二甲双胍和西格列汀治疗对绝经后糖尿病合并骨质疏松症妇女骨密度和骨代谢的影响

辛岩 崔晓雯 禹琦

青岛市市立医院，山东 青岛 266000

糖尿病是一种发病率和死亡率都较高的代谢性疾病。糖尿病患者有各种骨骼疾病，包括骨量减少或骨质疏松症。糖尿病患者的骨量异常可能是由于胰岛素缺乏或抵抗和高血糖对骨和骨髓微环境的直接影响以及骨基质蛋白的晚期糖基化终末产物(AGEs)的影响，异常的细胞因子和脂肪因子的产生及其对骨细胞的间接作用[1]。骨质疏松症是糖尿病患者最重要的代谢性骨病[1]。一项对32 089名绝经后妇女的前瞻性队列研究[2]显示，患有1型糖尿病(T1DM)的妇女髋部骨折的风险是血糖正常妇女的12倍。而患有2型糖尿病(T2DM)的女性髋部骨折的风险也比血糖正常女性高1.7倍[2]。二甲双胍作为治疗T2DM患者的一线治药物，最近的研究证实二甲双胍具有促进成骨的效果。二甲双胍可通过促进骨形态蛋白-2(BMP-2)表达，从而诱导MC3T3-E1成骨细胞分化和骨基质合成[3]；并能通过与转录因子Runx2相互作用促进成骨细胞的增殖、碱性磷酸酶活性和矿化[4]。胰高血糖素样肽1(GLP-1)是人体内一种多功能的胰岛素激素，由肠道L细胞对膳食做出反应，发挥多种生理作用[5]。由于这些分子在胰岛上的有益作用[6]，GLP-1在T2DM治疗中的作用最近受到了很大的关注。这类药物有望发挥除降血糖以外的潜在有益作用，包括对骨骼健康的影响，可能是由于GLP-1具有促进骨形成效果。本研究的目的是评价二甲双胍和GLP-1类药物西格列汀对绝经后糖尿病妇女骨密度和骨代谢的影响。

1 材料和方法

1.1 研究对象

160名绝经后糖尿病女性纳入研究。年龄58～66 岁，体重 65～73 kg，平均骨质疏松病程5.0±1.9年。排除标准：严重肝脏和胆道疾病、肾脏疾病和肺部疾病。所有患者均通过腰椎双能X线骨密度仪(DXA)诊断为骨质疏松症，且所有女性均补充同样剂量钙剂和维生素D；随后将患者随机分为两组。第1组口服二甲双胍(盐酸二甲双胍缓释片500 mg)1片，每日2次；第2组服用磷酸西格列汀片(捷诺维100 mg)1片，每日1片，共24周。所有参与者在纳入研究之前签署知情同意书；本项研究得到医院伦理委员会的批准(2018-453)。

1.2 检测指标

所有患者均在基线、8周和16周后及24周研究结束时进行完整的临床检查和实验室检查。采集空腹血样和尿样(上午7～9点)。测定空腹血糖(FBG)、血清总碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OC)和尿脱氧吡啶啉(DPD)。酶法测定空腹血清葡萄糖水平；用阳离子交换树脂法分析血红蛋白A1c(HbA1C)浓度；血清骨钙素使用ADVIA Centaur自动竞争化学发光免疫分析法进行测定；用ELISA法测定尿脱氧吡啶啉。尿标志物的结果与尿肌酐(Cr)相关。采用双能X线骨密度仪(DXA)(Lunar DPX-L；Lunar Corp)测量所有女性患者腰椎(L1-L4)骨密度(BMD)。在基线和干预治疗24周时在前后方向测量腰椎(L1-L4)部位的BMD。

1.3 统计学处理

数据采用配对studentt检验进行统计分析，以比较同组内治疗前(基线)和治疗后的结果；独立样本studentt检验用于比较不同组间的差异，使用SPSS 20.0软件进行数据分析。骨转换标志物和腰椎骨密度变化使用与相应基线值比较的百分比表示。变量之间的相关性通过Pearson相关性进行评估。所有结果均使用均数±标准差表示。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

表1显示了本研究对象代谢指标和骨代谢标志物的变化。两组治疗24周后空腹血糖(FBG)、糖化血红蛋白均明显降低；两组治疗前后空腹血糖、糖化血红蛋白、体质指数(BMI)比较，差异无统计学意义。在二甲双胍组，每天服用二甲双胍1 000 mg，除血清OC略有下降外，治疗24周时所有骨转换标志物的平均值与基线比较差异无统计学意义。在第西格列汀组，每天接受西格列汀100 mg治疗，血清总碱性磷酸酶从170 U/L明显下降到120 U/L。24周时间血清OC水平无显著下降(图1a)。尿DPD在第8周显著下降35 %，随后逐渐升高，24周时下降维持在28 %的水平(图1b)。西格列汀组治疗后骨代谢指标水平与二甲双胍组比较差异有统计学意义 (P<0.05)。二甲双胍组腰椎BMD治疗前后无明显变化；然而，在西格列汀组中，在治疗24周后BMD略有增加。

