骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物在糖尿病微血管病變診斷中的價值分析

殷靜波，朱旭明，黃建榮，陳 艷，崔玉寶

(無錫市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)科，江蘇 無錫 214000)

據(jù)統(tǒng)計，我國成人糖尿病患病率高達(dá)11.6%，2010年我國糖尿病醫(yī)療費(fèi)用約占全部醫(yī)療衛(wèi)生費(fèi)用的13%，針對糖尿病的防治工作已成為一項(xiàng)重大的公共衛(wèi)生課題[1]。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)是糖尿病的主要類型，其危害主要來源于慢性并發(fā)癥，糖尿病微血管病變(microvascular complications of diabetes，MVCD)是T2DM常見的慢性并發(fā)癥，也是導(dǎo)致患者死亡和殘疾、決定患者預(yù)后的主要原因。MVCD可累及全身各個器官，較為常見的有糖尿病周圍神經(jīng)病變(diabetic peripheral neuropathy，DPN)、糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)、糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)等[2]。MVCD的發(fā)病與氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡等多種機(jī)制相關(guān)[3]，隨著研究的深入，研究者發(fā)現(xiàn)骨代謝異常與T2DM及MVCD也具有相關(guān)性，維生素D缺乏、骨質(zhì)疏松等病理變化，不僅會增加T2DM患者骨折的風(fēng)險，也會加劇胰島素抵抗、胰島β細(xì)胞凋亡等糖代謝異常，從而促進(jìn)MVCD的發(fā)生和靶器官損傷[4]。骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物(bone turnover markers，BTMs)是能夠反映骨形成和骨吸收活動程度的一類骨代謝生化標(biāo)志物，能夠早于骨強(qiáng)度、骨密度等指標(biāo)反映骨量變化[5]，相對于維生素D、血鈣等傳統(tǒng)骨代謝生化標(biāo)志物，具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用于糖尿病患者骨質(zhì)疏松的診斷和評價[6]。本研究采用現(xiàn)狀調(diào)查的方式對MVCD患者的血清BTMs水平及其診斷價值進(jìn)行分析，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2019年1—5月在無錫市人民醫(yī)院內(nèi)分泌科門診就診或住院治療的142例T2DM患者作為病例組，選取同期在同一醫(yī)院體檢中心接受健康體檢的102名受檢者作為對照組。病例組男85例、女57例，年齡(62±11)歲；對照組男67例、女35例，平均年齡(64±11)歲。兩組性別、年齡比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=0.858,P=0.354；t=0.848,P=0.397)。受試者均簽署了知情同意書。

1.2納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：病例組患者均符合中華醫(yī)學(xué)會糖尿病學(xué)分會制訂的《中國2型糖尿病防治指南》[7]中的T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)，對照組受檢者均經(jīng)臨床檢查排除糖尿病。兩組研究對象的年齡均>18歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并惡性腫瘤、骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)直性脊柱炎、佝僂病或骨軟化癥、甲狀旁腺功能亢進(jìn)、先天性維生素D缺乏的患者；合并糖尿病大血管病變的患者；入組前1年內(nèi)具有關(guān)節(jié)植入物手術(shù)史、骨折史的患者；具有長期應(yīng)用糖皮質(zhì)激素史的患者；孕婦或乳母。

1.3MVCD患病率調(diào)查 依據(jù)中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會肌電圖與臨床神經(jīng)電生理學(xué)組制訂的《糖尿病周圍神經(jīng)病診斷和治療共識》[8]中的DPN診斷標(biāo)準(zhǔn)、中華醫(yī)學(xué)會內(nèi)分泌學(xué)會制訂的《中國成人糖尿病腎臟病臨床診斷的專家共識》[9]中的DN診斷標(biāo)準(zhǔn)、中華醫(yī)學(xué)會眼科學(xué)會眼底病學(xué)組制訂的《我國糖尿病視網(wǎng)膜病變臨床診療指南(2014年)》[10]中的DR診斷標(biāo)準(zhǔn)對病例組患者中MVCD患病率進(jìn)行觀察和分析。

1.4生化指標(biāo)檢測 采集所有研究對象的空腹外周靜脈血樣本，對照組采血時間為體檢當(dāng)日清晨，病例組采血時間為入院或門診就診次日清晨，采血后立即封閉送醫(yī)院檢驗(yàn)科實(shí)驗(yàn)室，在室溫下靜置2 h后以離心半徑10 cm，3 000 r/min的速度離心15 min，分離血清樣本，置于-80 ℃冰箱中保存待測。吸取100 μL血清樣本，采用全自動生化分析儀(貝克曼AU5800)對血清Ca2+、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、肌酐(creatinine，Cr)、葡萄糖(glucose，GLU)水平進(jìn)行檢測。

