血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平对老年2型糖尿病骨质疏松并发骨折的预测价值

王娓娓，章 伟，杨维杰，孙 平△

上海市第八人民医院：1.老年科；2.骨科，上海 200235

骨质疏松是2型糖尿病的常见并发症之一，其机制与钙磷代谢、骨质转化和骨微血管供应等具有明显的关系[1]。并且发现2型糖尿病患者其髋部和脊椎部位发生骨折的概率与健康人相比高出1.7～2.2倍，其骨折发病率逐年增高[2]。而骨质疏松引起的骨折病程延长，致残率逐渐升高，给社会和个人带来巨大的经济负担，因此如何早期预测2型糖尿病骨质疏松患者发生骨折，成为学者们关心的问题。脂肪细胞因子是由脂肪组织分泌的蛋白质因子，可以通过自分泌、旁分泌和内分泌等方式参与能量代谢、激素调控和骨质代谢过程，脂肪细胞因子与骨质代谢的研究已经成为热点之一[3]。本研究通过联合检测2型糖尿病骨质疏松患者血清前脂肪细胞因子1(Pref-1)、趋化素和新型脂肪因子Apelin-13水平，观察其在预测患者发生骨折的价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择2019年1月至2020年12月在本院就诊的2型糖尿病骨质疏松患者116例作为骨质疏松组，其中有52例发生骨折。骨折部位：髋部16例、肱骨9例、脊柱8例、股骨7例、踝部5例、肋骨6例和锁骨1例。骨折的判断由骨科和放射科医生读片，并确定骨折部位。选择同期在本院就诊的诊断为2型糖尿病骨量下降的患者75例为骨量下降组。选择同期在本院就诊的诊断为单纯2型糖尿病的患者45例为对照组。纳入标准：骨质疏松、骨量下降和2型糖尿病的诊断均符合相关诊断标准。排除标准：半年内有使用影响骨代谢的药物；有血液性和免疫性疾病；患恶性肿瘤；患肝炎、肺炎和肺结核等感染性和传染性疾病；患内分泌性疾病如甲状腺功能亢进或者减退和库欣综合征等；创伤性骨折，恶性肿瘤和其他疾病引起的病理性骨折。根据2018年美国糖尿病协会[4]制定的《糖尿病诊疗标准》将各组患者糖化血红蛋白(HbA1c)划分为<7.0%、7.0%～9.0%、>9.0% 3个水平。3组患者的性别、年龄和BMI等基线资料差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性，见表1。所有患者均了解本研究的相关内容，自愿参与研究，签署知情同意书；本研究经医院伦理委员会审核通过。

表1 各组基线资料的比较

1.2方法

1.2.1血清标本留取及检测 所有入组患者入院后抽取肘静脉血约5 mL，在室温下静置约20 min，然后3 000 r/min离心10 min，离心半径为15 cm，取上清液约3 mL，放置在-80 ℃的冰箱中待测。采用酶联免疫吸附试验测定血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平，所有试剂盒采用R&D公司产品，检测过程严格按照试剂盒说明书操作。

1.2.2观察指标 比较各组血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平，分析2型糖尿病骨质疏松患者血清Pref-1、趋化素和Apelin-13之间的相关性及各指标预测2型糖尿病骨质疏松患者发生骨折的效能。

2 结 果

2.1各组血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平的变化 骨质疏松组血清Pref-1和趋化素水平明显高于骨量下降组和对照组(P<0.01)，骨量下降组血清Pref-1和趋化素水平明显高于对照组(P<0.01)，而血清Apelin-13水平明显低于骨量下降组和对照组(P<0.01)，骨量下降组血清Apelin-13水平也明显低于对照组(P<0.01)。见表2。

表2 各组血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平的变化

2.2不同HbA1c水平时患者血清Pref-1、趋化素和Apelin-13的表达情况 从表3可知，骨质疏松组患者血清Pref-1和趋化素水平随着HbA1c水平升高而升高(P<0.01)，而血清Apelin-13水平随着HbA1c水平升高而降低(P<0.01)。骨量下降组和对照组血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平随着HbA1c水平升高而变化的情况与骨质疏松组一致。

