两种标准诊断的糖尿病前期胰岛素抵抗和胰岛功能的比较研究

伍绍国 ，黄钰君 ，何荣国 ，陈波 ，李志海 ，鲍蓓 ,段传伟 ，杨烈 ，朱常青 ，李婉媚 ，孙燕

(1、广州市第十二人民医院：a：检验科，b：皮肤科，c：内分泌科，d:体检中心，广东 广州510620；2、广州市妇女儿童医疗中心儿童院区检验科，广东 广州510120)

糖尿病前期(prediabetes,PDM)包括空腹血糖受损 (impaired fasting glucose,IFG)和糖耐量受损(impaired glucose tolerance,IGT)，是最重要的2型糖尿病(diabetesmellitus,DM)高危人群[1]。2010年美国糖尿病学会(American Diabetes Association，ADA)建议将糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)值在5.7%~6.4%间新增为PDM的诊断标准之一[2]，提供了除口服糖耐量试验(oral glucose tolerance test,OGTT)确定IFG和IGT外又一条新的检出DM高危人群的途径。然而HbA1c水平可能存在人种差异[3]，因此基于西方人群所建立的HbA1c诊断标准是否适用于中国人群，尚需更多的循证医学依据加以验证。胰岛β细胞功能缺陷和/或胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是DM发生最重要的病理生理学病因[4]，且在PDM阶段已存在[5，6]。HbA1c标准在中国人群中诊断的PDM是否与OGTT标准一样具有胰岛β细胞功能异常和IR，国内暂未见有相关报道。本研究以稳态模型评估的β细胞功能 (Homeostasismodel assessment for β-cell function,HOMA-β)[7]衡量胰岛β细胞的基础分泌功能，用稳态模型评估的胰岛素抵抗指数(Homeostasis model assessment for insulin resistance,HOMA-IR)[7]来评价基础状态下的IR，通过比较研究两种标准下诊断的PDM者上述胰岛素指数水平的变化，从发病机制的角度验证HbA1c标准在中国人群中诊断PDM的适用性。

1 材料与方法

1.1 标本来源 选取2011年1月至2011年12月在我院健康体检的广州籍汉族共497人，其中男性272人，女性225人，年龄在50~86岁之间，平均年龄±标准差为59.4±7.0(岁)。所有纳入研究的受试对象既往无DM病史，未进行过OGTT试验，血液常规显示无贫血，肝肾功能正常，无明显急性感染等应激状态，未进行过饮食控制及降糖降脂药物治疗。所有受试者均知情同意。

1.2 仪器与试剂 血糖测定方法为己糖激酶法，试剂为上海科华东菱诊断用品有限公司产品，所有生化检测项目均在日本岛津CL8000进行检测。HbA1c测定采用美国Bio-Rad公司生产的高压液相色谱法全自动糖化血红蛋白分析仪 (BIO-RAD D-10TM Hemoglobin testing system)及其原装配套试剂、校准品、双水平室内质控品，批内CV<2%。上述所有实验室检测项目均每日行室内质控并在控，参加并通过卫生部临检中心全国室间质评。胰岛素(mU/L)测定采用双抗体夹心酶联免疫分析法(ELISA)，试剂盒为瑞典Mercodia公司产品。

1.3 检测方法 研究对象空腹8~12h后，进行问卷调查、体格检查后行OGTT检查：取空腹静脉血(同时行血液常规、HbA1c、空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、肝肾功能、血脂参数等生化指标检验)和服糖(75g葡萄糖)后2h血进行血糖(postchallenge 2 hour plasma glucose,P2hG)检测，分离部分空腹和服糖后2h血清于-80度冰箱保存，集中进行空腹胰岛素(fasting insulin,Fins)和服糖后2h胰岛素(postchallenge 2 hour insulin,2hIns)检测。 HOMA-β、HOMA-IR的计算公式见相关文献[7]，为了消除因IR导致的代偿性胰岛素分泌增加的影响，我们对 HOMA-β进行了矫正：矫正的 HOMA-β=HOMA-β/HOMA-IR。 OGTT和 HbA1c对 PDM 的诊断分别按照2005年中华医学会糖尿病学分会[8]和2010年美国ADA[2]建议的诊断标准进行。

