艾塞那肽對(duì)新診斷2型糖尿病患者骨代謝的影響*

李任遠(yuǎn)， 鄧洪容， 姚 麟， 林 碩， 童國玉， 曾龍?bào)A， 朱大龍， 翁建平， 許 雯△

(中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院 1內(nèi)分泌與代謝病學(xué)科，廣東省糖尿病防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 2醫(yī)務(wù)科，廣東 廣州 510630； 3南京鼓樓醫(yī)院內(nèi)分泌科，江蘇 南京 210000)

既往研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病患者雖然骨密度不一定降低[1]，但骨質(zhì)量受損，導(dǎo)致脆性骨折風(fēng)險(xiǎn)增加以及骨折后骨質(zhì)再生不充分[2]。同時(shí)，基礎(chǔ)研究證實(shí)，成骨細(xì)胞內(nèi)存在骨鈣素(osteoclasin, OC)和胰島素形成的正反饋調(diào)節(jié)環(huán)路[3-4]。血糖升高抑制成骨細(xì)胞的表達(dá)，減少OC的分泌[5]；血糖控制后，血清OC水平升高，促進(jìn)骨形成的發(fā)生。由此，2型糖尿病與骨質(zhì)疏松癥具相關(guān)性，但其中的機(jī)制尚不明確。

胰高糖素樣肽1(glucagon-like peptide 1, GLP-1)受體激動(dòng)劑是近年在臨床應(yīng)用的新一類降糖藥物，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)GLP-1可促進(jìn)骨合成[6-7]，但這一結(jié)論尚未被臨床研究所證實(shí)。因此，探討艾塞那肽在改善血糖的同時(shí)，對(duì)2型糖尿病患者骨密度及骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物的影響有利于指導(dǎo)臨床用藥。

材 料 和 方 法

1 研究對(duì)象

2010年8月到2011年10月期間，中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院和南京鼓樓醫(yī)院(南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院)，招募新診斷的2型糖尿病患者20名，均符合：(1)初次診斷的2型糖尿病患者(均符合1999年世界衛(wèi)生組織的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn))，既往從未接受降糖藥物治療；(2)年齡30～70歲；(3)糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c, HbA1c)7%～10%；(4)體重指數(shù)(body mass index, BMI)20～35 kg/m2，體重在接受篩選前至少3個(gè)月內(nèi)穩(wěn)定，波動(dòng)≤10%；(5)育齡婦女在研究期內(nèi)避孕；(6)已簽署知情同意書。同時(shí)排除(1)急性或嚴(yán)重慢性糖尿病并發(fā)癥；(2)存在骨質(zhì)疏松病史，或既往病理性骨折病史，或目前正服用抗骨質(zhì)疏松藥物或可導(dǎo)致繼發(fā)性骨質(zhì)疏松的藥物；(3)其它引起繼發(fā)性骨質(zhì)疏松的疾病；(4)既往有胰腺炎病史或甘油三酯≥5.0 mmol/L；(5)谷草轉(zhuǎn)氨酶及谷丙轉(zhuǎn)氨酶高于正常上限2.5倍和/或血清肌酐≥133 μmol/L(1.5 mg/dL)；(6)使用影響體重、胃腸功能的藥物、抗排斥藥及其它試驗(yàn)藥物；(7)嗜酒、妊娠。

2 方法

2.1給藥方案 經(jīng)知情同意后參與研究的患者完成基線檢測后，予以患者GLP-1受體激動(dòng)劑艾塞那肽注射液(百泌達(dá)?，Byetta?，Eli Lilly)，初始用藥5 μg bid 皮下注射；用藥4周后加量為10 μg bid 皮下注射；每4周隨訪1次至24周，每次隨訪予以生活方式教育。若加量后患者出現(xiàn)低血糖事件，或出現(xiàn)頻繁惡心、嘔吐等胃腸道反應(yīng)，可將劑量降至5 μg bid。完成24周治療后重復(fù)基線檢查。

