施良 張浩 李林 徐萍 高健青 周建明 毛朝明*

1.江蘇大學(xué)附屬江濱醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，鎮(zhèn)江 212001 2.江蘇大學(xué)附屬江濱醫(yī)院急診內(nèi)科， 鎮(zhèn)江 212001 3.江蘇大學(xué)附屬江濱醫(yī)院內(nèi)分泌科， 鎮(zhèn)江 212001

糖尿病患者常合并骨質(zhì)疏松或骨代謝異常，2型糖尿病和骨質(zhì)疏松癥關(guān)系已被廣泛研究，但兩者之間的關(guān)系仍無(wú)定論[1]。目前多數(shù)研究認(rèn)為糖尿病和骨質(zhì)疏松有共同的病理生理過(guò)程—慢性免疫炎癥反應(yīng)[2]。通過(guò)對(duì)糖尿病和骨質(zhì)疏松機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者通過(guò)對(duì)機(jī)體眾多炎癥介質(zhì)及細(xì)胞因子進(jìn)行調(diào)節(jié)，可抑制成骨細(xì)胞分化，促進(jìn)破骨細(xì)胞分化，進(jìn)而減少骨形成并增加骨吸收[3]。chemerin 是一種新發(fā)現(xiàn)的脂肪細(xì)胞因子，迄今研究表明，chemerin主要表達(dá)在白色脂肪組織、肝、卵巢、骨組織等組織中[4]。其表達(dá)水平與炎癥、肥胖、代謝綜合征、糖尿病、冠心病和腫瘤發(fā)病有著重要的關(guān)系[5,6]。國(guó)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)：chemerin及其受體表達(dá)于人關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞內(nèi)，并可以誘導(dǎo)趨化因子CCL2和TLR4信號(hào)通路促進(jìn)炎癥介質(zhì)的釋放，其表達(dá)水平與IL-6、超敏C反應(yīng)蛋白及TNF-α等密切相關(guān)[7]。提示chemerin可能與骨代謝有關(guān)，并在骨質(zhì)疏松發(fā)生的病理過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

本試驗(yàn)研究旨在探討2型糖尿病患者血清chemerin水平與骨密度及相關(guān)因素的關(guān)系，以進(jìn)一步揭示糖尿病患者發(fā)生骨質(zhì)疏松的病理生理學(xué)機(jī)制。并為糖尿病和骨質(zhì)疏松之間關(guān)系研究及 chemerin抗體治療骨質(zhì)疏松提供一定理論依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2012年1月至2014年12月我院內(nèi)分泌科住院的2型糖尿病患者150人。根據(jù)WHO骨質(zhì)疏松診斷標(biāo)準(zhǔn)(DEXA)[8]分為三組：2型糖尿病骨量正常組42例；2型糖尿病骨量減少組50例；2型糖尿病骨質(zhì)疏松(OP)組58例。選取同期在我院體檢中心行體檢健康人群30名為對(duì)照組。排除標(biāo)準(zhǔn)：糖尿病急性并發(fā)癥者，使用噻唑烷二酮類(lèi)、激素類(lèi)、調(diào)脂類(lèi)、鈣片等影響骨代謝藥物者, 其它影響骨代謝的內(nèi)分泌疾病(如甲狀腺疾病、甲狀旁腺疾病、庫(kù)欣病等)，合并其他系統(tǒng)性骨病、惡性腫瘤、風(fēng)濕免疫性疾病、嚴(yán)重肝腎功能疾病、心血管疾病、血液系統(tǒng)疾病者，妊娠及哺乳者，有嗜煙、酒、藥物等不良生活習(xí)慣者，近期有急慢性感染者，近2周臥床靜息制動(dòng)者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有受試者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 研究方法

所有研究對(duì)象禁食12 h，清晨空腹抽取肘靜脈血6 ml， 3 000 r/min離心20 min，分離血清至Eppendorf管，置于-80℃冰箱保存待檢。化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)血清TNF-α水平；酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測(cè)血清chemerin(美國(guó)Millipore 公司試劑盒)及IL-6水平(武漢博士德生物工程有限公司)。詳細(xì)記錄患者性別、年齡、身高、體重、糖尿病病程等相關(guān)資料，計(jì)算體重指數(shù)(body mass index，BMI)，并測(cè)定空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)，采用柱狀層析法測(cè)定糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)，由我院檢驗(yàn)科完成。

采用美國(guó)GE公司生產(chǎn)的Lunar DPX-NT雙能X線骨密度儀檢測(cè)正位腰椎(腰1-4)骨密度，取平均值；雙側(cè)髖部(股骨頸、大轉(zhuǎn)子、粗隆間)骨密度，取平均值。每日測(cè)量之前均進(jìn)行機(jī)器校正。儀器測(cè)量變異系數(shù)(腰椎和股骨頸)分別是0.8%和1.6%。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 各組一般資料比較

