不同骨量狀態下絕經后初診2型糖尿病患者血清中MMP-2水平及意義

樊思桐 陳先丹 陳麗芬 陽琰 李琪 王哲 劉貝貝

遵義醫學院附屬醫院內分泌科，貴州 遵義 563099

骨質疏松癥是一種以骨量低下，骨微結構破壞，導致骨脆性增加，易于發生骨折的全身性代謝性疾病[1]。2型糖尿病合并骨質疏松目前已經受到人們的廣泛關注[2]。MMP-2作為鋅離子依賴性的基質金屬蛋白酶家族的成員之一，能夠降解各種細胞外基質[3]。近年來研究發現，MMP-2在OP的發生發展過程中起重要作用[4]。MMP參與骨的重塑和構建，且代表了骨吸收活性，對骨的影響已被證實[5]。維生素D(vitamin D，VitD)是一種調節鈣磷代謝的脂溶性維生素，其主要作用為維持體內鈣磷濃度的穩定，特別是在鈣的吸收過程中起著決定性的作用[6]。其中 25(OH)D為血清中維素D代謝產物中含量最多、最穩定的一種，其血清濃度可代表機體維生素D的營養狀況[7]。β-CTX(beta collagenous degradation products，β-CTX)、PINP(type I-collagen amino end lengthening peptide,PINP)和BGP(osteocalcin，BGP)是反映骨形成和骨吸收的簡便、快速、特異的生化指標。關于絕經后T2DM合并不同骨量狀態下女性患者血清25(OH)D、MMP-2水平及與骨量指標之間的關系如何，目前國內外尚未見相關研究報道。因此，本研究擬通過檢測不同骨量狀態下絕經后初診T2DM患者血清中MMP-2、25(OH)D水平，分析它們在不同骨量階段中的變化規律，初步探討其在絕經后初診T2DM女性患者合并OP發生發展過程中可能的作用機制，為早期防治絕經后T2DM女性并發OP提供新的視點。

1 材料和方法

1.1 研究對象

收集2016年10月至2017年10月遵義醫學院附屬醫院內分泌科住院的絕經后T2DM患者130例，根據骨密度分3組：T2DM骨量正常組[(A組45例，年齡(47.1±10.2)歲]、T2DM骨量減少組[(B組40例，年齡(48.0±9.1)歲]、T2DM骨質疏松組[(C組45例，年齡(50.0±8.2)歲]；收集同期我院體檢中心年齡、性別相匹配的健康體檢者50例作為正常對照組[NC組50例，年齡(47.6±8.8)歲]。健康體檢者均骨密度正常且經口服葡萄糖耐量試驗證實糖耐量正常。T2DM患者均符合1999年WHO糖尿病診斷標準。所有受試者試驗當天停用所有藥物，且均符合接受雙能X線骨密度儀行骨密度測定的條件。取得所有受試者的知情同意并通過院倫理委員會批準。

納入標準：①選擇停經>1年的女性；②無嚴重器質性病變及糖尿病并發癥、無煙酒史；③正常對照組無糖尿病及骨質疏松家族史。排除標準：①患有甲狀腺及甲狀旁腺功能改變等影響骨量的內分泌疾病；②近半年曾用過維生素D、糖皮質激素、性激素等制劑；③既往有慢性肝、腎臟疾病、骨關節病；④近半年內有骨折史等及服用影響骨代謝藥物。

骨質疏松癥的診斷標準，參照2017中華醫學會骨質疏松和骨礦鹽疾病分會的原發性骨質疏松癥診療指南診斷標準，DXA 測量的骨密度是目前通用的骨質疏松癥診斷指標。基于 DXA 測量結果：骨密度值低于同性別、同種族健康成人的骨峰值 1 個標準差及以內屬正常；降低1～2.5個標準差為骨量低下 (或低骨量)；降低等于和超過2.5個標準差為骨質疏松；骨密度降低程度符合骨質疏松診斷標準，同時伴有一處或多處脆性骨折為嚴重骨質疏松。骨密度通常用T值(T-Score)表示，T值=(實測值-同種族同性別正值常青年人峰值骨密度)/同種族同性別正常青年人峰值骨密度的標準差。基于DXA 測量的中軸骨(腰椎 1-4、股骨頸或全髖) 骨密度或橈骨遠端 1/3骨密度對骨質疏松癥的診斷標準是T值≤-2.5。

1.2 研究方法

資料的收集: 記錄各組受試人員年齡、病程，所有研究對象由專人測量身高、體重、臀圍、腰圍，計算體重指數(body mass index，BMI)=體重(kg) /身高2(m2)、WHR=腰圍/臀圍，均錄入數據庫。

