糖尿病伴骨質(zhì)疏松患者血清胰島素樣生長因子-1和腫瘤壞死因子-α的表達

陳 猛 劉 澍 張 哲

(錦州市第二醫(yī)院骨關(guān)節(jié)科，遼寧 錦州 121000)

糖尿病(DM)及其并發(fā)癥影響患者的健康和生活質(zhì)量。DM患者病變持續(xù)狀態(tài)時存在不同程度的骨密度下降，而機體中慢性炎癥及胰島素抵抗與病變形成有一定關(guān)聯(lián)〔1，2〕。胰島素樣生長因子(IGF)-1具有促進細胞增殖和分化的功能，IGF-1也是骨骼中含量最為豐富的生長因子之一。IGF-1的作用包括促進成骨細胞有絲分裂，并促進骨基質(zhì)合成和礦化〔3，4〕。腫瘤壞死因子(TNF)-α是一種炎癥性細胞因子，是天然和獲得性免疫介質(zhì)之一，TNF-α充當(dāng)了特異性免疫應(yīng)答和急性炎癥反應(yīng)的聯(lián)系紐帶。研究顯示TNF-α能參與骨關(guān)節(jié)炎、牙周病等骨炎癥性疾病形成，主要表現(xiàn)在TNF-α直接作用于破骨細胞，誘導(dǎo)破骨細胞分化〔5，6〕。本研究分析DM伴骨質(zhì)疏松(OP)患者血清中IGF-1和TNF-α的表達及其相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1臨床資料 錦州市第二醫(yī)院DM伴OP患者45例為觀察組，納入均符合WHO糖尿病的診斷分型標準。OP的診斷依據(jù)骨密度值，根據(jù)中國人的體質(zhì)特點建議按骨密度低于骨峰均值2s即可以診斷。年齡40～87歲，中位年齡64歲。25例DM患者為對照組，其中男14例，女11例，年齡46～70歲，中位年齡58歲。25例無明顯器質(zhì)性病變的成人血清為正常對照組，其中男13例，女12例，年齡38～66歲，中位年齡54歲。3組一般資料無明顯差異，具有可比性。

1.2IGF-1和TNF-α的檢測方法 觀察組和對照組于確診后抽取空腹靜脈血3 ml，正常對照組常規(guī)抽取空腹靜脈血3 ml，2 500 r/min離心20 min后分離血清后放于-20℃冰箱中凍存。IGF-1和TNF-α的檢測均采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法，按說明書進行操作，減少誤差。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行t檢驗、方差分析、線性相關(guān)分析。

2 結(jié) 果

2.13組IGF-1和TNF-α表達比較 正常對照組、對照組和觀察組IGF-1表達有降低趨勢，正常對照組、對照組和觀察組中TNF-α表達有升高趨勢(P<0.05)。見表1。

2.2觀察組不同性別患者血清中IGF-1和TNF-α表達的比較 觀察組不同性別患者血清中IGF-1和TNF-α的表達差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表2。

表1 3組IGF-1和TNF-α表達比較

與觀察組比較：1)P<0.05；與對照組比較：2)P<0.05

表2 觀察組不同性別IGF-1和TNF-α表達比較

2.3觀察組血清IGF-1和TNF-α表達的相關(guān)性 血清IGF-1和TNF-α表達呈負相關(guān)(r=-0.46，P=0.048 2)。

3 討 論

OP是一種以骨密度減少和骨質(zhì)變差及骨微觀結(jié)構(gòu)破壞，引起的骨脆性增加和易于骨折的代謝性骨病〔7〕。2型DM(T2DM)是胰島素生物活性絕對或相對不足引起的〔8〕。血糖過高影響了骨的代謝，造成骨吸收大于骨形成，骨轉(zhuǎn)化率降低，因此成年DM患者更易患OP。研究顯示高血糖可以產(chǎn)生過多的糖基化終末產(chǎn)物，而糖基化終末產(chǎn)物可以提高破骨細胞誘導(dǎo)的骨吸收〔9〕，糖基化終末產(chǎn)物能刺激白細胞介素(IL)-6的形成，還能促進單核細胞產(chǎn)生IL-1和TNF-α等細胞因子，這些細胞因子可以促進破骨細胞前體轉(zhuǎn)化為成熟的破骨細胞，并提高破骨細胞的活性，增加骨吸收〔10〕。IGF-1是一種由70個氨基酸組成的單鏈多肽，通過受體作用于相應(yīng)靶細胞，并促進細胞有絲分裂和分化，血糖、胰島素、生長激素及營養(yǎng)因素均能調(diào)節(jié)IGF-1的表達。IGF-1在DM、OP及氧化應(yīng)激方面均發(fā)揮重要的生物學(xué)作用〔11，12〕。TNF-α是一種由單核巨噬細胞形成的細胞因子，在炎性機體的內(nèi)環(huán)境中對細胞因子的平衡調(diào)節(jié)有重要作用。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)單核細胞和巨噬細胞分泌的 TNF-α可以直接或間接作用于骨鈣素前體，誘導(dǎo)其分化為成熟骨鈣素，使骨吸收能力增強，誘發(fā)OP〔5，13〕。