1.5骨代謝標(biāo)志物檢測 吸取血清樣本100 μL，采用化學(xué)發(fā)光免疫分析儀(羅氏8000)對25-OH維生素D(25-OH vitamin D，25-OH-VitD)、骨鈣素(osteocalcin，OC)、總 Ⅰ 型前膠原N端前肽(total procollagen type Ⅰ N-terminal propeptide，tP1NP)、β膠聯(lián)降解產(chǎn)物(β cross-linked C-telopeptide of type 1 collagen，β-CTX)進(jìn)行檢測和比較。

2 結(jié) 果

2.1病例組和對照組生化指標(biāo)及骨代謝標(biāo)志物水平的比較 病例組患者血清GLU、β-CTX水平高于對照組，血清25-OH-VitD、OC、tP1NP水平低于對照組(P<0.05)，兩組其他指標(biāo)比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 病例組和對照組生化指標(biāo)及骨代謝標(biāo)志物水平的比較 [M(Q1,Q3)]

ALP：堿性磷酸酶；BUN：血尿素氮；Cr：肌酐；GLU：葡萄糖；25-OH-VitD：25-OH維生素D；OC：骨鈣素；tP1NP：總Ⅰ型前膠原 N端前肽；β-CTX：β膠聯(lián)降解產(chǎn)物

2.2T2DM患者M(jìn)VCD的患病情況 病例組中有38例患者診斷為MVCD，患病率為26.76%，其中12例患者診斷為DPN，11例DN，6例DR，6例DPN合并DN，2例DPN合并DR，1例同時合并DPN、DN和DR。

2.3血清BTMs與MVCD的相關(guān)性分析 合并MVCD組患者的血清β-CTX水平高于未合并MVCD組，血清tP1NP水平低于未合并MVCD組(P<0.05)，兩組患者性別、年齡、其他生化和骨代謝指標(biāo)比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2。Logistic多元回歸分析結(jié)果顯示，血清tP1NP、β-CTX水平與MVCD的發(fā)生具有獨(dú)立相關(guān)性(P<0.05)，其中較高的血清tP1NP水平為保護(hù)因素，較高的血清β-CTX水平為危險因素。見表3。

表2 合并MVCD與未合并MVCD患者性別、年齡、生化及骨代謝標(biāo)志物檢測水平比較

MVCD：糖尿病微血管病變；ALP：堿性磷酸酶；BUN：血尿素氮；Cr：肌酐；GLU：葡萄糖；25-OH-VitD：25-OH維生素D；OC：骨鈣素；tP1NP：總Ⅰ型前膠原N端前肽；β-CTX：β膠聯(lián)降解產(chǎn)物；a為χ2值，b為t值，余為Z值

表3 MVCD與血清tP1NP、β-CTX水平相關(guān)性的Logistic多元回歸分析

MVCD：糖尿病微血管病變；tP1NP：總Ⅰ型前膠原N端前肽；β-CTX：β膠聯(lián)降解產(chǎn)物；-：無數(shù)據(jù)

2.4血清BTMs診斷MVCD的價值分析 血清tP1NP、β-CTX水平診斷MVCD的AUC分別為0.882和0.717，在Cutoff值下，靈敏度和特異度分別為0.740、0.711和0.974、0.683，當(dāng)采用曲線擬合方法對兩指標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合檢測時，AUC為0.915，在Cutoff值下，靈敏度和特異度分別為0.947和0.808。見表4、圖1。

表4 血清tP1NP、β-CTX水平診斷MVCD的ROC曲線分析

tP1NP：總Ⅰ型前膠原N端前肽；β-CTX：β膠聯(lián)降解產(chǎn)物；MVCD：糖尿病微血管病變；-：無數(shù)據(jù)