血生化及糖代謝指標的檢測：研究對象試驗前禁食12 h，禁飲8 h，抽取空腹靜脈血，靜置1 h后，3 000 r/min離心10 min分離血清，標記后-80 ℃低溫冰箱保存。采用酶聯免疫吸附(ELISA)法(試劑為Deco配套試劑)測定所有受試者血清MMP-2水平。采用電化學發光法(試劑為德國羅氏診斷配套試劑)測定空腹胰島素(fasting plasma insulin，FINS)、β-膠原降解產物、I-型膠原氨基端延長肽、骨鈣素、25(OH)D，Olympus(AU2700)全自動分析儀檢測血脂，己糖激酶法(試劑購于貝克曼庫特實驗系統有限公司)測定FPG，高壓液相色譜法測定HbA1c(試劑為美國伯樂D-10配套試劑)，計算穩態模型胰島素抵抗指數(HOMA-IR)=FBG×FINS/22.5。

骨密度測定：采用法國MEDILINK公司生產的 Medix90 DMS測定腰椎(L1-4) 正位、左右股骨近端包括股骨頸(Neck)、大轉子(Trochiter) 及 Ward三角區的骨密度(bone mineral density，BMD)，單位以g/cm2表示。

1.3 統計學處理

2 結果

2.1 一般臨床指標比較

①A組與B組比較，25(OH)D、PINP、HDL-C水平明顯升高，而MMP-2、β-CTX、BGP、HbA1c、HOMA-IR明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)，FBG、LDL-C、TC、TG、FINS、病程組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)；②A組與C組比較，25(OH)D、PINP、HDL-C水平明顯升高，而MMP-2、β-CTX、BGP、HbA1c、HOMA-IR明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)，而FBG、LDL-C、TC、TG、FINS、病程組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)；③A組與NC組比較，MMP-2、FBG、HbA1c、HOMA-IR、LDL-C、TG、TC、β-CTX、FINS水平明顯升高，而25(OH)D、HDL-C、PINP、BGP明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)；④B組與C組比較，25(OH)D、PINP、HDL-C水平明顯升高，而MMP-2、β-CTX、HbA1c、HOMA-IR、BGP明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)，而FBG、LDL-C、TC、TG、FINS、病程組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)；⑤B組與NC組比較，MMP-2、FBG、HbA1c、HOMA-IR、LDL-C、TG、TC、β-CTX、FINS水平明顯升高，而25(OH)D、HDL-C、PINP、BGP明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)；⑥C組與NC組比較，MMP-2、FBG、HbA1c、HOMA-IR、LDL-C、TG、TC、β-CTX、FINS水平明顯升高，而25(OH)D、HDL-C、PINP、BGP明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)。

表1 四組間一般臨床資料及25(OH)D、MMP-2水平的比較Table 1 Comparison of general data and serum 25(OH)D, MMP-2 levels among the four groups

注： 與NC組相比,*P<0.05;與A組相比,#P<0.05;與B組相比,ΔP<0.05。

表2四組間各指標的方差分析

Table2Analysis of variance of each index among the four groups

項目Item F值P值HbA1c(%)63.087<0.05MMP-2(μg/L)12.057<0.05BGP(ng/mL)88.533<0.05β-CTX(μg/L)35.053<0.05PINP(μg/L)95.010<0.0525(OH)D(ng/mL)128.403<0.05HOMA-IR 231.358<0.05HDL-C(mmol/L)71.049<0.05FINS(μIU/mL)1.616>0.05TG(mmol/L) 2.675>0.05LDL-C(mmol/L)23.182>0.05TC (mmol/L)21.187>0.05病程(year)0.411>0.05BMI(kg/m2)1.522>0.05Age(y)0.334>0.05

圖1 四組受試者MMP-2水平的比較Fig.1 Comparison of MMP-2 level among subjects in the four groups

圖2 四組受試者25(OH)D水平的比較Fig.2 Comparison of 25(OH)D levels among subjects in the four groups

2.2 血清MMP-2水平與臨床生化指標的Pearson相關性分析

血漿中MMP-2水平與年齡、FBG、TC、TG、LDL-C的相關性無統計學意義(P>0.05)；與血漿中25(OH)D、PINP、HDL-C呈負相關(相關系數r分別為-0.585、-0.437、-0.443，P<0.05)(見表2)；與β-CTX、HbAlc、HOMA-IR、BGP表達呈正相關(相關系數r分別為0.399、0.529、0.321、0.401，P<0.05)(見表3)。

表3血清MMP-2水平與臨床生化指標的相關性分析

Table3Correlation analysis between serum MMP-2 level and clinical biochemical indexes

