兩種標(biāo)準(zhǔn)診斷的糖尿病前期胰島素抵抗和胰島功能的比較研究

伍紹國 ，黃鈺君 ，何榮國 ，陳波 ，李志海 ，鮑蓓 ,段傳偉 ，楊烈 ，朱常青 ，李婉媚 ，孫燕

(1、廣州市第十二人民醫(yī)院：a：檢驗(yàn)科，b：皮膚科，c：內(nèi)分泌科，d:體檢中心，廣東 廣州510620；2、廣州市婦女兒童醫(yī)療中心兒童院區(qū)檢驗(yàn)科，廣東 廣州510120)

糖尿病前期(prediabetes,PDM)包括空腹血糖受損 (impaired fasting glucose,IFG)和糖耐量受損(impaired glucose tolerance,IGT)，是最重要的2型糖尿病(diabetesmellitus,DM)高危人群[1]。2010年美國糖尿病學(xué)會(huì)(American Diabetes Association，ADA)建議將糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)值在5.7%~6.4%間新增為PDM的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一[2]，提供了除口服糖耐量試驗(yàn)(oral glucose tolerance test,OGTT)確定IFG和IGT外又一條新的檢出DM高危人群的途徑。然而HbA1c水平可能存在人種差異[3]，因此基于西方人群所建立的HbA1c診斷標(biāo)準(zhǔn)是否適用于中國人群，尚需更多的循證醫(yī)學(xué)依據(jù)加以驗(yàn)證。胰島β細(xì)胞功能缺陷和/或胰島素抵抗(insulin resistance,IR)是DM發(fā)生最重要的病理生理學(xué)病因[4]，且在PDM階段已存在[5，6]。HbA1c標(biāo)準(zhǔn)在中國人群中診斷的PDM是否與OGTT標(biāo)準(zhǔn)一樣具有胰島β細(xì)胞功能異常和IR，國內(nèi)暫未見有相關(guān)報(bào)道。本研究以穩(wěn)態(tài)模型評估的β細(xì)胞功能 (Homeostasismodel assessment for β-cell function,HOMA-β)[7]衡量胰島β細(xì)胞的基礎(chǔ)分泌功能，用穩(wěn)態(tài)模型評估的胰島素抵抗指數(shù)(Homeostasis model assessment for insulin resistance,HOMA-IR)[7]來評價(jià)基礎(chǔ)狀態(tài)下的IR，通過比較研究兩種標(biāo)準(zhǔn)下診斷的PDM者上述胰島素指數(shù)水平的變化，從發(fā)病機(jī)制的角度驗(yàn)證HbA1c標(biāo)準(zhǔn)在中國人群中診斷PDM的適用性。

1 材料與方法

1.1 標(biāo)本來源 選取2011年1月至2011年12月在我院健康體檢的廣州籍漢族共497人，其中男性272人，女性225人，年齡在50~86歲之間，平均年齡±標(biāo)準(zhǔn)差為59.4±7.0(歲)。所有納入研究的受試對象既往無DM病史，未進(jìn)行過OGTT試驗(yàn)，血液常規(guī)顯示無貧血，肝腎功能正常，無明顯急性感染等應(yīng)激狀態(tài)，未進(jìn)行過飲食控制及降糖降脂藥物治療。所有受試者均知情同意。

1.2 儀器與試劑 血糖測定方法為己糖激酶法，試劑為上海科華東菱診斷用品有限公司產(chǎn)品，所有生化檢測項(xiàng)目均在日本島津CL8000進(jìn)行檢測。HbA1c測定采用美國Bio-Rad公司生產(chǎn)的高壓液相色譜法全自動(dòng)糖化血紅蛋白分析儀 (BIO-RAD D-10TM Hemoglobin testing system)及其原裝配套試劑、校準(zhǔn)品、雙水平室內(nèi)質(zhì)控品，批內(nèi)CV<2%。上述所有實(shí)驗(yàn)室檢測項(xiàng)目均每日行室內(nèi)質(zhì)控并在控，參加并通過衛(wèi)生部臨檢中心全國室間質(zhì)評。胰島素(mU/L)測定采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫分析法(ELISA)，試劑盒為瑞典Mercodia公司產(chǎn)品。