3 討 論

近年來，關(guān)于T2DM患者的BTMs變化情況有多項(xiàng)報道，但結(jié)果存在一定的分歧，如李偉等[11]研究結(jié)果顯示T2DM患者β-CTX、OC、25-OH-VitD均較正常人群降低，但未見tP1NP表達(dá)水平下調(diào)；而Holloway-Kew等[12]報道糖尿病或空腹糖耐量受損患者血清β-CTX、tP1NP水平的同時下降；在Lerchbaum等[13]開展的基于波美拉尼亞人群的研究和Starup-Linde等[14]開展的Meta分析研究中，研究者均發(fā)現(xiàn)T2DM患者各種BTMs表達(dá)水平的同時下降，較高的BTMs和25-OH-VitD水平與代謝性疾病或T2DM發(fā)生率降低有關(guān)。但董桂香等[15]研究結(jié)果顯示T2DM患者的血清tP1NP、β-CTX、OC水平均高于非糖尿病患者，且其水平存在性別差異；趙昕等[16]和丁瑞等[17]的研究證實(shí)，合并結(jié)核、骨質(zhì)疏松等并發(fā)癥的T2DM患者的血清tP1NP、β-CTX、OC水平也高于健康對照人群。產(chǎn)生上述分歧的原因可能與選取T2DM患者的病情和合并癥差異有關(guān)，T2DM患者機(jī)體的高血糖狀態(tài)可通過葡萄糖毒性、氧化應(yīng)激、糖基化終末產(chǎn)物堆積等多種機(jī)制影響骨的代謝，導(dǎo)致骨吸收活動與骨形成活動的失耦聯(lián)，最終表現(xiàn)為BTMs水平紊亂，而骨細(xì)胞分泌的特定物質(zhì)和細(xì)胞因子又可對糖代謝產(chǎn)生影響，進(jìn)一步加重糖代謝紊亂。本研究結(jié)果顯示，T2DM患者表現(xiàn)為骨代謝調(diào)控激素25-OH-VitD和骨形成標(biāo)志物OC、tP1NP的表達(dá)下調(diào)，以及骨吸收標(biāo)志物β-CTX的表達(dá)上調(diào)，這反映了T2DM患者的骨形成活動減弱而骨吸收活動增強(qiáng)，這也是導(dǎo)致T2DM患者骨質(zhì)疏松、骨量減少的重要機(jī)制。本研究觀察到的骨吸收標(biāo)志物上調(diào)可能與高血糖狀態(tài)對骨細(xì)胞的損害和骨吸收活動的反應(yīng)性亢進(jìn)有關(guān)，但確切的機(jī)制還需要進(jìn)一步研究予以討論。

本研究結(jié)果顯示，MVCD的發(fā)生與血清tP1NP水平下調(diào)和血清β-CTX下調(diào)獨(dú)立相關(guān)，這兩個BTMs指標(biāo)可單獨(dú)或聯(lián)合用于MVCD的輔助診斷。關(guān)于BTMs水平與MVCD的報道也存在一定的差異，如何瑤等[18]和劉雨軒等[19]的研究結(jié)果顯示，當(dāng)T2DM患者合并MVCD時，可出現(xiàn)血清β-CTX水平升高，但tP1NP水平變化不顯著；Maghbooli等[20]的研究也報道了DR或DN患者的血清β-CTX、OC水平出現(xiàn)升高，但tP1NP水平與健康人群無顯著的差異，這3種BTMs水平與空腹血糖、胰島素、脂質(zhì)等代謝標(biāo)志物之間缺乏相關(guān)性，β-CTX、OC水平與DN患者的腎小球?yàn)V過率、BUN水平有關(guān)；而王婧婷等[21]和婁陽等[22]的報道稱，DN患者的骨密度和DR患者病變嚴(yán)重程度、糖化血紅蛋白均與血清tP1NP水平的變化有關(guān)；王琳等[23]的報道證實(shí)DN患者的血清tP1NP水平與腎小球?yàn)V過率具有相關(guān)性，且其相關(guān)性強(qiáng)于甲狀旁腺素、25-OH-VitD、OC、β-CTX等。MCVD患者同時存在著骨形成活動的減弱和骨吸引活動的增強(qiáng)，而且相關(guān)研究也提示隨著T2DM病程的增加，這種表現(xiàn)更加明顯[24]。這一病理變化可能在MCVD的發(fā)生和進(jìn)展中扮演重要角色，提示骨骼可能還是重要的內(nèi)分泌器官，骨細(xì)胞中BTMs的表達(dá)異常一方面能夠直接對微血管功能產(chǎn)生損害，另一方面也可能通過加劇T2DM患者糖代謝、脂質(zhì)代謝紊亂從而促進(jìn)微血管并發(fā)癥的產(chǎn)生。值得提出的是，雖然本研究未證實(shí)血清OC水平與MVCD的相關(guān)性，但近年來眾多研究結(jié)果顯示，成骨細(xì)胞分泌的OC可對能量代謝進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，血清OC水平與T2DM患者的動脈粥樣硬化、糖化血紅蛋白水平有關(guān)[25-26]，故對血清OC水平在MVCD機(jī)制中的作用應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大樣本予以分析和討論。

A.血清β-CTX診斷MVCD的ROC曲線；B.血清tP1NP診斷MVCD的ROC曲線；C.血清β-CTX和tP1P聯(lián)合診斷MVCD的ROC曲線

綜上所述，T2DM患者表現(xiàn)為骨形成標(biāo)志物水平的下調(diào)和骨吸收標(biāo)志物水平的上調(diào)，合并MVCD的患者上述表現(xiàn)更加顯著，β-CTX、tP1NP等BTMs可單獨(dú)或聯(lián)合用于MVCD的輔助診斷。