骨转换标志物在糖尿病微血管病变诊断中的价值分析

2019-12-04殷静波朱旭明黄建荣崔玉宝

医学综述 2019年22期

殷静波，朱旭明，黄建荣，陈艳，崔玉宝

(无锡市人民医院医学检验科，江苏无锡 214000)

据统计，我国成人糖尿病患病率高达11.6%，2010年我国糖尿病医疗费用约占全部医疗卫生费用的13%，针对糖尿病的防治工作已成为一项重大的公共卫生课题[1]。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)是糖尿病的主要类型，其危害主要来源于慢性并发症，糖尿病微血管病变(microvascular complications of diabetes，MVCD)是T2DM常见的慢性并发症，也是导致患者死亡和残疾、决定患者预后的主要原因。MVCD可累及全身各个器官，较为常见的有糖尿病周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy，DPN)、糖尿病肾病(diabetic nephropathy，DN)、糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)等[2]。MVCD的发病与氧化应激、炎症反应、细胞凋亡等多种机制相关[3]，随着研究的深入，研究者发现骨代谢异常与T2DM及MVCD也具有相关性，维生素D缺乏、骨质疏松等病理变化，不仅会增加T2DM患者骨折的风险，也会加剧胰岛素抵抗、胰岛β细胞凋亡等糖代谢异常，从而促进MVCD的发生和靶器官损伤[4]。骨转换标志物(bone turnover markers，BTMs)是能够反映骨形成和骨吸收活动程度的一类骨代谢生化标志物，能够早于骨强度、骨密度等指标反映骨量变化[5]，相对于维生素D、血钙等传统骨代谢生化标志物，具有灵敏度高、特异性强、稳定性好等的优点，已被广泛地应用于糖尿病患者骨质疏松的诊断和评价[6]。本研究采用现状调查的方式对MVCD患者的血清BTMs水平及其诊断价值进行分析，现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料选取2019年1—5月在无锡市人民医院内分泌科门诊就诊或住院治疗的142例T2DM患者作为病例组，选取同期在同一医院体检中心接受健康体检的102名受检者作为对照组。病例组男85例、女57例，年龄(62±11)岁；对照组男67例、女35例，平均年龄(64±11)岁。两组性别、年龄比较差异无统计学意义(χ2=0.858,P=0.354；t=0.848,P=0.397)。受试者均签署了知情同意书。

1.2纳入与排除标准纳入标准：病例组患者均符合中华医学会糖尿病学分会制订的《中国2型糖尿病防治指南》[7]中的T2DM诊断标准，对照组受检者均经临床检查排除糖尿病。两组研究对象的年龄均>18岁。排除标准：合并恶性肿瘤、骨关节炎、类风湿关节炎、强直性脊柱炎、佝偻病或骨软化症、甲状旁腺功能亢进、先天性维生素D缺乏的患者；合并糖尿病大血管病变的患者；入组前1年内具有关节植入物手术史、骨折史的患者；具有长期应用糖皮质激素史的患者；孕妇或乳母。

1.3MVCD患病率调查依据中华医学会神经病学分会肌电图与临床神经电生理学组制订的《糖尿病周围神经病诊断和治疗共识》[8]中的DPN诊断标准、中华医学会内分泌学会制订的《中国成人糖尿病肾脏病临床诊断的专家共识》[9]中的DN诊断标准、中华医学会眼科学会眼底病学组制订的《我国糖尿病视网膜病变临床诊疗指南(2014年)》[10]中的DR诊断标准对病例组患者中MVCD患病率进行观察和分析。

1.4生化指标检测采集所有研究对象的空腹外周静脉血样本，对照组采血时间为体检当日清晨，病例组采血时间为入院或门诊就诊次日清晨，采血后立即封闭送医院检验科实验室，在室温下静置2 h后以离心半径10 cm，3 000 r/min的速度离心15 min，分离血清样本，置于-80 ℃冰箱中保存待测。吸取100 μL血清样本，采用全自动生化分析仪(贝克曼AU5800)对血清Ca2+、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、肌酐(creatinine，Cr)、葡萄糖(glucose，GLU)水平进行检测。

1.5骨代谢标志物检测吸取血清样本100 μL，采用化学发光免疫分析仪(罗氏8000)对25-OH维生素D(25-OH vitamin D，25-OH-VitD)、骨钙素(osteocalcin，OC)、总 Ⅰ 型前胶原N端前肽(total procollagen type Ⅰ N-terminal propeptide，tP1NP)、β胶联降解产物(β cross-linked C-telopeptide of type 1 collagen，β-CTX)进行检测和比较。

2 结果

2.1病例组和对照组生化指标及骨代谢标志物水平的比较病例组患者血清GLU、β-CTX水平高于对照组，血清25-OH-VitD、OC、tP1NP水平低于对照组(P<0.05)，两组其他指标比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 病例组和对照组生化指标及骨代谢标志物水平的比较 [M(Q1,Q3)]

ALP：碱性磷酸酶；BUN：血尿素氮；Cr：肌酐；GLU：葡萄糖；25-OH-VitD：25-OH维生素D；OC：骨钙素；tP1NP：总Ⅰ型前胶原 N端前肽；β-CTX：β胶联降解产物

2.2T2DM患者MVCD的患病情况病例组中有38例患者诊断为MVCD，患病率为26.76%，其中12例患者诊断为DPN，11例DN，6例DR，6例DPN合并DN，2例DPN合并DR，1例同时合并DPN、DN和DR。