1.4 统计学分析 利用IBM SPSS19.0统计学软件包处理。所有欲分组比较的计量指标按组分别用“Kolmogorov-Smirnov”法进行正态性检验，正态分布的指标(2hIns经对数转换)两组间的比较用t检验；三组间的比较用单因素方差分析，方差分析存在统计学差异者行组间两两比较：方差齐性用“LSD”法，方差不齐性用 Tamhane’s法；HbA1c和各胰岛素指数因经对数转换后仍不全呈正态分布而行秩合检验(Mann-Whitney U法)；性别构成比的比较用卡方(χ2)检验；HbA1c与各指标间的相关性采用Spearman相关系数和偏相关系数表示。取P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种标准下各组血糖参数与胰岛素参数结果见表1、2。由表1、2可知，各组间年龄、性别构成和BMI均无统计学差异(P＞0.05，下同)，排除了它们对结果的影响。OGTT标准和HbA1c标准下诊断的PDM组各血糖参数和胰岛素参数 (HOMA-β为矫正的)分别与相应的正常糖耐量 (normal glucose tolerance,NGT)组比较均有相同变化方向的统计学差异(P<0.05，下同)。OGTT标准下各组间胰岛素参数比较，与NGT组比较，PDM三亚组均矫正的HOMA-β明显降低，HOMA-IR明显升高，此外IGT组、IFG合并IGT(combined glucose intolerance,CGI)组 Fins、2hIns明显升高、IFG 组 HOMA-β 明显降低；CGI组与 IGT 组比较，Fins、2hIns、HOMAIR无统计学差异，但矫正后的HOMA-β明显低于IGT组，而与IFG组相近；CGI组与IFG组比较除矫正的HOMA-β外所有胰岛素参数均有统计学差异。IGT组与IFG组相比，2hIns、矫正前后的HOMA-β明显升高。

表1 两种标准下各组一般情况与血糖参数的比较(均值±标准差或中位数(四分位数间距)

表2 两种标准下各组胰岛素参数的比较(均值±标准差或中位数(四分位数间距))

2.2 两种标准同时诊断时各组血糖参数与胰岛素参数结果 见表3。由表3可知，各胰岛素参数中，与两种标准都诊断为NGT组相比，两种标准都诊断为PDM组除了HOMA-β外所有胰岛素参数均有统计学差异，单独OGTT诊断的PDM组2hIns明显升高、矫正后的HOMA-β明显降低，单独HbA1c诊断的PDM组各参数均无统计学差异；两种标准诊断都是PDM组与单独OGTT诊断的PDM 组比较，Fins、HOMA-IR、矫正的 HOMA-β 存在统计学意义，但与单独HbA1c诊断的PDM组比较除HOMA-β外所有参数均存在统计学差异；单独OGTT诊断的PDM组与单独HbA1c诊断的PDM组相比2hIns水平明显升高，矫正的HOMA-β明显降低。

2.3 两种诊断标准定义的PDM患者HbA1c与血糖、胰岛素参数间的相关性 见表4。由表4可知，在两种标准定义的PDM中，HbA1c都与FPG、Fins、HOMA-IR成明显的正相关，与矫正的HOMA-β成明显的负相关；但在矫正FPG和P2hG后，除在OGTT标准下与HOMA-IRFin、HOMA-B间仍保持明显正相关外其他相关性均无统计学意义。

3 讨论

PDM(IFG、IGT)不仅是NGT演进为完全的DM之前都要经历的中间阶段[1]，微血管和大血管并发症的风险也明显增加[9]，国内外研究均证实早期发现DM高危人群并进行适当的干预可以有效防止DM及其并发症的发生发展[10，11]。因此，近年ADA将HbA1c新增为DM高危人群的诊断指标之一，无疑为提高DM的早期防治效率提供了新的思路。然而包括我们的研究(另文发表)在内的国内外[12,13]许多研究发现，基于HbA1c标准诊断的PDM与当前公认的金标准OGTT的诊断结果存在较差的一致性，而ADA也并未指明两种标准应该彼此独立还是应该联合应用，哪种方法是诊断金标准。考虑到OGTT中两个反映血糖水平的“点”[14]的FPG和P2hG与反映一段时间血糖水平的“面”的HbA1c间本身可能存在的固有差异可能导致以OGTT和HbA1c两种标准间定义的PDM存在“先天”的不一致性，因此我们认为从发病机制的角度，比较观察HbA1c标准定义的PDM是否与OGTT标准所定义的一样反映DM发病的病理生理学特点，比多数研究中单纯比较两种标准间诊断结果的一致性更能提供有效的循证医学证据。

