2型糖尿病患者N-MID和β-CTX與骨密度的相關(guān)性研究

安娜 紀(jì)麗慧 孟海燕 王凌云 黃瑩 宗桂芝

北京京煤集團(tuán)總醫(yī)院內(nèi)分泌科，北京 102300

骨質(zhì)疏松癥是影響公眾健康的疾病，骨質(zhì)疏松性骨折也是老年人死亡的主要原因。在2型糖尿病患者中，骨量減少、骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率顯著升高，其發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明。當(dāng)2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松癥時(shí)，常因無明顯癥狀，臨床識(shí)別較為困難，故早期診斷和預(yù)防骨質(zhì)疏松癥對提高老年人的生活質(zhì)量非常重要。骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生、發(fā)展伴隨著相關(guān)骨轉(zhuǎn)換生化指標(biāo)的變化，其變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于骨密度的改變，這就為骨質(zhì)疏松癥的早期診斷提供了線索。骨轉(zhuǎn)換生化指標(biāo)(bone turnover biochemical marker)能夠準(zhǔn)確特異地反映骨形成及骨吸收狀態(tài)[1-3]。目前國際骨質(zhì)疏松基金會(huì)及國際臨床生化聯(lián)合會(huì)推薦將I型膠原羧基端肽交聯(lián)(β-cross-linked C-telopeptide of type 1 collagen，β-CTX)作為敏感的骨吸收指標(biāo)，用于骨質(zhì)疏松癥的診斷及治療評估[4-5]。骨鈣素(osteocalcin，OC)是成熟成骨細(xì)胞分泌的一種骨基質(zhì)蛋白，是反映骨形成的特異性較強(qiáng)的標(biāo)志物，其中約1/3為全段骨鈣素，1/3為N端中段骨鈣素N-MID。由于N-MID靈敏度高，穩(wěn)定性好，能更好地反映骨形成[6]。本研究收集了233例2型糖尿病患者，測定血清骨轉(zhuǎn)換生化指標(biāo)(β-CTX、N-MID)以及骨密度(BMD)等指標(biāo)，探討2型糖尿病患者中骨轉(zhuǎn)換生化指標(biāo)與骨密度之間的相關(guān)關(guān)系。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

收集2017年1月至2017年6月在我院內(nèi)分泌科住院的2型糖尿病患者233例，年齡在39～89歲，其中，男性124人，女性109人，女性患者均絕經(jīng)1年以上。按照骨密度(BMD)的T值將研究對象分為3組：T>-1屬于骨量正常組；-2.5

1.2 方法

1.2.1診斷標(biāo)準(zhǔn)：骨質(zhì)疏松癥參照2011年《原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診治指南》[7]制定的標(biāo)準(zhǔn)；2型糖尿病參照1999年世界衛(wèi)生組織(WHO)的診斷標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2實(shí)驗(yàn)室檢查：京煤集團(tuán)總醫(yī)院檢驗(yàn)科實(shí)驗(yàn)室是北京市臨床檢驗(yàn)鑒定合格的實(shí)驗(yàn)室。檢測空腹血糖(FPG)采用已糖激酶法，檢測甘油三酯(TG)采用GPO-POD法，檢測總膽固醇(TC)采用酶法，檢測低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)采用直接法，均使用beckman AU5800全自動(dòng)生化分析儀(試劑由beckman公司提供)；檢測糖化血清蛋白(GSP)采用四氮唑藍(lán)顯色法，檢測糖化血紅蛋白(HBA1C)采用高壓液相離子交換法，檢測超敏C反應(yīng)蛋白(CRP)采用免疫透射比濁法，檢測同型半胱氨酸(HCY)采用免疫透射比濁法，檢測血鈣(Ca)采用偶氮砷III法，檢測血磷(P)采用磷鉬酸紫外法，檢測堿性磷酸酶(ALP)采用速率法，均使用beckman AU5800全自動(dòng)生化分析儀(試劑由beckman公司提供)；檢測尿微量白蛋白/肌酐比值(ACR)采用干式免疫標(biāo)記散射定量法(Alere Afinion AS100分析儀，試劑由美艾利爾醫(yī)療器械有限公司提供)；檢測空腹胰島素(FINS)、空腹C肽(C-肽)、血清25(OH)D3、甲狀旁腺激素(PTH)、β-CTX、N-MID均采用電化學(xué)發(fā)光法(羅氏E602，試劑由羅氏公司提供)，25(OH)D3批內(nèi)差異<4.52%，批間差異<5.15%；PTH批內(nèi)差異<3.55%，批間差異<4.05%；β-CTX批內(nèi)差異<4.12%，批間差異<5.64%；N-MID批內(nèi)差異<3.55%，批間差異<4.64%；骨密度的檢測采用美國GE公司的雙能X線骨密度測定儀DPX Bravo骨密度儀，每日進(jìn)行質(zhì)量控制，偏差-1.03%。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 兩組研究對象一般資料的比較情況

