极速脉搏波速度技术评价维生素D缺乏对2型糖尿病患者早期颈动脉弹性功能的影响

刘安宁，刘 晗，李玉宏

(锦州医科大学附属第一医院超声科，辽宁 锦州 121001)

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)发病率增长速度惊人[1]，已成为全球重要卫生保健问题。动脉粥样硬化性心血管病(atherosclerotic cardiovascular disease, ASCVD)是T2DM的主要并发症，也是致死和致残的主要原因[2]。维生素D缺乏在T2DM患者中普遍存在，且与其心血管病发生率和致死率相关[1]，在未发生心血管事件及颈动脉硬化之前判断维生素D缺乏是否对颈动脉硬化产生影响有着十分重要的临床意义。极速脉搏波速度(ultrafast pulse wave velocity, UFPWV)技术可在出现颈动脉明显硬化样改变之前预测颈动脉硬化趋势[3-5]。本研究以UFPWV技术检测维生素D缺乏对T2DM患者颈动脉弹性变化的影响，观察维生素D缺乏与糖尿病颈动脉硬化的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年1—6月锦州医科大学附属第一医院确诊的120例T2DM患者，均符合 WHO(1999年)T2DM诊断标准[6]。排除标准:①颈动脉内-中膜增厚[内-中膜厚度(intima-media thickness, IMT)≥1.0 mm]或斑块形成(IMT≥1.5 mm)[7]；②严重肝肾功能障碍、肿瘤、自身免疫性及内分泌性疾病；③骨质疏松及其他骨代谢疾病及近期服用任何能影响体内25(OH)D3含量的药物；④UFPWV采集失败。最终T2DM组纳入92例颈动脉结构尚未发生改变者，男56例，女36例，年龄15～66岁，平均(44.8±11.5)岁；根据是否存在维生素D缺乏将其分为维生素D缺乏亚组(64例)和维生素D非缺乏亚组(28例)[8]。另据2019年12月法国声科E超组织的中国汉族成年人彩色UFPWV正常值多中心研究组编撰的《超声极速成像彩色脉搏波传导速度(UFPWV)检查手册》标准，以1 544名脉搏波速度正常的健康成人为对照组，男581名，女963名。

1.2 仪器与方法 采用法国声科Supersonic Aixplorer超声诊断仪(内置UFPWV)，切换探头为SL10-2，频率6～9 MHz，选取Carotid条件。嘱受检者去枕或头低平卧，微上抬下颌，充分暴露颈部，将探头置于颈总动脉远端距球部分叉处约1～2 cm处，取颈总动脉长轴平行最大切面，显示清晰管壁内膜(尤其前壁内膜)后，嘱受检者屏气，待图像稳定时点击PWV按钮，等待Acquiring和Processing图像；获取图像后调节二维增益及取样框，使追踪曲线与血管壁吻合，系统自动获得PWV-BS、PWV-ES及其标准差(Δ±)，以△±≤20%视为测值可信(图1)。对每侧颈总动脉至少测量3次，取平均值；若测值不符合上述标准则予以剔除。由2名超声科高年资主治医师完成以上操作。

图1 UFPWV测量 A.正常人(女，35岁)UFPWV值; B.维生素D非缺乏T2DM患者(男，49岁)UFPWV值; C.维生素D缺乏T2DM患者(女，62岁)UFPWV值 (图中红色框所示为PWV-BS、PWV-ES及其Δ±)

1.3 重复性检验 随机选取30例T2DM组患者，由2名医师分别测量PWV-BS和PWV-ES，采用组内相关系数(intraclass correlation efficient, ICC)评价观察者内及研究者间测量结果的可重复性或一致性，ICC>0.75为一致性好。

1.4 统计学分析 采用SPSS 23.0和State 15统计分析软件。用±s表示符合正态分布的计量资料。以State软件对T2DM组与正常对照组、维生素D缺乏亚组与非缺乏亚组进行独立样本t检验；计数资料比较采用χ2检验。相关性分析采用Pearson线性相关，PWV-BS、PWV-ES影响因素筛选采用多元线性逐步回归分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床及实验室指标比较 T2DM组中，维生素D缺乏亚组体质量指数(body mass index, BMI)、空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)、收缩压、舒张压、总胆固醇(total cholesterol, TC)及甘油三酯(triglyceride, TG)水平均高于非缺乏亚组(P均<0.05)，高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol, HDL-C)水平低于非缺乏亚组(P<0.05)，而2亚组年龄、性别及低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol, LDL-C)差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

表1 维生素D缺乏与非缺乏T2DM患者临床资料及实验室指标比较(±s)

表1 维生素D缺乏与非缺乏T2DM患者临床资料及实验室指标比较(±s)

组别年龄(岁)男/女 BMI(kg/m2)FPG(mmol/L)收缩压(mmHg)维生素D缺乏亚组(n=64)44.4±12.240/2427.38±3.0114.84±4.15133.52±12.63维生素D非缺乏亚组(n=28)45.8±9.516/1225.52±3.279.27±2.80125.36±9.41t/χ2值0.530.24-2.64-6.48-3.06P值0.600.630.01<0.01<0.01组别舒张压(mmHg)TC(mmol/L)TG(mmol/L)HDL-C(mmol/L)LDL-C(mmol/L)维生素D缺乏亚组(n=64)90.97±12.455.52±0.992.71±2.000.99±0.292.85±0.82维生素D非缺乏亚组(n=28)82.61±10.994.82±0.721.84±1.101.35±0.303.10±0.69t/χ2值-3.07-3.35-2.155.361.42P值<0.01<0.010.03<0.010.16

