初诊2型糖尿病患者糖负荷后胰岛素峰值的影响因素研究

廖世波，吴敏，黄淑玉，邹毅，晏益民，朱钊，黄高，李玲，向成，肖潇，李小英

本研究创新点：

本研究利用数学函数思想对初诊2型糖尿病（T2DM）患者口服葡萄糖耐量试验（OGTT）、胰岛素释放试验（IRT）结果进行再处理分析，进一步挖掘OGTT、IRT结果中所蕴含的糖代谢信息。借助函数曲线拟合获得糖负荷后胰岛素峰值（Imax），从而使得研究初诊T2DM患者糖负荷后Imax影响因素成为可能。既往未见将函数曲线分析方法运用于初诊T2DM患者OGTT、IRT结果的研究报道，此方法可以为后续的相关研究提供借鉴。

本研究不足：

本研究中初诊T2DM患者“糖负荷后Imax”是通过函数曲线拟合获得的，其与实际的“糖负荷后Imax”的一致性如何还有待进一步验证。

中国已连续多年位列世界糖尿病大国之首。最新的流行病学调查显示，中国成年人糖尿病和糖尿病前期总患病率达46.6%［1］。由于饮食结构等因素的影响，中国2型糖尿病（type 2 diatebes mellitus，T2DM）患者合并餐后高血糖的现象较欧美等西方国家更为普遍。餐后高血糖与糖尿病大血管并发症、微血管并发症的发生密切相关［2-3］，餐后高血糖引发血管并发症的机制主要是餐后高血糖导致的急性血糖波动，而急性血糖波动较慢性持续性高血糖能更显著地促进氧化应激反应和损伤血管内皮细胞功能［4］。胰岛素作为人体内唯一的降糖激素，其在糖负荷后的最大分泌峰值直接决定了糖负荷后血糖的峰值，也决定了糖负荷后血糖的波动幅度。目前国内外未见借助临床普遍使用的胰岛素释放试验（insulin release test，IRT）获取初诊T2DM患者糖负荷后胰岛素峰值（Imax）并对其影响因素进行分析的报道，本研究旨在探讨初诊T2DM患者糖负荷后Imax及其影响因素，为临床评估此类患者胰岛β细胞功能进而制定个体化的降糖方案提供理论依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2015年10月—2019年10月于武汉科技大学附属孝感医院内分泌科住院治疗的初诊T2DM患者411例。纳入标准：（1）符合1999年世界卫生组织（WHO）糖尿病诊断标准［5］；（2）签署知情同意书。排除标准：（1）妊娠、哺乳期等特殊生理状态，其他类型糖尿病；（2）合并糖尿病急性并发症；（3）肝、肾功能不全；（4）有血液系统疾病，血常规分析示红细胞计数明显异常或贫血。本研究经武汉科技大学附属孝感医院医学伦理委员会批准。

1.2 研究方法 收集患者一般资料、超声影像学检查指标、实验室检查指标。

1.2.1 一般资料 包括性别、年龄、糖尿病家族史，高血压、高尿酸血症、高脂血症等合并症情况；测量身高、体质量，计算体质指数（BMI）。

1.2.2 超声影像学检查指标 利用Voluson E8彩色多普勒超声筛查肝胆、双侧颈动脉健康状况。非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease ，NAFLD）超声诊断标准［6］：排除肝炎病毒、酒精、自身免疫性因素、遗传性因素、药物性因素等所致的肝病，同时具备以下3项腹部超声异常中的2项及以上者：（1）肝脏近场回声弥漫性增强，且回声强于肾脏；（2）肝内管道结构显示不清晰；（3）肝脏远场回声逐渐衰减。胆囊结石超声诊断标准［7］：胆囊内强回声伴后方声影，可随体位移动。颈动脉斑块超声诊断标准［8］：横断面或纵断面扫描时，颈动脉内中膜厚度≥1.5 mm，且凸出于颈动脉血管腔内。上述检查由2名专职超声科医师完成。

