2型糖尿病患者血脂水平與骨代謝的相關(guān)性研究

趙智偉， 張曉亞， 黃潤之， 李慧娟， 溫宇華， 宋利格

(1. 同濟大學附屬同濟醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科，上海 200065; 2. 河南科技大學第一附屬醫(yī)院康復醫(yī)學科，河南 洛陽 471000; 3. 同濟大學醫(yī)學院骨質(zhì)疏松和代謝性骨病研究所，上海 200065; 4. 同濟大學附屬同濟醫(yī)院脊柱外科，上海 200065)

2型糖尿病和骨質(zhì)疏松是內(nèi)分泌代謝領(lǐng)域最常見的慢性疾病[1]，兩者在老年人中往往同時存在，并且2型糖尿病患者發(fā)生骨折的風險明顯高于非糖尿病患者[2-3]。來自婦女健康倡議觀察隊列(women’s health initiative observational cohort, WHI)的研究結(jié)果顯示，女性糖尿病患者橈骨遠端、足踝和椎體等多部位骨折的發(fā)生率均升高，并發(fā)現(xiàn)2型糖尿病患者的髖部骨折發(fā)生風險增加40%[4]。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，發(fā)生髖部骨折后1年之內(nèi)，死于各種并發(fā)癥者高達20%，而存活者中約50%致殘，導致生活不能自理[5]。并且，發(fā)生初次骨折后再次骨折的發(fā)生風險明顯升高[6]。另外，糖尿病合并骨折的治療較非糖尿病患者更加復雜和困難，預后更差[7]。因此，及時識別出2型糖尿病患者中的高骨折風險人群具有重要的臨床價值。

對一個特定的骨密度值，2型糖尿病患者的骨折發(fā)生風險高于非糖尿病患者[8]，但其骨密度值較非糖尿病患者可升高[9]、降低[10]或無差異[11]。研究顯示，在非糖尿病患者中血脂與骨折發(fā)生有關(guān)。血清高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C)和三酰甘油(triglyceride, TG)水平降低可增加腰椎骨折的發(fā)生風險[12]，且腰椎骨折患者的血清總膽固醇(total cholesterol, TC)水平高于非骨折患者[13]，血清TC水平升高與腰椎骨折降低有關(guān)，TC水平每升高0.026mmol/L，腰椎骨折風險可降低2.2%[14]。但也有研究發(fā)現(xiàn)血清TC水平與骨質(zhì)疏松的發(fā)生不相關(guān)[15]。但這些結(jié)果主要是在非亞洲人群中開展、未區(qū)分糖尿病人群、大部分研究沒有納入骨轉(zhuǎn)換標志物，因此觀察2型糖尿病患者中血脂譜與骨轉(zhuǎn)換標志物和骨密度的關(guān)系，可更清晰地了解2型糖尿病患者中血脂與骨代謝指標和骨密度的關(guān)系。

本研究通過分析1182例2型糖尿病患者的血脂譜與骨代謝標志物和骨密度的關(guān)系，觀察2型糖尿病患者血脂相關(guān)指標對骨代謝的影響，為2型糖尿病患者骨代謝異常和高骨折發(fā)生率的發(fā)生機制提供線索。

1 資料與方法

1.1 一般資料

該回顧性研究收集2016年6月—2018年6月在同濟大學附屬同濟醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科住院的2型糖尿病患者3430例，排除影響骨代謝性的疾病(甲狀旁腺功能亢進癥、血液系統(tǒng)疾病、腎臟疾病、嚴重肝功能不全及其他繼發(fā)性骨質(zhì)疏松的原因)、高鈣血癥、糖尿病酮癥酸中毒、乳酸酸中毒、嚴重心血管疾病及血清肌酐>100μmol/L的患者，最終納入2型糖尿病患者1182例，其中包括74例初發(fā)2型糖尿病患者。納入人群的年齡為20～83歲。

