）（OR=0.882）， duration of disease（OR=1.071）， erythrocyte sedimentation rate （ESR） level （OR=1.057）， disease activity in 28 joints DAS28 score（OR=2.386） was an independent factor for the occurrence of osteoporosis （P＜0.05）. Based on the above risk factors， a nomogram model was established to predict the risk of osteoporosis in RA patients， and internal and external verification was carried out. The results showed that the calibration curve and ideal curve fit well in both the modeling group and the verification group， indicating that the risk of osteoporosis predicted by the model was basically consistent with the actual risk. The areas under ROC curve were 0.907［ 95% confidence interval （CI）（0.876， 0.939）］and 0.899［ 95%CI （0.8850， 0.948）］respectively， indicating that the prediction model had good prediction ability.

Conclusions

The factors influencing the development of osteoporosis in patients with RA include age， BMI， course of disease， history of glucocorticoid use， calcium intake level， ESR level， and DAS28 score. The prediction model based on the above risk factors can effectively predict the risk of osteoporosis in RA patients， which is helpful for clinicians to identify RA patients with early osteoporosis.

Key words: Rheumatoid arthritis； Osteoporosis； Nomograms

Yanting Pu, Cuixian Wu, Yumei Lan. Nomograph model for predicting risk of osteoporoticpatients with rheumatoid arthritis[J]. Chinese Journal of Joint Surgery(Electronic Edition), 2024, 18(05): 596-603.

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Figures/Tables 8

Table 1 General data of the modeling group and the validation group

因素Factors	建模组Modeling group	验证组Validation group	统计值Statistical value	P值
例数Number of cases	364	156
性别［例（%）］Gender
男Male	166（45.6）	63（40.4）	χ ²=1.207	＞0.05
女Female	198（54.4）	93（59.6）	χ ²=1.207	＞0.05
骨折史［例（%）］History of bone fracture
有Yes	68（18.7）	22（15.4）	χ ²=1.600	＞0.05
无No	296（81.3）	134（84.6）	χ ²=1.600	＞0.05
骨质疏松家族史［例（%）］Family history of osteoporosis
有Yes	107（29.4）	34（21.8）	χ ²=3.192	＞0.05
无No	257（70.6）	122（78.2）	χ ²=3.192	＞0.05
累计关节数［例（%）］Cumulative joint number
＜3个	120（33.0）	53（34.0）	χ ²=0.050	＞0.05
≥3个	244（67.0）	103（66.0）	χ ²=0.050	＞0.05
绝经［例（%）］Menopause
有Yes	130（65.7）	60（64.5）	χ ²=0.036	＞0.05
无No	68（34.3）	33（35.3）	χ ²=0.036	＞0.05
吸烟［例（%）］Smoking
有Yes	135（37.1）	46（29.5）	χ ²=2.780	＞0.05
无No	229（62.9）	110（70.5）	χ ²=2.780	＞0.05
饮酒［例（%）］Tipple
有Yes	129（35.4）	47（30.1）	χ ²=1.376	＞0.05
无No	235（64.6）	109（69.9）	χ ²=1.376	＞0.05
钙摄入［例（%）］Calcium intake
≥600 mg	312（85.7）	126（80.8）	χ ²=2.010	＞0.05
＜600 mg	52（14.3）	30（19.2）	χ ²=2.010	＞0.05
使用糖皮质激素史［例（%）］History of glucocorticoid
有Yes	101（27.7）	36（23.1）	χ ²=1.227	＞0.05
无No	263（72.3）	120（76.9）	χ ²=1.227	＞0.05
年龄［岁，（ $\bar{x}$ ±s）］Age（years）	56.8±6.2	55.9±6.3	t=1.586	＞0.05
BMI［kg/m²，（ $\bar{x}$ ±s）］	23.3±3.4	23.5±3.3	t=0.492	＞0.05
病程［个月，（ $\bar{x}$ ±s）］Course of disease （month）	40.3±7.9	41.3±7.7	t=1.441	＞0.05
抗CCP抗体［U/ml，（ $\bar{x}$ ±s）］Anti-CCP antibody	371.5±58.9	368.6±55.7	t=0.528	＞0.05
RF［IU/ml，（x±s）］	75.2±20.9	73.47±19.9	t=0.862	＞0.05
25（OH）D［μg/L，（ $\bar{x}$ ±s）］	14.6±4.2	14.1±4.3	t=1.034	＞0.05
ESR［mm/h，（ $\bar{x}$ ±s）］	58.4±11.0	56.89±10.8	t=1.414	＞0.05
CRP［mg/L，（ $\bar{x}$ ±s）］	15.6±4.5	15.1±4.5	t=1.111	＞0.05
亮氨酸氨基肽酶［U/L，（ $\bar{x}$ ±s）］Leucine aminopeptidase	25.5±6.9	24.7±6.9	t=1.231	＞0.05
DAS28评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］	5.9±1.3	5.8±1.3	t=0.732	＞0.05
Sharp评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］Sharp score	66.7±17.1	68.8±16.9	t=1.164	＞0.05
HAQ评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］HAQ score	1.5±0.5	1.5±0.5	t=0.407	＞0.05