1.3 檢測方法 研究對象空腹8~12h后，進(jìn)行問卷調(diào)查、體格檢查后行OGTT檢查：取空腹靜脈血(同時(shí)行血液常規(guī)、HbA1c、空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、肝腎功能、血脂參數(shù)等生化指標(biāo)檢驗(yàn))和服糖(75g葡萄糖)后2h血進(jìn)行血糖(postchallenge 2 hour plasma glucose,P2hG)檢測，分離部分空腹和服糖后2h血清于-80度冰箱保存，集中進(jìn)行空腹胰島素(fasting insulin,Fins)和服糖后2h胰島素(postchallenge 2 hour insulin,2hIns)檢測。 HOMA-β、HOMA-IR的計(jì)算公式見相關(guān)文獻(xiàn)[7]，為了消除因IR導(dǎo)致的代償性胰島素分泌增加的影響，我們對 HOMA-β進(jìn)行了矯正：矯正的 HOMA-β=HOMA-β/HOMA-IR。 OGTT和 HbA1c對 PDM 的診斷分別按照2005年中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)分會(huì)[8]和2010年美國ADA[2]建議的診斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 利用IBM SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包處理。所有欲分組比較的計(jì)量指標(biāo)按組分別用“Kolmogorov-Smirnov”法進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，正態(tài)分布的指標(biāo)(2hIns經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換)兩組間的比較用t檢驗(yàn)；三組間的比較用單因素方差分析，方差分析存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異者行組間兩兩比較：方差齊性用“LSD”法，方差不齊性用 Tamhane’s法；HbA1c和各胰島素指數(shù)因經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后仍不全呈正態(tài)分布而行秩合檢驗(yàn)(Mann-Whitney U法)；性別構(gòu)成比的比較用卡方(χ2)檢驗(yàn)；HbA1c與各指標(biāo)間的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)表示。取P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩種標(biāo)準(zhǔn)下各組血糖參數(shù)與胰島素參數(shù)結(jié)果見表1、2。由表1、2可知，各組間年齡、性別構(gòu)成和BMI均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05，下同)，排除了它們對結(jié)果的影響。OGTT標(biāo)準(zhǔn)和HbA1c標(biāo)準(zhǔn)下診斷的PDM組各血糖參數(shù)和胰島素參數(shù) (HOMA-β為矯正的)分別與相應(yīng)的正常糖耐量 (normal glucose tolerance,NGT)組比較均有相同變化方向的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05，下同)。OGTT標(biāo)準(zhǔn)下各組間胰島素參數(shù)比較，與NGT組比較，PDM三亞組均矯正的HOMA-β明顯降低，HOMA-IR明顯升高，此外IGT組、IFG合并IGT(combined glucose intolerance,CGI)組 Fins、2hIns明顯升高、IFG 組 HOMA-β 明顯降低；CGI組與 IGT 組比較，F(xiàn)ins、2hIns、HOMAIR無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但矯正后的HOMA-β明顯低于IGT組，而與IFG組相近；CGI組與IFG組比較除矯正的HOMA-β外所有胰島素參數(shù)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。IGT組與IFG組相比，2hIns、矯正前后的HOMA-β明顯升高。

表1 兩種標(biāo)準(zhǔn)下各組一般情況與血糖參數(shù)的比較(均值±標(biāo)準(zhǔn)差或中位數(shù)(四分位數(shù)間距)

表2 兩種標(biāo)準(zhǔn)下各組胰島素參數(shù)的比較(均值±標(biāo)準(zhǔn)差或中位數(shù)(四分位數(shù)間距))

2.2 兩種標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)診斷時(shí)各組血糖參數(shù)與胰島素參數(shù)結(jié)果 見表3。由表3可知，各胰島素參數(shù)中，與兩種標(biāo)準(zhǔn)都診斷為NGT組相比，兩種標(biāo)準(zhǔn)都診斷為PDM組除了HOMA-β外所有胰島素參數(shù)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，單獨(dú)OGTT診斷的PDM組2hIns明顯升高、矯正后的HOMA-β明顯降低，單獨(dú)HbA1c診斷的PDM組各參數(shù)均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；兩種標(biāo)準(zhǔn)診斷都是PDM組與單獨(dú)OGTT診斷的PDM 組比較，F(xiàn)ins、HOMA-IR、矯正的 HOMA-β 存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但與單獨(dú)HbA1c診斷的PDM組比較除HOMA-β外所有參數(shù)均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；單獨(dú)OGTT診斷的PDM組與單獨(dú)HbA1c診斷的PDM組相比2hIns水平明顯升高，矯正的HOMA-β明顯降低。