1.2 診斷標準

根據(jù)1999年WHO糖尿病專家委員會提出的診斷標準: (1) 糖尿病癥狀加隨機血糖≥11.1mmol/L，或(2) 空腹血糖≥7.0mmol/L，或(3) 口服葡萄糖耐量試驗中2 h血糖≥11.1mmol/L，若無癥狀，需要隔日再測1次予以確定診斷?；蛴?型糖尿病病史的患者，或現(xiàn)在正在服用降糖藥物或胰島素治療。

1.3 資料收集

所有研究對象接受常規(guī)體格檢查，包括身高(cm)、體質(zhì)量(kg)、血壓(靜息狀態(tài)血壓，mmHg，1mmHg=0.133kPa)，并計算BMI(kg/m2)。

研究對象在空腹狀態(tài)下進行血常規(guī)、尿常規(guī)、肝腎功能指標、糖代謝(空腹血糖、糖化白蛋白、糖化血紅蛋白)、胰島功能(空腹胰島素和空腹C肽)、血脂譜[TC、低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)、HDL-C、TG和游離脂肪酸(free fatty acid, FFA)]、骨代謝相關(guān)指標(血鈣、血磷、骨特異性堿性磷酸酶、抗酒石酸酸性磷酸酶5b、骨鈣素、Ⅰ型前膠原N端肽、Ⅰ型膠原C端肽)及其調(diào)節(jié)激素甲狀旁腺激素(parathyroid harmone, PTH)和25羥維生素D[25(OH)D]等測定。生化指標采用advia-1650化學自動分析儀(拜耳診斷，美國)檢測，骨堿性磷酸酶和抗酒石酸酸性磷酸酶5b用固相單克隆抗體酶聯(lián)免疫法測定，骨鈣素、PTH、25(OH)D、Ⅰ型前膠原N端肽、Ⅰ型膠原C端肽用電化學發(fā)光法測定(Roche Diagnostics)。雙能X線骨密度儀為豪洛捷公司生產(chǎn)(北京)，所有患者均測定腰椎1～4、股骨頸和全髖的骨密度。

1.4 統(tǒng)計學處理

2 結(jié) 果

2.1 研究對象的基本資料和臨床特征

根據(jù)1182例2型糖尿病患者的骨密度值，分成骨量正常(n=323)、骨量減少(n=572)和骨質(zhì)疏松(n=287)3組。骨質(zhì)疏松組患者的年齡最大，絕經(jīng)比例最高，男性所占比例最少，BMI最低，谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶水平最低，伴堿性磷酸酶水平最高。糖代謝指標顯示，骨質(zhì)疏松組糖化血紅蛋白水平最高且空腹C肽水平最低。3組間骨代謝相關(guān)指標比較顯示，骨質(zhì)疏松組的抗酒石酸酸性磷酸酶、骨鈣素和校正后的血鈣水平最高。其他指標3組間差異無統(tǒng)計學意義，見表1。

表1 研究對象的基本資料和臨床特征

(續(xù)表1)

BALP: 骨堿性磷酸酶；P1NP: Ⅰ型前膠原N端肽；OC: 骨鈣素；TRAP5b: 抗酒石酸酸性磷酸酶5b；CTX: Ⅰ型膠原C端肽

2.2 2型糖尿病患者血脂譜與骨密度和骨代謝相關(guān)指標的關(guān)系

采用Pearson相關(guān)分析TG、TC、LDL-C、HDL-C和FFA與腰椎1～4、股骨頸和全髖部位骨密度的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)血脂各指標與各部位骨密度無相關(guān)關(guān)系，見表2。同時采用Spearman相關(guān)分析(非正態(tài)分布數(shù)據(jù)，包括BALP、P1NP、OC、CTX)和Pearson相關(guān)分析(正態(tài)分布數(shù)據(jù)，包括TRAP5b)測定TG、TC、LDL-C、HDL-C和FFA與骨代謝指標的關(guān)系，結(jié)果顯示血脂各指標與骨代謝指標無相關(guān)關(guān)系，見表3。并進一步利用Pearson相關(guān)分析血脂各指標與白蛋白校正后血鈣和血磷及利用Spearman相關(guān)分析PTH和25(OH)D的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)血清游離脂肪酸與血磷呈負相關(guān)(r=-0.148，P<0.000)，其他均無相關(guān)性，見表2、圖1。