2.2研究指標(biāo) 患者隔夜空腹測量身高、體重、腰圍和臀圍，計(jì)算BMI；留取血清檢測空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)、餐后2 h血糖(postprandial 2-hour blood glucose, PBG)、HbA1c、空腹胰島素(fas-ting serum insulin, FINS)和主要生化指標(biāo)，包括：甘油三酯、低密度脂蛋白、谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、肌酐、淀粉酶和脂肪酶水平，并計(jì)算HOMA胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model assessment of insulin resis-tance，HOMA-IR)及HOMA胰島功能指數(shù)(homeostasis model assessment of β cell function，HOMA-β)；同時(shí)留取空腹血清檢測OC以及骨吸收標(biāo)志物Ⅰ型膠原交聯(lián)羧基末端肽(C-telopeptide of type I collagen, CTX)和抗酒石酸酸性磷酸酶5b(tartrate-resistant alkaline phosphatase 5b，TRAcP5b)；并行雙能X線骨密度儀檢測腰椎骨密度(bone mineral density, BMD)和體脂分布。

2.3研究指標(biāo)檢測方法 血糖采用葡萄糖氧化法檢測，HbA1c采用HPLC高壓液相檢測，胰島素采用電化學(xué)發(fā)光法檢測，骨形成標(biāo)志物及骨吸收標(biāo)志物采用酶聯(lián)免疫吸附法(IDS, UK)檢測，骨密度和體脂分布采用雙能X線骨密度儀測定。HOMA-IR=(FPG×FINS)/22.5， HOMA-β=(20×FINS)/(FPG-3.5)。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

用SPSS 13.0軟件分析。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(mean±SEM)表示。HOMA-IR及HOMA-β經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；各指標(biāo)治療前后差異比較使用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1 基線資料

20名新診斷2型糖尿病患者有13名男性及7名女性，入組時(shí)平均年齡(45.7±10.5)歲，平均糖化血紅蛋白(8.4±1.0)%，20名患者基線指標(biāo)均符合納入及排除標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 患者基線資料

2 治療前后血糖及胰島功能的變化

艾塞那肽治療24周后，患者FPG、PBG和HbA1c均明顯改善(P<0.01)，HOMA-IR較治療前明顯改善(P<0.05)， HOMA-β變化無明顯差異，見表2。

表2 基線及24周患者情況比較

3 治療前后體重及體脂分布的變化

艾塞那肽治療24周后，患者體重和BMI均明顯下降(P<0.05)；體脂分布結(jié)果顯示，患者全身脂肪比和脂肪指數(shù)(fat mass index,FMI)均明顯下降(P<0.05)，見表2。

4 治療前后骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物及骨密度的變化

艾塞那肽治療24周后，患者OC呈下降趨勢，CTX和TRAcP5b呈上升趨勢，但是治療前后的變化均未達(dá)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，骨密度的變化也未達(dá)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見表2。

討 論

2型糖尿病患者外周血GLP-1濃度明顯下降[8]。而基礎(chǔ)研究提示，GLP-1是促進(jìn)骨合成的物質(zhì)。GLP-1受體敲除的純合子小鼠骨皮質(zhì)減少，骨折脆性增加，骨破壞增多[9]。2型糖尿病大鼠模型的骨形成標(biāo)志物OC較正常大鼠降低。GLP-1治療3 d，OC表達(dá)增多，同時(shí)護(hù)骨素/核因子κB受體活化因子配基表達(dá)比例升高，提示GLP-1促進(jìn)骨形成；應(yīng)用顯微CT (micro-CT)分析大鼠股骨骨小梁結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)2型糖尿病大鼠骨小梁結(jié)構(gòu)受損，予以GLP-1可改善其結(jié)構(gòu)[6]。艾塞那肽是GLP-1受體激動(dòng)劑，通過多種作用機(jī)制發(fā)揮降糖作用[10]，并具有改善胰島素敏感性、保護(hù)胰島β細(xì)胞功能、減輕體重和減少內(nèi)臟脂肪的作用[11]。因此推測，艾塞那肽治療2型糖尿病患者，可能在降糖的同時(shí)對(duì)骨代謝有改善作用。