表3 不同HbA1c水平时各组患者血清Pref-1、趋化素和Apelin-13的表达情况

HbA1c(%)对照组nPref-1(μg/L)趋化素(ng/mL)Apelin-13(pg/mL)<7.0120.26±0.076.60±0.911 498.57±53.027.0～9.0180.39±0.04a8.77±0.48a1 359.58±34.03a>9.0150.54±0.05ab10.65±0.82ab1 250.64±50.99abF103.607102.08398.897P<0.001<0.001<0.001

2.32型糖尿病骨质疏松患者血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平之间的相关性分析 2型糖尿病骨质疏松患者血清Pref-1(r=-0.543，P<0.01)和趋化素(r=-0.652，P<0.01)水平与Apelin-13呈负相关，而血清Pref-1水平和趋化素呈正相关(r=0.591，P<0.01)。

2.4骨质疏松组中并发骨折、无骨折患者血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平比较 从表4可知，骨质疏松组中并发骨折的患者血清Pref-1和趋化素水平明显高于无骨折患者(P<0.01)，而血清Apelin-13水平明显低于无骨折患者(P<0.01)。

2.5血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平对2型糖尿病骨质疏松患者发生骨折的预测效能 从表5和图1可知血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平预测2型糖尿病骨质疏松患者发生骨折具有较高的效能，根据是否发生骨折进行二元Logistics回归得方程Y=3.86×XPref-1+0.42×X趋化素-0.02×XApelin-13+1.59。3项联合检测的灵敏度为82.7%，特异度为90.6%，AUC为0.934，明显高于Pref-1(z=3.263，P<0.01)、趋化素(z=3.347，P<0.01)和Apelin-13(z=3.386，P<0.01)单项检测的AUC，而Pref-1、趋化素和Apelin-13单项检测的AUC之间差异无统计学意义(P>0.05)。

表4 骨质疏松组中并发骨折、无骨折患者血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平比较

表5 血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平对2型糖尿病骨质疏松患者发生骨折的预测效能

图1 血清Pref-1、趋化素和Apelin-13单项及联合检测预测2型糖尿病骨质疏松患者发生骨折的ROC曲线

3 讨 论

2型糖尿病是骨质疏松的重要危险因素，目前研究显示2型糖尿病患者与健康人群相比更易发生骨质疏松性骨折，因此对合并2型糖尿病的骨质疏松患者，需要予以关注。糖尿病患者更易发生骨质疏松，甚至发生骨折，这可能与糖尿病的病程具有密切联系[5-7]。2型糖尿病患者早期表现为胰岛素抵抗，随着患者病程延长出现胰岛素缺乏，机体糖、蛋白质、脂质代谢紊乱，出现负氮平衡，骨矿物质丢失，骨形成减少和骨吸收加速，导致发生骨质疏松。

骨髓间充质干细胞在骨髓中经过多种细胞调节过程分为脂肪细胞和成骨细胞，其中脂肪前体细胞分泌Pref-1对成骨细胞的分化过程起到负调节作用，现已知Pref-1水平与骨髓脂肪组织含量呈正相关，与骨密度呈负相关[8]。现有研究显示，Pref-1与雌激素的生物效应呈负相关，雌激素能够明显抑制Pref-1活性，从而调控骨髓间充质干细胞分化为脂肪细胞和成骨细胞，对脂肪代谢和骨质代谢具有重要作用[9]。本研究显示，2型糖尿病骨质疏松患者血清Pref-1水平明显高于骨质量下降组和对照组，并且随着HbA1c水平升高而升高，说明血清Pref-1参与2型糖尿病患者骨质疏松的发生、发展过程，并且血清Pref-1水平增高在一定程度上说明糖尿病患者的血糖控制不理想，与文献[10]报道结果接近。本组研究还发现2型糖尿病骨质疏松并发骨折患者血清Pref-1水平明显高于无骨折患者，说明其血清水平高低与骨折具有一定的关系。本组研究发现以血清Pref-1>1.14 μg/L作为判断标准时，预测发生骨折的特异度为59.6%，灵敏度为100.0%，AUC为0.791，说明这些患者具有发生骨折的高风险，是否需要早期进一步干预治疗，还需要进一步研究。