表3 两种标准同时诊断时不同组血糖参数与胰岛素参数的比较

表4 两种诊断标准定义的PDM组HbA1c与胰岛素指数间的Spearman相关系数及偏相关系数

胰岛β细胞功能缺陷所导致的胰岛素分泌减少(或相对减少)、IR所导致的胰岛素在机体内调控葡萄糖代谢能力的下降或两者共同存在是DM显著的病理生理学特征[1]，国内外众多研究[5，6]均表明这些改变在PDM期(经OGTT诊断)就已经不同程度地存在。我们的结果亦与之一致，总体而言OGTT诊断的PDM存在着明显的IR(HOMA-IR明显升高,P<0.05)和胰岛素分泌减少(HOMA-β明显下降,P<0.05)，而作为DM早期IR特征之一的高胰岛素血症也说明PDM阶段胰岛β细胞仍然具有较好的对IR的代偿胰岛素分泌作用，印证了中国人群DM发病模式中从NGT进展到IGT/IFG阶段时IR起主要作用的观点[15]。亚组分析，IFG组HOMA-β明显降低、HOMA-IR明显升高(P<0.05)，提示IFG存在基础状态下的胰岛素分泌不足和IR(即肝脏的IR)，从而导致FPG升高；IGT组Fins及矫正前HOMA-β与 NGT组相近 (P＞0.05)，说明IGT的基础胰岛素分泌功能正常,所以FPG正常，但2hIns、矫正前后HOMA-β值明显高于IFG组(P<0.05)，说明IGT相比IFG有更好的胰岛素分泌功能且尚存在负荷后的IR(即肌肉、脂肪等外周组织的IR)，而正是外周组织IR以及早相或第一时相胰岛素(囿于条件我们没测定)分泌显著降低[16]导致了餐后血糖的升高；CGI组则兼顾了IFG和IGT的特点，既有胰岛素抵抗又有基础胰岛素分泌的减少，且严重程度分别有高于IGT和IFG的趋势，这可能是CGI进展为糖尿病的风险是IFG和IGT的2倍[17]的原因。

类似于上述OGTT标准下的结果，HbA1c标准下诊断的PDM与NGT相比也具有明显的空腹和负荷后高胰岛素血症、基础状态下的IR，胰岛β细胞基础分泌功能也明显降低(P<0.05)，与Sjaarda LA等[18]通过运用精确测定外周组织IR(高胰岛素正常血糖钳夹技术)和胰岛素分泌(高葡萄糖钳夹技术)的金标准对HbA1c定义的PDM进行检测所观察到的结果一致。说明用ADA建议的HbA1c标准所定义的PDM在中国人群中也能够反映出与OGTT标准相类似的胰岛素抵抗和胰岛β细胞分泌功能降低的病理生理学改变，用于诊断PDM有一定的合理性。但这种改变在排除其中同时又符合OGTT标准那部分PDM后是否仍存在呢？

为了进一步观察单独HbA1c标准下PDM的胰岛素状况，我们分析了同时按两种标准进行分类时的各胰岛素参数，结果发现仅符合HbA1c标准的PDM者除HbA1c水平明显升高外，其他所有血糖、胰岛素参数均与两种标准都诊断为NGT者无统计学差异。可见，即使在排除性别、年龄、BMI的影响后，仍存在相同血糖水平和胰岛素状况但HbA1c水平有着显著差异的个体，且数量并不在少数，占所有符合HbA1c标准PDM的49%(也即假阳性率)，说明中国人群中也存在着血糖因素以外的影响HbA1c水平的因素，与国外所报道[19-20]的结果一致。此外，两种标准都符合的PDM存在典型的、分别比两种仅符合单一标准的PDM更严重IR和胰岛β细胞分泌功能受损，而单独OGTT诊断的PDM组与两种标准都符合的NGT组相比由于2hIns高和矫正后的HOMA-β低(P<0.05)也说明存在一定程度的胰岛素抵抗和β细胞功能受损。由此可见，在中国人群中经OGTT诊断的PDM100%存在着胰岛素异常，而用ADA建议的HbA1c标准诊断的PDM只有51%(193/375)合并有血糖水平异常者才具有确切的胰岛素异常，占经OGTT诊断的PDM的83%(193/232)。这也被偏相关分析显示HbA1c是通过血糖才与胰岛素参数间产生相关性的结果所佐证：HbA1c标准定义的PDM中，发现HbA1c与Fins、HOMA-IR、矫正的HOMA-β的统计学相关性在校正FPG和P2hG后消失。当然，由于我们没有观察负荷后2h内早相或第一时相胰岛素的分泌量，因此尚不能排除HbA1c标准诊断的PDM存在负荷后早期胰岛素分泌受损的情况，有待日后进一步研究。

综上所述，就本次研究的人群而言，OGTT标准依然是能够正确检出具有胰岛素抵抗和/或胰岛素分泌功能减退的PDM的金标准。ADA推荐的HbA1c标准所诊断的PDM总体上存在胰岛素抵抗及胰岛β细胞功能受损，且包含了大多数经OGTT诊断的PDM，因此该标准在无法或不方便行OGTT试验时用于筛查PDM也是其合理的选项之一，但可能不是最合适和有效的，因为假阳性率较高，因此，尚需进一步研究如何建立更高效的、适合中国人群的HbA1c诊断PDM的方法或策略。

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