1型糖尿病患儿骨转换指标与氧化应激指标的相关性

魏 野, 马亚南, 张传玲

(江苏省徐州市儿童医院 检验科, 江苏 徐州, 221000)

儿童、青少年和成人1型糖尿病(T1DM)患者可表现出低骨密度、骨折和骨折延迟愈合[1-2]。碱性磷酸酶(ALP)、Ⅰ型前胶原氨基末端肽(PINP)、脱氧吡啶啉(DPD)可作为特异性骨转换生物标志物[3-4]。T1DM引起的骨骼结构改变涉及多种机制，包括高血糖引起的钙和维生素D代谢改变、骨骼中Ⅰ型胶原的糖基化、胰岛素样生长因子-1水平降低、骨髓脂质沉积以及氧化应激水平增加等[5]。糖尿病患者的高血糖水平可通过调控线粒体中活性氧的产生、葡萄糖自氧化、多元醇通路代谢途径、晚期糖基化终产物的形成，增加氧化应激水平[6]。此外，活性氧可通过增加脂质过氧化的最终产物丙二醛(MDA)增高脂质过氧化水平。目前，关于T1DM患儿骨转换指标与氧化应激指标关系的研究报道较少。本研究探讨T1DM患儿骨转换标志物ALP、PINP、DPD水平与氧化应激指数谷胱甘肽、超氧化物歧化酶(SOD)、MDA之间的关系，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2020年1月—2021年12月徐州市儿童医院收治的68例T1DM患儿作为研究对象(T1DM组,n=68), 进行横断面研究。另选择同期性别、年龄相匹配的68例健康体检儿童和青少年作为对照(对照组,n=68)。纳入标准: 年龄<18岁者; 符合世界卫生组织关于T1DM的诊断标准[7]者; 资料完整，依从性高者。排除标准: 肾病、肝病、甲状腺或甲状旁腺功能不全，以及自身免疫性疾病等慢性疾病者; 溃疡性结肠炎、克罗恩病等胃肠道吸收障碍性疾病者; 近6个月接受类固醇等可能影响骨骼的药物的患者; 有骨折史者; 近6个月服用过抗氧化剂者。本研究符合2013年修订的《世界医学协会赫尔辛基宣言》要求。

1.2 方法

记录入组儿童和青少年性别、年龄、身高、体质量、病程等临床资料。体质量指数(BMI)=体质量(kg)/身高(m)2。

1.3 观察指标

采集入组儿童和青少年清晨空腹尿液5～10 mL, 1 500转/min离心10 min, 分离上清液。采集入组儿童和青少年清晨空腹肘静脉血3～5 mL, 4 000转/min 离心20 min, 分离血清、血浆。空腹血糖(FBG)采用己糖激酶法检测。糖化血红蛋白(HbA1c)采用高效液相色谱法检测。血清ALP使用Olympus AU 5400型全自动生化分析仪以酶联免疫吸附法且按照试剂盒(abcam, 货号ab83369)说明书要求检测。血浆PINP采用酶联免疫吸附法，按照试剂盒(广东固康，货号FC007)说明书要求检测。尿DPD使用拜耳ACS180SE全自动化学发光分析仪以酶联免疫吸附法且按照试剂盒(eBioscience, 货号hz-H2020c)说明书要求检测，以肌酐矫正。血浆SOD、血清谷胱甘肽采用酶联免疫吸附法，按照试剂盒(abcam, 货号ab65354)说明书要求检测。血浆MDA采用比色法，按照试剂盒(bioMerieux, 货号REF252562)说明书要求检测。

1.4 统计学分析

2 结 果

2.1 一般临床资料比较

2组在性别、年龄、身高、体质量、BMI方面比较，差异无统计学意义(P>0.05); T1DM组FBG、HbA1c高于对照组，差异有统计学意义(t=19.681,P<0.001;t=19.934,P<0.001)。见表1。

表1 2组一般临床资料比较

2.2 骨转换指标和氧化应激指标比较

2组在ALP方面比较，差异无统计学意义(t=0.331,P=0.741); T1DM组PINP、谷胱甘肽、SOD低于对照组，差异有统计学意义(t=15.273,P<0.001;t=16.110,P<0.001;t=7.067,P<0.001), T1DM组DPD、MDA高于对照组，差异有统计学意义(t=7.702,P<0.001;t=10.164,P<0.001)。见表2。

表2 2组骨转换指标和氧化应激指标比较

2.3 T1DM患儿PINP、DPD与氧化应激指标的关系

针对T1DM患儿的Pearson相关性分析结果显示, PINP与HbA1c、MDA呈负相关，与谷胱甘肽、SOD呈正相关, DPD与HbA1c、MDA呈正相关，与谷胱甘肽、SOD呈负相关，差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01); PINP、DPD与病程无相关性(P>0.05)。见表3。