Table 1 General data of the modeling group and the validation group

因素Factors	建模组Modeling group	验证组Validation group	统计值Statistical value	P值
例数Number of cases	364	156
性别［例（%）］Gender
男Male	166（45.6）	63（40.4）	χ ²=1.207	＞0.05
女Female	198（54.4）	93（59.6）	χ ²=1.207	＞0.05
骨折史［例（%）］History of bone fracture
有Yes	68（18.7）	22（15.4）	χ ²=1.600	＞0.05
无No	296（81.3）	134（84.6）	χ ²=1.600	＞0.05
骨质疏松家族史［例（%）］Family history of osteoporosis
有Yes	107（29.4）	34（21.8）	χ ²=3.192	＞0.05
无No	257（70.6）	122（78.2）	χ ²=3.192	＞0.05
累计关节数［例（%）］Cumulative joint number
＜3个	120（33.0）	53（34.0）	χ ²=0.050	＞0.05
≥3个	244（67.0）	103（66.0）	χ ²=0.050	＞0.05
绝经［例（%）］Menopause
有Yes	130（65.7）	60（64.5）	χ ²=0.036	＞0.05
无No	68（34.3）	33（35.3）	χ ²=0.036	＞0.05
吸烟［例（%）］Smoking
有Yes	135（37.1）	46（29.5）	χ ²=2.780	＞0.05
无No	229（62.9）	110（70.5）	χ ²=2.780	＞0.05
饮酒［例（%）］Tipple
有Yes	129（35.4）	47（30.1）	χ ²=1.376	＞0.05
无No	235（64.6）	109（69.9）	χ ²=1.376	＞0.05
钙摄入［例（%）］Calcium intake
≥600 mg	312（85.7）	126（80.8）	χ ²=2.010	＞0.05
＜600 mg	52（14.3）	30（19.2）	χ ²=2.010	＞0.05
使用糖皮质激素史［例（%）］History of glucocorticoid
有Yes	101（27.7）	36（23.1）	χ ²=1.227	＞0.05
无No	263（72.3）	120（76.9）	χ ²=1.227	＞0.05
年龄［岁，（ $\bar{x}$ ±s）］Age（years）	56.8±6.2	55.9±6.3	t=1.586	＞0.05
BMI［kg/m²，（ $\bar{x}$ ±s）］	23.3±3.4	23.5±3.3	t=0.492	＞0.05
病程［个月，（ $\bar{x}$ ±s）］Course of disease （month）	40.3±7.9	41.3±7.7	t=1.441	＞0.05
抗CCP抗体［U/ml，（ $\bar{x}$ ±s）］Anti-CCP antibody	371.5±58.9	368.6±55.7	t=0.528	＞0.05
RF［IU/ml，（x±s）］	75.2±20.9	73.47±19.9	t=0.862	＞0.05
25（OH）D［μg/L，（ $\bar{x}$ ±s）］	14.6±4.2	14.1±4.3	t=1.034	＞0.05
ESR［mm/h，（ $\bar{x}$ ±s）］	58.4±11.0	56.89±10.8	t=1.414	＞0.05
CRP［mg/L，（ $\bar{x}$ ±s）］	15.6±4.5	15.1±4.5	t=1.111	＞0.05
亮氨酸氨基肽酶［U/L，（ $\bar{x}$ ±s）］Leucine aminopeptidase	25.5±6.9	24.7±6.9	t=1.231	＞0.05
DAS28评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］	5.9±1.3	5.8±1.3	t=0.732	＞0.05
Sharp评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］Sharp score	66.7±17.1	68.8±16.9	t=1.164	＞0.05
HAQ评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］HAQ score	1.5±0.5	1.5±0.5	t=0.407	＞0.05