2型糖尿病骨量正常組、減少組及骨質(zhì)疏松組間在年齡、性、身高、BMI、HbA1c水平、糖尿病病程方面比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。三組患者FBG及HbA1c水平均高于正常組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。糖尿病骨質(zhì)疏松組BMI高于正常組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

2.2 各組血清chemerin、TNF-α及IL-6水平比較

與對(duì)照組比較，糖尿病骨量正常組、減少組及骨質(zhì)疏松組血清chemerin水平升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；其中糖尿病骨質(zhì)疏松組升高最明顯(P<0.01)。糖尿病骨質(zhì)疏松組血清chemerin水平高于糖尿病骨量正常組、減少組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與對(duì)照組比較，糖尿病骨量減少組及骨質(zhì)疏松組血清TNF-α水平升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。糖尿病骨量正常組與對(duì)照組TNF-α水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。糖尿病骨質(zhì)疏松組血清TNF-α水平高于糖尿病骨量正常組、減少組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與對(duì)照組比較，糖尿病骨質(zhì)疏松組IL-6水平顯著性升高(P<0.05)；糖尿病骨量正常組及減少組IL-6水平亦高于對(duì)照組，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

指標(biāo)對(duì)照組non-DM group(n=30)糖尿病骨量正常組DM-normal bone mass group(n=42)糖尿病骨量減少組DM-normal bone mass group(n=50)糖尿病骨質(zhì)疏松組DM-normal bone mass group(n=58)性別(男/女)Age(male/female)14/1620/2222/2827/31年齡(歲)Age(y)57.3±6.656.2±7.562.7±4.260.1±6.9身高(m)Height1.69±0.051.67±0.031.68±0.051.67±0.08體重(kg)Weight76.8±13.176.2±14.576.9±12.677.8±11.3體重指數(shù)(kg/m2)BMI26.1±5.228.2±9.527.9±7.828.5±6.4a空腹血糖(mmol/L)FBG5.6±0.97.1±1.3a7.4±1.9a8.1±2.1a糖化血紅蛋白(%)HbA1c5.2±1.79.2±3.5b8.8±2.1a8.5±4.2a病程(年) Duration(y)—6.7±3.37.2±3.67.1±4.8chemerin(ng/mL)60.7±12.265.1±14.9ac 72.5±13.6ac 89.7±16.3bTNF-α(pg/ml)4.3±2.6 5.8±3.2c9.2±7.3ac 15.9±7.6bIL6 (pg/ml)2.3±1.13.3±0.9c4.1±1.6 7.8±3.5a

a:與對(duì)照組比較P<0.05；b:與對(duì)照組比較P<0.01；c:與糖尿病骨質(zhì)疏松組比較P<0.05

2.3 血清chemerin與各臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析

血清chemerin水平與TNF-α、BMI、HbA1c、病程呈正相關(guān)，與腰椎(L1-4)骨密度平均值呈負(fù)相關(guān)。見(jiàn)表2。

表2 血清chemerin水平與各臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of serum Chemerin level and clinical parameters

3 討論

近年來(lái)，2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)和骨質(zhì)疏松癥之間的關(guān)系被廣泛研究，大多學(xué)者認(rèn)為糖尿病增加患者骨質(zhì)疏松和骨折的發(fā)生率[9]，但兩者關(guān)系仍無(wú)定論。Abdulameer等薈萃分析顯示[10]：大多數(shù)文獻(xiàn)(26篇)報(bào)道T2DM患者BMD增加，部分文獻(xiàn)(13篇)報(bào)道T2DM患者BMD降低，少量文獻(xiàn)(8篇)報(bào)道T2DM患者BMD正?；蚺c對(duì)照組比較無(wú)顯著性變化。糖尿病導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的發(fā)病機(jī)制不明，目前認(rèn)為可能與高血糖、炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激等因素相關(guān)[11]。DM患者長(zhǎng)期血糖控制不佳，高血糖可以通過(guò)多種途徑引起骨代謝異常。一方面，高血糖導(dǎo)致滲透性利尿致使鈣、磷、鎂等礦物質(zhì)排泄增加，同時(shí)高尿糖又阻礙腎對(duì)鈣、鎂、磷的重吸收，致使血清鈣、磷等礦物質(zhì)濃度降低，骨質(zhì)脫鈣，骨密度下降[12]。另一方面，長(zhǎng)期高血糖狀態(tài)導(dǎo)致DM患者體內(nèi)糖基化終產(chǎn)物(Advanced Glycation End Products, AGEs) 蓄積，AGEs 可影響骨蛋白及骨細(xì)胞分化，直接或間接導(dǎo)致骨形成減少，骨質(zhì)量下降，骨脆性增加，引發(fā)骨質(zhì)疏松[13]。此外，糖尿病導(dǎo)致微血管病變會(huì)降低骨血流量，導(dǎo)致骨脆性增加、骨量流失[12]。

