初診2型糖尿病患者糖負荷后胰島素峰值的影響因素研究

廖世波，吳敏，黃淑玉，鄒毅，晏益民，朱釗，黃高，李玲，向成，肖瀟，李小英

本研究創新點：

本研究利用數學函數思想對初診2型糖尿病（T2DM）患者口服葡萄糖耐量試驗（OGTT）、胰島素釋放試驗（IRT）結果進行再處理分析，進一步挖掘OGTT、IRT結果中所蘊含的糖代謝信息。借助函數曲線擬合獲得糖負荷后胰島素峰值（Imax），從而使得研究初診T2DM患者糖負荷后Imax影響因素成為可能。既往未見將函數曲線分析方法運用于初診T2DM患者OGTT、IRT結果的研究報道，此方法可以為后續的相關研究提供借鑒。

本研究不足：

本研究中初診T2DM患者“糖負荷后Imax”是通過函數曲線擬合獲得的，其與實際的“糖負荷后Imax”的一致性如何還有待進一步驗證。

中國已連續多年位列世界糖尿病大國之首。最新的流行病學調查顯示，中國成年人糖尿病和糖尿病前期總患病率達46.6%［1］。由于飲食結構等因素的影響，中國2型糖尿病（type 2 diatebes mellitus，T2DM）患者合并餐后高血糖的現象較歐美等西方國家更為普遍。餐后高血糖與糖尿病大血管并發癥、微血管并發癥的發生密切相關［2-3］，餐后高血糖引發血管并發癥的機制主要是餐后高血糖導致的急性血糖波動，而急性血糖波動較慢性持續性高血糖能更顯著地促進氧化應激反應和損傷血管內皮細胞功能［4］。胰島素作為人體內唯一的降糖激素，其在糖負荷后的最大分泌峰值直接決定了糖負荷后血糖的峰值，也決定了糖負荷后血糖的波動幅度。目前國內外未見借助臨床普遍使用的胰島素釋放試驗（insulin release test，IRT）獲取初診T2DM患者糖負荷后胰島素峰值（Imax）并對其影響因素進行分析的報道，本研究旨在探討初診T2DM患者糖負荷后Imax及其影響因素，為臨床評估此類患者胰島β細胞功能進而制定個體化的降糖方案提供理論依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2015年10月—2019年10月于武漢科技大學附屬孝感醫院內分泌科住院治療的初診T2DM患者411例。納入標準：（1）符合1999年世界衛生組織（WHO）糖尿病診斷標準［5］；（2）簽署知情同意書。排除標準：（1）妊娠、哺乳期等特殊生理狀態，其他類型糖尿病；（2）合并糖尿病急性并發癥；（3）肝、腎功能不全；（4）有血液系統疾病，血常規分析示紅細胞計數明顯異常或貧血。本研究經武漢科技大學附屬孝感醫院醫學倫理委員會批準。

1.2 研究方法 收集患者一般資料、超聲影像學檢查指標、實驗室檢查指標。

1.2.1 一般資料 包括性別、年齡、糖尿病家族史，高血壓、高尿酸血癥、高脂血癥等合并癥情況；測量身高、體質量，計算體質指數（BMI）。

1.2.2 超聲影像學檢查指標 利用Voluson E8彩色多普勒超聲篩查肝膽、雙側頸動脈健康狀況。非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease ，NAFLD）超聲診斷標準［6］：排除肝炎病毒、酒精、自身免疫性因素、遺傳性因素、藥物性因素等所致的肝病，同時具備以下3項腹部超聲異常中的2項及以上者：（1）肝臟近場回聲彌漫性增強，且回聲強于腎臟；（2）肝內管道結構顯示不清晰；（3）肝臟遠場回聲逐漸衰減。膽囊結石超聲診斷標準［7］：膽囊內強回聲伴后方聲影，可隨體位移動。頸動脈斑塊超聲診斷標準［8］：橫斷面或縱斷面掃描時，頸動脈內中膜厚度≥1.5 mm，且凸出于頸動脈血管腔內。上述檢查由2名專職超聲科醫師完成。