2.3 兩種診斷標(biāo)準(zhǔn)定義的PDM患者HbA1c與血糖、胰島素參數(shù)間的相關(guān)性 見表4。由表4可知，在兩種標(biāo)準(zhǔn)定義的PDM中，HbA1c都與FPG、Fins、HOMA-IR成明顯的正相關(guān)，與矯正的HOMA-β成明顯的負(fù)相關(guān)；但在矯正FPG和P2hG后，除在OGTT標(biāo)準(zhǔn)下與HOMA-IRFin、HOMA-B間仍保持明顯正相關(guān)外其他相關(guān)性均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

PDM(IFG、IGT)不僅是NGT演進(jìn)為完全的DM之前都要經(jīng)歷的中間階段[1]，微血管和大血管并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)也明顯增加[9]，國內(nèi)外研究均證實(shí)早期發(fā)現(xiàn)DM高危人群并進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)可以有效防止DM及其并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展[10，11]。因此，近年ADA將HbA1c新增為DM高危人群的診斷指標(biāo)之一，無疑為提高DM的早期防治效率提供了新的思路。然而包括我們的研究(另文發(fā)表)在內(nèi)的國內(nèi)外[12,13]許多研究發(fā)現(xiàn)，基于HbA1c標(biāo)準(zhǔn)診斷的PDM與當(dāng)前公認(rèn)的金標(biāo)準(zhǔn)OGTT的診斷結(jié)果存在較差的一致性，而ADA也并未指明兩種標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該彼此獨(dú)立還是應(yīng)該聯(lián)合應(yīng)用，哪種方法是診斷金標(biāo)準(zhǔn)。考慮到OGTT中兩個(gè)反映血糖水平的“點(diǎn)”[14]的FPG和P2hG與反映一段時(shí)間血糖水平的“面”的HbA1c間本身可能存在的固有差異可能導(dǎo)致以O(shè)GTT和HbA1c兩種標(biāo)準(zhǔn)間定義的PDM存在“先天”的不一致性，因此我們認(rèn)為從發(fā)病機(jī)制的角度，比較觀察HbA1c標(biāo)準(zhǔn)定義的PDM是否與OGTT標(biāo)準(zhǔn)所定義的一樣反映DM發(fā)病的病理生理學(xué)特點(diǎn)，比多數(shù)研究中單純比較兩種標(biāo)準(zhǔn)間診斷結(jié)果的一致性更能提供有效的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

表3 兩種標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)診斷時(shí)不同組血糖參數(shù)與胰島素參數(shù)的比較

表4 兩種診斷標(biāo)準(zhǔn)定義的PDM組HbA1c與胰島素指數(shù)間的Spearman相關(guān)系數(shù)及偏相關(guān)系數(shù)

胰島β細(xì)胞功能缺陷所導(dǎo)致的胰島素分泌減少(或相對減少)、IR所導(dǎo)致的胰島素在機(jī)體內(nèi)調(diào)控葡萄糖代謝能力的下降或兩者共同存在是DM顯著的病理生理學(xué)特征[1]，國內(nèi)外眾多研究[5，6]均表明這些改變在PDM期(經(jīng)OGTT診斷)就已經(jīng)不同程度地存在。我們的結(jié)果亦與之一致，總體而言O(shè)GTT診斷的PDM存在著明顯的IR(HOMA-IR明顯升高,P<0.05)和胰島素分泌減少(HOMA-β明顯下降,P<0.05)，而作為DM早期IR特征之一的高胰島素血癥也說明PDM階段胰島β細(xì)胞仍然具有較好的對IR的代償胰島素分泌作用，印證了中國人群DM發(fā)病模式中從NGT進(jìn)展到IGT/IFG階段時(shí)IR起主要作用的觀點(diǎn)[15]。亞組分析，IFG組HOMA-β明顯降低、HOMA-IR明顯升高(P<0.05)，提示IFG存在基礎(chǔ)狀態(tài)下的胰島素分泌不足和IR(即肝臟的IR)，從而導(dǎo)致FPG升高；IGT組Fins及矯正前HOMA-β與 NGT組相近 (P＞0.05)，說明IGT的基礎(chǔ)胰島素分泌功能正常,所以FPG正常，但2hIns、矯正前后HOMA-β值明顯高于IFG組(P<0.05)，說明IGT相比IFG有更好的胰島素分泌功能且尚存在負(fù)荷后的IR(即肌肉、脂肪等外周組織的IR)，而正是外周組織IR以及早相或第一時(shí)相胰島素(囿于條件我們沒測定)分泌顯著降低[16]導(dǎo)致了餐后血糖的升高；CGI組則兼顧了IFG和IGT的特點(diǎn)，既有胰島素抵抗又有基礎(chǔ)胰島素分泌的減少，且嚴(yán)重程度分別有高于IGT和IFG的趨勢，這可能是CGI進(jìn)展為糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)是IFG和IGT的2倍[17]的原因。

