SOST蛋白、IGF-1、脂代謝指標與老年女性T2DM患者骨密度的相關性

李華峰 張廣鳳 張旭 鞠文文 王婧婷 吳桐

(1深圳大學附屬華南醫院內分泌與代謝病科,廣東 深圳 518111;2深圳市第三人民醫院放射科;3中山市人民醫院內分泌與代謝病科;齊齊哈爾醫學院 4附屬第三醫院內分泌與代謝病科;5精神衛生學院)

骨質疏松(OP)是一種由多種原因導致的骨量低下和骨質量改變的全身代謝性骨骼系統疾病,隨年齡增長,其發病率逐年上升〔1〕。老年糖尿病(DM)患者是OP高發群體,相比糖代謝健康人群,2型DM(T2DM)老年患者更易發生OP性骨折〔2,3〕。既往研究表明〔4〕,1型DM(T1DM)和T2DM均可影響患者骨密度(BMD),導致患者發生骨折概率增加。骨硬化蛋白(SOST)是Wnt信號通路的抑制因子,其作用機制與抑制Wnt信號通路有關,可調控骨形成和骨代謝,被視為OP的治療靶點〔5〕。既往研究顯示,SOST蛋白過度表達可能導致骨代謝異常,降低BMD,增加罹患OP的風險〔6〕。胰島素樣生長因子(IGF)-1作為生長激素,是發揮促生長的重要調控因子,具有調控細胞凋亡和影響蛋白質合成等豐富的生物功能,在心血管疾病及內分泌代謝疾病中發揮重要作用。既往研究顯示,血清IGF-1水平可用于評估患者術后骨質愈合情況〔7〕。骨髓間充質干細胞作為脂代謝中脂肪細胞和OP中成骨細胞等的來源細胞,在成骨成脂平衡中發揮重要作用。有研究表明〔8〕,脂質代謝異常在一定程度上可以影響骨代謝,其中脂代謝指標高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和三酰甘油(TG)對評估骨量異常有較好的預測價值。目前尚無研究報道SOST蛋白、IGF-1、脂代謝指標與老年女性T2DM患者BMD的相關性。本研究觀察SOST蛋白、IGF-1、脂代謝指標在老年女性T2DM不同BMD患者中的表達,分析其與T2DM患者BMD的關系。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2020年11月至2021年11月于深圳大學附屬華南醫院和深圳市第三人民醫院接受治療的112例老年T2DM女性患者臨床資料。根據世界衛生組織(WHO)推薦方法:BMD T值≤-2.5 SD為OP,-2.5 SD-1.0 SD為骨量正常;將患者分為骨量異常組(T2DM患者骨量異常,74例)和骨量正常組(T2DM患者骨量正常,38例)。骨量異常組年齡55～76〔平均(65.62±4.98)〕歲;平均T2DM病程(9.84±3.76)年;平均體質量指數〔BMI,(23.75±3.63)kg/m2〕;平均舒張壓〔DBP,(74.86±9.74)mmHg〕、平均收縮壓〔SBP,(120.44±9.74)mmHg〕。骨量正常組55～78〔平均(65.87±5.16)〕歲;平均T2DM病程(9.62±3.84)年;平均BMI(23.66±3.54)kg/m2;平均DBP(74.53±10.01)mmHg、平均SBP(118.85±12.31)mmHg。納入標準:符合WHO 1999年T2DM診斷標準;納入女性患者均已絕經。排除標準:T1DM患者;存在其他影響骨代謝疾病;3個月內服用影響骨代謝藥物;合并嚴重器官障礙疾病;合并急慢性感染;合并重要器官惡性腫瘤;近期存在手術或創傷等應激情況。兩組年齡、BMI、DBP和SBP無統計學差異(P>0.05),具有可比性。本研究經醫院醫學倫理委員會批準。

1.2BMD測定 患者入組次日,采用雙能X線BMD測量儀測定腰椎1～4(L1～4)BMD。

1.3觀察指標 采集患者入組次日清晨空腹靜脈血5 ml,離心分離取上清液,采用酶聯免疫吸附試驗(試劑盒購于上海富雨生物科技有限公司)檢測血清IGF-1和SOST蛋白水平。脂代謝指標檢測:采用全自動生化分析儀(北京普朗新技術有限公司)檢測總膽固醇(TC)、TG、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、HDL-C、空腹血糖(FBG)、空腹胰島素水平(FINS),并采用穩態模型分析法計算胰島素抵抗指數(HOMA-IR)=〔FBG×FINS〕/22.5;高壓液相色譜法測定糖化血紅蛋白(HbAlc)。骨代謝指標:采用德國羅氏全自動 Cobas6000-E601化學發光儀及配套試劑檢測Ⅰ型膠原羥基端肽β降解產物(β-CTX)、Ⅰ型前膠原氨基末端肽(PⅠNP)、骨鈣素(BGP)和25-羥基維生素D〔25(OH)D〕。