1.2.3 實驗室檢查指標 采用美國Bio-Rad D-10TM糖化血紅蛋白（HbA1c）分析儀檢測HbA1c；采用日本XE-2100血液分析儀檢測血常規；研究對象禁食12 h以上，行標準口服葡萄糖耐量試驗（OGTT）和IRT，于糖負荷前后各時間點（0、30、60、120、180 min）分別抽取靜脈血3 ml離心留取血清（溫度4 ℃，離心半徑4.5 cm，離心速率3 500 r/min，離心時間5 min），采用美國Beckman CX9.ALX型生化分析儀檢測血糖（G0、G30、G60、G120、G180），采用瑞士Elecsys 2010電化學發光免疫分析儀檢測胰島素（I0、I30、I60、I120、I180）。采用美國Beckman CX9.ALX型生化分析儀檢測肝腎功能、尿酸、血脂。

1.2.4 胰島功能評估及分組 早相胰島素分泌指數（ΔI30/ΔG30）=（I30-I0）/（G30-G0）；胰島β細胞功能指數（HOMA-β）=20×I0/（G0-3.5）；胰島素抵抗指數（HOMA-IR）=（G0×I0）/22.5。采用Origin 8.0軟件通過多項式擬合法對患者IRT和OGTT結果進行曲線擬合和峰值分析，分別記錄擬合曲線Imax和血糖峰值（Gmax）（見圖1）。

根據患者75 g葡萄糖負荷后Imax三分位數將其分為低Imax組（Imax<21.40 mU/L，n=137）、中Imax組（21.40 mU/L≤Imax<48.10 mU/L，n=137）和高Imax組（Imax≥48.10 mU/L，n=137）。

1.3 統計學方法 采用SPSS 24.0統計學軟件進行數據分析。呈正態分布的計量資料以（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗；非正態分布的計量資料以M（QR）表示，多組間比較采用Kruskal-Wallis H檢驗，兩兩比較采用Tamhane's T2檢驗；計數資料以相對數表示，組間比較采用χ2檢驗。采用Spearman秩相關分析探究Imax與觀察指標的相關性；采用多因素Logistic回歸分析探究初診T2DM患者Imax的影響因素。雙側檢驗水準α=0.05。

圖1 IRT、OGTT多項式擬合曲線Figure 1 Polynomial fitting curve of IRT and OGTT

2 結果

2.1 三組患者觀察指標比較 三組患者年齡、糖尿病家族史、高脂血癥患病率、膽囊結石患病率、膽囊息肉患病率、頸動脈斑塊患病率、白細胞計數、血小板計數、中性粒細胞計數、淋巴細胞計數、單核細胞計數、嗜酸粒細胞計數及嗜堿粒細胞計數比較，差異均無統計學意義（P>0.05）；三組患者男性占比、BMI、高血壓患病率、高尿酸血癥患病率、非酒精性脂肪肝病患病 率、G0、G30、G60、G120、G180、Gmax、HbA1c、ΔI30/ΔG30、HOMA-β、HOMA-IR、紅細胞計數、血紅蛋白比較，差異均有統計學意義（P<0.05）；其中，BMI、ΔI30/ΔG30、HOMA-β、HOMA-IR隨Imax的升高而 增高（P<0.05）；G0、G30、G60、G120、G180、Gmax、HbA1c隨Imax的升高而降低（P<0.05）；低Imax組男性占比高于中Imax組和高Imax組，高血壓、非酒精性脂肪肝病患病率低于中Imax組和高Imax組，差異有統計學意義（P<0.05）；高Imax組患者高尿酸血癥患病率高于低Imax組和中Imax組，差異有統計學意義（P<0.05）；高Imax組患者紅細胞計數、血紅蛋白含量低于低Imax組，差異有統計學意義（P<0.05）；中Imax組患者年齡高于低Imax組，差異有統計學意義（P<0.05，見表1）。

2.2 Imax與其他指標的相關性分析 Spearman秩相關性分析結果顯示，Imax與年齡、白細胞計數、血小板計數、中性粒細胞計數、淋巴細胞計數、單核細胞計數、嗜酸粒細胞計數、嗜堿粒細胞計數無相關關系（P>0.05）；Imax與 BMI、ΔI30/ΔG30、HOMA-β、HOMA-IR 呈正 相 關（P<0.05）；Imax與 G0、G30、G60、G120、G180、Gmax、HbA1c、紅細胞計數、血紅蛋白呈負相關（P<0.05，見表2）。