表1 糖尿病性骨质疏松妇女的代谢特征和骨转换标志物的变化Table 1 Changes of metabolic profiles and bone turnover markers in diabetic osteoporotic

两组患者24周内血清骨钙素、尿DPD、血清ALP、BMD较基线变化见图1。药物治疗后2组骨转换标志物变化与骨密度变化的关系见表2。在二甲双胍组中，腰椎BMD的改变与血清OC或尿DPD均无相关性。在西格列汀组，在第8周时，血清OC或尿DPD与腰椎骨密度变化无相关性；然而在24周时，血清OC与腰椎BMD的变化呈负相关，尿中DPD的变化与BMD的变化也呈显著的负相关。

此外，Pearson相关分析显示，糖化血红蛋白的变化仅与尿中DPD的变化呈负相关(r=-0.37,P<0.05)，而与西格列汀治疗后OC的变化无关，年龄、基线血糖、糖化血红蛋白与两组ALP或OC的变化均无相关性。

表2 西他列汀组骨转换生化标志物与BMD之间的相关性

3 讨论

在本研究中，二甲双胍治疗后，所有骨转换标志物的水平与基线比较差异无统计学意义，只是血清OC略有下降。这些结果与一些学者研究结果一致。有学者[7]研究发现，二甲双胍降低骨转换率，但对啮齿动物的体内骨量没有显著影响，也不能促进骨折愈合。相比之下，有学者[8]研究揭示，二甲双胍对卵巢切除(OVX)大鼠的骨量丢失具有直接抑制作用，此外还能促进体外成骨细胞的成骨能力；进一步研究表明二甲双胍使用能显著增加胫骨近端OVX大鼠的全身骨密度，防止骨质流失和减少抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)阳性细胞数量，通过骨保护素(OPG)的增加和减少受体激活剂核因子JB配体(RANKL)表达来介导的。此外，二甲双胍还能抑制破骨细胞分化并防止骨质流失[9]。有学者[10]的研究揭示，口服二甲双胍可以完全或部分地预防糖尿病诱导的骨微结构改变，这与骨髓祖细胞(BMPCs)的成骨潜能降低有关。此外，Wang等[11]探讨了罗格列酮，吡格列酮和二甲双胍对胰岛素抵抗小鼠的骨骼作用，他们报道二甲双胍是一种对骨骼有益的抗糖尿病药物，罗格列酮对骨小梁骨骼有不良影响，而吡格列酮没有发现存在不良反应的证据。

在目前的研究中，使用西格列汀治疗糖尿病性骨质疏松症女性24周导致尿DPD与治疗前相比显著降低；同时，血清OC显著降低，表明DPP-4抑制剂对骨代谢的影响可能主要通过骨吸收而不是骨形成介导。Chailurkit等[12]研究表明骨吸收标志物比骨形成标志物更敏感；这可能是由于在绝经后早期骨重塑导致骨吸收标志物比骨形成标志物更快速下降[4]。Marlene等[13]研究表明DPP-4抑制剂对骨骼系统有益，通过直接刺激成骨细胞，抑制晚期糖基化终产物和抑制骨吸收是多方面的。Bernardo等[14]研究也证明GLP-1的合成代谢作用是胰岛素依赖性的，并且GLP-1可以是用于改善与葡萄糖不耐受相关的缺陷性骨形成和骨结构的有用治疗剂。Nobuki等[15]也表明，DPP-4抑制剂可增强血清肠促胰岛素浓度，据报道可减少骨质疏松性骨折。

在目前的研究中，西格列汀治疗24周后血清总ALP显著下降。有学者[16]研究表明，在2型糖尿病患者中，西格列汀治疗24周后，血清总ALP显着下降。Xue等[17]表明，对卵巢切除大鼠施用肠促胰岛素类似物(exendin-4)16周会增加血清ALP和骨钙素，并降低DPD/肌酐比值，这表明它可能是治疗老年绝经后骨质疏松症的潜在候选者。相反，Bunck等[18]研究表明，与治疗前水平相比，维达列汀没有改变餐后交联的C-末端端肽(s-CTX)浓度，并且在用维达列汀治疗1年后，空腹血清碱性磷酸酶、钙和磷酸盐也未受影响。相关性分析结果显示，骨转换标志物的变化与HbA1C的变化无关，提示西格列汀对骨转换的独立影响。该研究表明骨吸收标志物是骨形成标志物的更好的BMD变化指标。因为抗骨重吸收剂对骨吸收具有直接抑制作用并且对骨形成产生间接影响，所以骨形成标志物的变化可能滞后于骨吸收标志物在预测BMD变化中的变化。此外，骨吸收标志物可能反映了整个骨骼中骨转换的总体贡献，因为6个月时骨吸收标志物的变化可以预测治疗第一年中脊柱和髋部的骨骼反应。

总之，本研究通过24周临床研究表明二甲双胍不能促进成骨也不具有抗骨质疏松作用，而西格列汀短期使用表现出抗骨质疏松的希望。然而，需要对大量长期治疗患者进行进一步研究，以评估其长期疗效和对骨代谢的安全性。