TNF-α通過(guò)激活T細(xì)胞，一方面使之分泌大量核因子-κ B 受體活化因子配體(Receptor Activator for Nuclear Factor-κ B Ligand,RANKL)，RANKL與破骨細(xì)胞表面RANK 識(shí)別結(jié)合并激活破骨細(xì)胞，導(dǎo)致骨吸收增加[14]；另一方面，激活的T細(xì)胞分泌IL-1、IL-6、IL-11、IL-17等炎癥因子，通過(guò)Wnt/β-catenin 信號(hào)通路調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞分化成熟。IL-1、IL-6等炎癥因子可通過(guò)激活P38MAPK、NF-κB等一系列細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路激活破骨細(xì)胞，誘導(dǎo)骨髓干細(xì)胞向破骨細(xì)胞分化，骨吸收效應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松[15]。李糧等研究發(fā)現(xiàn)[16]：絕經(jīng)后2型糖尿病患者BMD 與絕經(jīng)年限、TNF-α及IL-6 密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)：糖尿病骨量正常組、減少組及骨質(zhì)疏松組血清TNF-α及IL-6水平均高于對(duì)照組，其中糖尿病骨質(zhì)疏松組升高最明顯。因此有理由推斷，炎癥反應(yīng)可能是介導(dǎo)了糖尿病患者骨質(zhì)疏松的發(fā)生。

脂肪因子一直是內(nèi)分泌代謝性疾病的研究熱點(diǎn)，近年來(lái)已有多項(xiàng)研究報(bào)道脂肪因子adiponectin、leptin、resistin與骨密度存在相關(guān)性并直接或間接參與骨代謝活動(dòng)。chemerin是一種新的脂肪因子，于2007年由Goralski等發(fā)現(xiàn)[4]。它是一種多靶器官、多功能的細(xì)胞因子，具有多種生物學(xué)特性[17,18]。其表達(dá)水平與炎癥、肥胖、糖尿病、代謝綜合征、骨質(zhì)疏松等疾病有密切聯(lián)系[19]。Berg等[20]研究發(fā)現(xiàn)，chemerin與其相應(yīng)受體結(jié)合后可進(jìn)一步激活炎癥信號(hào)，導(dǎo)致炎癥因子和基質(zhì)金屬蛋白酶的釋放。近年來(lái)，有研究證實(shí)，chemerin的表達(dá)和分泌促進(jìn)骨髓間充質(zhì)細(xì)胞向脂肪細(xì)胞分化[21]。沉默chemerin基因則阻礙脂肪細(xì)胞分化，增加成骨細(xì)胞骨相關(guān)活性基因的表達(dá)并促進(jìn)礦化作用[22]。本研究發(fā)現(xiàn)：與對(duì)照組比較，糖尿病骨量正常組、減少組及骨質(zhì)疏松組血清chemerin水平升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；其中糖尿病骨質(zhì)疏松組升高最明顯(P<0.01)。并且糖尿病骨質(zhì)疏松組血清chemerin水平亦明顯高于糖尿病骨量正常組、減少組(P<0.05)。相關(guān)性分析顯示:血清chemerin水平與TNF-α、BMI、HbA1c、病程呈正相關(guān)，與腰椎(L1-4)骨密度平均值呈負(fù)相關(guān)。因此，我們推測(cè)，作為一種脂肪因子，chemerin不僅參與調(diào)節(jié)間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)向成骨細(xì)胞或者脂肪細(xì)胞分化，也與炎癥因子相互作用組成一個(gè)復(fù)雜的免疫、炎癥調(diào)控網(wǎng)絡(luò)共同調(diào)節(jié)糖尿病患者骨代謝活動(dòng)。

綜上所述，T2DM合并骨質(zhì)疏松患者血清chemerin及炎癥因子水平顯著升高，且與骨密度呈負(fù)相關(guān)。提示chemerin、TNF-α參與了T2DM及骨質(zhì)疏松的發(fā)生與發(fā)展，chemerin 可能對(duì)T2DM合并骨質(zhì)疏松患者體內(nèi)的慢性亞臨床炎癥狀態(tài)起一定作用。Chemerin可能直接或間接影響著骨代謝，在該領(lǐng)域的深入研究工作有望為骨質(zhì)疏松的治療開(kāi)辟一條新途徑。