骨量正常組103人，年齡(59.66±9.78)歲，骨量減少組106人，年齡(62.88±10.30)歲，骨質(zhì)疏松組24人，年齡(65.63±11.49)歲。在骨量正常組、骨量減少組、骨質(zhì)疏松組中，年齡在三組間比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，男女性別構(gòu)成比、糖尿病病程、SBP、DBP、TC、LDL-C、HDL-C、TG在三組間比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。見表1。

表 1 三組研究對象一般資料的比較Table 1 Comparison of baseline data among the three groups

注：SBP：收縮壓；1mmHg=0.133 kPa；DBP：舒張壓；TG：甘油三酯；TC：膽固醇；LDL-C：低密度脂蛋白膽固醇；HDL-C：高密度脂蛋白膽固醇。三組間比較，*P<0.05。

2.2 三組研究對象各生化指標(biāo)的比較情況

FPG、GSP、HBA1C、FINS、C-肽、CRP、HCY、ACR在骨量正常組、骨量減少組、骨質(zhì)疏松組三組間比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。見表2。

表2 三組研究對象各生化指標(biāo)的比較Table 2 Comparison of biochemical indicators among the three groups

注：FPG：空腹血糖；GSP：糖化血清蛋白；HBA1C：糖化血紅蛋白；FINS：空腹胰島素；CRP:C反應(yīng)蛋白；HCY:同型半胱氨酸。三組間比較，*P<0.05。

2.3 三組研究對象各骨轉(zhuǎn)化生化指標(biāo)的比較情況

β-CTX、N-MID、PTH在骨量正常組、骨量減少組、骨質(zhì)疏松組三組間比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；

Ca、P、ALP、血清25(OH)D3在三組間比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；將研究對象分成骨量正常組和骨量異常組(骨量減少組和骨質(zhì)疏松組合并為骨量異常組)進(jìn)行兩組間的比較，骨量正常組25(OH)D3：(11.87±6.06)ng/mL，骨量異常組25(OH)D3：(10.98±5.56)ng/mL，t：1.16，P=0.28，血清25(OH)D3在兩組間比較亦無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表 3 三組研究對象各骨轉(zhuǎn)換生化指標(biāo)的比較Table 3 Comparison of bone turnover biochemical markers among the three groups

注：三組間比較，*P<0.05。

2.4 BMD與各骨轉(zhuǎn)換生化指標(biāo)的相關(guān)性分析

骨量異常與否與年齡(age)、β-CTX、N-MID成正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)；與血清25(OH)D3、PTH均無相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。

表4 BMD與各骨轉(zhuǎn)換生化指標(biāo)的相關(guān)性分析

注：*P<0.05。

2.5 各骨轉(zhuǎn)化生化指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

血清25(OH)D3與PTH成負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，PTH與β-CTX、N-MID成正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，β-CTX與N-MID成正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。

