2型糖尿病合并微血管病变与骨转换标志物的相关性

何瑶 马维青 吕芳 王国娟

安徽医科大学第三附属医院内分泌科，安徽 合肥 230061

研究显示,2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)患者骨折的风险较非糖尿病人群增加40%～70%[1]。随着糖尿病患者病程延长,血糖控制不佳,尤其合并微血管并发症时，即使骨密度(bone mineral density，BMD)正常或更高，其骨折风险仍增高[2]。观察发现，T2DM慢性并发症与BMD减少具有相关性，糖尿病患者合并神经病变，视网膜病变，以及早期肾病时BMD降低[3-5]。糖尿病可能通过调节骨细胞而影响骨质量[6]。骨转换标志物(bone turnover markers，BTMs)是由骨细胞分泌的酶和代谢产物，反映骨形成和骨吸收，进而反映了骨重塑的动态情况[7]。BTMs可作为骨质疏松症和骨质疏松性骨折的独立预测因子[8]。然而，骨转换过程可能受到糖尿病及其并发症的影响。但目前很少有研究涉及BTMs与糖尿病并发症之间的关联。本文对2型糖尿患者骨转换标志物、微量白蛋白尿和视网膜病变情况进行检测，探讨骨转换标志物与糖尿病微血管并发症及糖尿病其他代谢因素的相关性。

1 对象与方法

1.1 对象

选取2015年6月至2017年5月就诊于安徽医科大学第三附属医院的301名成人2型糖尿病患者，为避免高龄及绝经因素对骨转换标志物的影响，患者年龄选择：男性年龄<55岁，绝经前女性且年龄<45岁。根据是否合并微量白蛋白尿和(或)视网膜病变分为两组，即合并微量白蛋白尿和(或)视网膜病变患者为试验组，无微量白蛋白尿和视网膜病变患者为对照组。所有入选患者均事先签署入组知情同意书。

2型糖尿病诊断参照1999年世界卫生组织(WHO)修订的糖尿病诊断和分型标准。糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)诊断参照美国眼科学会的DR诊断标准[9]。微量白蛋白尿的诊断根据尿白蛋白与肌酐比值(the urinary ratio of albumin to creatinin，ACR)，ACR≤30 μg/mg为正常，30 μg/mg

排除标准：所有入选研究对象均排除：长期吸烟、饮酒者；1型糖尿病、妊娠糖尿病、其他特殊类型糖尿病；糖尿病酮症酸中毒、糖尿病高渗状态及其他急性并发症；肝功能异常、肿瘤、风湿性及类风湿性疾病以及长期卧床者；其他内分泌疾病者(甲状腺和甲状旁腺疾病、肾上腺皮质功能异常、生长激素水平异常者)；近期服用影响骨代谢药物者；近2年内发生过骨折者或有骨质疏松家族史者。

1.2 方法

记录受试者的性别、年龄、糖尿病病史和目前药物使用情况。测量身高和体重，并计算体重指数(body mass index，BMI)，BMI (kg/m2)=体重(kg) /身高(m2)。安静状态下测量血压，并记录收缩压(systolic pressure，SBP)和舒张压(diastolic pressure，DBP)。隔夜并禁食10-12小时后抽取血样，采用全自动生化分析仪测定生化指标包括：空腹葡萄糖(fasting blood glucose，FBG)、血钙(blood calcium，Ca)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)、甘油三酯(triglycerides,TG)、尿酸(uric acid，UA)、血尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)、肌酐(serum creatinine，Cr)。放射免疫法测定甲状旁腺激素(parathyroid hormone，PTH)、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)、空腹C肽(fasting C-peptide，FCP)、25羟维生素D3(25-hydroxy vitamin D3，25(OH)D3)，使用ELISA法测定I型原胶原N-端前肽(procollagentype I N-terminal propeptide，PINP)和β-异构C-端肽(beta-isomerized C-telopeptide，β-CTX)。留取新鲜尿样采用瑞典特种蛋白干式免疫散射色谱分析仪(Afision，AS100型)测定尿白蛋白与肌酐比值(the urinary ratio of albumin to creatinin，ACR)。采用APS数字眼底造影检查仪检查眼底微血管病变。

1.3 统计学分析

用SPSS 23.0进行统计学分析。两组间的比较采用t检验，率的比较采用χ2检验，多组间比较采用单因素方差分析，相关性分析使用Pearson相关性分析。

2 结果

2.1 两组间一般资料及糖尿病相关因素比较

两组资料比较发现，两组年龄、性别、病史、BMI、高血压史、SBP、DBP、血脂异常、肥胖、血糖控制不佳等差异均无统计学意义(P>0.05)(见表1)。

2.2 两组间生化代谢指标及骨转换标志物比较

与对照组相比，试验组的HbA1c、TC、TG、BUN、Cr、UA、PTH、β-CTX均明显增高，并且差异有统计学意义(P<0.05)；25(OH)D3较对照组降低，差异有统计学意义(P<0.05)；而实验组PINP水平虽然较对照组增高，但差异无统计学意义(P>0.05)(见表2)。

2.3 不同性别患者骨转换标志物的比较

男性PINP、β-CTX水平较绝经前女性低，但差异无统计学意义(P>0.05)(见表3)。

表1 试验组与对照组一般资料及糖尿病相关因素的比较Table 1 Comparison of general information and the related factors of diabetes between the experimental and control group