Table 2 Univariate analysis of osteoporosis occurrence in the modeling group

因素Factors	例数Number of cases	骨质疏松组Osteoporosis group	未发生组Non-osteoporosis group	统计值Statistical value	P值
例数Number of cases		164	200
性别［例（%）］Gender
男Male	166	76（45.8）	90（54.2）	χ ²=0.065	＞0.05
女Female	198	88（44.4）	110（55.6）	χ ²=0.065	＞0.05
骨折史［例（%）］History of bone fracture
有Yes	68	33（48.5）	35（51.5）	χ ²=0.408	＞0.05
无No	296	131（44.3）	165（55.7）	χ ²=0.408	＞0.05
骨质疏松家族史［例（%）］Family history of osteoporosis
有Yes	107	51（47.7）	56（52.3）	χ ²=0.417	＞0.05
无No	257	113（44.0）	144（56.0）	χ ²=0.417	＞0.05
累计关节数［例（%）］Cumulative joint number
＜3个	120	38（31.7）	82（68.3）	χ ²=12.962	＜0.001
≥3个	244	126（51.6）	118（48.4）	χ ²=12.962	＜0.001
绝经［例（%）］Menopause
有Yes	130	70（53.9）	60（46.1）	χ ²=13.551	＜0.001
无No	68	18（6.5）	50（73.5）	χ ²=13.551	＜0.001
吸烟［例（%）］Smoking
有Yes	135	58（43.0）	77（57.0）	χ ²=0.379	＞0.05
无No	229	106（46.3）	123（53.7）	χ ²=0.379	＞0.05
饮酒［例（%）］Tipple
有Yes	129	55（42.6）	74（57.4）	χ ²=0.472	＞0.05
无No	235	109（46.4）	126（53.6）	χ ²=0.472	＞0.05
钙摄入［例（%）］Calcium intake
≥600 mg	312	131（42.0）	181（58.0）	χ ²=8.303	0.004
＜600 mg	52	33（63.5）	19（36.5）	χ ²=8.303	0.004
使用糖皮质激素史［例（%）］History of glucocorticoid
有Yes	101	61（60.4）	40（39.6）	χ ²=13.289	＜0.001
无No	263	103（39.2）	160（60.8）	χ ²=13.289	＜0.001
年龄［岁，（ $\bar{x}$ ±s）］Age（years）	-	60.5±5.9	53.9±6.5	t=10.022	＜0.001
BMI［kg/m²，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	22.4±3.4	24.01±3.5	t=4.383	＜0.001
病程［个月，（ $\bar{x}$ ±s）］Course of disease （month）	-	42.5±6.1	38.4±9.3	t=4.824	＜0.001
抗CCP抗体［U/ml，（ $\bar{x}$ ±s）］Anti-CCP antibody	-	354.3±52.9	385.6±63.8	t=5.036	＜0.001
RF［IU/ml，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	93.1±23.7	60.4±18.6	t=14.742	＜0.001
25（OH）D［μg/L，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	12.3±3.1	16.4±5.3	t=8.636	＜0.001
ESR［mm/h，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	62.8±12.4	54.7±10.0	t=6.979	＜0.001
CRP［mg/L，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	17.1±5.5	14.4±3.7	t=5.680	＜0.001
亮氨酸氨基肽酶［U/L，（ $\bar{x}$ ±s）］Leucine aminopeptidase	-	28.6±7.0	22.9±6.7	t=7.953	＜0.001
DAS28评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	6.7±1.5	5.2±1.1	t=11.499	＜0.001
Sharp评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］Sharp score	-	87.0±19.2	50.3±15.4	t=20.180	＜0.001
HAQ评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］HAQ score	-	1.6±0.5	1.5±0.5	t=2.614	0.009