項目MMP-2rP25(OH)D-0.5850.047PINP-0.4370.039HDL-C-0.4430.025BGP0.4010.032β-CTX0.3990.040HbAlc0.5290.028HOMA-IR0.3200.019

2.3 絕經后T2DM合并骨質疏松危險因素的Logistic回歸分析

以絕經后T2DM患者是否合并骨質疏松為因變量，以年齡、FBG、TC、TG、LDL-C、HDL-C、25(OH)D、PINP、25(OH)D、PINP、BGP、β-CTX、HbAlc、HOMA-IR指標作為自變量，納入四組行多因素Logistic回歸分析，結果顯示，MMP-2、25(OH)D、PINP、β-CTX、HbAlc、BGP是絕經后T2DM患者合并骨質疏松的獨立危險因素。見表4。

表4絕經后T2DM患者合并OP危險因素的Logistic回歸分析

Table4Logistic regression analysis of risk factors for osteoporosis in postmenopausal women with T2DM

變量回歸系數Wald χ2值P值OR(95%CI)HbA1c(%)-0.24912.3420.0234.304(3.582,10.372)MMP-2(μg/L)2.1282.5520.0135.238(2.174,9.234)BGP(ng/mL)0.4826.2430.0016.234(1.342,11.348)β-CTX(μg/L)0.39521.4520.0413.134(2.018,5.134)PINP(μg/L)-0.2472.4130.0170.144(0.043,0.942)25(OH)D(ng/mL)-1.00894.3680.0240.365(0.135,0.868)

3 討論

越來越多的國內外文獻[8-9]報道，維生素 D 缺乏的個體更易患糖尿病及代謝綜合征。許多研究[10-11]表明，維生素 D 對胰島具有保護作用，并且是維持正常的胰島素分泌和糖耐量所必需的物質，維生素 D 在2型糖尿病的發生發展中起重要作用。25(OH)D 是反映體內維生素 D 水平及活性的良好指標[12]。絕經后女性糖尿病性骨質疏松患者維生素 D 缺乏與糖尿病性骨質疏松有顯著相關性，且維生素 D 缺乏是糖尿病性骨質疏松的獨立危險因素[13]。本研究顯示，四組女性血清中的25(OH)D水平逐漸減少，這與以上研究結果是一致的。近年來有研究表明，MMP-2在糖代謝及骨代謝中發揮著重要的作用，那么MMP-2與T2DM及OP的發生、發展有何種聯系，即是本文重要討論內容。本研究結果顯示，T2DM患者血清中MMP-2水平比正常對照組顯著升高，并且隨著骨密度的變化，骨量正常→骨量減少→骨質疏松患者血清中的MMP-2水平逐漸增加。MMP屬于鋅依賴蛋白酶家族, 參與許多生理和病理活動[14]。研究[15]表明，MMP-2代表成熟成骨細胞活性，成熟的成骨細胞表達較高的MMP-2。骨組織表面覆蓋一層成骨細胞和未礦化的I型膠原屏障，阻止破骨細胞與礦化骨基質接觸，當成骨細胞受到促骨吸收因子的刺激后，分泌MMP，降解I型膠原，從而激活破骨細胞，啟動骨吸收[16-18]。因此，高水中的MMP-2參與了骨吸收的過程，加快了骨質疏松的進程。BGP 又稱骨鈣蛋白, 是由成骨細胞分泌的一種特異性非膠原蛋白。血清中 BGP 水平變化, 直接反映成骨細胞活性, 是成骨細胞功能和骨質礦化的特殊標志物, 作為骨轉換標志物逐漸被臨床運用[19]。然而婦女絕經后, 特別是絕經后的最初幾年, 源于雌激素降低引起骨轉換率升高而致血 BGP 水平增加[20]，這也與本研究的結果一致。而β-CTX同樣作為股轉換的標志物，反應骨吸收，在四組中呈現越來越高的趨勢，說明隨著骨密度的下降，骨吸收程度增加，可能是由于血清中MMP-2水平的升高啟動了骨吸收。此外，高血糖、低HDL-C、高血壓及內皮損傷等因素均可影響 MMP-2表達[21]。本研究還發現血漿中25(OH)D、PINP、HDL-C水平與MMP-2表達呈負相關，β-CTX、HbAlc、HOMA-IR、BGP與MMP-2表達呈正相關。隨著糖尿病骨密度的下降，血清中25(OH)D、PINP、HDL-C水平逐漸下降(NC組>A組>B組>C組)，而MMP-2、β-CTX、HbA1c、HOMA-IR水平逐漸升高(NC組

綜上所述，絕經后T2DM合并骨質疏松患者往往合并脂代謝紊亂，并且隨著骨密度的減少，血清MMP-2水平逐漸增高，25(OH)D水平逐漸降低，提示MMP-2及25(OH)D及脂代謝紊亂可能共同參與了絕經后T2DM合并OP的發生發展。因此，對絕經后T2DM患者加強血糖控制的同時，關注血清MMP-2及25(OH)D水平，可能對防治OP有一定的作用，但其具體機制有待進一步研究探索。