二甲雙胍和阿格列汀對(duì)2型糖尿病患者骨代謝、骨密度及血清Apelin-13水平的影響

宋彥偉，王君，馬朝朋，郭淑芹，王曉妍，尹超，馬競軒

1.承德醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，河北 承德 067000；

2.保定市第一中心醫(yī)院內(nèi)分泌科，河北 保定 071000

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)是臨床最常見的慢性疾病之一，其并發(fā)癥多，致死率高。最新研究表明T2DM與骨代謝的異常關(guān)系密切，T2DM患者代謝性骨病的發(fā)病率可高達(dá)20%～60%，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量[1]。研究發(fā)現(xiàn)，除T2DM本身可能通過高血糖、細(xì)胞因子分泌異常、晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGEs)積累等途徑影響骨代謝以外，不同降糖藥物也會(huì)對(duì)T2DM患者骨代謝產(chǎn)生影響[2]。二甲雙胍作為治療T2DM一線藥物，臨床應(yīng)用廣泛；阿格列汀為新上市的降糖藥物，降糖效果較好。但目前有關(guān)二甲雙胍和阿格列汀對(duì)T2DM患者骨代謝影響方面的臨床研究相對(duì)缺乏。本研究通過探討二甲雙胍和阿格列汀對(duì)T2DM患者骨代謝、骨密度及脂肪細(xì)胞因子-13(Apelin-13)水平的影響，旨在為臨床應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2019年8月至2020年8月就診于保定市第一中心醫(yī)院內(nèi)分泌科的T2DM患者108例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《中國2型糖尿病防治指南(2017年版)》[3]中關(guān)于T2DM的診治標(biāo)準(zhǔn)；②空腹血糖(fasting blood glucose，F(xiàn)BG)7.0～10.0 mmol/L和糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)＜9.0%；③骨 密 度(bone density，BMD)T值-2.5SD～-1.0SD。排除標(biāo)準(zhǔn)：①出現(xiàn)糖尿病急性并發(fā)癥或嚴(yán)重慢性并發(fā)癥者；②有嚴(yán)重心腦血管疾病、肝腎功能不全等疾病者；③有惡性腫瘤病史者；④妊娠期、哺乳期婦女；⑤患有甲狀腺及甲狀旁腺疾病等可能引起骨質(zhì)疏松的其他內(nèi)分泌相關(guān)代謝性疾病者；⑥有骨質(zhì)疏松癥病史，或曾經(jīng)發(fā)生過病理性骨折史者；⑦服用過影響骨代謝的藥物者；⑧既往有胰腺炎病史者；⑨有子宮或卵巢切除術(shù)病史者。按照隨機(jī)數(shù)表法分為A、B兩組各54例。A組患者中男性28例，女性26例；年齡35～61歲，平均(50.54±6.31)歲；病程2.0～7.9年，平均(5.00±1.40)年。B組患者中男性25例，女性29例；年齡37～60歲，平均(50.09±5.71)歲；病程2.3～8.0年，平均(5.04±1.51)年。兩組患者的一般資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，具有可比性。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者或家屬均簽訂知情同意書。

1.2 治療方法兩組患者在應(yīng)用阿卡波糖膠囊(商品名：貝希，四川綠葉制藥股份有限公司，每粒50 mg，批準(zhǔn)文號(hào)：國藥準(zhǔn)字H20020391)治療的基礎(chǔ)上，A組患者加用鹽酸二甲雙胍(商品名：格華止，中美上海施貴寶制藥有限公司，每片0.5 g，批準(zhǔn)文號(hào)：國藥準(zhǔn)字H20023370)治療，餐后口服，0.5 g，3次/d，B組患者加用苯甲酸阿格列汀(商品名：尼欣那，日本Takeda Pharmaceutical Company Limited，每片25 mg，批準(zhǔn)文號(hào)：國藥準(zhǔn)字H20130548)治療，早餐后口服，25 mg，1次/d。阿卡波糖為餐前整粒吞服，50 mg，3次/d。兩組均連續(xù)治療48周。根據(jù)血糖情況每兩周調(diào)整阿卡波糖和(或)二甲雙胍的劑量，直至血糖達(dá)標(biāo)或藥物最大劑量后維持治療；阿卡波糖最大劑量300 mg/d，二甲雙胍最大劑量2 g/d。參考血糖控制標(biāo)準(zhǔn)為空腹血糖≤7 mmol/L，餐后2 h血糖(2-hour postprandial blood glucose，2 hPG)≤10 mmol/L。