本研究對(duì)新診斷2型糖尿病患者使用艾塞那肽治療24周，采用了特異性代表骨轉(zhuǎn)化情況的OC、CTX和TRAcP5b，并監(jiān)測患者骨密度變化。研究結(jié)果顯示，24周的艾塞那肽治療后，OC、CTX、TRAcP5b及骨密度的變化未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的變化，但可見患者OC呈下降趨勢，CTX和TRAcP5b呈上升趨勢。我們知道，雖然骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物的改變僅需要3個(gè)月[12]，但骨密度的變化一般需要6～12個(gè)月。因此，本研究未能證實(shí)艾塞那肽治療24周具有促進(jìn)骨合成的作用可能與治療觀察的時(shí)間較短有關(guān)。這與Bunck等[13]的一項(xiàng)臨床研究結(jié)果相一致。在這項(xiàng)研究中，對(duì)2型糖尿病患者使用艾塞那肽聯(lián)合二甲雙胍治療44周后，患者的血清堿性磷酸酶、血清鈣、血清磷水平及骨密度在治療后也未發(fā)生改變。

本研究與基礎(chǔ)研究結(jié)果的不一致，可能與臨床研究中存在其它導(dǎo)致骨形成減少的因素相關(guān)。體重及脂肪分布的改變可以導(dǎo)致骨形成減少，因此它們可能是重要的影響因素。既往文獻(xiàn)證實(shí)，體重下降5～10%與骨密度降低、骨吸收增加相關(guān)，尤其在絕經(jīng)后肥胖女性中更常見[14-15]。行胃縮減手術(shù)的肥胖患者，體重和全身脂肪下降伴隨骨密度、骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物減少，維生素D代謝異常[16- 17]。加拿大骨質(zhì)疏松指南也提出，體重明顯下降是導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的危險(xiǎn)因素[18]。與很多降糖藥物不同，艾塞那肽在降糖同時(shí)可以減輕體重。但是在基礎(chǔ)研究中，由于動(dòng)物模型治療時(shí)間短，體重未發(fā)生明顯改變，而在本研究中，24周時(shí)患者體重平均下降4.7 kg，同時(shí)全身脂肪百分比及脂肪指數(shù)下降；在Bunck等[13]研究中，患者體重也平均下降3.5 kg。這提示，長期使用GLP-1受體激動(dòng)劑或類似物，導(dǎo)致患者體重持續(xù)下降，可能對(duì)骨代謝產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，既往研究提示正常嚙齒目動(dòng)物的甲狀腺C細(xì)胞表達(dá)GLP-1受體[19]，其通過促進(jìn)降鈣素分泌，抑制破骨細(xì)胞，減少骨吸收[20]，從而改善骨代謝。而新近的研究發(fā)現(xiàn)，僅33%的正常人甲狀腺C細(xì)胞表達(dá)GLP-1受體[21]。因此，GLP-1受體激動(dòng)劑或類似物類藥物對(duì)人類骨代謝的影響不僅與體重及脂肪分布改變相關(guān)，可能同時(shí)與患者甲狀腺C細(xì)胞是否表達(dá)GLP-1受體相關(guān)。其長期效果仍需更多的臨床研究進(jìn)一步證實(shí)。

綜上所述，本研究提示24周艾塞那肽治療改善新診斷2型糖尿病患者的血糖和胰島素抵抗，使體重及體脂含量下降，但未對(duì)胰島β細(xì)胞功能產(chǎn)生影響。同時(shí)，24周艾塞那肽治療未對(duì)OC、CTX、TRAcP5b和骨密度產(chǎn)生影響。與基礎(chǔ)研究結(jié)果的不一致提示有必要進(jìn)一步研究艾塞那肽對(duì)骨代謝的長期影響。鑒于本研究隨訪時(shí)間相對(duì)較短，我們將在后續(xù)的研究中，繼續(xù)關(guān)注長期使用GLP-1受體激動(dòng)劑對(duì)骨代謝的影響，進(jìn)一步為2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松患者選擇降糖藥物及抗骨質(zhì)疏松治療提供依據(jù)。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] Isidro ML, Ruano B. Bone disease in diabetes[J]. Curr Diabetes Rev, 2010, 6(3):144-155.

[2] Achemlal L, Tellal S, Rkiouak F, et al. Bone metabolism in male patients with type 2 diabetes[J]. Clin Rheumatol, 2005, 24(5):493-496.

[3] Ferron M, Wei J, Yoshizawa T, et al. Insulin signaling in osteoblasts integrates bone remodeling and energy metabolism[J]. Cell, 2010, 142(2):296-308.

