糖尿病合并骨質疏松患者血清C1q/腫瘤壞死因子相關蛋白3的表達及臨床意義

李 倩, 王 碩, 陳亞榮, 李 珊, 靳丹丹, 高 妍

(華北醫療健康集團邢臺總醫院 內三科, 河北 邢臺, 054000)

骨質疏松是一種以骨組織微結構退化和骨量降低為特點的代謝性骨病,此類患者骨密度降低、骨脆性增加,骨折風險明顯升高[1-2]。2型糖尿病患者處于高血糖狀態且病程較長,是骨質疏松高發人群[3]。骨質疏松及其引起的骨折導致2型糖尿病患者致殘率及全因死亡率明顯升高,已成為危害人類健康的重大公共衛生問題[4]。骨質疏松發病隱匿,早期無特異性癥狀,很多患者出現脆性骨折等嚴重后果時才就診,延誤了治療的最佳時機,而早期診斷骨質疏松并及早干預,可以改善患者預后。糖尿病代謝功能紊亂可破壞成骨細胞與破骨細胞動態平衡,造成成骨細胞減少及破骨細胞過度活化,最終導致骨質疏松[5]。C1q/腫瘤壞死因子相關蛋白3(CTRP3)與脂聯素高度同源,參與調節糖脂代謝、免疫功能等生理過程,以及炎癥等病理過程[6]。CTRP3通過介導ERK1/2以及PI3K信號通路來刺激軟骨細胞以及骨細胞增殖[7]。研究[8-9]表明, CTRP3與絕經后女性骨密度降低有關,推測CTRP3可能參與了骨質疏松的發生過程,但目前仍缺乏有力證據支持。本研究分析CTRP3在2型糖尿病骨質疏松發生過程中的作用,現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年1月—2021年12月在本院內分泌科接受住院治療的93例2型糖尿病合并骨質疏松患者為觀察組,所有患者均符合《中國2型糖尿病防治指南》[10]診斷標準,并符合《原發性骨質疏松癥診療指南(2017)》[11]診斷標準。排除標準: ① 孕產婦及哺乳期患者; ② 心功能不全及肝腎功能障礙者; ③ 1型糖尿病患者; ④ 單純骨質疏松癥患者; ⑤ 2型糖尿病伴有其他并發癥的患者; ⑥ 甲狀旁腺功能亢進、甲狀腺炎、甲狀腺功能減退/亢進等代謝性疾病患者; ⑦ 急性或慢性炎癥性疾病及自身免疫性疾病患者; ⑧ 納入研究前3個月內使用過糖皮質激素、雙膦酸鹽、激素替代療法等患者; ⑨精神障礙及惡性腫瘤患者。同期選取80例單純2型糖尿病患者為對照組,均符合糖尿病診斷標準[10]。研究對象均簽署知情同意書,本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》且獲得本院倫理委員會的批準(批件號: 20191127001)。

1.2 方法

1.2.1 一般資料: 收集研究對象性別、年齡、糖尿病病程、飲酒史、吸煙史、血壓(收縮壓和舒張壓)等人口學資料,并計算體質量指數(BMI)。檢測入院次日清晨空腹血糖(FBG),檢測方法為氧化酶法,同時采用穩態模型計算胰島素抵抗指數(HOMA-IR)。采用電化學發光分析儀檢測入院時空腹胰島素(FINS)。采用全自動生化分析儀(貝克曼庫爾特AU5800)檢測入院時糖化血紅蛋白(HbA1c)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)。

1.2.2 血清CTRP3水平: 采集入院時肘靜脈血5 mL, 以3 000轉/min離心10 min, 離心半徑15 cm, 留取血清保存在-70 ℃冰箱中。采用酶聯免疫吸附法檢測CTRP3水平,試劑盒購自上海酶聯生物科技有限公司,酶標儀為美國Thermo公司的Multiskan FC型。

1.2.3 骨密度測量: 采用GE Lunar Prodigy Advance骨密度檢測儀測量全髖、股骨頸以及L1～L4脊柱的骨密度,取所有部位的骨密度并計算平均值。