2.3血清BTMs与MVCD的相关性分析合并MVCD组患者的血清β-CTX水平高于未合并MVCD组，血清tP1NP水平低于未合并MVCD组(P<0.05)，两组患者性别、年龄、其他生化和骨代谢指标比较差异均无统计学意义(P>0.05)，见表2。Logistic多元回归分析结果显示，血清tP1NP、β-CTX水平与MVCD的发生具有独立相关性(P<0.05)，其中较高的血清tP1NP水平为保护因素，较高的血清β-CTX水平为危险因素。见表3。

表2 合并MVCD与未合并MVCD患者性别、年龄、生化及骨代谢标志物检测水平比较

MVCD：糖尿病微血管病变；ALP：碱性磷酸酶；BUN：血尿素氮；Cr：肌酐；GLU：葡萄糖；25-OH-VitD：25-OH维生素D；OC：骨钙素；tP1NP：总Ⅰ型前胶原N端前肽；β-CTX：β胶联降解产物；a为χ2值，b为t值，余为Z值

表3 MVCD与血清tP1NP、β-CTX水平相关性的Logistic多元回归分析

MVCD：糖尿病微血管病变；tP1NP：总Ⅰ型前胶原N端前肽；β-CTX：β胶联降解产物；-：无数据

2.4血清BTMs诊断MVCD的价值分析血清tP1NP、β-CTX水平诊断MVCD的AUC分别为0.882和0.717，在Cutoff值下，灵敏度和特异度分别为0.740、0.711和0.974、0.683，当采用曲线拟合方法对两指标进行联合检测时，AUC为0.915，在Cutoff值下，灵敏度和特异度分别为0.947和0.808。见表4、图1。

表4 血清tP1NP、β-CTX水平诊断MVCD的ROC曲线分析

tP1NP：总Ⅰ型前胶原N端前肽；β-CTX：β胶联降解产物；MVCD：糖尿病微血管病变；-：无数据

3 讨论

近年来，关于T2DM患者的BTMs变化情况有多项报道，但结果存在一定的分歧，如李伟等[11]研究结果显示T2DM患者β-CTX、OC、25-OH-VitD均较正常人群降低，但未见tP1NP表达水平下调；而Holloway-Kew等[12]报道糖尿病或空腹糖耐量受损患者血清β-CTX、tP1NP水平的同时下降；在Lerchbaum等[13]开展的基于波美拉尼亚人群的研究和Starup-Linde等[14]开展的Meta分析研究中，研究者均发现T2DM患者各种BTMs表达水平的同时下降，较高的BTMs和25-OH-VitD水平与代谢性疾病或T2DM发生率降低有关。但董桂香等[15]研究结果显示T2DM患者的血清tP1NP、β-CTX、OC水平均高于非糖尿病患者，且其水平存在性别差异；赵昕等[16]和丁瑞等[17]的研究证实，合并结核、骨质疏松等并发症的T2DM患者的血清tP1NP、β-CTX、OC水平也高于健康对照人群。产生上述分歧的原因可能与选取T2DM患者的病情和合并症差异有关，T2DM患者机体的高血糖状态可通过葡萄糖毒性、氧化应激、糖基化终末产物堆积等多种机制影响骨的代谢，导致骨吸收活动与骨形成活动的失耦联，最终表现为BTMs水平紊乱，而骨细胞分泌的特定物质和细胞因子又可对糖代谢产生影响，进一步加重糖代谢紊乱。本研究结果显示，T2DM患者表现为骨代谢调控激素25-OH-VitD和骨形成标志物OC、tP1NP的表达下调，以及骨吸收标志物β-CTX的表达上调，这反映了T2DM患者的骨形成活动减弱而骨吸收活动增强，这也是导致T2DM患者骨质疏松、骨量减少的重要机制。本研究观察到的骨吸收标志物上调可能与高血糖状态对骨细胞的损害和骨吸收活动的反应性亢进有关，但确切的机制还需要进一步研究予以讨论。

本研究结果显示，MVCD的发生与血清tP1NP水平下调和血清β-CTX下调独立相关，这两个BTMs指标可单独或联合用于MVCD的辅助诊断。关于BTMs水平与MVCD的报道也存在一定的差异，如何瑶等[18]和刘雨轩等[19]的研究结果显示，当T2DM患者合并MVCD时，可出现血清β-CTX水平升高，但tP1NP水平变化不显著；Maghbooli等[20]的研究也报道了DR或DN患者的血清β-CTX、OC水平出现升高，但tP1NP水平与健康人群无显著的差异，这3种BTMs水平与空腹血糖、胰岛素、脂质等代谢标志物之间缺乏相关性，β-CTX、OC水平与DN患者的肾小球滤过率、BUN水平有关；而王婧婷等[21]和娄阳等[22]的报道称，DN患者的骨密度和DR患者病变严重程度、糖化血红蛋白均与血清tP1NP水平的变化有关；王琳等[23]的报道证实DN患者的血清tP1NP水平与肾小球滤过率具有相关性，且其相关性强于甲状旁腺素、25-OH-VitD、OC、β-CTX等。MCVD患者同时存在着骨形成活动的减弱和骨吸引活动的增强，而且相关研究也提示随着T2DM病程的增加，这种表现更加明显[24]。这一病理变化可能在MCVD的发生和进展中扮演重要角色，提示骨骼可能还是重要的内分泌器官，骨细胞中BTMs的表达异常一方面能够直接对微血管功能产生损害，另一方面也可能通过加剧T2DM患者糖代谢、脂质代谢紊乱从而促进微血管并发症的产生。值得提出的是，虽然本研究未证实血清OC水平与MVCD的相关性，但近年来众多研究结果显示，成骨细胞分泌的OC可对能量代谢进行反馈调节，血清OC水平与T2DM患者的动脉粥样硬化、糖化血红蛋白水平有关[25-26]，故对血清OC水平在MVCD机制中的作用应进一步扩大样本予以分析和讨论。