血清S1P與絕經后2型糖尿病患者骨密度和骨代謝指標之間的相關性研究

周娃娃 符愛貞 程虹 邢少寧 邱慧玲

海口市婦幼保健院婦產科，海南 海口 571100

過去十年的一些研究[1-4]表明，骨骼與控制能量代謝的葡萄糖穩態等重要生理狀態密切相關。近年來有越來越多的學者關注骨骼的內分泌作用。血漿1-磷酸鞘氨醇(sphingosine 1-phosphate,S1P)是一種生物活性溶血磷脂，自分泌-旁分泌信號分子，在許多細胞類型中調節多種細胞過程，包括遷移、增殖、分化和凋亡[5-6]。S1P作為骨吸收和形成之間的耦合因子，在骨代謝中起重要作用。它也是由破骨細胞產生的，刺激骨母細胞的增殖、遷移和存活，可能刺激骨形成[5-6]。相反，S1P通過在破骨細胞和T細胞中誘導核因子-κB配體(RANKL)的受體激活劑來增強破骨細胞生成[7]。這些研究結果表明S1P可以影響骨吸收，導致骨質疏松的發生[8]。在最近的一項病例對照研究中，69例絕經后椎體骨折女性S1P水平明顯高于年齡和體質量指數(body mass index,BMI)匹配的69例非骨折對照組，S1P與BMD呈負相關，與骨吸收標志物呈正相關[9]。這些數據表明，血清S1P水平有可能成為骨質疏松癥的潛在標志物。但是血清S1P水平和絕經后2型糖尿病婦女骨密度(bone mineral density,BMD)與骨代謝之間關系的研究有限，因此本研究的目的是觀察絕經后2型糖尿病婦女血清S1P水平與BMD及骨代謝指標之間的關系。

1 材料和方法

1.1 研究方案

選取130名2018年2月至2019年12月在海口市婦幼保健院已經確診的、且血糖控制較好的絕經后2型糖尿病女性作為2型糖尿病組。疾病病程至少超過1年，而且BMI在正常范圍內。納入標準：絕經后狀態女性(閉經超過5年)和年齡低于65歲者(排除老年骨質疏松癥)。排除標準：患有腎、肝或心臟功能障礙者；患有骨病或繼發性骨質疏松癥、癌癥者；使用糖皮質激素、抗驚厥藥或抗吸收藥者。同時納入100名健康絕經后女性作為對照組。該研究得到醫院倫理委員會批準(2018-243)，所有參與者都簽署了知情同意書。

1.2 檢測指標

分別使用電子秤檢測受試者的體重和身高。在禁食8 h過夜后，于第二天早上8:00-9:00之間收集血樣。將血漿儲存在- 80 °C冰箱中用于隨后測定和分析血漿葡萄糖、骨代謝指標。通過高效液相色譜法(Bio-Rad公司，美國)測定糖化血紅蛋白 (glycosylated hemoglobin，HbA1c)水平，并通過葡萄糖氧化酶技術測量血糖水平。用Hitachi 747分析儀通過標準酶法測量血脂水平，包括血清高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、三酰甘油和總膽固醇水平。使用Roche自動電化學發光系統(Roche Diagnostics Gmbh，德國)檢測血清Ⅰ型膠原交聯C末端肽(β-CTX)、25-羥基維生素D [25 (OH) D]和甲狀旁腺素(PTH)水平；使用ELISA試劑盒(Echelon Biosciences,Salt Lake City,UT,USA)測量S1P；CV為2.3 %～4.0 %。

使用DXA(Lunar Prodigy,GE Healthcare,Madison,WI,USA)測量受試者腰椎(L1～4)、股骨頸(FN)和全髖(TH)的BMD。使用Prodigy enCORE軟件(ver.6.70,standard-array mode;GE Healthcare)分析數據。整個研究過程中，在BMD測量中沒有觀察到明顯的偏差，并且腰椎BMD測量的CV為0.8 %～1.0 %。

1.3 統計學分析

2 結果

2.1 一般臨床資料

所有受試者的一般臨床參數和血液檢測指標如表1所示。在130名絕經后2型糖尿病婦女中，年齡為(59.3±8.9)歲，血糖為(8.75±1.5)mmol/L；S1P平均濃度為(6.46±0.78)μmol/L。和對照組比較，糖尿病組的S1P明顯升高，而各部位骨密度明顯降低，比較差異有統計學意義。

