2型糖尿病合并下肢动脉疾病患者血清FGF-23与骨钙素的关系研究

梁珊珊 刘昊凌 高昕媛 辛玉晶

哈尔滨医科大学附属第一医院内分泌科 150001

研究表明，动脉硬化与骨密度降低存在相关性，提示骨量减少、骨质疏松可能与血管病变的发生密切相关[1]。糖脂代谢紊乱可能导致骨量的丢失及下肢血管动脉斑块的形成；而下肢动脉疾病(LEAD)会导致骨的血供减少影响骨重建，进而加重骨质疏松并形成恶性循环[2]。

骨钙素是在骨重建及骨形成阶段由成骨细胞合成的蛋白质，在2型糖尿病(T2DM)患者中作为骨形成过程的标志物[3-4]。成纤维细胞生长因子-23(FGF-23)主要是由骨细胞和成骨细胞表达的蛋白，在调节矿物质代谢(钙磷平衡)中起重要作用，在T2DM患者中与下肢动脉粥样硬化的发生、发展密切相关[5-6]。本研究意在通过研究在T2DM患者中骨钙素和FGF-23的关系，探讨T2DM骨代谢与大血管病变的关系。

1 对象与方法

1.1 研究对象 2017年11月至2018年5月哈尔滨医科大学附属第一医院内分泌科住院的178例患者入选，男113例，女65例，年龄(54.58±11.32)岁。糖尿病的诊断基于2009年WHO糖尿病诊断标准[7]。根据曼海姆共识，动脉粥样硬化斑块被定义为侵入动脉腔的局灶性结构存在至少0.5 mm，或至少比周围血管壁厚度大50%[8]。当所检查的任何下肢动脉段中存在动脉粥样硬化斑块时，定义LEAD[9]。

排除标准：1型糖尿病、妊娠糖尿病或其他特定类型糖尿病、长期使用激素等影响骨代谢药物、肝肾功能障碍；甲状腺功能减退症或甲状腺功能亢进症、急性感染、恶性肿瘤或精神疾病。记录所有受试者糖尿病病程、饮酒、吸烟状况及糖尿病家族史。本研究得到了哈尔滨医科大学附属第一医院伦理委员会的批准(201863)。所有参与者在注册前都提供了知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 分组 根据LEAD诊断标准，将患者分为单纯糖尿病组98例；糖尿病合并LEAD组80例，根据血管病变严重程度(管腔闭塞：通过下肢彩色多普勒检查血管内径减少>95%，无血流信号通过[10])，将糖尿病合并LEAD组分为非闭塞组(55例)和闭塞组(25例)。

1.2.2 检测指标 计算受试者的体重指数。在受试者休息至少10 min后，用血压计测量血压。使受试者处于站立姿势，在最低肋骨和髂嵴之间的中间测量腰围，在臀部向后最突出部位的水平围长测量出臀围。禁食10 h后收集空腹血样用于测量空腹血糖、糖化血红蛋白、空腹C肽、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白-胆固醇(HDL-C)，低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)、肝功能、肾功能、尿常规、C反应蛋白(CRP)、25(OH)D3、甲状旁腺激素、钾、钠、钙、磷和氯水平。采用ELISA法检测受试者血清骨钙素、FGF-23水平。

1.2.3 超声检查 所有参与者使用配备有5-13MHz线性阵列换能器的Acuson Sequoia 512扫描仪(Siemens Medical Solutions，Mountain View，CA，USA)对下肢动脉及颈动脉进行彩色多普勒超声检查。超声检查包括测量动脉粥样硬化斑块，分别检查双侧下肢的6条动脉，包括股总动脉、股深动脉、股浅动脉、胫前动脉、胫后动脉和腘动脉。检查双侧颈动脉的3条动脉，包括劲总动脉、颈内动脉、颈外动脉。

2 结果

2.1 一般临床资料比较 糖尿病合并LEAD组年龄、血尿素氮、肌酐、尿酸、胆固醇、甘油三酯、空腹C肽、FGF-23水平均高于单纯糖尿病组，且高血压病史、神经病变史、饮酒史、颈动脉彩超阳性率高于单纯糖尿病组，而骨钙素水平低于单纯糖尿病组(表1)，两组间性别、体重指数等其他指标差异均无统计学意义。

2.2 影响患者LEAD多因素logistic回归分析 以单因素分析中差异有统计学意义的指标为自变量，患者是否存在LEAD为因变量(0=无，1=有)进行多因素logistic回归分析，分析LEAD的独立影响因素，结果显示年龄、饮酒史、FGF-23和颈动脉粥样硬化为危险因素，而骨钙素为保护因素，高血压病史、神经病变史等指标对下肢血管病变无影响(表2)。