1.2.3 实验室检查指标 采用美国Bio-Rad D-10TM糖化血红蛋白（HbA1c）分析仪检测HbA1c；采用日本XE-2100血液分析仪检测血常规；研究对象禁食12 h以上，行标准口服葡萄糖耐量试验（OGTT）和IRT，于糖负荷前后各时间点（0、30、60、120、180 min）分别抽取静脉血3 ml离心留取血清（温度4 ℃，离心半径4.5 cm，离心速率3 500 r/min，离心时间5 min），采用美国Beckman CX9.ALX型生化分析仪检测血糖（G0、G30、G60、G120、G180），采用瑞士Elecsys 2010电化学发光免疫分析仪检测胰岛素（I0、I30、I60、I120、I180）。采用美国Beckman CX9.ALX型生化分析仪检测肝肾功能、尿酸、血脂。

1.2.4 胰岛功能评估及分组 早相胰岛素分泌指数（ΔI30/ΔG30）=（I30-I0）/（G30-G0）；胰岛β细胞功能指数（HOMA-β）=20×I0/（G0-3.5）；胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）=（G0×I0）/22.5。采用Origin 8.0软件通过多项式拟合法对患者IRT和OGTT结果进行曲线拟合和峰值分析，分别记录拟合曲线Imax和血糖峰值（Gmax）（见图1）。

根据患者75 g葡萄糖负荷后Imax三分位数将其分为低Imax组（Imax<21.40 mU/L，n=137）、中Imax组（21.40 mU/L≤Imax<48.10 mU/L，n=137）和高Imax组（Imax≥48.10 mU/L，n=137）。

1.3 统计学方法 采用SPSS 24.0统计学软件进行数据分析。呈正态分布的计量资料以（±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验；非正态分布的计量资料以M（QR）表示，多组间比较采用Kruskal-Wallis H检验，两两比较采用Tamhane's T2检验；计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验。采用Spearman秩相关分析探究Imax与观察指标的相关性；采用多因素Logistic回归分析探究初诊T2DM患者Imax的影响因素。双侧检验水准α=0.05。

图1 IRT、OGTT多项式拟合曲线Figure 1 Polynomial fitting curve of IRT and OGTT

2 结果

2.1 三组患者观察指标比较 三组患者年龄、糖尿病家族史、高脂血症患病率、胆囊结石患病率、胆囊息肉患病率、颈动脉斑块患病率、白细胞计数、血小板计数、中性粒细胞计数、淋巴细胞计数、单核细胞计数、嗜酸粒细胞计数及嗜碱粒细胞计数比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；三组患者男性占比、BMI、高血压患病率、高尿酸血症患病率、非酒精性脂肪肝病患病 率、G0、G30、G60、G120、G180、Gmax、HbA1c、ΔI30/ΔG30、HOMA-β、HOMA-IR、红细胞计数、血红蛋白比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；其中，BMI、ΔI30/ΔG30、HOMA-β、HOMA-IR随Imax的升高而 增高（P<0.05）；G0、G30、G60、G120、G180、Gmax、HbA1c随Imax的升高而降低（P<0.05）；低Imax组男性占比高于中Imax组和高Imax组，高血压、非酒精性脂肪肝病患病率低于中Imax组和高Imax组，差异有统计学意义（P<0.05）；高Imax组患者高尿酸血症患病率高于低Imax组和中Imax组，差异有统计学意义（P<0.05）；高Imax组患者红细胞计数、血红蛋白含量低于低Imax组，差异有统计学意义（P<0.05）；中Imax组患者年龄高于低Imax组，差异有统计学意义（P<0.05，见表1）。

2.2 Imax与其他指标的相关性分析 Spearman秩相关性分析结果显示，Imax与年龄、白细胞计数、血小板计数、中性粒细胞计数、淋巴细胞计数、单核细胞计数、嗜酸粒细胞计数、嗜碱粒细胞计数无相关关系（P>0.05）；Imax与 BMI、ΔI30/ΔG30、HOMA-β、HOMA-IR 呈正 相 关（P<0.05）；Imax与 G0、G30、G60、G120、G180、Gmax、HbA1c、红细胞计数、血红蛋白呈负相关（P<0.05，见表2）。