表1 2型糖尿病患者的臨床特征Table 1 The Clinical characteristics of patients with type 2 diabetes

2.2 BMD和S1P的關系以及與其他生化參數的相關性

為了進一步探討影響BMD的潛在因素，在BMD與其他潛在影響因素之間進行了相關分析。如表2所示，S1P與腰椎、總髖和股骨頸BMD呈顯著負相關(P均<0.05)。

表2 人體測量和生化參數與骨密度的相關性Table 2 The Correlation between anthropometric and biochemical parameters and bone mineral density

2.3 不同部位BMD相關的預測獨立參數

為了消除混雜因素之間的影響并確定獨立的危險因素，多元逐步回歸分析表明，血清β-CTX和S1P與腰椎、股骨頸、全髖 BMD密切相關，而血清S1P及β-CTX是腰椎、股骨頸、全髖BMD獨立相關的因素(表3)。

表3 股骨頸及全髖BMD獨立相關影響因素的多元逐步回歸分析Table 3 The Multivariate stepwise regression analysis of independent related factors of femoral neck and total hip BMD

3 討論

骨重塑是一個耦合過程，包括破骨細胞的骨吸收和成骨細胞的骨形成，并積極參與整個生命周期。骨骼是一個新陳代謝活躍的器官，越來越多的證據表明，骨骼和其他器官之間存在著交互作用。本研究表明，即使在調整了可能的混雜因素后，S1P水平和腰椎及髖部的骨密度仍呈負相關。本研究的一個創新之處在于研究了絕經后2型糖尿病婦女骨密度與血漿S1P水平之間的關系。本研究中檢測的血漿S1P水平與近期報道[10]的韓國絕經后婦女的血漿S1P水平相似，結果也與該報道中韓國絕經后婦女較高的血漿S1P水平與較高的骨質疏松風險相一致。

本研究觀察到糖尿病患者S1P水平升高，且與年齡呈正相關，同樣證實了之前在韓國女性中的研究[10]。但S1P水平和骨密度降低風險之間的聯系機制尚不清楚。S1P通過誘導破骨細胞的形成來介導骨破壞。S1P存在一個梯度，在這個梯度中，血液中的S1P比骨髓中的S1P更豐富。當這兩個組織之間的S1P水平差異增大時，破骨細胞前體在骨髓腔中的存在會增加，從而促進了骨吸收[11]。因此，隨著血液S1P水平的升高，骨吸收被促進，導致骨密度降低，從而導致更高的骨質疏松癥風險[9]。此外，S1P水平升高可能導致成骨細胞依賴的破骨細胞生成增強，這通常與骨量丟失有關。這些機制與筆者目前的觀察是一致的，即較高的血漿S1P水平與β-CTX相關，而在不同研究部位，血漿S1P水平與骨密度呈負相關。可能有一種或兩種機制參與了S1P對骨骼的影響。然而，由于S1P在骨髓血漿中的水平低于循環中的水平，因此S1P系統機制比自分泌機制更具有臨床意義。

在本研究中，血漿S1P水平與骨密度密切相關，即使在對年齡進行調整后也是如此。這些觀察結果可以用S1P對骨吸收的潛在影響來解釋。因此，在骨吸收相對較高的絕經后婦女中，破骨活性的增加會導致骨質量和微結構的惡化，引起骨質疏松癥風險的增加。綜上所述，這些觀察結果證明S1P能控制破骨細胞前體的遷移運輸，動態調節骨礦物質的動態平衡，并可能為確定破骨細胞形成的關鍵控制點[11]。

當然本研究也存在一定的局限性，包括所有2型糖尿病女性均為血糖水平均控制較好且體質量指數均在正常范圍之內的女性，不能推廣到其它女性；本研究為橫斷面研究，不能確定S1P水平與骨代謝的因果關系；S1P和年齡呈正相關，但S1P的產生減少、清除和(或)激素變化均可能影響S1P水平[10]；不能排除如飲食、血糖和(或)其他生活方式因素改變。在這些方面還需要進一步的深入探討。

總之，本研究結果表明，S1P以及β-CTX與絕經后2型糖尿病患者的髖部和股骨頸骨密度存在負相關。