Table 2 Univariate analysis of osteoporosis occurrence in the modeling group

因素Factors	例数Number of cases	骨质疏松组Osteoporosis group	未发生组Non-osteoporosis group	统计值Statistical value	P值
例数Number of cases		164	200
性别［例（%）］Gender
男Male	166	76（45.8）	90（54.2）	χ ²=0.065	＞0.05
女Female	198	88（44.4）	110（55.6）	χ ²=0.065	＞0.05
骨折史［例（%）］History of bone fracture
有Yes	68	33（48.5）	35（51.5）	χ ²=0.408	＞0.05
无No	296	131（44.3）	165（55.7）	χ ²=0.408	＞0.05
骨质疏松家族史［例（%）］Family history of osteoporosis
有Yes	107	51（47.7）	56（52.3）	χ ²=0.417	＞0.05
无No	257	113（44.0）	144（56.0）	χ ²=0.417	＞0.05
累计关节数［例（%）］Cumulative joint number
＜3个	120	38（31.7）	82（68.3）	χ ²=12.962	＜0.001
≥3个	244	126（51.6）	118（48.4）	χ ²=12.962	＜0.001
绝经［例（%）］Menopause
有Yes	130	70（53.9）	60（46.1）	χ ²=13.551	＜0.001
无No	68	18（6.5）	50（73.5）	χ ²=13.551	＜0.001
吸烟［例（%）］Smoking
有Yes	135	58（43.0）	77（57.0）	χ ²=0.379	＞0.05
无No	229	106（46.3）	123（53.7）	χ ²=0.379	＞0.05
饮酒［例（%）］Tipple
有Yes	129	55（42.6）	74（57.4）	χ ²=0.472	＞0.05
无No	235	109（46.4）	126（53.6）	χ ²=0.472	＞0.05
钙摄入［例（%）］Calcium intake
≥600 mg	312	131（42.0）	181（58.0）	χ ²=8.303	0.004
＜600 mg	52	33（63.5）	19（36.5）	χ ²=8.303	0.004
使用糖皮质激素史［例（%）］History of glucocorticoid
有Yes	101	61（60.4）	40（39.6）	χ ²=13.289	＜0.001
无No	263	103（39.2）	160（60.8）	χ ²=13.289	＜0.001
年龄［岁，（ $\bar{x}$ ±s）］Age（years）	-	60.5±5.9	53.9±6.5	t=10.022	＜0.001
BMI［kg/m²，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	22.4±3.4	24.01±3.5	t=4.383	＜0.001
病程［个月，（ $\bar{x}$ ±s）］Course of disease （month）	-	42.5±6.1	38.4±9.3	t=4.824	＜0.001
抗CCP抗体［U/ml，（ $\bar{x}$ ±s）］Anti-CCP antibody	-	354.3±52.9	385.6±63.8	t=5.036	＜0.001
RF［IU/ml，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	93.1±23.7	60.4±18.6	t=14.742	＜0.001
25（OH）D［μg/L，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	12.3±3.1	16.4±5.3	t=8.636	＜0.001
ESR［mm/h，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	62.8±12.4	54.7±10.0	t=6.979	＜0.001
CRP［mg/L，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	17.1±5.5	14.4±3.7	t=5.680	＜0.001
亮氨酸氨基肽酶［U/L，（ $\bar{x}$ ±s）］Leucine aminopeptidase	-	28.6±7.0	22.9±6.7	t=7.953	＜0.001
DAS28评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］	-	6.7±1.5	5.2±1.1	t=11.499	＜0.001
Sharp评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］Sharp score	-	87.0±19.2	50.3±15.4	t=20.180	＜0.001
HAQ评分［分，（ $\bar{x}$ ±s）］HAQ score	-	1.6±0.5	1.5±0.5	t=2.614	0.009

Table 3 Multivariatelogistic regression analysis of risk factors for osteoporosis in RA patients

项目Item	B值	SE值	Wald χ ²值	P值	OR（95%CI）
钙摄入Calcium intake	0.891	0.443	4.058	0.044	2.439（1.024，5.806）
使用糖皮质激素史History of glucocorticoids	0.937	0.335	7.834	0.005	2.552（1.324，4.920）
年龄Age	0.141	0.024	34.329	＜0.001	1.151（1.098，1.206）
BMI	-0.126	0.048	6.897	0.009	0.882（0.803，0.969）
病程Course of disease	0.069	0.020	12.226	＜0.001	1.071（1.031，1.113）
ESR	0.056	0.014	15.738	＜0.001	1.057（1.029，1.087）
DAS28评分 DAS28score	0.870	0.121	51.292	＜0.001	2.386（1.881，3.027）
常量Constant	-16.906	2.374	50.695	＜0.001	＜0.001

Figure 1 Predictive nomogram model of influence factors in the osteoporosis development of rheumatoid arthritis patients

Figure 2 Calibration curve of the modeling group predicting the osteoporosis onset in rheumatoid arthritis patients

Figure 3 Calibration curve of the validation group predicting the osteoporosis onset f in rheumatoid arthritis patients

Figure 4ROC of the modeling group predicting osteoporosis in rheumatoid arthritis patients

Figure 5ROC of the validation group predicting osteoporosis in rheumatoid arthritis patients