類似于上述OGTT標(biāo)準(zhǔn)下的結(jié)果，HbA1c標(biāo)準(zhǔn)下診斷的PDM與NGT相比也具有明顯的空腹和負(fù)荷后高胰島素血癥、基礎(chǔ)狀態(tài)下的IR，胰島β細(xì)胞基礎(chǔ)分泌功能也明顯降低(P<0.05)，與Sjaarda LA等[18]通過運(yùn)用精確測定外周組織IR(高胰島素正常血糖鉗夾技術(shù))和胰島素分泌(高葡萄糖鉗夾技術(shù))的金標(biāo)準(zhǔn)對HbA1c定義的PDM進(jìn)行檢測所觀察到的結(jié)果一致。說明用ADA建議的HbA1c標(biāo)準(zhǔn)所定義的PDM在中國人群中也能夠反映出與OGTT標(biāo)準(zhǔn)相類似的胰島素抵抗和胰島β細(xì)胞分泌功能降低的病理生理學(xué)改變，用于診斷PDM有一定的合理性。但這種改變在排除其中同時(shí)又符合OGTT標(biāo)準(zhǔn)那部分PDM后是否仍存在呢？

為了進(jìn)一步觀察單獨(dú)HbA1c標(biāo)準(zhǔn)下PDM的胰島素狀況，我們分析了同時(shí)按兩種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類時(shí)的各胰島素參數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅符合HbA1c標(biāo)準(zhǔn)的PDM者除HbA1c水平明顯升高外，其他所有血糖、胰島素參數(shù)均與兩種標(biāo)準(zhǔn)都診斷為NGT者無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異?？梢姡词乖谂懦詣e、年齡、BMI的影響后，仍存在相同血糖水平和胰島素狀況但HbA1c水平有著顯著差異的個(gè)體，且數(shù)量并不在少數(shù)，占所有符合HbA1c標(biāo)準(zhǔn)PDM的49%(也即假陽性率)，說明中國人群中也存在著血糖因素以外的影響HbA1c水平的因素，與國外所報(bào)道[19-20]的結(jié)果一致。此外，兩種標(biāo)準(zhǔn)都符合的PDM存在典型的、分別比兩種僅符合單一標(biāo)準(zhǔn)的PDM更嚴(yán)重IR和胰島β細(xì)胞分泌功能受損，而單獨(dú)OGTT診斷的PDM組與兩種標(biāo)準(zhǔn)都符合的NGT組相比由于2hIns高和矯正后的HOMA-β低(P<0.05)也說明存在一定程度的胰島素抵抗和β細(xì)胞功能受損。由此可見，在中國人群中經(jīng)OGTT診斷的PDM100%存在著胰島素異常，而用ADA建議的HbA1c標(biāo)準(zhǔn)診斷的PDM只有51%(193/375)合并有血糖水平異常者才具有確切的胰島素異常，占經(jīng)OGTT診斷的PDM的83%(193/232)。這也被偏相關(guān)分析顯示HbA1c是通過血糖才與胰島素參數(shù)間產(chǎn)生相關(guān)性的結(jié)果所佐證：HbA1c標(biāo)準(zhǔn)定義的PDM中，發(fā)現(xiàn)HbA1c與Fins、HOMA-IR、矯正的HOMA-β的統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性在校正FPG和P2hG后消失。當(dāng)然，由于我們沒有觀察負(fù)荷后2h內(nèi)早相或第一時(shí)相胰島素的分泌量，因此尚不能排除HbA1c標(biāo)準(zhǔn)診斷的PDM存在負(fù)荷后早期胰島素分泌受損的情況，有待日后進(jìn)一步研究。

綜上所述，就本次研究的人群而言，OGTT標(biāo)準(zhǔn)依然是能夠正確檢出具有胰島素抵抗和/或胰島素分泌功能減退的PDM的金標(biāo)準(zhǔn)。ADA推薦的HbA1c標(biāo)準(zhǔn)所診斷的PDM總體上存在胰島素抵抗及胰島β細(xì)胞功能受損，且包含了大多數(shù)經(jīng)OGTT診斷的PDM，因此該標(biāo)準(zhǔn)在無法或不方便行OGTT試驗(yàn)時(shí)用于篩查PDM也是其合理的選項(xiàng)之一，但可能不是最合適和有效的，因?yàn)榧訇栃月瘦^高，因此，尚需進(jìn)一步研究如何建立更高效的、適合中國人群的HbA1c診斷PDM的方法或策略。

[1]中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)分會(huì).中國2型糖尿病防治指南 (2010年版)[J].中國糖尿病雜志,2012,20(1):s1-s36.

