李任遠(yuǎn)， 鄧洪容， 姚 麟， 林 碩， 童國玉， 曾龍驛， 朱大龍， 翁建平， 許 雯△

(中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院 1內(nèi)分泌與代謝病學(xué)科，廣東省糖尿病防治重點實驗室， 2醫(yī)務(wù)科，廣東 廣州 510630； 3南京鼓樓醫(yī)院內(nèi)分泌科，江蘇 南京 210000)

既往研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病患者雖然骨密度不一定降低[1]，但骨質(zhì)量受損，導(dǎo)致脆性骨折風(fēng)險增加以及骨折后骨質(zhì)再生不充分[2]。同時，基礎(chǔ)研究證實，成骨細(xì)胞內(nèi)存在骨鈣素(osteoclasin, OC)和胰島素形成的正反饋調(diào)節(jié)環(huán)路[3-4]。血糖升高抑制成骨細(xì)胞的表達(dá)，減少OC的分泌[5]；血糖控制后，血清OC水平升高，促進(jìn)骨形成的發(fā)生。由此，2型糖尿病與骨質(zhì)疏松癥具相關(guān)性，但其中的機制尚不明確。

胰高糖素樣肽1(glucagon-like peptide 1, GLP-1)受體激動劑是近年在臨床應(yīng)用的新一類降糖藥物，在動物實驗中發(fā)現(xiàn)GLP-1可促進(jìn)骨合成[6-7]，但這一結(jié)論尚未被臨床研究所證實。因此，探討艾塞那肽在改善血糖的同時，對2型糖尿病患者骨密度及骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物的影響有利于指導(dǎo)臨床用藥。

材 料 和 方 法

1 研究對象

2010年8月到2011年10月期間，中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院和南京鼓樓醫(yī)院(南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院)，招募新診斷的2型糖尿病患者20名，均符合：(1)初次診斷的2型糖尿病患者(均符合1999年世界衛(wèi)生組織的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn))，既往從未接受降糖藥物治療；(2)年齡30～70歲；(3)糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c, HbA1c)7%～10%；(4)體重指數(shù)(body mass index, BMI)20～35 kg/m2，體重在接受篩選前至少3個月內(nèi)穩(wěn)定，波動≤10%；(5)育齡婦女在研究期內(nèi)避孕；(6)已簽署知情同意書。同時排除(1)急性或嚴(yán)重慢性糖尿病并發(fā)癥；(2)存在骨質(zhì)疏松病史，或既往病理性骨折病史，或目前正服用抗骨質(zhì)疏松藥物或可導(dǎo)致繼發(fā)性骨質(zhì)疏松的藥物；(3)其它引起繼發(fā)性骨質(zhì)疏松的疾病；(4)既往有胰腺炎病史或甘油三酯≥5.0 mmol/L；(5)谷草轉(zhuǎn)氨酶及谷丙轉(zhuǎn)氨酶高于正常上限2.5倍和/或血清肌酐≥133 μmol/L(1.5 mg/dL)；(6)使用影響體重、胃腸功能的藥物、抗排斥藥及其它試驗藥物；(7)嗜酒、妊娠。

2 方法

2.1給藥方案 經(jīng)知情同意后參與研究的患者完成基線檢測后，予以患者GLP-1受體激動劑艾塞那肽注射液(百泌達(dá)?，Byetta?，Eli Lilly)，初始用藥5 μg bid 皮下注射；用藥4周后加量為10 μg bid 皮下注射；每4周隨訪1次至24周，每次隨訪予以生活方式教育。若加量后患者出現(xiàn)低血糖事件，或出現(xiàn)頻繁惡心、嘔吐等胃腸道反應(yīng)，可將劑量降至5 μg bid。完成24周治療后重復(fù)基線檢查。