2.3 初诊T2DM患者Imax影响因素的多因素Logistic回归分析 以初诊T2DM患者Imax（赋值：<21.40 mU/L=1，≥ 21.40～48.10 mU/L=2，≥ 48.10 mU/L=3）为因变量，以性别（赋值：女=0，男=1）、高血压（赋值：无=0，有=1）、高尿酸血症（赋值：无=0，有=1）、非酒精性脂肪肝病（赋值：无=0，有=1）、BMI（赋值：实测值）、G0（赋值：实测值）、G30（赋值：实测值）、G60（赋值：实测值）、G120（赋值：实测值）、G180（赋值：实测值）、Gmax（赋值：实测值）、HbA1c（赋值：实测值）、ΔI30/ΔG30（赋值：实测值）、HOMA-β（赋值：实测值）、HOMA-IR（赋值：实测值）、红细胞计数（赋值：实测值）及血红蛋白（赋值：实测值）为自变量进行多因素Logistic回归分析，结果显示，性别、高血压、高尿酸血症、G0、G180、HbA1c、ΔI30/ΔG30、HOMA-IR是初诊T2DM患者Imax的影响因素（P<0.05，见表3）。

3 讨论

胰岛素/胰高血糖素作为机体内调节血糖的“缓冲对”，其对维持血糖的稳态起决定性作用。胰岛素是体内唯一的降糖激素，胰岛素的缺乏或功能障碍将直接使血糖稳态遭到破坏，其短期表现为血糖急剧升高，中长期表现为慢性高血糖。长期慢性高血糖对机体的损伤及其机制在学术界已基本达成共识，短期血糖急剧升高导致的血糖波动对机体的损伤在近年才引起广泛关注。研究表明，血糖波动比HbA1c改变对疾病结局的影响可能更突出［9］。影响血糖波动的因素多且不易控制，但对于糖尿病患者来说最核心的因素是胰岛细胞功能。已有研究表明胰岛β细胞功能与T2DM患者血糖波动水平呈负相关［10］，初诊2型糖尿病患者的平均血糖波动幅度随着β细胞胰岛素分泌水平特别是晚相胰岛素分泌水平的下降而增大［11］。糖负荷后Imax反映胰岛β细胞最大分泌潜能，其直接决定了糖负荷后血糖的峰值，也决定了糖负荷后血糖的波动幅度。糖负荷后Iamx作为评估初诊T2DM患者胰岛β细胞功能的量化指标，其一方面可以为个体化降糖方案的制定提供参考，另一方面可以作为评估疾病预后的依据。

表1 三组患者观察指标比较Table 1 Comparison of observation indices among different groups

表2 Imax与观察指标的相关性分析Table 2 Correlation analysis of Imax with observation indices

表3 初诊T2DM患者Imax影响因素的多因素Logistic回归分析Table 3 Multivariate Logistic regression analysis of influencing factors for Imax in newly diagnosed T2DM patients

性激素可能在糖尿病发生发展中扮演重要角色。T2DM的患病率存在性别差异，最新的全国性横断面调查显示T2DM的患病率男性高于女性［1］。另有研究显示女性在绝经前后糖尿病的患病率不同，女性在绝经后糖尿病的患病率明显升高［12］。本研究结果显示性别是初诊T2DM患者Imax的影响因素，男性患者的Imax是女性患者的0.392倍；考虑可能的机制为：（1）雄激素通过减少肝脏对胰岛素的降解，降低外周组织胰岛素受体的效能，从而导致胰岛素抵抗［13］。大型流行病学调查显示血清胰岛素与睾酮水平呈负相关，认为生理浓度的雄激素（睾酮）即可以导致胰岛素抵抗［14］。（2）雌激素能够减弱脂肪组织的炎性反应，抑制糖脂毒性，防止氧化应激，从而改善胰岛素抵抗［15］；此外雌激素能增强胰岛Ins-2基因的表达，从而显著增加胰岛素释放［16］。

高血压通常与包括胰岛素抵抗在内的多种代谢功能紊乱并存，胰岛素抵抗在高血压的发生发展中发挥重要作用，其在高血压前期即开始出现［17］。一项对465例非糖尿病人群进行为期6年的随访研究发现，高血压人群的糖尿病累积发病率显著高于非高血压人群（44.6%与19.7%）［18］。另有研究显示初诊T2DM合并高血压患者较单纯初诊T2DM患者有更严重的胰岛素抵抗，其胰岛素水平也更高［19］。本研究结果显示，高血压是初诊T2DM患者Imax的影响因素，合并高血压的初诊T2DM患者Imax是不合并高血压的初诊T2DM患者的1.745倍，与上述研究结论保持一致。

