李偉 孔卓 王志新 王紅 鄧微*

1. 北京積水潭醫(yī)院內(nèi)分泌科，北京 100035 2. 北京積水潭醫(yī)院檢驗科，北京 100035

既往研究對糖尿病能否引起骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis,OP)結(jié)論并不一致，但近年來許多研究表明，糖尿病患者骨質(zhì)疏松性骨折的風(fēng)險明顯高于普通人群，認(rèn)為其是糖尿病在骨骼系統(tǒng)的重要并發(fā)癥之一，所以將其命名為糖尿病性骨質(zhì)疏松(diabetic osteoporosis，DOP)，但其形成的具體機(jī)制尚不清楚[1-3]。既往研究結(jié)論并不一致的原因之一是目前臨床上缺乏直接測定骨強(qiáng)度的理想方法，采用雙能X線吸收法測定的骨密度值(bone mineral density, BMD)是診斷OP、預(yù)測骨質(zhì)疏松骨折風(fēng)險及評價抗骨質(zhì)疏松藥物療效的主要指標(biāo)[3]。然而，BMD主要由骨骼內(nèi)礦物質(zhì)成分決定，不能反映骨骼內(nèi)Ⅰ型膠原等有機(jī)成分的變化情況；同時不能反映骨代謝短期內(nèi)的變化，且對早期骨量減少不夠敏感[4]。而骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物(biochemical bone turnover markers,BTMs)不僅可靈敏地反映骨代謝的動態(tài)變化情況，還可用于監(jiān)測抗OP藥物的療效，逐漸在臨床中應(yīng)用。但文獻(xiàn)中針對糖尿病患者BTMs的研究尚不足，結(jié)論不一，尚需進(jìn)一步研究證實。本研究比較2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)與非糖尿病人群BTMs變化情況，現(xiàn)報告如下。

1 對象和方法

1.1 研究對象

選取2016年度于北京積水潭醫(yī)院就診的2型糖尿病患者(822例，男性410例)為T2DM組；健康人群(821例，男性411例)為對照組。2型糖尿病診斷符合1999年世界衛(wèi)生組織糖尿病診斷及分型標(biāo)準(zhǔn)；對照組人群行口服糖耐量試驗測定空腹及餐后2 h靜脈血糖除外糖尿病。T2DM組及對照組排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)有糖尿病急性并發(fā)癥；(2)有甲狀腺、垂體等內(nèi)分泌疾??；(3)有嚴(yán)重心、肺、腦、肝、腎、精神等疾病；(4)有感染及腫瘤情況；(5)近6個月來服用糖皮質(zhì)激素、維生素D、雙膦酸鹽等影響骨代謝的藥物；(6)其他特殊性骨質(zhì)疏松，如甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥、多發(fā)性骨髓瘤、遺傳性骨病等。

將T2DM組患者按25-羥維生素 D3的水平分為VitD充足、VitD不足和VitD缺乏3個亞組。分層根據(jù)《維生素 D 與成年人骨骼健康應(yīng)用指南 (2014年標(biāo)準(zhǔn)版)》[5]： 即充足： 25OHD≥20 ng/mL; 不足： 25OHD在 12～20 ng/mL; 缺乏： 25OHD<12 ng /mL。

1.2 研究方法

本研究采用病例對照研究的方法，比較T2DM組與對照組患者的骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物【血鈣(serum calcium,Ca)，血磷(serum phosphorusserum,P)，堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)，總Ⅰ型前膠原氨基端延長肽(total procollagen type Ⅰ amino-terminal propeptide,tP1NP),Ⅰ型膠原羧基端肽β特殊序列(βisomer of the C-terminal telopeptide of type I collagen，β-CTX)，骨鈣素(osteocalcin，OC)，25羥維生素D(25 hydroxy vitamin D，25OHD)，甲狀旁腺素(parathyroid hormone，PTH)】；并分析DM組上述指標(biāo)與糖代謝指標(biāo)【糖化血紅蛋(glycosylated hemoglobin, HbA1c)，空腹血糖(fasting glucose，F(xiàn)PG)】、糖尿病病程、年齡等指標(biāo)的關(guān)系。同時比較分析T2DM患者不同維生素 D水平的3個亞組各參數(shù)的差別。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 T2DM組與對照組骨代謝指標(biāo)及臨床資料的比較

兩組研究對象Ca、P、ALP及tP1NP差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05，見表1、表2)；而T2DM組的β-CTX、OC、25OHD水平均低于對照組(P<0.05)，PTH水平高于對照組(P<0.05，見表2)。

