2型糖尿病合并微血管病變與骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物的相關(guān)性

何瑤 馬維青 呂芳 王國娟

安徽醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，安徽 合肥 230061

研究顯示,2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)患者骨折的風(fēng)險較非糖尿病人群增加40%～70%[1]。隨著糖尿病患者病程延長,血糖控制不佳,尤其合并微血管并發(fā)癥時，即使骨密度(bone mineral density，BMD)正?；蚋撸涔钦埏L(fēng)險仍增高[2]。觀察發(fā)現(xiàn)，T2DM慢性并發(fā)癥與BMD減少具有相關(guān)性，糖尿病患者合并神經(jīng)病變，視網(wǎng)膜病變，以及早期腎病時BMD降低[3-5]。糖尿病可能通過調(diào)節(jié)骨細(xì)胞而影響骨質(zhì)量[6]。骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物(bone turnover markers，BTMs)是由骨細(xì)胞分泌的酶和代謝產(chǎn)物，反映骨形成和骨吸收，進(jìn)而反映了骨重塑的動態(tài)情況[7]。BTMs可作為骨質(zhì)疏松癥和骨質(zhì)疏松性骨折的獨立預(yù)測因子[8]。然而，骨轉(zhuǎn)換過程可能受到糖尿病及其并發(fā)癥的影響。但目前很少有研究涉及BTMs與糖尿病并發(fā)癥之間的關(guān)聯(lián)。本文對2型糖尿患者骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物、微量白蛋白尿和視網(wǎng)膜病變情況進(jìn)行檢測，探討骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物與糖尿病微血管并發(fā)癥及糖尿病其他代謝因素的相關(guān)性。

1 對象與方法

1.1 對象

選取2015年6月至2017年5月就診于安徽醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院的301名成人2型糖尿病患者，為避免高齡及絕經(jīng)因素對骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物的影響，患者年齡選擇：男性年齡<55歲，絕經(jīng)前女性且年齡<45歲。根據(jù)是否合并微量白蛋白尿和(或)視網(wǎng)膜病變分為兩組，即合并微量白蛋白尿和(或)視網(wǎng)膜病變患者為試驗組，無微量白蛋白尿和視網(wǎng)膜病變患者為對照組。所有入選患者均事先簽署入組知情同意書。

2型糖尿病診斷參照1999年世界衛(wèi)生組織(WHO)修訂的糖尿病診斷和分型標(biāo)準(zhǔn)。糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)診斷參照美國眼科學(xué)會的DR診斷標(biāo)準(zhǔn)[9]。微量白蛋白尿的診斷根據(jù)尿白蛋白與肌酐比值(the urinary ratio of albumin to creatinin，ACR)，ACR≤30 μg/mg為正常，30 μg/mg

排除標(biāo)準(zhǔn)：所有入選研究對象均排除：長期吸煙、飲酒者；1型糖尿病、妊娠糖尿病、其他特殊類型糖尿??；糖尿病酮癥酸中毒、糖尿病高滲狀態(tài)及其他急性并發(fā)癥；肝功能異常、腫瘤、風(fēng)濕性及類風(fēng)濕性疾病以及長期臥床者；其他內(nèi)分泌疾病者(甲狀腺和甲狀旁腺疾病、腎上腺皮質(zhì)功能異常、生長激素水平異常者)；近期服用影響骨代謝藥物者；近2年內(nèi)發(fā)生過骨折者或有骨質(zhì)疏松家族史者。