2.3 初診T2DM患者Imax影響因素的多因素Logistic回歸分析 以初診T2DM患者Imax（賦值：<21.40 mU/L=1，≥ 21.40～48.10 mU/L=2，≥ 48.10 mU/L=3）為因變量，以性別（賦值：女=0，男=1）、高血壓（賦值：無=0，有=1）、高尿酸血癥（賦值：無=0，有=1）、非酒精性脂肪肝病（賦值：無=0，有=1）、BMI（賦值：實測值）、G0（賦值：實測值）、G30（賦值：實測值）、G60（賦值：實測值）、G120（賦值：實測值）、G180（賦值：實測值）、Gmax（賦值：實測值）、HbA1c（賦值：實測值）、ΔI30/ΔG30（賦值：實測值）、HOMA-β（賦值：實測值）、HOMA-IR（賦值：實測值）、紅細胞計數（賦值：實測值）及血紅蛋白（賦值：實測值）為自變量進行多因素Logistic回歸分析，結果顯示，性別、高血壓、高尿酸血癥、G0、G180、HbA1c、ΔI30/ΔG30、HOMA-IR是初診T2DM患者Imax的影響因素（P<0.05，見表3）。

3 討論

胰島素/胰高血糖素作為機體內調節血糖的“緩沖對”，其對維持血糖的穩態起決定性作用。胰島素是體內唯一的降糖激素，胰島素的缺乏或功能障礙將直接使血糖穩態遭到破壞，其短期表現為血糖急劇升高，中長期表現為慢性高血糖。長期慢性高血糖對機體的損傷及其機制在學術界已基本達成共識，短期血糖急劇升高導致的血糖波動對機體的損傷在近年才引起廣泛關注。研究表明，血糖波動比HbA1c改變對疾病結局的影響可能更突出［9］。影響血糖波動的因素多且不易控制，但對于糖尿病患者來說最核心的因素是胰島細胞功能。已有研究表明胰島β細胞功能與T2DM患者血糖波動水平呈負相關［10］，初診2型糖尿病患者的平均血糖波動幅度隨著β細胞胰島素分泌水平特別是晚相胰島素分泌水平的下降而增大［11］。糖負荷后Imax反映胰島β細胞最大分泌潛能，其直接決定了糖負荷后血糖的峰值，也決定了糖負荷后血糖的波動幅度。糖負荷后Iamx作為評估初診T2DM患者胰島β細胞功能的量化指標，其一方面可以為個體化降糖方案的制定提供參考，另一方面可以作為評估疾病預后的依據。

表1 三組患者觀察指標比較Table 1 Comparison of observation indices among different groups

表2 Imax與觀察指標的相關性分析Table 2 Correlation analysis of Imax with observation indices

表3 初診T2DM患者Imax影響因素的多因素Logistic回歸分析Table 3 Multivariate Logistic regression analysis of influencing factors for Imax in newly diagnosed T2DM patients

性激素可能在糖尿病發生發展中扮演重要角色。T2DM的患病率存在性別差異，最新的全國性橫斷面調查顯示T2DM的患病率男性高于女性［1］。另有研究顯示女性在絕經前后糖尿病的患病率不同，女性在絕經后糖尿病的患病率明顯升高［12］。本研究結果顯示性別是初診T2DM患者Imax的影響因素，男性患者的Imax是女性患者的0.392倍；考慮可能的機制為：（1）雄激素通過減少肝臟對胰島素的降解，降低外周組織胰島素受體的效能，從而導致胰島素抵抗［13］。大型流行病學調查顯示血清胰島素與睪酮水平呈負相關，認為生理濃度的雄激素（睪酮）即可以導致胰島素抵抗［14］。（2）雌激素能夠減弱脂肪組織的炎性反應，抑制糖脂毒性，防止氧化應激，從而改善胰島素抵抗［15］；此外雌激素能增強胰島Ins-2基因的表達，從而顯著增加胰島素釋放［16］。

高血壓通常與包括胰島素抵抗在內的多種代謝功能紊亂并存，胰島素抵抗在高血壓的發生發展中發揮重要作用，其在高血壓前期即開始出現［17］。一項對465例非糖尿病人群進行為期6年的隨訪研究發現，高血壓人群的糖尿病累積發病率顯著高于非高血壓人群（44.6%與19.7%）［18］。另有研究顯示初診T2DM合并高血壓患者較單純初診T2DM患者有更嚴重的胰島素抵抗，其胰島素水平也更高［19］。本研究結果顯示，高血壓是初診T2DM患者Imax的影響因素，合并高血壓的初診T2DM患者Imax是不合并高血壓的初診T2DM患者的1.745倍，與上述研究結論保持一致。