References 21

［1］	Emery P，Vlahos B，Szczypa P，et al. Longterm drug survival of tumor necrosis factor inhibitors in patients with rheumatoid arthritis［J］. J Rheumatol，2020，47（ 4 ）： 493-501.
［2］	Adami G，Saag KG. Osteoporosis pathophysiology，epidemiology，and screening in rheumatoid arthritis［J/OL］. Curr Rheumatol Rep，2019，21（ 7 ）： 34. DOI： 10.1007/s11926-019-0836-7.
［3］	杨群政，章先锋，陈英，等. 类风湿关节炎与骨质疏松症的关系研究［J］. 中医正骨，2021，33（ 2 ）： 26-29.
［4］	梁美娥，张莉芸，许珂，等. 类风湿关节炎患者继发骨质疏松症高危因素的Meta分析［J］. 中国药物与临床，2017，17（ 9 ）：1265-1268.
［5］	中华医学会风湿病学分会. 2018中国类风湿关节炎诊疗指南［J］. 中华内科杂志，2018，57（ 4 ）： 242-251.
［6］	中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会. 原发性骨质疏松症诊疗指南（ 2017 ）［J］. 中国骨质疏松杂志，2019，25（ 3 ）： 281-309.
［7］	Takanashi S，Kaneko Y，Takeuchi T. CDAI and DAS28 in the management of rheumatoid arthritis in clinical practice［J］. Ann Rheum Dis，2020，79（ 5 ）： 671-674.
［8］	邓娟，裴必伟，徐胜前，等. 类风湿关节炎患者全身骨质疏松和局部骨侵蚀的关系研究［J］. 中华风湿病学杂志，2012，16（ 10 ）：674-678.
［9］	Pincus T，Summey JA，Soraci SA JR，et al. Assessment of patient satisfaction in activities of daily living using a modified Stanford Health Assessment Questionnaire［J］. Arthritis Rheum，1983，26（ 11 ）： 1346-1353.
［10］	Cush JJ. Rheumatoid arthritis： early diagnosis and treatment［J］.Med Clin North Am，2021，105（ 2 ）： 355-365.
［11］	马尧，杨明义，许珂，等. 细胞焦亡与类风湿性关节炎的相关研究进展［J/CD］. 中华关节外科杂志（电子版），2022，16（ 5 ）：586-591.
［12］	Roux C，Cortet B，Chapurlat R，et al. Management of bone fragility in patients with rheumatoid arthritis in France： an analysis of a national health insurance claims database［J/OL］. Joint Bone Spine，2022，89（ 4 ）： 105340. DOI： 10.1016/j.jbspin.2021.105340.
［13］	赵文娟，常志芳，赵剑波，等. 1061例类风湿关节炎患者骨密度及相关危险因素分析［J］. 中国骨质疏松杂志，2022，28（ 9 ）：1321-1325，1335.
［14］	Kareem R，Botleroo RA，Bhandari R，et al. The impact of rheumatoid arthritis on bone loss： links to osteoporosis and osteopenia［J/OL］.Cureus，2021，13（ 8 ）： e17519. DOI： 10.7759/cureus.17519.
［15］	刘驰，石磊，何婧，等. 股骨颈骨折合并抑郁老年男性骨密度和骨代谢变化［J/CD］. 中华关节外科杂志（电子版），2020，14（ 4 ）：435-439.
［16］	段梦子，张伟，秦丛丛. 老年骨质疏松症流行状况及影响因素［J］. 中国卫生工程学，2023，22（ 2 ）： 205-207，210.
［17］	杜秀琴，徐赛民. 绝经后类风湿关节炎患者发生骨质疏松症的危险因素分析［J］. 中国妇幼保健，2022，37（ 3 ）： 503-505.
［18］	孙志坚，舒强. 类风湿关节炎合并骨质疏松症及骨折的研究进展［J］. 山东第一医科大学（山东省医学科学院）学报，2021，42（ 12 ）： 947-954.
［19］	刘莺燕. 血沉参数变化与类风湿关节炎患者病情活动的关系［J］. 中国医学创新，2019，16（ 21 ）： 55-58.
［20］	蔡淑芬，邢其丹，丰吉南，等. 老年类风湿关节炎患者发生骨质疏松的危险因素分析［J］. 中国骨质疏松杂志，2018，24（ 7 ）：922-925，939.
［21］	颜小斌，吕国荣，徐振宏，等. 类风湿关节炎合并骨质疏松与7关节超声评分相关性及预测模型［J］. 中国骨质疏松杂志，2020，26（ 12 ）： 1737-1741.

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