1.3 觀察指標(biāo)與檢測方法(1)體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)：于治療前后分別測量兩組患者身高和體質(zhì)量，計(jì)算BMI。(2)血糖指標(biāo)：于治療前后分別抽取兩組患者晨空腹肘靜脈血5 mL，采用日本愛科萊HA-8180糖化分析儀(啟用年份2017年，檢測時(shí)期2020年)檢測HbA1c，日立7600型全自動(dòng)生化分析儀(啟用年份2013年，檢測時(shí)期2020年)檢測FPG、2 hPG等生化指標(biāo)。(3)骨代謝指標(biāo)：于治療前后分別抽取兩組患者晨空腹肘靜脈血5 mL，采用德國羅氏Cobas 6000-E601電化學(xué)發(fā)光儀(啟用年份2018年，檢測時(shí)期2020年)檢測骨代謝指標(biāo)，主要包括Ⅰ型膠原羧基末端肽β特殊序列(β-C-terminal telopeptide of type I collagen，β-CTX)、總Ⅰ型膠原氨基端延長肽(total typeⅠcollagen amino terminal lengthening peptide，TPINP)、25-羥基維生素D(25-OHVitaminD，25-OH-VD)、骨鈣素(osteocalcin，BGP)；采用貝克曼酶法檢測堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)。(4)BMD：于治療前后分別由放射科專業(yè)人員采用美國NORLAND雙能X線骨密度儀檢測兩組患者左股骨頸和L1～4的BMD。(5)Apelin-13水平：于治療前后分別抽取兩組患者晨空腹肘靜脈血5 mL，分離血清，采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測Apelin-13，試劑盒購自中國武漢云克隆科技股份有限公司(批號(hào)：CEB887Hu)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料呈正態(tài)分布，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，治療前后組內(nèi)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者治療前后的生化指標(biāo)比較兩組患者治療前的FPG、2 hPG、HbA1c、BMI比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；治療48周后，兩組患者的FPG、2 hPG、HbA1c、BMI水平均較前下降，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，但兩組患者間比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見表1。

表1 兩組患者治療前后的生化指標(biāo)比較(±s)

表1 兩組患者治療前后的生化指標(biāo)比較(±s)

注：與同組治療前比較，a P＜0.05。

時(shí)間治療前例數(shù)54 54治療后組別A組B組t值P值A(chǔ)組B組t值P值54 54 BMI(kg/m2)26.39±0.78 26.64±0.80 1.667＞0.05 25.28±0.80a 25.52±0.79a 1.578＞0.05 FPG(mmol/L)8.35±0.74 8.53±0.66 1.323＞0.05 6.56±0.54a 6.49±0.51a 0.663＞0.05 2 hPG(mmol/L)11.22±1.48 11.57±1.12 1.419＞0.05 8.68±0.83a 8.97±0.86a 1.795＞0.05 HbA1c(%)7.80±0.66 7.64±0.65 1.219＞0.05 6.71±0.65a 6.62±0.69a 0.701＞0.05

2.2 兩組患者治療前后的骨代謝指標(biāo)及Apelin-13水平比較治療前兩組患者的BGP、TPINP、β-CTX、25-OH-VD、ALP、Apelin-13水平比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；與治療前比較，兩組患者治療后的BGP、TPINP、Apelin-13水平均升高，其中B組患者的TPINP、Apelin-13較A組患者明顯升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，而兩組患者的BGP比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；治療后，兩組患者的β-CTX水平均下降，其中B組患者的β-CTX較A組患者明顯下降，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，但兩組患者用藥前后的25-OH-VD、ALP水平比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見表2。

表2 兩組患者治療前后的骨代謝指標(biāo)及Apelin-13水平比較(±s)

表2 兩組患者治療前后的骨代謝指標(biāo)及Apelin-13水平比較(±s)

注：與同組治療前比較，a P＜0.05。

時(shí)間治療前Apelin-13(pg/mL)1 582.85±309.47 1 603.38±336.91 0.330＞0.05 2 000.96±338.04a 2 210.53±376.20a 3.045＜0.05例數(shù)54 54治療后組別A組B組t值P值A(chǔ)組B組t值P值54 54 25-OH-VD(ng/mL)16.49±4.83 16.11±5.44 0.375＞0.05 16.91±4.89 16.80±4.98 0.118＞0.05 BGP(ng/mL)15.45±4.12 15.57±4.49 0.151＞0.05 17.34±4.38a 17.73±4.96a 0.436＞0.05 TPINP(ng/mL)40.46±8.09 41.63±9.59 0.687＞0.05 43.52±8.17a 48.69±9.00a 3.123＜0.05 ALP(U/L)73.50±27.18 74.93±29.02 0.265＞0.05 73.35±26.83 75.58±28.41 0.421＞0.05 β-CTX(pg/mL)409.14±100.38 411.93±104.84 0.141＞0.05 366.21±89.28a 329.73±96.07a 2.044＜0.05