2.2研究指標(biāo) 患者隔夜空腹測量身高、體重、腰圍和臀圍，計算BMI；留取血清檢測空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)、餐后2 h血糖(postprandial 2-hour blood glucose, PBG)、HbA1c、空腹胰島素(fas-ting serum insulin, FINS)和主要生化指標(biāo)，包括：甘油三酯、低密度脂蛋白、谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、肌酐、淀粉酶和脂肪酶水平，并計算HOMA胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model assessment of insulin resis-tance，HOMA-IR)及HOMA胰島功能指數(shù)(homeostasis model assessment of β cell function，HOMA-β)；同時留取空腹血清檢測OC以及骨吸收標(biāo)志物Ⅰ型膠原交聯(lián)羧基末端肽(C-telopeptide of type I collagen, CTX)和抗酒石酸酸性磷酸酶5b(tartrate-resistant alkaline phosphatase 5b，TRAcP5b)；并行雙能X線骨密度儀檢測腰椎骨密度(bone mineral density, BMD)和體脂分布。

2.3研究指標(biāo)檢測方法 血糖采用葡萄糖氧化法檢測，HbA1c采用HPLC高壓液相檢測，胰島素采用電化學(xué)發(fā)光法檢測，骨形成標(biāo)志物及骨吸收標(biāo)志物采用酶聯(lián)免疫吸附法(IDS, UK)檢測，骨密度和體脂分布采用雙能X線骨密度儀測定。HOMA-IR=(FPG×FINS)/22.5， HOMA-β=(20×FINS)/(FPG-3.5)。

3 統(tǒng)計學(xué)處理

用SPSS 13.0軟件分析。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(mean±SEM)表示。HOMA-IR及HOMA-β經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行統(tǒng)計；各指標(biāo)治療前后差異比較使用配對樣本t檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1 基線資料

20名新診斷2型糖尿病患者有13名男性及7名女性，入組時平均年齡(45.7±10.5)歲，平均糖化血紅蛋白(8.4±1.0)%，20名患者基線指標(biāo)均符合納入及排除標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 患者基線資料

2 治療前后血糖及胰島功能的變化

艾塞那肽治療24周后，患者FPG、PBG和HbA1c均明顯改善(P<0.01)，HOMA-IR較治療前明顯改善(P<0.05)， HOMA-β變化無明顯差異，見表2。

表2 基線及24周患者情況比較

3 治療前后體重及體脂分布的變化

艾塞那肽治療24周后，患者體重和BMI均明顯下降(P<0.05)；體脂分布結(jié)果顯示，患者全身脂肪比和脂肪指數(shù)(fat mass index,FMI)均明顯下降(P<0.05)，見表2。

4 治療前后骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物及骨密度的變化

艾塞那肽治療24周后，患者OC呈下降趨勢，CTX和TRAcP5b呈上升趨勢，但是治療前后的變化均未達(dá)統(tǒng)計學(xué)意義，骨密度的變化也未達(dá)統(tǒng)計學(xué)意義,見表2。

討 論

2型糖尿病患者外周血GLP-1濃度明顯下降[8]。而基礎(chǔ)研究提示，GLP-1是促進(jìn)骨合成的物質(zhì)。GLP-1受體敲除的純合子小鼠骨皮質(zhì)減少，骨折脆性增加，骨破壞增多[9]。2型糖尿病大鼠模型的骨形成標(biāo)志物OC較正常大鼠降低。GLP-1治療3 d，OC表達(dá)增多，同時護(hù)骨素/核因子κB受體活化因子配基表達(dá)比例升高，提示GLP-1促進(jìn)骨形成；應(yīng)用顯微CT (micro-CT)分析大鼠股骨骨小梁結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)2型糖尿病大鼠骨小梁結(jié)構(gòu)受損，予以GLP-1可改善其結(jié)構(gòu)[6]。艾塞那肽是GLP-1受體激動劑，通過多種作用機制發(fā)揮降糖作用[10]，并具有改善胰島素敏感性、保護(hù)胰島β細(xì)胞功能、減輕體重和減少內(nèi)臟脂肪的作用[11]。因此推測，艾塞那肽治療2型糖尿病患者，可能在降糖的同時對骨代謝有改善作用。