表 5 各骨轉(zhuǎn)換生化指標(biāo)之間的相關(guān)性分析Table 5 Analysis of the correlation of each bone turnover biochemical marker

注：*P<0.05。

3 討論

骨質(zhì)疏松癥嚴(yán)重的并發(fā)癥是骨折，其發(fā)生與骨強(qiáng)度下降有關(guān)。雙能X線骨密度測定被推薦作為診斷骨質(zhì)疏松癥的金標(biāo)準(zhǔn)[8-9]，但骨密度僅反映70%的骨強(qiáng)度。而且，骨密度不能反映骨質(zhì)量以及短期內(nèi)骨的改變，這就給骨質(zhì)疏松癥的早期診斷、治療及預(yù)防帶來了困難。因此，如何通過測定骨轉(zhuǎn)換生化標(biāo)志物來判定骨轉(zhuǎn)換類型，如何應(yīng)用骨轉(zhuǎn)換生化標(biāo)志物對骨質(zhì)疏松癥進(jìn)行診斷、鑒別診斷，已成為了目前研究的熱點(diǎn)。本研究通過測定N-MID、β-CTX以及骨密度等指標(biāo)，探討骨轉(zhuǎn)換生化標(biāo)志物與骨密度之間的關(guān)系，希望能為早期診斷骨質(zhì)疏松癥提供線索。

本研究發(fā)現(xiàn)骨量正常組β-CTX(0.48±0.23)，骨量減少組(0.49±0.25)，骨質(zhì)疏松組(0.79±0.84)，三組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00)。本研究結(jié)論與王順麗等[10]的研究結(jié)果不同，PINP和β-CTX在骨量正常組和骨量異常組均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其研究對象為干部病房住院的老年男性患者，有無糖尿病、高血壓等基礎(chǔ)疾病未闡明，人群包括漢族和維族。本研究與丁瑞[11]的研究結(jié)果相似，與骨量正常組比較，骨量減少組與OP組中的PINP、β-CTX均高于正常組(P<0.05)，與骨量減少組相比，OP組中PINP、β-CTX均高于減少組(P<0.05)。該研究也在2型糖尿病患者中進(jìn)行，但女性是否均為絕經(jīng)后未闡述，且骨量正常組、骨量減少組、骨質(zhì)疏松組的性別構(gòu)成比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而本研究的研究對象均有2型糖尿病，包括絕經(jīng)1年以上的女性和中老年男性，三組間比較性別、糖尿病病程、血壓、血糖、血脂均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，同質(zhì)性好。本研究發(fā)現(xiàn)骨吸收性指標(biāo)β-CTX在骨量正常組<骨量減少組<骨質(zhì)疏松組，β-CTX與骨量異常與否成正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，該結(jié)論與王順麗[10]研究結(jié)論也不同。李梅[12]的研究顯示我國健康漢族總?cè)巳害?CTX濃度的中位數(shù)是0.37 ng/mL [95%置信區(qū)間：(0.11～0.90) ng/mL]?？梢?，在本研究人群中骨質(zhì)疏松組的β-CTX濃度處于較高水平，提示該組研究對象骨轉(zhuǎn)換水平較高，破骨細(xì)胞活性增加，骨吸收占優(yōu)勢。而且，本研究還發(fā)現(xiàn)β-CTX與N-MID成正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，提示骨形成與骨吸收有一定偶聯(lián)關(guān)系。機(jī)體破骨細(xì)胞活性增加，骨轉(zhuǎn)換率增加，使得骨形成和骨吸收間的平衡作用破壞，骨吸收作用顯著強(qiáng)于骨形成作用，骨量加速丟失，導(dǎo)致骨密度降低、骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生[17]?？梢?，測定β-CTX的濃度可以了解骨代謝的變化，對評估骨量減少、早期診斷骨質(zhì)疏松癥具有重要意義。