注：高血压定义为BP≥140/90 mm Hg或目前使用高血压药物；血脂异常定义为TG> 2.26 mmol/L、LDL≥4.14 mmol/L和(或)HDL<1.4 mmol/L或使用降脂药物；血糖控制不佳定义为HbA1c≥7%；肥胖定义为BMI> 28 kg/m2。

图1 P1NP和β-CTX在不同类型微血管并发症间的比较Fig.1 Comparison of P1NP and β-CTX in different types of microvascular complicationsDR糖尿病视网膜病变，DN糖尿病肾病(*P<0.05，**P<0.01,***P<0.001)

2.4 BTMs在不同类型微血管并发症间的比较

为了研究骨转换标记物在不同类型微血管并发症间的关系，将试验组分为糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)组、糖尿病肾病组(diabetic nephropathy，DN)组、糖尿病视网膜病变合并肾病组(DN/DR组)(图1)。观察发现，与无微血管并发症患者相比，DN/DR组的PINP较高，且差异有统计学意义(P<0.001)(图1 a)。另外，DR组及DN/DR组β-CTX明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.01，P<0.001)；DN组β-CTX水平较DN/DR组低，差异有统计学意义(P<0.05)(图1b)。

表2 试验组与对照组生化代谢指标及骨转换标志物的比较Table 2 Comparison of biochemical and metabolic markers and markers of bone turnover between experimental and control group

表3 不同性别患者骨转换标志物的比较Table 3 Comparison of bone turnover markers between patients of different gender

2.5 两组BTMs与各参数的相关性分析

在试验组中，PINP与BUN(r=-0.326，P=0.020)、UA(r=-0.052，P=0.046)水平呈负相关；β-CTX与BUN(r=-0.431，P=0.013)、Cr(r=-0.602，P=0.013)、UA(r=-0.538，P=0.012)、25(OH)D3(r=-0.703，P=0.036)呈负相关，与HbA1c(r=0.235，P=0.030)、PTH(r=0.652，P=0.000)呈正相关；在对照组中，β-CTX与BUN(r=-0.512，P=0.012)、Cr(r=-0.583，P=0.001)、UA(r=-0.319，P=0.022)呈负相关(见表4)。

表4 BTMs与各参数的相关系数比较Table 4 Comparison of correlation coefficients between BTMs and the parameters

3 讨论

糖尿病患者的骨代谢受多种复杂因素(年龄、性别、绝经、肥胖等)的影响，为了尽量避免干扰，故此次研究对象选择男性和绝经前女性，比较两组间年龄、病史、BMI、高血压、肥胖等，差异均无统计学意义(P>0.05)，同时比较不同性别患者骨转换标志物水平，差异无统计学意义(P>0.05)，在分析结果时可以排除上述因素的影响。

PINP和β-CTX是国际骨质疏松基金会(IOF)推荐使用的骨形成和骨吸收标志物[10]。PINP由成骨细胞产生，是反映骨胶原合成的重要标志[11]。Shanbhogue VV等研究发现，T2DM合并微血管并发症患者PINP水平较无微血管并发症患者明显增高[12]。而在本研究中，试验组PINP水平较高，差异无统计学意义(P>0.05)，同时合并DN/DR的患者PINP水平较对照组增高有统计学意义(P<0.05)。

β-CTX是I型胶原分解代谢产物，反映破骨细胞活性及骨吸收过程的敏感指标[11]。本研究显示，试验组β-CTX血清水平较对照组明显升高，且差异有统计学意义(P<0.05)，提示微血管病变患者骨转换速率明显增快，骨量丢失增多。同时，与无微血管并发症患者相比，单纯DN患者、单纯DR患者、同时合并DN/DR患者的β-CTX水平依次升高，其中单纯DN组差异无统计学意义(P>0.05)，而单纯DR组和同时合并DN/DR组β-CTX则显著升高(P<0.01)。另外，与DN组相比，DN/DR组β-CTX水平更高，且差异有统计学意义(P<0.05)。Z Maghbooli等[13]在对204例糖尿病患者的研究中也得到类似的结果。同时，在试验组中我们观察到，β-CTX水平与PTH间呈正相关，而与BUN、Cr、UA、25(OH)D3呈负相关，提示了PTH对于β-CTX水平有重要影响。血液循环中的PTH浓度增高可能导致破骨细胞活性增强，骨吸收作用增强，而肾功能恶化和25(OH)D3不足也可能影响骨转换标志物的血清水平。近期有研究表明，高血糖和骨转换标记物之间具有关联性，长期高血糖导致糖基化终末产物(advanced glycation end products，AGEs)增多，AGEs可促进破骨细胞成熟，加速骨吸收过程[14]。而本研究中，β-CTX与HbA1c呈正相关，差异有统计学意义(P>0.05)，认为微血管病变患者骨转换标志物变化与长期血糖控制不佳具有相关性。

综上所述，T2DM患者合并微血管并发症时，PINP未见明显改变，但血清β-CTX水平明显升高，认为β-CTX更适合作为T2DM合并微血管病变时监测骨代谢变化的特异性指标，有助于判断骨丢失速率，评估骨折风险。而PINP在对微血管病变患者骨代谢过程的评估价值有待进一步研究。另外，本研究还发现，长期高血糖可能影响骨转换过程，血PTH水平在维持糖尿病患者骨转换平衡中扮演着重要的角色，而骨转换标志物和肾功能指标(BUN、Cr、UA)之间存在显著负相关性，提示肾功能指标对糖尿病患者的骨转换过程可能有调节作用。本次研究的不足之处是未对健康人群BTMs进行统计评估，还需要进一步扩大样本量进行深入的研究。