本研究中骨质疏松组血清趋化素水平明显高于骨量下降组和对照组，并且发现骨量下降组趋化素水平高于对照组，血清趋化素水平随着HbA1c水平升高而升高，说明血清趋化素水平与糖尿病骨质疏松的严重程度具有明显相关性，糖尿病患者的血糖控制程度影响骨质疏松。趋化素是一种新型的脂肪因子，与代谢综合征具有密切的联系，而代谢综合征患者会出现骨质疏松的比例明显升高[11]。现在已知趋化素作为一种分泌性蛋白分泌到细胞外，与相应的受体结合后，激活下游信号通路，发挥多种生物学功能，参与了骨骼和矿物质的代谢，与骨质疏松和骨密度具有明显的关系[12]。本组研究显示2型糖尿病骨质疏松并发骨折患者血清趋化素水平明显高于无骨折患者，说明血清趋化素水平与糖尿病骨质疏松患者发生骨折具有密切联系。本组研究发现以血清趋化素>15.71 ng/mL作为判断标准时，其灵敏度为69.2%，特异度为78.1%，AUC为0.803，说明其在预测糖尿病骨质疏松患者发生骨折中具有较高的价值，对于这部分患者是否需要进一步干预还需研究。

本组研究发现血清Apelin-13水平在2型糖尿病骨质疏松患者明显低于骨量下降者和单纯2型糖尿病患者，并且随着HbA1c水平升高，Apelin-13水平降低，说明血清Apelin-13水平降低对骨质疏松具有促进作用，其水平升高说明糖尿病患者的血糖控制度在好转，发生骨质疏松的概率会降低。Apelin-13为一种新型的脂肪因子，在抑制细胞增殖、抗炎和调整体液平衡方面具有重要意义，可以促进成骨细胞内信号分子活化，促进骨细胞的增殖和蛋白质表达，骨质损害越严重，血清Apelin-13表达水平越低[13-14]。现已知Apelin-13能够改善胰岛素的敏感性，改善患者的能量代谢，同时可以诱导人成骨细胞内信号分子的活化，促进骨细胞的增殖和蛋白质的表达，抑制骨细胞的凋亡[14-15]。本研究还显示2型糖尿病骨质疏松并发骨折患者血清Apelin-13水平明显低于无骨折患者，说明血清Apelin-13高水平是骨折的保护因子。当以血清Apelin-13≤696.11 pg/mL作为判断标准时，其特异度为78.8%，灵敏度为73.4%，AUC为0.826，说明血清Apelin-13水平用于预测糖尿病骨质疏松患者发生骨折具有一定的价值。本研究还显示联合检测血清Pref-1、趋化素和Apelin-13水平用于预测糖尿病骨质疏松患者发生骨折方面具有更高的效能，其灵敏度为82.7%，灵敏度为90.6%，AUC为0.934，其AUC明显高于单项检测，说明各个指标用于预测发生骨折具有一定的互补性，有内在的联系。本研究显示2型糖尿病骨质疏松患者血清Apelin-13水平与Pref-1和趋化素水平呈负相关，而血清Pref-1水平和趋化素呈正相关，说明3项指标之间具有相关性，脂肪因子之间的确切内在联系还需要进一步研究。

综上所述，脂肪因子Pref-1、趋化素和Apelin-13参与了老年2型糖尿病骨质疏松的发生、发展过程，3项指标联合检测预测老年2型糖尿病骨质疏松患者发生骨折具有较高的效能，有一定的临床价值。