1.2.4 骨代謝指標: 采用酶聯免疫吸附法檢測骨代謝指標,包括骨鈣素N-端中分子片段(N-MID)、Ⅰ型膠原羧基端肽β-膠原特殊序列(β-CTX)、Ⅰ型前膠原氨基端前肽(PINP)、Ⅰ型前膠原羧基端前肽(PICP)、骨堿性磷酸酶(B-ALP)以及抗酒石酸鹽酸性磷酸酶異構體5b(TRACP-5b), 試劑盒由上海酶聯生物科技有限公司提供,酶標儀為美國Thermo公司的Multiskan FC型。

1.3 統計學分析

采用SAS 9.4軟件對數據進行統計分析,定量資料符合正態分布的以均數±標準差描述,成組比較行t檢驗,計數資料以[n(%)]描述,比較采用χ2檢驗; 采用多重線性回歸分析血清CTRP3與糖脂代謝指標、骨代謝指標以及骨密度的關系,采用Logistic回歸模型分析骨質疏松的影響因素,繪制受試者工作特征(ROC)曲線以評估血清CTRP3對骨質疏松的診斷價值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 2組臨床資料比較

觀察組女性及吸煙史比率高于對照組,年齡大于對照組,糖尿病病程長于對照組, FBG、HOMA-IR、FINS、HbA1c、N-MID、β-CTX、TRACP-5b水平高于對照組,血清CTRP3水平、BMI、骨密度、PINP、PICP、B-ALP低于對照組,差異均有統計學意義(P<0.05)。2組飲酒史、收縮壓、舒張壓、TG、TC、HDL-C、LDL-C比較,差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

2.2 2型糖尿病合并骨質疏松患者血清CTRP3

影響因素的多重線性回歸分析

以血清CTRP3為因變量,以糖脂代謝指標、骨密度、骨代謝指標為自變量,構建多重線性回歸模型,校正性別、年齡、BMI、糖尿病病程以及吸煙史后, FBG、HOMA-IR、FINS、HbA1c、N-MID、β-CTX、TRACP-5b與CTRP3水平呈負相關(P<0.05), PINP、PICP、B-ALP與CTRP3水平呈正相關(P<0.05)。見表2。

2.3 2型糖尿病患者骨質疏松影響因素的多因素Logistic回歸分析

以2型糖尿病是否合并骨質疏松為因變量(0=無骨質疏松, 1=骨質疏松),以單因素分析中有統計學意義的變量為自變量,構建Logistic回歸分析模型,結果顯示, FBG、HOMA-IR、FINS、HbA1c、CTRP3以及骨密度、骨代謝指標等均是2型糖尿病患者并發骨質疏松的獨立影響因素(P<0.05), 其中FBG、HOMA-IR、FINS、HbA1c、N-MID、β-CTX、TRACP-5b是危險因素(OR>1,P<0.05), CTRP3、骨密度、PINP、PICP、B-ALP是保護因素(OR<1,P<0.05)。見表3。

表3 2型糖尿病患者骨質疏松影響因素的多因素Logistic回歸分析

2.4 血清CTRP3對2型糖尿病患者骨質疏松的診斷價值

繪制ROC曲線結果顯示,骨密度診斷骨質疏松的曲線下面積(AUC)為0.771(95%CI: 0.731～0.810,P<0.001), 截斷值為0.85 g/cm2, 約登指數為0.42, 靈敏度和特異度分別為76.34%和65.25%; CTRP3診斷骨質疏松的AUC為0.815(95%CI: 0.775～0.856,P<0.001), 截斷值為79.38 ng/mL, 約登指數為0.59, 靈敏度和特異度分別為84.95%和73.75%; 骨密度聯合CTRP3診斷骨質疏松的AUC為0.882(95%CI: 0.851～0.920,P<0.001), 約登指數為0.63, 靈敏度和特異度分別為83.87%和78.75%。骨密度聯合CTRP3的診斷價值高于骨密度、CTRP3單獨診斷(Z=3.018、2.759,P<0.05)。見圖1。

圖1 血清CTRP3、骨密度診斷2型糖尿病患者骨質疏松的ROC曲線

3 討 論

骨質疏松是糖尿病常見并發癥,在糖尿病患者中的患病率為20%～40%[12]。中國是糖尿病高發國家, 2019年65歲以上老年糖尿病患者多達3 550萬[13], 其中罹患骨質疏松的人群基數十分龐大。糖尿病患者發生骨質疏松會增加臨床治療難度,并可導致病理性骨質發生風險增高。雙能X線骨密度測定是診斷骨質疏松的“金標準”,但結果具有滯后性,很多患者確診時已出現骨痛甚至骨折,延誤了治療最佳時機。骨質疏松是一種可預防、可控的疾病,早期診斷糖尿病患者中的骨質疏松患者并及時干預,可改善患者預后。糖尿病患者骨質疏松發生機制尚不完全清楚,可能與胰島素作用不足、長期高血糖、糖基化終末產物累積以及慢性炎癥等有關[14-15]。