本研究對新診斷2型糖尿病患者使用艾塞那肽治療24周，采用了特異性代表骨轉(zhuǎn)化情況的OC、CTX和TRAcP5b，并監(jiān)測患者骨密度變化。研究結(jié)果顯示，24周的艾塞那肽治療后，OC、CTX、TRAcP5b及骨密度的變化未達(dá)到統(tǒng)計學(xué)意義的變化，但可見患者OC呈下降趨勢，CTX和TRAcP5b呈上升趨勢。我們知道，雖然骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物的改變僅需要3個月[12]，但骨密度的變化一般需要6～12個月。因此，本研究未能證實艾塞那肽治療24周具有促進(jìn)骨合成的作用可能與治療觀察的時間較短有關(guān)。這與Bunck等[13]的一項臨床研究結(jié)果相一致。在這項研究中，對2型糖尿病患者使用艾塞那肽聯(lián)合二甲雙胍治療44周后，患者的血清堿性磷酸酶、血清鈣、血清磷水平及骨密度在治療后也未發(fā)生改變。

本研究與基礎(chǔ)研究結(jié)果的不一致，可能與臨床研究中存在其它導(dǎo)致骨形成減少的因素相關(guān)。體重及脂肪分布的改變可以導(dǎo)致骨形成減少，因此它們可能是重要的影響因素。既往文獻(xiàn)證實，體重下降5～10%與骨密度降低、骨吸收增加相關(guān)，尤其在絕經(jīng)后肥胖女性中更常見[14-15]。行胃縮減手術(shù)的肥胖患者，體重和全身脂肪下降伴隨骨密度、骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物減少，維生素D代謝異常[16- 17]。加拿大骨質(zhì)疏松指南也提出，體重明顯下降是導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的危險因素[18]。與很多降糖藥物不同，艾塞那肽在降糖同時可以減輕體重。但是在基礎(chǔ)研究中，由于動物模型治療時間短，體重未發(fā)生明顯改變，而在本研究中，24周時患者體重平均下降4.7 kg，同時全身脂肪百分比及脂肪指數(shù)下降；在Bunck等[13]研究中，患者體重也平均下降3.5 kg。這提示，長期使用GLP-1受體激動劑或類似物，導(dǎo)致患者體重持續(xù)下降，可能對骨代謝產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，既往研究提示正常嚙齒目動物的甲狀腺C細(xì)胞表達(dá)GLP-1受體[19]，其通過促進(jìn)降鈣素分泌，抑制破骨細(xì)胞，減少骨吸收[20]，從而改善骨代謝。而新近的研究發(fā)現(xiàn)，僅33%的正常人甲狀腺C細(xì)胞表達(dá)GLP-1受體[21]。因此，GLP-1受體激動劑或類似物類藥物對人類骨代謝的影響不僅與體重及脂肪分布改變相關(guān)，可能同時與患者甲狀腺C細(xì)胞是否表達(dá)GLP-1受體相關(guān)。其長期效果仍需更多的臨床研究進(jìn)一步證實。

綜上所述，本研究提示24周艾塞那肽治療改善新診斷2型糖尿病患者的血糖和胰島素抵抗，使體重及體脂含量下降，但未對胰島β細(xì)胞功能產(chǎn)生影響。同時，24周艾塞那肽治療未對OC、CTX、TRAcP5b和骨密度產(chǎn)生影響。與基礎(chǔ)研究結(jié)果的不一致提示有必要進(jìn)一步研究艾塞那肽對骨代謝的長期影響。鑒于本研究隨訪時間相對較短，我們將在后續(xù)的研究中，繼續(xù)關(guān)注長期使用GLP-1受體激動劑對骨代謝的影響，進(jìn)一步為2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松患者選擇降糖藥物及抗骨質(zhì)疏松治療提供依據(jù)。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] Isidro ML, Ruano B. Bone disease in diabetes[J]. Curr Diabetes Rev, 2010, 6(3):144-155.

[2] Achemlal L, Tellal S, Rkiouak F, et al. Bone metabolism in male patients with type 2 diabetes[J]. Clin Rheumatol, 2005, 24(5):493-496.

[3] Ferron M, Wei J, Yoshizawa T, et al. Insulin signaling in osteoblasts integrates bone remodeling and energy metabolism[J]. Cell, 2010, 142(2):296-308.