2.2 PWV-BS、PWV-ES比较 与正常对照组比较，T2DM组PWV-BS、PWV-ES均明显增高(P均<0.01)，见表2。T2DM组中，维生素D缺乏亚组PWV-BS和PWV-ES均高于非缺乏亚组(P均<0.01)，见表3。

表3 维生素D缺乏与非缺乏T2DM患者PWV-BE、PWV-ES比较(m/s， ±s)

表3 维生素D缺乏与非缺乏T2DM患者PWV-BE、PWV-ES比较(m/s， ±s)

组别PWV-BSPWV-ES维生素D缺乏亚组(n=64)7.30±1.1710.75±1.77维生素D非缺乏亚组(n=28)6.15±0.638.79±1.21t值-4.88-5.33P值<0.01<0.01

表2 T2DM组与正常对照组PWV-BE、PWV-ES比较(m/s，±s)

表2 T2DM组与正常对照组PWV-BE、PWV-ES比较(m/s，±s)

组别PWV-BSPWV-EST2DM组(n=92)6.96±1.1610.16±1.86正常对照组 (n=1 544)5.46±1.127.02±1.79t值-12.45-16.31P值<0.01<0.01

2.3 相关性分析 T2DM组PWV-BS、PWV-ES均与年龄、BMI、FPG、收缩压、舒张压及TC呈正相关(P均<0.05)，与HDL-C、25(OH)D3呈负相关(P<0.05)，而与LDL-C、TG无明显相关(P均>0.05)。见表4。

表4 T2DM患者PWV-BS和PWV-ES与各因素相关性分析(n=92)

2.4 多元线性 逐步回归分析分别以PWV-BS、PWV-ES为因变量，以年龄、BMI、FPG、TC、HDL-C、LDL-C、TG、25(OH)D3为自变量，回归分析结果显示FPG、收缩压、年龄、TC及HDL-C均为PWV-BS的影响因素(P均<0.05)，收缩压、FPG、年龄、25(OH)D3和TC则是PWV-ES的影响因素(P均<0.05)。见表5。

表5 多元逐步回归分析(n=92)

2.5 重复性检验 重复性检验显示各组数据比较ICC值均>0.75(P<0.001)，观察者间及观察者内测量的一致性均好。见表6。

表6 UFPWV技术测量PWV-BS、PWV-ES一致性检验

3 讨论

T2DM是ASCVD事件的重要危险因素。动脉粥样硬化是一个复杂的过程，涉及动脉壁增厚(形态学)和血管硬化(功能)变化。颈动脉IMT是评估动脉粥样硬化最广泛的指标，但仅反映动脉壁形态变化[9]，即不可逆性改变，而早期糖尿病患者在此之前血管功能已发生变化[10]。

通过2个部位之间的脉搏波速度(pulse wave velocity, PWV)评估颈动脉僵硬度[11]是能够早期发现并诊断外周血管发生动脉粥样硬化的敏感方法[12]，PWV越快，动脉壁僵硬度越高，顺应性越差，但现有测量过程均较为复杂，且不能准确反映局部血管状态。最近研究[13]认为以超快成像测量局部动脉脉搏波可全面体现动脉弹性功能。UFPWV技术可有效评估颈动脉僵硬度，被推荐为临床检测早期动脉异常的新方法[3-4]。

临床一般通过检测25-羟维生素D3[25(OH)D3]浓度来评估维生素D水平，25(OH)D3<20 ng/ml定义为维生素D缺乏[8]。本研究发现T2DM组中维生素D缺乏亚组PWV-BS、PWV-ES均高于非缺乏亚组，而BMI、FPG、收缩压、舒张压及TC均非缺乏亚组，符合MARTINS等[14]对维生素D缺乏与糖尿病、高血压、超重、高TG血症等重要心血管病危险因素之间存在密切关联的结论。MANDARINO等[15]观察到维生素D缺乏症患者中肥胖、血脂异常、代谢综合征、糖尿病患病率较高。本研究还发现维生素D缺乏亚组HDL-C水平低于非缺乏亚组，符合MONTEIRO JNIOR等[16]25(OH)D3和HDL-C水平之间存在正相关的结论，推测T2DM患者中维生素D缺乏可能直接影响颈动脉僵硬度，导致PWV传导速度加快，并可能通过影响血压、血糖、血脂而间接导致颈动脉弹性减低。

本研究发现25(OH)D3是PWV-ES的保护因素，而FPG、收缩压、年龄、TC则为PWV-BS、PWV-ES的危险因素。PAN等[9,17]认为颈动脉IMT正常时，UFPWV技术可早期检测T2DM患者颈动脉功能，且PWV-ES是更适用于定量评估其颈动脉功能变化，故有理由认为维生素D可能是T2DM患者颈动脉弹性的保护因素。作为维生素D的活性形式，1,25-二羟基维生素D3通过与维生素D受体结合而直接参与广泛调节心血管的生理和病理过程，而心血管系统所有主要细胞类型中均存在维生素D受体，特别是直接参与动脉粥样硬化过程者如动脉壁细胞(内皮细胞和平滑肌细胞)和免疫细胞[18-20]。维生素D缺乏将引发一系列血管壁慢性炎症反应，使血管壁僵硬度增加，继而导致PWV加快。因此，维生素D不仅影响T2DM患者颈动脉弹性，还是颈动脉硬化的保护因素；推测维生素D缺乏可能与传统动脉粥样硬化危险因素有关。

综上，维生素D可能是T2DM患者颈动脉硬化的保护因素，维生素D缺乏与T2DM患者颈动脉僵硬度直接相关。应常规监测T2DM患者维生素D水平，必要时及时补充，或可对并发症的发生、发展起到延缓作用。但本研究样本量较小，且多数患者正在服用抗高血压和/或抗高血脂药物，不能排除药物对颈动脉特性影响的可能，尚需加大样本量进一步观察。