[4] Ng KW. Regulation of glucose metabolism and the skeleton[J]. Clin Endocrinol (Oxf), 2011, 75(2):147-155.

[5] Inaba M, Terada M, Koyama H, et al. Influence of high glucose on 1,25-dihydroxyvitamin D3-induced effect on human osteoblast-like MG-63 cells[J]. J Bone Miner Res, 1995, 10(7):1050-1056.

[6] Nuche-Berenguer B, Moreno P, Esbrit P, et al. Effect of GLP-1 treatment on bone turnover in normal, type 2 diabetic, and insulin-resistant states[J]. Calcif Tissue Int, 2009, 84(6):453-461.

[7] Nuche-Berenguer B, Moreno P, Portal-Nunez S, et al. Exendin-4 exerts osteogenic actions in insulin-resistant and type 2 diabetic states[J]. Regul Pept, 2010, 159(1-3):61-66.

[8] Vilsboll T, Krarup T, Deacon CF, et al. Reduced postprandial concentrations of intact biologically active glucagon-like peptide 1 in type 2 diabetic patients[J]. Diabetes, 2001, 50(3):609-613.

[9] Yamada C, Yamada Y, Tsukiyama K, et al. The murine glucagon-like peptide-1 receptor is essential for control of bone resorption[J]. Endocrinology, 2008, 149(2):574-579.

[10] Kolterman OG, Buse JB, Fineman MS, et al. Synthetic exendin-4 (exenatide) significantly reduces postprandial and fasting plasma glucose in subjects with type 2 diabetes[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2003, 88(7):3082-3089.

[11] Nauck M, Frid A, Hermansen K, et al.Efficacy and safety comparison of liraglutide,glimepiride, and placebo, all in combination with metformin, in type 2 diabetes: the LEAD (liraglutide effect and action in diabetes)-2 study[J]. Diabetes Care, 2009, 32(1):84-90.

[12] 滕曉英，王連唐. 破骨細(xì)胞功能調(diào)控與骨質(zhì)疏松癥[J]. 中國病理生理雜志, 2002，18(8): 1012-1015.

[13] Bunck MC, Eliasson B, Corner A, et al. Exenatide treatment did not affect bone mineral density despite body weight reduction in patients with type 2 diabetes[J]. Diabetes Obes Metab, 2011, 13(4):374-377.

[14] Jensen LB, Kollerup G, Quaade F, et al. Bone minerals changes in obese women during a moderate weight loss with and without calcium supplementation[J]. J Bone Miner Res, 2001, 16(1):141-147.

[15] Riedt CS, Cifuentes M, Stahl T, et al. Overweight postmenopausal women lose bone with moderate weight reduction and 1 g/day calcium intake[J]. J Bone Miner Res, 2005, 20(3):455-463.

[16] Carrasco F, Ruz M, Rojas P, et al. Changes in bone mineral density, body composition and adiponectin levels in morbidly obese patients after bariatric surgery[J]. Obes Surg, 2009, 19(1):41-46.

[17] Holecki M, Zahorska-Markiewicz B, Chudek J, et al. Changes in bone mineral density and bone turnover markers in obese women after short-term weight loss therapy during a 5-year follow-up[J]. Pol Arch Med Wewn, 2010, 120(7-8):248-254.

[18] Papaioannou A, Morin S, Cheung AM, et al. 2010 clinical practice guidelines for the diagnosis and management of osteoporosis in Canada: summary[J]. CMAJ, 2010, 182(17):1864-1873.

[19] Waser B, Beetschen K, Pellegata NS, et al. Incretin receptors in non-neoplastic and neoplastic thyroid C cells in rodents and humans: relevance for incretin-based diabetes therapy[J]. Neuroendocrinology, 2011, 94(4):291-301.

[20] Bollag RJ, Zhong Q, Phillips P, et al. Osteoblast-derived cells express functional glucose-dependent insulinotropic peptide receptors[J]. Endocrinology, 2000, 141(3):1228-1235.

[21] Gier B, Butler PC, Lai CK, et al. Glucagon like peptide-1 receptor expression in the human thyroid gland[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2012, 97(1):121-131.