表1 兩組研究對象臨床資料比較Table 1 Clinical data of the two groups

表2 兩組研究對象骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物比較Table 2 Bone turnover markers of the two groups

2.2 T2DM組數(shù)據(jù)回歸分析

對T2DM組研究對象的骨代謝指標(biāo)進(jìn)行多因素回歸分析顯示：OC的主要影響因素有tP1NP、β-CTX、PTH、HbA1c(標(biāo)準(zhǔn)β=0.533、0.256、0.163、-0.127，t=16.417、7.926、6.069、-4.704，P<0.05)；25OHD的主要影響因素有Ca、HbA1c、PTH、P(標(biāo)準(zhǔn)β=0.250、-0.149、-0.155、-0.130，t=6.292、-3.783、-3.918、-3.267，P<0.05)；β-CTX的主要影響因素有OC、tP1NP、HbA1c、年齡(標(biāo)準(zhǔn)β=0.415、0.215、-0.149、-0.077，t=8.980、4.722、-4.436、-2.353，P<0.05)；PTH的主要影響因素有OC、tP1NP、25OHD、Ca、P(標(biāo)準(zhǔn)β=0.418、-0.205、-0.177、-0.083、-0.192，t=7.206、-3.548、-4.285、-3.548、-4.717，P<0.05)。

2.3 T2DM患者不同維生素 D水平亞組數(shù)據(jù)比較

維生素D(vitamin D，VitD)充足組、VitD不足組的FPG、HbA1c水平均低于VitD缺乏組(P<0.05)；VitD充足組的FPG低于VitD不足組(P<0.05)，兩組HbA1c無明顯差異(P>0.05，見表3)。VitD充足組、VitD不足組的Ca水平均高于VitD缺乏組(P<0.05)，VitD充足組與VitD不足組的Ca無明顯差異(P>0.05，見表3)。VitD充足組、VitD不足組的PTH水平均低于VitD缺乏組(P<0.05)；三組間tP1NP、β-CTX、OC無明顯差異(P>0.05，見表4)。

表3 T2DM患者不同維生素 D水平亞組臨床資料比較Table 3 Clinical data of the subgroups with different vitamin D levels in T2DM patients

表4 T2DM患者不同維生素 D水平亞組骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物比較Table 4 Bone turnover markers of the subgroups with different vitamin D levels in T2DM patients

3 討論

流行病學(xué)調(diào)查顯示，1型糖尿病患者的BMD是減低，其骨量減少和OP的發(fā)病率為48%到72%[6]。對于T2DM患者，BMD增高、降低或不變的結(jié)果國內(nèi)外文獻(xiàn)均有報道，但近來研究表明骨質(zhì)疏松性骨折是糖尿病在骨骼系統(tǒng)的并發(fā)癥之一，但具體機(jī)不清楚[1,3,7,8]。本研究發(fā)現(xiàn)，T2DM人群的骨轉(zhuǎn)換情況異于正常人群，其中β-CTX、OC、25OHD水平減低，PTH水平升高，而Ca、P、ALP及tP1NP無明顯改變。人體骨骼是由無機(jī)成分與有機(jī)成分共同組成，前者主要為由鈣離子與磷酸根離子組成的羥基磷灰石【Ca10(PO4)6(OH)2】，后者主要為Ⅰ型原膠。tP1NP為成骨細(xì)胞釋放的Ⅰ型原膠原聚合成Ⅰ型膠原過程中的副產(chǎn)物，它的含量在一定程度上反映了骨形成的狀態(tài)；而β-CTX則是Ⅰ型膠原分解代謝過程中的產(chǎn)物，它的含量在一定程度上反映了骨吸收的狀態(tài)[9-11]。OC是由成骨細(xì)胞分泌，沉積于骨基質(zhì)中，主要功能是維持骨正常礦化速率，抑制異常的羥基磷灰石晶體的形成；在骨吸收及骨溶解時，沉積在骨基質(zhì)中的OC就會游離出來，因此OC一方面能反映成骨細(xì)胞的活性，但在更大程度上反映的是骨轉(zhuǎn)換的情況[12,13]。ALP廣泛存在于多種器官組織，約50%在成骨細(xì)胞質(zhì)膜中，ALP通過水解磷脂釋放無機(jī)磷，使局部磷濃度增加，促進(jìn)骨礦化，是目前很常用的評價骨形成的指標(biāo)[14]。血清Ca及P反映體內(nèi)鈣離子與磷酸根離的情況，一定程度上體現(xiàn)了體內(nèi)形成羥基磷灰石的能力，二者受PTH及1，25雙羥維生素D【1，25-(OH)2VitD】的調(diào)節(jié)[5,15]?？梢奣2DM人群其成骨狀態(tài)較正常人群無明顯差異，相對而言，影響骨吸收更顯著。這可能是由于長期高血糖使體內(nèi)產(chǎn)生過多的糖基化終末產(chǎn)物，引起白介素-6(IL6)、腫瘤壞死因子等炎癥因子的增多，這些因子可以促進(jìn)破骨細(xì)胞的成熟，導(dǎo)致骨吸收增加[16,17]。此外，胰島素可以通過成骨細(xì)胞表面的胰島素受體，可直接刺激成骨細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)氨基酸蓄積、骨膠原及骨基質(zhì)的合成分泌，而T2DM患者存在胰島素分泌相對不足，使成骨細(xì)胞數(shù)目減少，成骨細(xì)胞合成和分泌骨鈣素減少，使骨轉(zhuǎn)換率下降；同時，胰島素可抑制高血糖對骨髓間質(zhì)干細(xì)胞的毒性作用，當(dāng)胰島素分泌減少、血糖升高時，其毒性作用明顯增強(qiáng)，由于成骨細(xì)胞與骨髓脂肪細(xì)胞均來源于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，兩者存在負(fù)相關(guān)的平衡關(guān)系，骨髓脂肪細(xì)胞的增加會通過復(fù)雜的信號通路網(wǎng)(PPARγ、Wnt、TGF-β、OPG/RANKL等)抑制骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致骨轉(zhuǎn)換率下降[18-20]。當(dāng)T2DM患者血糖超過腎糖閾時，過多的葡萄糖從尿中排出，引起滲透性利尿，使鈣、磷排泄增加，并阻礙腎小管對鈣、磷的重吸收，使血鈣濃度降低，刺激PTH分泌，骨鈣動員，溶骨作用加強(qiáng)，代償性維持血鈣、磷處于正常水平[21]。