表3 T1DM患儿PINP、DPD与氧化应激指标的关系

2.4 影响T1DM患儿PINP、DPD水平的因素

分别以T1DM患儿PINP、DPD水平为因变量，谷胱甘肽、SOD、MDA为自变量，以进入概率α≤0.05、移出概率α≥0.10进行多元线性回归分析，结果显示，谷胱甘肽、MDA是T1DM患儿PINP水平的影响因素(β=0.612,P=0.002;β=-4.055,P=0.038), 谷胱甘肽是T1DM患儿DPD水平的影响因素(β=-0.103,P=0.018)。见表4。

表4 影响T1DM患儿PINP、DPD水平的因素

3 讨 论

骨转换生物标志物ALP、PINP、DPD等具有灵敏度高、特异性强、稳定性好等优点，近年来在T1DM患者中得到广泛应用。骨转换生物标志物能反映骨吸收和骨形成的具体变化，是骨骼健康的重要标志。研究[8-9]证实, T1DM患者骨转换指标与健康非糖尿病人群存在显著差异。谷胱甘肽、SOD、MDA等氧化应激标志物水平增加作为T1DM患者骨骼结构改变的机制之一，是临床研究的热点。T1DM患者的高血糖水平会增加机体氧化应激水平，而氧化应激会通过改变骨转换状态对骨骼产生负面影响。然而，关于儿童和青少年T1DM骨转换指标与氧化应激指标关系的相关研究较少。

本研究表明，儿童和青少年T1DM人群PINP水平显著低于健康对照人群，与既往研究[10]报道一致。PINP水平的降低反映了T1DM患者骨形成的减少，这或许与胰岛素样生长因子-1对骨形成的刺激作用减弱有关[11]。此外，儿童和青少年T1DM人群ALP水平和健康对照人群无显著差异，与相关研究[9]结果一致，但与李琪等[12]研究中糖尿病患者ALP水平高于对照组的结果相矛盾。上述ALP水平的变化差异可能是由于T1DM患者肠道或肝脏受累，而不是由于骨骼。研究[13]指出，骨转换标志物水平降低的原因是骨形成减少，与骨吸收增加无关。然而本研究发现，反映儿童和青少年T1DM人群骨吸收状态的DPD水平显著高于健康对照人群，与既往研究[9]结果一致，但与MIAZGOWSKI T等[14]的研究结果相矛盾，这可能与入组患儿年龄、BMI等一般临床资料差异有关。本研究发现，儿童、青少年T1DM人群PINP与HbA1c呈负相关, DPD与HbA1c呈正相关，与既往研究[15]结果一致。研究结果提示，更好的血糖控制可能有助于维持儿童和青少年T1DM人群的骨骼健康。本研究未发现糖尿病病程与PINP、DPD之间存在相关性，或许与纳入人群病程较短有关。

本研究发现，儿童和青少年T1DM人群有显著低水平的抗氧化指数(谷胱甘肽、SOD)和高水平的脂质过氧化标记物MDA水平，表明糖尿病患儿的氧化应激状态发生改变。儿童和青少年T1DM人群PINP与MDA呈负相关，与谷胱甘肽、SOD呈正相关。研究结果反映了氧化应激对骨形成过程的负面影响，这与氧化应激抑制成骨细胞分化、损害成骨细胞功能和增加成骨细胞凋亡，进而影响骨形成密切相关[16]。此外，氧化应激增加了晚期糖基化终产物水平，最终导致成骨细胞活性和增殖能力降低[17]。本研究显示, DPD与MDA呈正相关，与谷胱甘肽、SOD呈负相关，提示氧化应激在促进儿童和青少年T1DM人群骨吸收中具有作用，其与氧化应激可通过增加破骨细胞数量、激活前破骨细胞向破骨细胞分化、提高破骨细胞活性及增加骨吸收进程有关[18]。本研究多元线性回归分析发现，在T1DM患儿中，谷胱甘肽、MDA是PINP水平的影响因素; 谷胱甘肽是DPD水平的影响因素，与相关报道[9]一致，表明儿童和青少年T1DM人群氧化应激指标与骨转换指标密切相关，且氧化应激会通过改变骨转换指标影响骨骼健康。但本研究为单中心、小样本、横断面研究，还需展开多中心、大样本的临床研究深入验证。

综上所述，儿童、青少年T1DM患者氧化应激水平升高与骨转换生物标志物水平改变密切相关。因此，预防和治疗儿童、青少年糖尿病性骨病，临床应着重考虑控制血糖、降低氧化应激水平。