1.2 方法

記錄受試者的性別、年齡、糖尿病病史和目前藥物使用情況。測量身高和體重，并計算體重指數(shù)(body mass index，BMI)，BMI (kg/m2)=體重(kg) /身高(m2)。安靜狀態(tài)下測量血壓，并記錄收縮壓(systolic pressure，SBP)和舒張壓(diastolic pressure，DBP)。隔夜并禁食10-12小時后抽取血樣，采用全自動生化分析儀測定生化指標(biāo)包括：空腹葡萄糖(fasting blood glucose，F(xiàn)BG)、血鈣(blood calcium，Ca)、總膽固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)、甘油三酯(triglycerides,TG)、尿酸(uric acid，UA)、血尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)、肌酐(serum creatinine，Cr)。放射免疫法測定甲狀旁腺激素(parathyroid hormone，PTH)、糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)、空腹C肽(fasting C-peptide，F(xiàn)CP)、25羥維生素D3(25-hydroxy vitamin D3，25(OH)D3)，使用ELISA法測定I型原膠原N-端前肽(procollagentype I N-terminal propeptide，PINP)和β-異構(gòu)C-端肽(beta-isomerized C-telopeptide，β-CTX)。留取新鮮尿樣采用瑞典特種蛋白干式免疫散射色譜分析儀(Afision，AS100型)測定尿白蛋白與肌酐比值(the urinary ratio of albumin to creatinin，ACR)。采用APS數(shù)字眼底造影檢查儀檢查眼底微血管病變。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

用SPSS 23.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。兩組間的比較采用t檢驗，率的比較采用χ2檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，相關(guān)性分析使用Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

2.1 兩組間一般資料及糖尿病相關(guān)因素比較

兩組資料比較發(fā)現(xiàn)，兩組年齡、性別、病史、BMI、高血壓史、SBP、DBP、血脂異常、肥胖、血糖控制不佳等差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見表1)。

2.2 兩組間生化代謝指標(biāo)及骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物比較

與對照組相比，試驗組的HbA1c、TC、TG、BUN、Cr、UA、PTH、β-CTX均明顯增高，并且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；25(OH)D3較對照組降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；而實驗組PINP水平雖然較對照組增高，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見表2)。

2.3 不同性別患者骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物的比較

男性PINP、β-CTX水平較絕經(jīng)前女性低，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見表3)。

表1 試驗組與對照組一般資料及糖尿病相關(guān)因素的比較Table 1 Comparison of general information and the related factors of diabetes between the experimental and control group

注：高血壓定義為BP≥140/90 mm Hg或目前使用高血壓藥物；血脂異常定義為TG> 2.26 mmol/L、LDL≥4.14 mmol/L和(或)HDL<1.4 mmol/L或使用降脂藥物；血糖控制不佳定義為HbA1c≥7%；肥胖定義為BMI> 28 kg/m2。

圖1 P1NP和β-CTX在不同類型微血管并發(fā)癥間的比較Fig.1 Comparison of P1NP and β-CTX in different types of microvascular complicationsDR糖尿病視網(wǎng)膜病變，DN糖尿病腎病(*P<0.05，**P<0.01,***P<0.001)

2.4 BTMs在不同類型微血管并發(fā)癥間的比較

為了研究骨轉(zhuǎn)換標(biāo)記物在不同類型微血管并發(fā)癥間的關(guān)系，將試驗組分為糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)組、糖尿病腎病組(diabetic nephropathy，DN)組、糖尿病視網(wǎng)膜病變合并腎病組(DN/DR組)(圖1)。觀察發(fā)現(xiàn)，與無微血管并發(fā)癥患者相比，DN/DR組的PINP較高，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)(圖1 a)。另外，DR組及DN/DR組β-CTX明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01，P<0.001)；DN組β-CTX水平較DN/DR組低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(圖1b)。

表2 試驗組與對照組生化代謝指標(biāo)及骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物的比較Table 2 Comparison of biochemical and metabolic markers and markers of bone turnover between experimental and control group

表3 不同性別患者骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物的比較Table 3 Comparison of bone turnover markers between patients of different gender

2.5 兩組BTMs與各參數(shù)的相關(guān)性分析

在試驗組中，PINP與BUN(r=-0.326，P=0.020)、UA(r=-0.052，P=0.046)水平呈負(fù)相關(guān)；β-CTX與BUN(r=-0.431，P=0.013)、Cr(r=-0.602，P=0.013)、UA(r=-0.538，P=0.012)、25(OH)D3(r=-0.703，P=0.036)呈負(fù)相關(guān)，與HbA1c(r=0.235，P=0.030)、PTH(r=0.652，P=0.000)呈正相關(guān)；在對照組中，β-CTX與BUN(r=-0.512，P=0.012)、Cr(r=-0.583，P=0.001)、UA(r=-0.319，P=0.022)呈負(fù)相關(guān)(見表4)。