N-MID在骨量正常組(12.99±4.71)、在骨量減少組(13.60±7.85)、在骨質(zhì)疏松組(24.79±19.90)，三組間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00)。本研究結(jié)論與郭應(yīng)龍等[13-15]國內(nèi)多項(xiàng)研究結(jié)果不同。郭應(yīng)龍研究顯示骨質(zhì)疏松組的骨鈣素明顯低于正常對照組，其研究人群為老年男性骨質(zhì)疏松癥患者，對照組為正常老年男性。而本研究是在2型糖尿病患者中進(jìn)行，包括絕經(jīng)1年以上的女性和中老年男性，且三組研究對象均為血糖控制不佳的2型糖尿病患者(三組間空腹血糖、糖化血清蛋白、糖化血紅蛋白均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P>0.05)，血糖水平對骨轉(zhuǎn)換生化指標(biāo)也有影響。糖尿病可能主要通過增加破骨細(xì)胞活性影響骨代謝，其機(jī)制尚不完全清楚。骨鈣素由成骨細(xì)胞分泌，在骨組織中含量豐富，大部分沉積于骨基質(zhì)。在骨吸收及骨溶解時(shí)，沉積在骨基質(zhì)中的OC就會(huì)游離出來，釋放入血。測定血中OC，一方面能反映成骨細(xì)胞的活性，但在更大程度上反映的是骨轉(zhuǎn)換[16]。本研究N-MID在骨量正常組<骨量減少組<骨質(zhì)疏松組，N-MID與骨量異常與否成正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，N-MID與β-CTX成正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。再次證實(shí)骨形成與骨吸收存在偶聯(lián)關(guān)系，骨質(zhì)疏松組的研究對象處于高骨轉(zhuǎn)換狀態(tài)。

PTH在骨量正常組(42.18±16.00)、在骨量減少組(46.16±19.40)、在骨質(zhì)疏松組(74.34±58.71)，三組間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00)，但與BMD無相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。本研究結(jié)果與王志國[18]的研究結(jié)果有相似之處但也有不同之處，骨質(zhì)疏松組PTH明顯高于骨量減少組，骨量減少組的PTH明顯高于骨量正常組，這些與本研究相似；PTH與OP的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)正相關(guān)，這一點(diǎn)與本研究不同，其原因尚不清楚。2型糖尿病患者常伴有PTH升高，其機(jī)理可能是高尿糖引起的滲透性利尿?qū)е骡}磷的丟失，從而導(dǎo)致PTH的反饋性增高[19]。本研究還發(fā)現(xiàn)PTH與β-CTX、N-MID均成正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。PTH升高可以刺激骨形成和骨吸收，但通常情況下以刺激骨吸收占主導(dǎo)地位[20]，導(dǎo)致骨轉(zhuǎn)換增加而骨密度降低[21]。本研究提示2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松癥者，骨轉(zhuǎn)換水平增高，破骨細(xì)胞活性增強(qiáng)，PTH刺激等原因?qū)е鹿俏諒?qiáng)于骨形成，從而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥。

本研究顯示，2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松癥時(shí)骨形成與骨吸收均增高，處于高骨轉(zhuǎn)換水平。PTH刺激等原因?qū)е缕乒羌?xì)胞活性增強(qiáng)，骨吸收強(qiáng)于骨形成，從而導(dǎo)致骨量減少、骨質(zhì)疏松癥。測定N-MID、β-CTX的濃度可以了解骨代謝的變化，對評估骨量減少、早期診斷骨質(zhì)疏松癥具有重要意義。但因?yàn)楸狙芯繛榛仡櫺匝芯?，研究對象?shù)量有限，骨質(zhì)疏松組僅有24例，且無正常對照組，結(jié)論容易出現(xiàn)偏移。因此，還需要多中心大樣本的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究，為早期診斷骨質(zhì)疏松癥提供線索。