本研究結(jié)果提示IGF-1和TNF-α二者異常表達可以促進病變的形成過程。IGF-1可以刺激細胞分化和增殖、骨骼生長發(fā)育、骨量和骨密度維持等。骨基質(zhì)也富含IGF-1，大部分由成熟的骨產(chǎn)生，其余的則通過骨微結(jié)構(gòu)中的小管和竇的循環(huán)及骨髓產(chǎn)生。IGF-1與受體結(jié)合后，激活酪氨酸蛋白酶，促進胰島素受體底物-1的磷酸化，調(diào)節(jié)細胞的生長、增殖和代謝〔14〕。也有學(xué)者認為IGF-1是影響骨吸收與骨形成耦聯(lián)的因素之一，IGF-1對骨組織的主要作用是刺激骨形成，刺激骨 DNA、骨膠原和非膠原蛋白的合成〔15〕。本文顯示IGF-1和TNF-α二者之間具有協(xié)同負向作用，因此IGF-1的作用及表達與炎性因子有關(guān)。高血糖時可以有效抑制IGF-1合成，促進TNF-α合成和釋放，引起TNF-α表達增加，IGF-1減少，使成骨細胞活性降低，骨膠原形成減少，骨膠原降解，最終引起OP〔16〕。IGF-1還能增加骨對磷的吸收，且對羥磷灰石促進成骨細胞活性的作用有增強效應(yīng)〔17〕。本研究未發(fā)現(xiàn)患者血清中IGF-1和TNF-α的表達與性別的關(guān)系，因此，雖然OP更多見于絕經(jīng)后婦女，但是IGF-1和TNF-α在OP中表達特征無明顯性別差異。

1侯建明.糖尿病與骨質(zhì)疏松癥〔J〕.中國全科醫(yī)學(xué)，2010;13(2)：120-2.

2孫 琴，馮玉蘭，邢學(xué)農(nóng).2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松癥的相關(guān)因素分析〔J〕.中華骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病雜志，2013;6(1)：34-6.

3Liu R，Hu L，Sun A，etal.mRNA expression of IGF-1 and IGF-1R in patients with colorectal adenocarcinoma and type 2 diabetes〔J〕.Arch Med Res，2014;45(4)：318-24.

4Mazziotti G，F(xiàn)ormenti A，Adler R，etal.Glucocorticoid-induced osteoporosis：pathophysiological role of GH/IGF-Ⅰ and PTH/VITAMIN D axes，treatment options and guidelines〔J〕.Endocrine，2016;54(3)：603-11.

5Lin C，Li T，Liu C，etal.Associations of TNF-α，and IL-6，polymorphisms with osteoporosis through joint effects and interactions with LEPR，gene in Taiwan：Taichung Community Health Study for Elders (TCHS-E)〔J〕.Molec Biol Reports，2016;43(10)：1-13.

6Teramoto S，Matsuse T，Ouchi Y.Increased production of TNF-α may play a role in osteoporosis in cystic fibrosis patients〔J〕.Chest，1997;112(2)：574-4.

7翁建平，姚 斌，胡國亮，等.2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松癥患者類胰島素生長因子-1與骨轉(zhuǎn)換關(guān)系研究〔J〕.中國骨質(zhì)疏松雜志，2001;7(3)：218-20.

8粟 麟，李雙蕾，陳文輝，等.壯骨方對糖尿病大鼠骨質(zhì)疏松的防治及其對血清IGF-1、TNF-α水平的影響〔J〕.中國骨質(zhì)疏松雜志，2016;22(4)：428-32.

9Li B，Wang Y，Liu Y，etal.Altered gene expression involved in insulin signaling pathway in type Ⅱ diabetic osteoporosis rats model〔J〕.Endocrine，2013;43(1)：136-46.

10張 燕，徐 炯，楊衛(wèi)華.2型糖尿病患者血IGF-1與TNF-α相關(guān)性評估〔J〕.天津醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2004;10(2)：288-9.

11王秀玲.糖骨康對糖尿病骨質(zhì)疏松患者血清IGF-1和TGF-β1含量的影響〔J〕.新中醫(yī)，2007;39(4)：81-2.

12姚學(xué)海，張淑珍，李 靜，等.2型糖尿病患者骨密度變化及血清IGF-1水平〔J〕.中國骨質(zhì)疏松雜志，2003;9(4)：329-31.

13Elagib A，Elhaj A，Bolad A.Levels of tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) and interferon gamma (IFN-γ) s during tuberculosis treatment〔J〕.Osteoporosis Int，2013;38(1)：43-55.

14康燕蓉，顧佩莉.2型糖尿病、骨質(zhì)疏松癥、2型糖尿病并發(fā)骨質(zhì)疏松癥患者血清胰島素樣生長因子-1的檢測及意義〔J〕.海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2016;22(18)：2097-100.

15孫曉明.老年骨質(zhì)疏松患者血清瘦素水平與IGF-1等相關(guān)因素的研究〔J〕.中國老年學(xué)雜志，2006;26(1)：31-2.

16Ozmen B，Kirmaz C，Aydin K，etal.Influence of the selective oestrogen receptor modulator (raloxifene hydrochloride) on IL-6，TNF-α，TGF-beta1 and bone turnover markers in the treatment of postmenopausal osteoporosis〔J〕.European Cytokine Network，2007;18(3)：148-53.

17田 勇，李 華，孫 倩，等.老年糖尿病并骨質(zhì)疏松血IGF-1、骨鈣素與胰島素抵抗的相關(guān)性研究〔J〕.中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新，2014;11(9)：15-7.