1，25-(OH)2VitD 是由 25OHD 通過肝細(xì)胞線粒體 25-羥化酶及腎近端小管上皮細(xì)胞線粒體 1α-羥化酶兩步轉(zhuǎn)化而來，兩者在體內(nèi)維持著平衡。血循環(huán)中的1，25-(OH)2VitD被維生素D結(jié)合蛋白運輸?shù)侥c道、腎臟和骨骼，與這些組織細(xì)胞內(nèi)的維生素D受體結(jié)合； 促進(jìn)腸道對鈣磷的吸收，促進(jìn)腎小管內(nèi)鈣磷的重吸收，刺激成骨細(xì)胞，從而有利于骨骼礦化。此外， 1，25-(OH)2VitD 還抑制PTH的合成，并通過成骨細(xì)胞間接作用于破骨細(xì)胞，從而影響骨形成和骨吸收，維持骨組織與血液循環(huán)中鈣、 磷的平衡。而25OHD被認(rèn)為是最好的反映體內(nèi)總維生素D 儲存狀態(tài)的指標(biāo)[5]。本研究顯示糖尿病患者群25OHD水平減低，這與既往大量研究結(jié)果相符，考慮可能與糖尿病患者群室外活動減少、血糖代謝紊亂和飲食控制影響維生素D的吸收等因素相關(guān)；另外，也有研究顯示維生素D缺乏本身就是糖尿病的易患因素[22,23]。本研究回歸分析顯示，25OHD水平明顯受到糖化血紅蛋白的負(fù)相關(guān)影響，同時按照25OHD水平進(jìn)行分層的T2DM亞組分析亦顯示VitD充足組、VitD不足組的血糖控制情況優(yōu)于VitD缺乏組，以上均提示T2DM患者25OHD水平受到了長期血糖水平的影響。而25OHD水平的減低會引起1，25-(OH)2VitD 的下降，而后者的缺少則會腸道吸收Ca、P的減少，引起繼發(fā)性PTH升高及OP。此外，有一些理論認(rèn)為，T2DM患者的骨代謝異常是由于維生素D減少所引起，但本研究亞組分析顯示，不同25OHD水平的T2DM患者β-CTX及OC無顯著性差異，提示T2DM人群的β-CTX及OC變化可能獨立于25OHD水平變化，回歸分析顯示二者受到血糖控制水平的影響[24，25]。

2型糖尿病患者較正常人群β-CTX、OC、25OHD減低，PTH升高；其改變獨立于25OHD的變化；受到血糖代謝的影響。比較遺憾的是由于經(jīng)費限制，本研究中的研究對象未行骨密度檢查，無法進(jìn)一步明確上述改變是否對2型糖尿病患者骨密度有直接影響。