[4] Ng KW. Regulation of glucose metabolism and the skeleton[J]. Clin Endocrinol (Oxf), 2011, 75(2):147-155.

[5] Inaba M, Terada M, Koyama H, et al. Influence of high glucose on 1,25-dihydroxyvitamin D3-induced effect on human osteoblast-like MG-63 cells[J]. J Bone Miner Res, 1995, 10(7):1050-1056.

[6] Nuche-Berenguer B, Moreno P, Esbrit P, et al. Effect of GLP-1 treatment on bone turnover in normal, type 2 diabetic, and insulin-resistant states[J]. Calcif Tissue Int, 2009, 84(6):453-461.

[7] Nuche-Berenguer B, Moreno P, Portal-Nunez S, et al. Exendin-4 exerts osteogenic actions in insulin-resistant and type 2 diabetic states[J]. Regul Pept, 2010, 159(1-3):61-66.

[8] Vilsboll T, Krarup T, Deacon CF, et al. Reduced postprandial concentrations of intact biologically active glucagon-like peptide 1 in type 2 diabetic patients[J]. Diabetes, 2001, 50(3):609-613.

[9] Yamada C, Yamada Y, Tsukiyama K, et al. The murine glucagon-like peptide-1 receptor is essential for control of bone resorption[J]. Endocrinology, 2008, 149(2):574-579.

[10] Kolterman OG, Buse JB, Fineman MS, et al. Synthetic exendin-4 (exenatide) significantly reduces postprandial and fasting plasma glucose in subjects with type 2 diabetes[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2003, 88(7):3082-3089.

[11] Nauck M, Frid A, Hermansen K, et al.Efficacy and safety comparison of liraglutide,glimepiride, and placebo, all in combination with metformin, in type 2 diabetes: the LEAD (liraglutide effect and action in diabetes)-2 study[J]. Diabetes Care, 2009, 32(1):84-90.

[12] 滕曉英，王連唐. 破骨細(xì)胞功能調(diào)控與骨質(zhì)疏松癥[J]. 中國病理生理雜志, 2002，18(8): 1012-1015.

[13] Bunck MC, Eliasson B, Corner A, et al. Exenatide treatment did not affect bone mineral density despite body weight reduction in patients with type 2 diabetes[J]. Diabetes Obes Metab, 2011, 13(4):374-377.

[14] Jensen LB, Kollerup G, Quaade F, et al. Bone minerals changes in obese women during a moderate weight loss with and without calcium supplementation[J]. J Bone Miner Res, 2001, 16(1):141-147.

[15] Riedt CS, Cifuentes M, Stahl T, et al. Overweight postmenopausal women lose bone with moderate weight reduction and 1 g/day calcium intake[J]. J Bone Miner Res, 2005, 20(3):455-463.

[16] Carrasco F, Ruz M, Rojas P, et al. Changes in bone mineral density, body composition and adiponectin levels in morbidly obese patients after bariatric surgery[J]. Obes Surg, 2009, 19(1):41-46.

[17] Holecki M, Zahorska-Markiewicz B, Chudek J, et al. Changes in bone mineral density and bone turnover markers in obese women after short-term weight loss therapy during a 5-year follow-up[J]. Pol Arch Med Wewn, 2010, 120(7-8):248-254.

[18] Papaioannou A, Morin S, Cheung AM, et al. 2010 clinical practice guidelines for the diagnosis and management of osteoporosis in Canada: summary[J]. CMAJ, 2010, 182(17):1864-1873.

[19] Waser B, Beetschen K, Pellegata NS, et al. Incretin receptors in non-neoplastic and neoplastic thyroid C cells in rodents and humans: relevance for incretin-based diabetes therapy[J]. Neuroendocrinology, 2011, 94(4):291-301.

[20] Bollag RJ, Zhong Q, Phillips P, et al. Osteoblast-derived cells express functional glucose-dependent insulinotropic peptide receptors[J]. Endocrinology, 2000, 141(3):1228-1235.

[21] Gier B, Butler PC, Lai CK, et al. Glucagon like peptide-1 receptor expression in the human thyroid gland[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2012, 97(1):121-131.