表4 BTMs與各參數(shù)的相關(guān)系數(shù)比較Table 4 Comparison of correlation coefficients between BTMs and the parameters

3 討論

糖尿病患者的骨代謝受多種復(fù)雜因素(年齡、性別、絕經(jīng)、肥胖等)的影響，為了盡量避免干擾，故此次研究對象選擇男性和絕經(jīng)前女性，比較兩組間年齡、病史、BMI、高血壓、肥胖等，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，同時比較不同性別患者骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物水平，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，在分析結(jié)果時可以排除上述因素的影響。

PINP和β-CTX是國際骨質(zhì)疏松基金會(IOF)推薦使用的骨形成和骨吸收標(biāo)志物[10]。PINP由成骨細(xì)胞產(chǎn)生，是反映骨膠原合成的重要標(biāo)志[11]。Shanbhogue VV等研究發(fā)現(xiàn)，T2DM合并微血管并發(fā)癥患者PINP水平較無微血管并發(fā)癥患者明顯增高[12]。而在本研究中，試驗組PINP水平較高，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，同時合并DN/DR的患者PINP水平較對照組增高有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

β-CTX是I型膠原分解代謝產(chǎn)物，反映破骨細(xì)胞活性及骨吸收過程的敏感指標(biāo)[11]。本研究顯示，試驗組β-CTX血清水平較對照組明顯升高，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，提示微血管病變患者骨轉(zhuǎn)換速率明顯增快，骨量丟失增多。同時，與無微血管并發(fā)癥患者相比，單純DN患者、單純DR患者、同時合并DN/DR患者的β-CTX水平依次升高，其中單純DN組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，而單純DR組和同時合并DN/DR組β-CTX則顯著升高(P<0.01)。另外，與DN組相比，DN/DR組β-CTX水平更高，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。Z Maghbooli等[13]在對204例糖尿病患者的研究中也得到類似的結(jié)果。同時，在試驗組中我們觀察到，β-CTX水平與PTH間呈正相關(guān)，而與BUN、Cr、UA、25(OH)D3呈負(fù)相關(guān)，提示了PTH對于β-CTX水平有重要影響。血液循環(huán)中的PTH濃度增高可能導(dǎo)致破骨細(xì)胞活性增強，骨吸收作用增強，而腎功能惡化和25(OH)D3不足也可能影響骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物的血清水平。近期有研究表明，高血糖和骨轉(zhuǎn)換標(biāo)記物之間具有關(guān)聯(lián)性，長期高血糖導(dǎo)致糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGEs)增多，AGEs可促進(jìn)破骨細(xì)胞成熟，加速骨吸收過程[14]。而本研究中，β-CTX與HbA1c呈正相關(guān)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，認(rèn)為微血管病變患者骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物變化與長期血糖控制不佳具有相關(guān)性。

綜上所述，T2DM患者合并微血管并發(fā)癥時，PINP未見明顯改變，但血清β-CTX水平明顯升高，認(rèn)為β-CTX更適合作為T2DM合并微血管病變時監(jiān)測骨代謝變化的特異性指標(biāo)，有助于判斷骨丟失速率，評估骨折風(fēng)險。而PINP在對微血管病變患者骨代謝過程的評估價值有待進(jìn)一步研究。另外，本研究還發(fā)現(xiàn)，長期高血糖可能影響骨轉(zhuǎn)換過程，血PTH水平在維持糖尿病患者骨轉(zhuǎn)換平衡中扮演著重要的角色，而骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物和腎功能指標(biāo)(BUN、Cr、UA)之間存在顯著負(fù)相關(guān)性，提示腎功能指標(biāo)對糖尿病患者的骨轉(zhuǎn)換過程可能有調(diào)節(jié)作用。本次研究的不足之處是未對健康人群BTMs進(jìn)行統(tǒng)計評估，還需要進(jìn)一步擴大樣本量進(jìn)行深入的研究。