T2DM合并高尿酸血症的患病率达33.8%［20］。一项纳入多项前瞻性队列研究的荟萃分析表明，高尿酸血症是T2DM发生发展的独立危险因素［21］。高尿酸血症导致T2DM发生的病理生理机制可能是胰岛素抵抗［22］：高水平的血尿酸干扰糖、脂、蛋白质代谢，导致脂肪在内脏蓄积及胰岛素抵抗；抑制一氧化氮（NO）活性减少胰岛素对葡萄糖的摄取；损伤内皮导致炎性反应，继而引起胰岛素抵抗。本研究结果显示，高尿酸血症是初诊T2DM患者Imax的影响因素，合并高尿酸血症的初诊T2DM患者Imax是未合并高尿酸血症的初诊T2DM患者的2.801倍。张妮娅等［23］研究显示T2DM合并高尿酸血症患者空腹及75 g葡萄糖负荷后各时段胰岛素水平明显高于单纯T2DM患者，本研究与其研究结果相似。

血糖是调节胰岛素分泌最重要的因素。血糖<3.9 mmol/L时，胰岛素不分泌或分泌受抑制；血糖≥3.9 mmol/L时即开始刺激胰岛素分泌；空腹血糖在参考范围（5.6～6.1 mmol/L）高值时，胰岛早相分泌功能已明显受损，此时早相分泌已降至最大值的50%［24］。当血糖进一步升高至>7.80 mmol/L时，胰岛晚相分泌功能开始受损；当血糖升高至10.0～11.0 mmol/L时，胰岛晚相分泌显著缺乏［25］。IRT胰岛素曲线为胰岛早相和晚相分泌功能的综合呈现。T2DM患者血糖（无论空腹还是糖负荷后血糖）早已超过上述范围，胰岛素早相分泌及晚相分泌功能均减低，糖负荷后Imax亦降低。故理论上T2DM患者糖负荷后Imax与糖负荷前、后的血糖水平呈负相关。本研究结果显示，初诊T2DM患者Imax随着G0、G30、G60、G120、G180、Gmax的升高而降低，与上述观点保持一致。HbA1c反映血糖的平均水平，其与血糖的变化趋势是一致的，故本研究中Imax随着HbA1c的升高而降低。糖负荷后3～4 h血糖应恢复至空腹水平，T2DM患者OGTT 5个时间点中180 min血糖与空腹血糖最接近。本研究多因素Logistic回归分析显示，G0、G180、HbA1c是初诊T2DM患者Imax的影响因素，提示优先控制基础血糖（G0、G180）使HbA1c达标可能改善初诊T2DM患者糖负荷后胰岛最大分泌功能。

随着血糖的逐渐升高，胰岛早相分泌先于晚相分泌受损。ΔI30/ΔG30代表早相分泌功能，其受损程度越轻，晚相分泌功能保存就越好，胰岛素分泌曲线峰值就越高。本研究结果显示，初诊T2DM患者Imax随着ΔI30/ΔG30的升高而升高；多因素Logistic回归分析结果显示，ΔI30/ΔG30是初诊T2DM患者Imax的影响因素，支持上述理论。

T2DM最主要的发病机制是胰岛素抵抗和胰岛素相对缺乏。在病程早期胰岛功能尚存，主要表现为胰岛素抵抗，胰岛素分泌增加以代偿靶器官对胰岛素作用的敏感性下降。此阶段胰岛素抵抗越明显，机体代偿分泌的胰岛素水平就越高。本研究结果显示，初诊T2DM患者Imax随着HOMA-IR的增大而增大；进一步的多因素Logistic回归分析结果显示，HOMA-IR是初诊T2DM患者Imax的影响因素，与上述观点一致。

综上所述，性别、高血压、高尿酸血症、空腹血糖、HbA1c、ΔI30/ΔG30、HOMA-IR是初诊 T2DM患者Imax的影响因素，提示优先控制空腹血糖使HbA1c达标，对于改善初诊T2DM患者糖负荷后胰岛最大分泌功能具有重要意义。

作者贡献：廖世波进行文章的构思与设计，统计学处理，撰写与修订论文；廖世波、黄淑玉进行研究的实施与可行性分析；朱钊、黄高、李玲、向成进行数据收集；肖潇、李小英进行数据整理；廖世波、吴敏、黄淑玉、邹毅、晏益民进行结果分析与解释；黄淑玉负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。