1.4統計學方法 采用SPSS22.0軟件進行t檢驗、χ2檢驗、Pearson相關分析。

2 結 果

2.1兩組脂、糖代謝指標水平比較 骨量異常組血清TG、LDL-C水平明顯高于骨量正常組,HDL-C水平明顯低于骨量正常組(均P<0.05)。兩組血清TC水平差異無統計學意義(P>0.05)。骨量異常組血清FBG、HbA1c和FINS均明顯高于骨量正常組(均P<0.05)。見表1。

表1 兩組脂、糖代謝指標水平比較

2.2兩組骨代謝指標及BMD比較 骨量異常組血清β-CTX、BGP水平均明顯高于骨量正常組,PⅠNP水平和BMD均明顯低于骨量正常組(均P<0.05)。見表2。

2.3兩組血清IGF-1和SOST蛋白水平比較 骨量異常組血清IGF-1和25(OH)D水平均明顯低于骨量正常組,SOST蛋白水平和HOMA-IR均明顯高于骨量正常組(均P<0.05)。見表2。

2.4SOST蛋白、IGF-1、脂代謝指標與T2DM患者BMD的相關性分析 T2DM患者SOST蛋白、TG、LDL-C水平與BMD呈負相關(r=-0.215、P=0.04,r=-0.184、P=0.014,r=-0.236、P=0.004),IGF-1、HDL-C與BMD呈正相關(r=0.028、P=0.035,r=0.032、P=0.041)。

表2 兩組骨代謝指標及BMD、血清IGF-1和SOST蛋白水平比較

3 討 論

OP是一種隨著年齡增長而發生骨量丟失,骨微結構被破壞,患者因骨質脆弱而容易發生骨折的疾病〔9,10〕。T2DM和OP都是常見疾病,尤其是老年T2DM患者并發OP性骨折的風險也高于正常人群〔11〕。

T2DM是以糖脂代謝紊亂為主的代謝性疾病,其脂代謝紊亂主要表現為TG、TC、LDL-C升高及HDL-C降低,本研究與這一表現基本相符。研究顯示,T2DM患者長期處于高血糖的環境下會影響骨形成和骨吸收過程,嚴重可導致OP〔12〕。也有研究證明,女性圍絕經期高水平LDL-C降低股骨頸及腰椎的BMD,高水平LDL-C的T2DM患者容易并發OP〔13〕,這與本研究結果基本相似。β-CTX含量反映骨吸收程度和骨量大小,臨床常用于診斷骨吸收〔14〕。BGP是人體骨骼代謝中間產物,是反映骨形成的重要標志物,在一定程度上可反映骨轉換。既往研究顯示,T2DM患者隨著BMD降低,血清BGP水平升高,且BGP與BMD呈負相關〔15〕,這與本研究結果基本相似,同樣表明調節T2DM患者脂代謝水平可影響患者骨形成和骨吸收。

IGF-1是調節骨代謝和糖代謝的重要細胞因子,主要由垂體生長激素和胰島素共同調節肝臟分泌IGF-1〔16〕。IGF-1不僅能促進成骨細胞生長、分化和募集,還能增加骨膠原合成,促使骨基質沉積〔17〕。研究顯示,IGF-1能促進25(OH)D的生成,促進腸道對鈣物質吸收,加速骨基質合成,防止骨鈣流失,從而維持骨量和骨密度〔18〕。研究表明,DM患者IGF-1水平較低,且是骨折發生的風險因素〔19〕。由于IGF同時具有降糖和維持BMD的作用,因此其已經成為研究T2DM患者發生骨量異常或者OP的重點。SOST蛋白是一種分泌性蛋白,主要由骨細胞分泌,是骨-血管軸的新型調節因子,在骨代謝中發揮重要作用〔20〕。既往研究顯示,SOST蛋白表達水平與中老年T2DM患者BMD無關〔21〕,這與本研究存在差異。究其原因可能是SOST基因多態性或突變導致SOST蛋白高表達,抑制Wnt信號通路的激活,從而導致BMD的降低。低水平IGF-1可以導致T2DM患者發生骨量異常,SOST蛋白和IGF-1水平異常變化,可提示T2DM患者存在BMD降低的風險,臨床治療應當密切關注。