2.3 兩組患者治療前后的BMD比較治療前兩組患者左股骨頸和L1～4的BMD比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意 義(P＞0.05)；治療后兩組患者左股骨頸和L1～4的BMD均較治療前升高，且B組患者BMD較A組患者升高更顯著，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見表3。

表3 兩組患者治療前后的BMD比較(±s)

表3 兩組患者治療前后的BMD比較(±s)

注：與同組治療前比較，a P＜0.05。

組別例數(shù)左股骨頸(g/cm2) L 1～4(g/cm2)治療后0.989±0.084a 1.042±0.092a 3.141＜0.05 A組B組t值P值54 54治療前0.740±0.100 0.732±0.087 0.404＞0.05治療后0.841±0.110a 0.893±0.125a 2.286＜0.05治療前0.892±0.085 0.889±0.084 0.180＞0.05

3 討論

T2DM是以糖代謝紊亂為特點(diǎn)的慢性代謝性疾病，其發(fā)病率逐年提高，由于人們對(duì)該疾病的認(rèn)知差，且其并發(fā)癥多，嚴(yán)重縮短患者壽命和降低生活質(zhì)量，因此對(duì)于糖尿病的控制異常重要。一項(xiàng)基于大規(guī)模人群研究證實(shí)，有T2DM的骨質(zhì)疏松患者比較于無T2DM的骨質(zhì)疏松患者出現(xiàn)骨折的風(fēng)險(xiǎn)更高，表明T2DM可能是骨質(zhì)疏松性骨折的危險(xiǎn)因素[4]。Apelin是由多種異構(gòu)體組成的內(nèi)源性脂肪因子，其中Apelin-13是信號(hào)傳導(dǎo)中最活躍和被研究的最充分的異構(gòu)體[5]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在大鼠脛骨缺損模型中，給予外源性Apelin-13治療后，大鼠體內(nèi)骨缺損愈合明顯加速[6]，表明Apelin-13參與調(diào)節(jié)骨代謝。骨代謝標(biāo)志物為骨細(xì)胞或骨基質(zhì)的代謝產(chǎn)物，其中BGP、TPINP、ALP為骨形成標(biāo)志物，主要由成骨細(xì)胞產(chǎn)生，反映成骨細(xì)胞的功能狀態(tài)；β-CTX為骨吸收標(biāo)志物，主要由破骨細(xì)胞產(chǎn)生，反映破骨細(xì)胞的功能狀態(tài)[7]。袁家楠等[8]研究表明，T2DM患者血清中Apelin-13水平與TPINP成正相關(guān)，與β-CTX成負(fù)相關(guān)，并且隨著BMD降低，Apelin-13水平也下降，提示Apelin-13正向調(diào)節(jié)骨形成，負(fù)向調(diào)節(jié)骨吸收；隨著Apelin-13水平下降，骨形成和骨重建被抑制，易發(fā)生骨質(zhì)疏松。LIU等[9]研究也表明T2DM患者骨破壞越嚴(yán)重，Apelin-13水平就越低。最近研究發(fā)現(xiàn)二甲雙胍和阿格列汀在降糖的同時(shí)可能也會(huì)影響骨代謝，因此筆者就以上兩種藥物對(duì)T2DM患者骨代謝、骨密度及Apelin-13水平影響展開研究分析。