CTRP3是一種與脂聯素同源的脂肪因子,屬于CTRP家族成員,基因編碼含246個氨基酸殘基,分子量約為26 kDa, 廣泛存在于脂肪組織、軟骨等器官組織以及成纖維細胞、軟骨細胞等細胞中[16]。研究[17]顯示, CTRP3通過調控糖代謝紊亂以及抑制炎癥反應參與了代謝性疾病的發生發展。通過加強葡萄糖轉運蛋白4和磷酸肌醇3激酶磷酸化, CTRP3可加速胰島素敏感性[18]。CTRP3還可抑制糖異生并減少葡萄糖合成,調控胰島β細胞作用可促進胰島素分泌,最終降低血糖[19]。動物實驗[20]證實, CTRP3水平降低會促進腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細胞介素-6(IL-6)等炎癥細胞因子表達而損害糖代謝及胰島素敏感性。研究[21]還發現,相較于成熟的軟骨細胞,在分化的軟骨細胞中CTRP3表達量更高,并且外源性CTRP3可促進HCS-2/8軟骨細胞以及N1511軟骨祖細胞增殖,這種增殖效應呈劑量反應關系。CTRP3也是一種骨骼穩態調節因子,腺苷酸活化蛋白激酶促進CTRP3表達可降低骨質重吸收,抑制破骨細胞生成,延緩骨質疏松。XU Z H等[9]研究顯示, CTRP3每降低1 ng/mL, 骨質疏松風險增加1.069倍?；谏鲜鼋Y果以及糖尿病患者骨質疏松發生機制,作者推測CTRP3可能通過介導糖尿病患者糖代謝紊亂途徑而促進骨質疏松。

本研究中,合并骨質疏松的糖尿病患者血清CTRP3水平顯著低于單純糖尿病患者,提示CTRP3在繼發骨質疏松的糖尿病患者中表達下調; 糖代謝指標FBG、HOMA-IR、FINS、HbA1c與CTRP3呈負相關,骨代謝指標、骨密度與CTRP3也呈不同程度的相關性,該證據支持上述假說,即CTRP3水平降低可導致機體糖代謝紊亂,導致骨代謝障礙而加速了骨質疏松發展。CTRP3降低導致PI3K信號通路受阻,炎癥細胞因子大量釋放增強胰島素抵抗并降低胰島素敏感性,導致骨吸收大于骨形成,骨密度降低而誘發骨質疏松[22-23]。CTRP3降低使胰島素敏感性降低,血糖水平升高,高血糖導致胰島素樣生長因子合成及釋放減少,抑制成骨細胞增殖分化; 高血糖抑制骨鈣素分泌,影響骨礦化過程而導致骨礦物質含量和骨密度降低; 高血糖加重滲透性利尿,引起鈣磷代謝異常,甲狀旁腺功能亢進,增強骨吸收; 高血糖導致骨組織中糖基化終末產物沉積,膠原結構改變,抑制成骨細胞增殖分化,促進破骨活性增強,改變骨細胞數量和功能,導致骨質量下降[24]。本研究發現,性別、年齡、BMI、糖尿病病程等是骨質疏松的影響因素,與既往研究[25-26]結果一致。校正混雜因素后, CTRP3是2型糖尿病患者骨質疏松的保護因素,其水平每升高10 ng/mL, 骨質疏松發生風險降低29.5%。ROC曲線結果顯示, CTRP3對骨質疏松具有診斷價值,聯合骨密度檢測能顯著提高診斷效能,提示臨床早期檢測血清CTRP3水平可以提前診斷骨質疏松發生風險,從而實現早發現、早預防,降低骨質疏松發生率,改善糖尿病患者的預后。

綜上所述,血清CTRP3在2型糖尿病合并骨質疏松患者中表達下調, CTRP3通過糖代謝紊亂過程影響骨質疏松發生,早期檢測對骨質疏松發生風險具有一定的診斷價值。