T2DM合并高尿酸血癥的患病率達33.8%［20］。一項納入多項前瞻性隊列研究的薈萃分析表明，高尿酸血癥是T2DM發生發展的獨立危險因素［21］。高尿酸血癥導致T2DM發生的病理生理機制可能是胰島素抵抗［22］：高水平的血尿酸干擾糖、脂、蛋白質代謝，導致脂肪在內臟蓄積及胰島素抵抗；抑制一氧化氮（NO）活性減少胰島素對葡萄糖的攝取；損傷內皮導致炎性反應，繼而引起胰島素抵抗。本研究結果顯示，高尿酸血癥是初診T2DM患者Imax的影響因素，合并高尿酸血癥的初診T2DM患者Imax是未合并高尿酸血癥的初診T2DM患者的2.801倍。張妮婭等［23］研究顯示T2DM合并高尿酸血癥患者空腹及75 g葡萄糖負荷后各時段胰島素水平明顯高于單純T2DM患者，本研究與其研究結果相似。

血糖是調節胰島素分泌最重要的因素。血糖<3.9 mmol/L時，胰島素不分泌或分泌受抑制；血糖≥3.9 mmol/L時即開始刺激胰島素分泌；空腹血糖在參考范圍（5.6～6.1 mmol/L）高值時，胰島早相分泌功能已明顯受損，此時早相分泌已降至最大值的50%［24］。當血糖進一步升高至>7.80 mmol/L時，胰島晚相分泌功能開始受損；當血糖升高至10.0～11.0 mmol/L時，胰島晚相分泌顯著缺乏［25］。IRT胰島素曲線為胰島早相和晚相分泌功能的綜合呈現。T2DM患者血糖（無論空腹還是糖負荷后血糖）早已超過上述范圍，胰島素早相分泌及晚相分泌功能均減低，糖負荷后Imax亦降低。故理論上T2DM患者糖負荷后Imax與糖負荷前、后的血糖水平呈負相關。本研究結果顯示，初診T2DM患者Imax隨著G0、G30、G60、G120、G180、Gmax的升高而降低，與上述觀點保持一致。HbA1c反映血糖的平均水平，其與血糖的變化趨勢是一致的，故本研究中Imax隨著HbA1c的升高而降低。糖負荷后3～4 h血糖應恢復至空腹水平，T2DM患者OGTT 5個時間點中180 min血糖與空腹血糖最接近。本研究多因素Logistic回歸分析顯示，G0、G180、HbA1c是初診T2DM患者Imax的影響因素，提示優先控制基礎血糖（G0、G180）使HbA1c達標可能改善初診T2DM患者糖負荷后胰島最大分泌功能。

隨著血糖的逐漸升高，胰島早相分泌先于晚相分泌受損。ΔI30/ΔG30代表早相分泌功能，其受損程度越輕，晚相分泌功能保存就越好，胰島素分泌曲線峰值就越高。本研究結果顯示，初診T2DM患者Imax隨著ΔI30/ΔG30的升高而升高；多因素Logistic回歸分析結果顯示，ΔI30/ΔG30是初診T2DM患者Imax的影響因素，支持上述理論。

T2DM最主要的發病機制是胰島素抵抗和胰島素相對缺乏。在病程早期胰島功能尚存，主要表現為胰島素抵抗，胰島素分泌增加以代償靶器官對胰島素作用的敏感性下降。此階段胰島素抵抗越明顯，機體代償分泌的胰島素水平就越高。本研究結果顯示，初診T2DM患者Imax隨著HOMA-IR的增大而增大；進一步的多因素Logistic回歸分析結果顯示，HOMA-IR是初診T2DM患者Imax的影響因素，與上述觀點一致。

綜上所述，性別、高血壓、高尿酸血癥、空腹血糖、HbA1c、ΔI30/ΔG30、HOMA-IR是初診 T2DM患者Imax的影響因素，提示優先控制空腹血糖使HbA1c達標，對于改善初診T2DM患者糖負荷后胰島最大分泌功能具有重要意義。

作者貢獻：廖世波進行文章的構思與設計，統計學處理，撰寫與修訂論文；廖世波、黃淑玉進行研究的實施與可行性分析；朱釗、黃高、李玲、向成進行數據收集；肖瀟、李小英進行數據整理；廖世波、吳敏、黃淑玉、鄒毅、晏益民進行結果分析與解釋；黃淑玉負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責、監督管理。

本文無利益沖突。