2型糖尿病合并微血管病變與骨轉換標志物的相關性

何瑤 馬維青 呂芳 王國娟

安徽醫科大學第三附屬醫院內分泌科，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癥時，即使骨密度(bone mineral density，BMD)正常或更高，其骨折風險仍增高[2]。觀察發現，T2DM慢性并發癥與BMD減少具有相關性，糖尿病患者合并神經病變，視網膜病變，以及早期腎病時BMD降低[3-5]。糖尿病可能通過調節骨細胞而影響骨質量[6]。骨轉換標志物(bone turnover markers，BTMs)是由骨細胞分泌的酶和代謝產物，反映骨形成和骨吸收，進而反映了骨重塑的動態情況[7]。BTMs可作為骨質疏松癥和骨質疏松性骨折的獨立預測因子[8]。然而，骨轉換過程可能受到糖尿病及其并發癥的影響。但目前很少有研究涉及BTMs與糖尿病并發癥之間的關聯。本文對2型糖尿患者骨轉換標志物、微量白蛋白尿和視網膜病變情況進行檢測，探討骨轉換標志物與糖尿病微血管并發癥及糖尿病其他代謝因素的相關性。

1 對象與方法

1.1 對象

選取2015年6月至2017年5月就診于安徽醫科大學第三附屬醫院的301名成人2型糖尿病患者，為避免高齡及絕經因素對骨轉換標志物的影響，患者年齡選擇：男性年齡<55歲，絕經前女性且年齡<45歲。根據是否合并微量白蛋白尿和(或)視網膜病變分為兩組，即合并微量白蛋白尿和(或)視網膜病變患者為試驗組，無微量白蛋白尿和視網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年世界衛生組織(WHO)修訂的糖尿病診斷和分型標準。糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy，DR)診斷參照美國眼科學會的DR診斷標準[9]。微量白蛋白尿的診斷根據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

排除標準：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、其他特殊類型糖尿病；糖尿病酮癥酸中毒、糖尿病高滲狀態及其他急性并發癥；肝功能異常、腫瘤、風濕性及類風濕性疾病以及長期臥床者；其他內分泌疾病者(甲狀腺和甲狀旁腺疾病、腎上腺皮質功能異常、生長激素水平異常者)；近期服用影響骨代謝藥物者；近2年內發生過骨折者或有骨質疏松家族史者。

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(body mass index，BMI)，BMI (kg/m2)=體重(kg) /身高(m2)。安靜狀態下測量血壓，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包括：空腹葡萄糖(fasting blood glucose，FBG)、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，FCP)、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數字眼底造影檢查儀檢查眼底微血管病變。

1.3 統計學分析

用SPSS 23.0進行統計學分析。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，相關性分析使用Pearson相關性分析。

2 結果

2.1 兩組間一般資料及糖尿病相關因素比較

兩組資料比較發現，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計學意義(P>0.05)(見表1)。

2.2 兩組間生化代謝指標及骨轉換標志物比較

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

2.3 不同性別患者骨轉換標志物的比較

男性PINP、β-CTX水平較絕經前女性低，但差異無統計學意義(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癥間的比較Fig.1 Comparison of P1NP and β-CTX in different types of microvascular complicationsDR糖尿病視網膜病變，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癥間的比較

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

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

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

2.5 兩組BTMs與各參數的相關性分析

在試驗組中，PINP與BUN(r=-0.326，P=0.020)、UA(r=-0.052，P=0.046)水平呈負相關；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)呈負相關，與HbA1c(r=0.235，P=0.030)、PTH(r=0.652，P=0.000)呈正相關；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)呈負相關(見表4)。

表4 BTMs與各參數的相關系數比較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雜因素(年齡、性別、絕經、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前女性，比較兩組間年齡、病史、BMI、高血壓、肥胖等，差異均無統計學意義(P>0.05)，同時比較不同性別患者骨轉換標志物水平，差異無統計學意義(P>0.05)，在分析結果時可以排除上述因素的影響。

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

β-CTX是I型膠原分解代謝產物，反映破骨細胞活性及骨吸收過程的敏感指標[11]。本研究顯示，試驗組β-CTX血清水平較對照組明顯升高，且差異有統計學意義(P<0.05)，提示微血管病變患者骨轉換速率明顯增快，骨量丟失增多。同時，與無微血管并發癥患者相比，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組差異無統計學意義(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，且差異有統計學意義(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果。同時，在試驗組中我們觀察到，β-CTX水平與PTH間呈正相關，而與BUN、Cr、UA、25(OH)D3呈負相關，提示了PTH對于β-CTX水平有重要影響。血液循環中的PTH濃度增高可能導致破骨細胞活性增強，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換標志物的血清水平。近期有研究表明，高血糖和骨轉換標記物之間具有關聯性，長期高血糖導致糖基化終末產物(advanced glycation end products，AGEs)增多，AGEs可促進破骨細胞成熟，加速骨吸收過程[14]。而本研究中，β-CTX與HbA1c呈正相關，差異有統計學意義(P>0.05)，認為微血管病變患者骨轉換標志物變化與長期血糖控制不佳具有相關性。

綜上所述，T2DM患者合并微血管并發癥時，PINP未見明顯改變，但血清β-CTX水平明顯升高，認為β-CTX更適合作為T2DM合并微血管病變時監測骨代謝變化的特異性指標，有助于判斷骨丟失速率，評估骨折風險。而PINP在對微血管病變患者骨代謝過程的評估價值有待進一步研究。另外，本研究還發現，長期高血糖可能影響骨轉換過程，血PTH水平在維持糖尿病患者骨轉換平衡中扮演著重要的角色，而骨轉換標志物和腎功能指標(BUN、Cr、UA)之間存在顯著負相關性，提示腎功能指標對糖尿病患者的骨轉換過程可能有調節作用。本次研究的不足之處是未對健康人群BTMs進行統計評估，還需要進一步擴大樣本量進行深入的研究。