圖1 血清FFA與血磷的相關(guān)性Fig.1 Correlation between free fatty acid and phosphorus

2.3 校正相關(guān)因素后血清磷與FFA的相關(guān)性變化

由于FFA水平受影響因素較多，進一步通過校正年齡、是否絕經(jīng)、血糖控制情況(糖化血紅蛋白)、胰島功能(C肽)、TG及血磷調(diào)節(jié)激素后，觀察對游離脂肪酸和血磷相關(guān)性的影響。偏相關(guān)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無論是校正年齡和絕經(jīng)狀態(tài)，還是糖化血紅蛋白、C肽和TG，均不影響FFA和血磷的相關(guān)性。進一步校正PTH或25(OH)D后，發(fā)現(xiàn)FFA和血磷仍呈顯著負相關(guān)。同時校正上述各因素后，F(xiàn)FA和血磷的負相關(guān)關(guān)系仍存在(r=-0.202，P<0.000)，見表3。

表2 2型糖尿病患者血脂各指標與骨密度和 骨代謝相關(guān)指標的關(guān)系

表3 校正相關(guān)因素后FFA與血清磷的關(guān)系

Model 1: 校正年齡、是否絕經(jīng)；Model 2: 校正糖化血紅蛋白、C肽和TG；Model 3: 校正PTH和25(OH)D；Model 4: 校正年齡、是否絕經(jīng)、糖化血紅蛋白、C肽、TG、PTH和25(OH)D

2.4 初發(fā)2型糖尿病患者血清磷與FFA的關(guān)系

由于2型糖尿病患者常應用多種降糖藥物，為排除降糖藥物的影響，進一步研究分析了74例初發(fā)2型糖尿病患者血清磷與FFA的相關(guān)性。Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示血清磷和游離脂肪酸呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.564，P<0.000)，分別校正PTH和25(OH)D后，血清磷與FFA的相關(guān)關(guān)系仍存在，同時校正PTH和25(OH)D后，血磷和血清FFA仍呈負相關(guān)(r=-0.526，P=0.002)，見表4、圖2。

表4 初發(fā)2型糖尿病患者血清磷與FFA的關(guān)系

Model 1: 校正PTH；Model 2: 校正 25(OH)D；Model 3: 同時校正PTH和25(OH)D

2.5 不同骨密度的2型糖尿病患者中血清磷與FFA的關(guān)系及其影響因素

為觀察血清磷與FFA的相關(guān)關(guān)系是否在不同骨密度人群中存在差異，分別在骨量正常、骨量減少和骨質(zhì)疏松3個亞組中，用Pearson相關(guān)分析血清磷與FFA的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在上述3組中FFA與血磷均呈負相關(guān)關(guān)系，且各組間的相關(guān)性不存在差異(P>0.05)，見表5。

表5 不同骨密度的2型糖尿病患者中FFA 與血清磷的相關(guān)性

為進一步觀察2型糖尿病患者中導致骨量低下的危險因素，應用Logistic多元回歸模型納入絕經(jīng)狀態(tài)、CTX、PTH和總蛋白后，用于預測其是否存在骨質(zhì)疏松的正確概率為80.2%，靈敏度和特異度分別為77.6%和73.3%，見圖3。

圖3 2型糖尿病患者中影響骨量的危險因素分析Fig.3 Analysis of the risk factors for low bone mass in type 2 diabetic patients

3 討 論

本研究結(jié)果顯示，在中國2型糖尿病患者中FFA與血清磷呈負相關(guān)關(guān)系，且該負相關(guān)關(guān)系在初發(fā)2型糖尿病患者中更顯著。年齡、絕經(jīng)狀態(tài)、血糖水平、胰島功能和血磷調(diào)節(jié)激素不影響FFA與血清磷的相關(guān)關(guān)系。