2.3 糖尿病合并LEAD组 血清骨钙素、FGF-23水平的分析 与非闭塞组相比，闭塞组FGF-23水平升，而骨钙素水平降低(P均<0.05)，见表3。

2.4 骨钙素与FGF-23相关性分析 相关性分析显示，在整体和糖尿病合并LEAD组中骨钙素水平与FGF-23水平均呈正相关(r=0.327、0.585，P均<0.001)，见图1。

2.5 骨钙素与其他指标间相关性分析 相关性分析显示，在糖尿病合并LEAD组中骨钙素与糖化血红蛋白、甘油三酯、总胆固醇、HDL-C、LDL-C均无相关性(P均>0.05)。

3 讨论

骨为新型的内分泌器官，具有内分泌功能。骨组织分泌两种激素：FGF-23和骨钙素[11]。新近研究证实，FGF-23是人体钙、磷代谢的重要调节因子，通过对血管钙化和内皮功能障碍的影响诱导动脉粥样硬化的发生和发展，成为LEAD的独立危险因素[12]。血清FGF-23水平可提示T2DM患者早期出现动脉粥样硬化[13]。

T2DM时骨转换、骨形成、骨吸收均减少[14-15]。骨转换标志物可以反映T2DM的骨代谢异常。最近研究表明，血清骨钙素水平与外周血管疾病的发生呈负相关[7]。研究发现，血清低羧形式骨钙素、总骨钙素水平是T2DM血管并发症发展的独立保护因素[8]。骨钙素通过调节血管内皮功能，影响炎性因子的作用，抑制动脉粥样硬化的发生和发展[16]。本研究显示，T2DM合并LEAD患者血清骨钙素水平明显下降；并且随着LEAD加重骨钙素水平越来越低。

骨钙素能促进胰岛素和脂联素的表达与分泌[17-19]。同样胰岛素和脂联素可以通过反馈调节调控骨钙素的分泌[20]。T2DM患者胰岛素分泌不足，这种反馈效应会导致骨钙素水平降低。现已充分证实，血流对骨血管功能和成骨至关重要，骨骼血液供应中断与骨量减少、骨坏死和骨再生受损有关[21]。在T2DM合并LEAD的患者中，由于血管动脉粥样硬化的发生影响骨骼供血，可进一步影响骨代谢。体外研究通过使用腺病毒过表达系统使胎鼠成骨细胞过表达FGF-23，发现FGF-23可直接作用于骨细胞，抑制骨细胞分化。提示FGF-23对骨代谢的影响一方面源于对动脉粥样硬化的作用，一方面可能为自身直接作用于骨组织，抑制骨细胞分化，导致骨软化及骨密度降低[22]。FGF-23是动脉粥样硬化的独立影响因素，在T2DM中可预示着动脉粥样硬化程度；骨钙素是骨形成过程的标志物，在T2DM中预示着骨代谢程度。本研究表明，在T2DM合并LEAD患者中血清FGF-23和骨钙素水平呈正相关，进一步提示T2DM患者大血管病变和骨代谢过程密切相关。

本研究受到横截面设计和样本量相对较小的限制，难以阐明血清骨钙素水平降低与LEAD之间的因果关系。其次，研究人群仅限于T2DM患者。因此，有必要进一步开展前瞻性研究，以确认和推广更多人群中的现有研究结果，包括那些没有患糖尿病的人群。本研究仅调查了血清FGF-23和骨钙素水平的关系，未来的研究需要探讨血清FGF-23水平与糖尿病骨代谢其他指标之间的关系，如骨密度、总骨Ⅰ型前胶原氨基酸延长链、Ⅰ型胶原C端肽。

表1 糖尿病合并LEAD组与单纯糖尿病组间一般临床指标比较

注：LEAD：下肢动脉疾病；BMI：体重指数；ALT：谷丙转氨酶；AST：谷草转氨酶；HDL-C：高密度脂蛋白-胆固醇；LDL-C：低密度脂蛋白-胆固醇；CRP：C反应蛋白；PTH：甲状旁腺激素；FGF-23：成纤维细胞生长因子-23

表2 影响LEAD的多因素logistic回归分析

注：LEAD：下肢动脉疾病；FGF-23：成纤维细胞生长因子-23

表3 非闭塞组与闭塞组间FGF-23和骨钙素水平比较

注：OC：骨钙素；FGF-23：成纤维细胞生长因子-23

血清FGF-23和骨钙素水平与T2DM患者LEAD及骨代谢的发生和发展密切相关。在T2DM合并LEAD患者中，血清FGF-23水平与骨钙素水平呈正相关。提示糖尿病大血管病变与骨代谢之间具有一定的联系；T2DM大血管病变可能参与了T2DM骨代谢异常的发生和发展。