[2]American Diabetes Association.Diagnosis and classification of diabetesmellitus[J].Diabetes Care,2010,33(Suppl 1):S62-69.

[3]Dagogo-Jack S.Pitfalls in the use of HbAl(C)as a diagnostic test:the ethnic conundrum[J].Nat Rev Endoerinol,2010,6(10):589-593．

[4]Zethelius B,Hales CN,LitheH HO,et a1.Insulin resistance,impaired early insulin response,and insulin propeptides as predictors of the development of type 2 diabetes:a population-based,7-year follow-up study in 70-year-old men[J].Diabetes Care,2004,27(6):1433-1438．

[5]甘小玲,李焱,陳慶瑜,等.糖調(diào)節(jié)受損的臨床特征及其與胰島素抵抗的關(guān)系[J].臨床內(nèi)科雜志,2007,24(3):165-167.

[6]Bacha F,Lee S,Gungor N,et a1.From pre-diabetes to type 2 diabetes in obese youth:pathophysiological characteristics along the spectrum of glucose dysregulation[J].Diabetes Care,2010,33(10):2225-2231.

[7]Haffner SM,Kennedy E,Gonzalez C,et a1.A prospective analysis of the HOMAmodel.The Mexico City Diabetes Study[J].Diabetes Care,1996,19(10):1138-1141.

[8]中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)分會(huì).空腹血糖受損下限診斷切割點(diǎn)的建議[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2005,85(28):1947-1950.

[9]Rhee SY,Woo JT.The prediabetic period:review of clinical aspects[J].DiabetesMetab J,2011,35(2):107-116.

[10]Li G,Zhang P,Wang J,et al.The long-term effect of lifestyle interventions to prevent diabetes in the China Da Qing Diabetes Prevention Study:a 20-year follow-up study[J].Lancet,2008,371(9626):1783-1789.

[11]Harati H,Hadaegh F,Momenan AA,et al.Reduction in incidence of type 2 diabetes by lifestyle intervention in a middle eastern community[J].Am JPrev Med,2010,38(6):628-636.

[12]Zhou X,Pang Z,Gao W,et a1.Performance of an A1C and fasting capillary blood glucose test for screening newly diagnosed diabetes and pre-diabetes defined by an oral glucose tolerance test in Qingdao,China[J].Diabetes Care,2010,33(3):545-550.

[13]Alqahtani N,Khan WA,Alhumaidi MH,et al.Use of glycated hemoglobin in the diagnosis of diabetesmellitus and pre-diabetes and role of fasting plasma glucose,oral glucose tolerance Test[J].Int JPrev Med,2013,4(9):1025-1029.

[14]朱小艷,姚全良,黃淑英.HbA1c6.5%與FPG和2hPG診斷糖尿病性能比較[J].實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)醫(yī)學(xué),2013,31(2):128-130.

[15]李光偉,王金平,陳川,等.成人糖尿病發(fā)生模式的探討[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2001,81(15):914-917.

[16]Abdul-GhaniMA,Tripathy D,DeFronzo RA.Contributions ofβcell dysfunction and insulin resistance to the pathogenesis of impaired glucose tolerance and impaired fasting glucose[J].Diabetes Care,2006,29(5):1130-1139.

[17]張靜漪,劉樹琴.葡萄糖調(diào)節(jié)受損的研究現(xiàn)狀[J].國際內(nèi)分泌代謝雜志,2010,30(3):195-198.

[18]Sjaarda LA,Michaliszyn SF,Lee S,et al.HbA(1c)diagnostic categories andβ-cell function relative to insulin sensitivity in overweight/obese adolescents[J].Diabetes Care,2012,35(12):2559-2563.

[19]Nathan DM,Kuenen J,Borg R,et al.Translating the A1C assay into estimated average glucose values[J].Diabetes Care,2008,31(8):1473-1478.

[20]Rohlfing CL,Wiedmeyer HM,Little RR,et al.Defining the relationship between plasma glucose and HbA1c:analysis of glucose profiles and HbA1c in the Diabetes Control and Complications Trial[J].Diabetes Care,2002,25(2):275-278.