血磷與脂代謝之間的相關(guān)關(guān)系可能存在以下機制: 首先，肝臟在維持血磷水平和脂代謝中均發(fā)揮重要作用，由小腸吸收的膳食磷酸鹽通過門靜脈輸送到肝臟，肝細胞中的磷酸鈉共轉(zhuǎn)運體能調(diào)節(jié)血清磷酸鹽水平的變化[16]，同時DNA微陣列分析顯示，高磷飲食可促進大鼠肝臟消耗脂肪酸并促進全身能量消耗[17]。其次，磷酸鹽濃度與空腹胰島素、空腹血糖和晚期胰島素反應呈負相關(guān)，且在慢性低磷血癥患者中存在著葡萄糖代謝和胰島素敏感性的改變[18]，并能抑制胰島素的分泌[19]，而FFA水平升高是胰島素抵抗的結(jié)果之一。但是，血磷對脂肪細胞是否存在直接調(diào)節(jié)作用尚不清楚，這也是本課題組將要進一步研究的方向。

研究也顯示，調(diào)節(jié)血磷水平的激素可調(diào)節(jié)胰島素敏感性和脂代謝，包括成纖維細胞生長因子23(fibroblast growth factor 23, FGF23)、維生素D和甲狀旁腺激素。FGF23主要由骨細胞分泌，研究發(fā)現(xiàn)FGF23敲除的小鼠表現(xiàn)為低血糖和外周組織胰島素敏感性的增加[20]，且FGF23在代謝綜合征的老年人中水平升高，與HDL-C、apoA1呈負相關(guān)，與TG呈正相關(guān)，并與代謝綜合征的發(fā)生風險增加相關(guān)[21]，但也有研究顯示FGF23與代謝綜合征的發(fā)生風險無相關(guān)性[22]。近年來的研究還發(fā)現(xiàn)，血清維生素D水平與肥胖和代謝綜合征的發(fā)生風險呈負相關(guān)關(guān)系[23-24]，血清25(OH)D的水平可影響3年后代謝綜合征的發(fā)生率[25]，并且前瞻性和橫斷面研究均發(fā)現(xiàn)維生素D缺乏與致動脈粥樣硬化的血脂水平相關(guān)[26-27]，可引起低總膽固醇血癥、低HDL-C血癥和高LDC-C血癥，這可能與維生素D受體可結(jié)合于位點參與脂質(zhì)轉(zhuǎn)運和代謝的APOA5基因位點[28]。除了FGF23和維生素D外，研究還表明PTH水平或作用異常與代謝綜合征發(fā)生相關(guān)[29]。最近在歐洲鱸魚中的研究發(fā)現(xiàn)，PTH相關(guān)肽通過其受體可促進肝臟的脂解和β氧化[30]，且臨床研究也發(fā)現(xiàn)，正常血鈣和高血鈣的甲狀旁腺功能亢進患者均出現(xiàn)糖耐量異常、脂代謝異常和高血壓，且空腹TG水平與血清PTH水平呈正相關(guān)[31]，但也有研究發(fā)現(xiàn)PTH水平升高并不影響脂代謝[32]。上述結(jié)果說明，F(xiàn)GF23、維生素D和PTH等血磷調(diào)節(jié)激素與脂代謝存在密切關(guān)系，但尚無研究探索這些激素與FFA的關(guān)系，本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即便校正維生素D和PTH后，2型糖尿病患者中FFA與血磷的負相關(guān)關(guān)系仍存在，提示FFA和血磷之間的關(guān)系不受這些磷調(diào)節(jié)激素的影響。

本研究的不足之處包括: (1) 未測定受試者血清FGF23的水平，F(xiàn)GF23不是常規(guī)臨床開展項目，因此無法判斷血磷對FFA的影響是否與FGF23有關(guān)；(2) 本研究為回顧性分析，僅顯示血磷與FFA存在相關(guān)性，能否通過改善血磷水平影響脂代謝尚需要干預性的前瞻性研究證實；(3) 血磷如何影響血清FFA水平的機制未明，需要細胞和分子學實驗進一步探索。

綜上所述，由于2型糖尿病患者常合并脂代謝異常，在進行降糖和調(diào)脂治療的同時，尚需關(guān)注其血磷水平，同時需要進一步探索2型糖尿病患者骨折發(fā)生率升高與FFA的關(guān)系。