二甲雙胍為治療T2DM的一線用藥，臨床應(yīng)用廣泛。最新研究證實(shí)二甲雙胍可通過抑制內(nèi)皮型一氧化氮合酶的表達(dá)來減少骨髓中脂肪細(xì)胞的形成，促進(jìn)成骨分化[10]。LEE等[11]研究發(fā)現(xiàn)長期高血糖環(huán)境導(dǎo)致體內(nèi)AGEs生成增多，而AGEs可通過促進(jìn)氧化應(yīng)激反應(yīng)誘導(dǎo)活性氧生成，不僅會(huì)抑制成骨細(xì)胞增殖、分化和礦化，還會(huì)促進(jìn)成骨細(xì)胞凋亡，對(duì)骨形成產(chǎn)生負(fù)面影響。體外實(shí)驗(yàn)表明，二甲雙胍可通過激活腺苷酸活化蛋白激酶(adenylate activated protein kinase，AMPK)通路降低AGEs在體內(nèi)的積累，進(jìn)而減弱其對(duì)成骨細(xì)胞的抑制作用[12]；同時(shí)AMPK通路被激活后，又可促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖、分化和骨基質(zhì)合成。而研究證實(shí)，Apelin-13可作用AMPK信號(hào)通路，促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)有絲分裂和抑制細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激，恢復(fù)卵巢切除大鼠的骨量和骨微結(jié)構(gòu)，使骨質(zhì)疏松得到改善[13]。辛巖等[14]研究發(fā)現(xiàn)二甲雙胍還可通過作用于Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2刺激成骨細(xì)胞的增殖、礦化以及堿性磷酸酶活化，促進(jìn)骨形成。

阿格列汀作為非擬肽類二肽基肽酶-4(dipeptidyl peptidase-4，DPP-4)抑制劑，不僅具有良好降糖效果，而且在體內(nèi)生物利用度高，特異性更好。有研究表明阿格列汀可能具有保護(hù)骨代謝的作用。最新研究發(fā)現(xiàn)胰高血糖素樣肽1(glucagon-like peptide 1，GLP-1)具有刺激成骨細(xì)胞增殖及促進(jìn)與骨形成有關(guān)基因表達(dá)的作用，但其在體內(nèi)很快就被DPP-4所降解失活[11]。而阿格列汀可通過抑制DPP-4的活性，延長GLP-1作用時(shí)間，充分發(fā)揮骨保護(hù)的作用。有研究發(fā)現(xiàn)，阿格列汀可通過刺激Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，以促進(jìn)成骨樣細(xì)胞(osteoblast like cells，MC3T3-E1)向成骨細(xì)胞方向分化和礦化[15]。而研究證實(shí)Apelin-13可通過Wnt/β-catenin信號(hào)通路顯著上調(diào)BMSCs成骨特異性基因和蛋白的表達(dá)，從而促進(jìn)BMSCs的成骨分化[6]。相關(guān)研究證實(shí)，基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)和細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinase 1/2，ERK1/2)通路被激活后，都會(huì)促進(jìn)破骨細(xì)胞增殖、分化及加速骨吸收[16-17]。而阿格列汀可阻斷ERK磷酸化和抑制MMP的激活[18]，起到保護(hù)骨代謝的作用。

本研究結(jié)果顯示，治療48周后，兩組患者FPG、2 hPG、HbA1c、BMI水平較治療前均有明顯下降，但兩組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示二甲雙胍和阿格列汀具有等效的降糖作用，且兩者都不會(huì)增加T2DM患者的體質(zhì)量。在血糖降低的同時(shí)，兩組患者治療后BGP、TPINP、Apelin-13均明顯升高，β-CTX均明顯下降，兩組患者的BMD也均較前增加，表明二甲雙胍和阿格列汀均有改善T2DM患者骨代謝及升高Apelin-13水平的作用，可以推測出Apelin-13與二甲雙胍和阿格列汀改善骨代謝有關(guān)；并且B組患者的TPINP、BMD、Apelin-13水平較A組患者顯著升高，β-CTX水平較A組患者顯著下降，而兩組患者治療后BGP比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明阿格列汀聯(lián)合阿卡波糖在升高Apelin-13的作用更為突出，也間接提示了阿格列汀可能在保護(hù)骨代謝方面的效果更好。本研究還發(fā)現(xiàn)，兩組患者治療前后25-OH-VD和ALP變化均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與ALP水平易受肝功能影響有關(guān)；而25-OH-VD水平變化不大，可以推測出應(yīng)用二甲雙胍和阿格列汀治療對(duì)T2DM患者的25-OH-VD無明顯影響。

綜上所述，二甲雙胍和阿格列汀均可以改善T2DM患者骨代謝，促進(jìn)骨形成，增加BMD；還能升高血清中Apelin-13水平；Apelin-13可能參與了二甲雙胍和阿格列汀改善骨代謝的機(jī)制。此外，本研究顯示阿格列汀聯(lián)合阿卡波糖比較于二甲雙胍聯(lián)合阿卡波糖在保護(hù)骨代謝方面的作用更好，值得在臨床上推廣使用。但是本研究觀察時(shí)間有限，未來需要更長時(shí)間及更全面的研究來進(jìn)一步明確阿格列汀在骨代謝安全性方面的獲益情況。