住院新诊断2 型糖尿病男性患者血浆总睾酮水平与骨钙素的相关性研究

王广宇，杨 昕，张立娟，谭姣容

（同济大学附属普陀人民医院内分泌科，上海 200060）

随着人群饮食结构的改变和生活水平的提高，2 型糖尿病的发病率呈逐年上升趋势。中国2 型糖尿病防治指南(2017 版)显示，我国18 岁及以上人群的糖尿病患病率为10.4%。糖尿病作为一种全身性代谢性疾病，在引起糖脂代谢紊乱的同时，亦会造成骨代谢异常及性腺功能障碍。

研究发现，在男性出现糖耐量异常时，其睾酮水平也已开始下降[1]，男性糖尿病患者中有超过1/3以上合并不同程度的睾酮水平下降[2-3]。而骨钙素作为骨骼中较丰富的蛋白质之一，最新研究发现，其具有广泛的全身性作用，包括刺激男性睾丸的分泌活性，调节男性生殖功能，改善生育能力。骨骼-睾丸轴已成为一个新兴的研究领域。目前对于新诊断2 型糖尿病男性患者的睾酮与骨钙素水平间关系的研究甚少。本研究回顾性分析了住院新诊断的男性2 型糖尿病患者的临床资料，探讨其血浆骨钙素与总睾酮水平间的关系及其临床意义。

对象与方法

一、对象

选取2018 年01 月至2020 年6 月间，同济大学附属普陀人民医院收治入院的146 例新诊断男性2 型糖尿病患者，年龄为20～60 岁，平均年龄为(44.12±10.79)岁。2 型糖尿病的诊断依据2017 年版中国2 型糖尿病防治指南的诊断标准。排除标准为患者具有以下任意一项，包括患有糖尿病急性并发症、急性心脑血管事件、急慢性肝肾功能不全、恶性肿瘤、出血性疾病、甲状旁腺疾病，睾丸切除，近期曾有手术、创伤及感染等应激情况，以及服用糖皮质激素或影响骨钙素代谢的药物(如1 年内应用双膦酸盐制剂、3 个月内使用雌激素、雌激素受体调节剂和降钙素)者。本研究经我院伦理委员会批准[(2021)临审第(3)号]。

二、方法

1.分组及定义：将患者按骨钙素水平四分位数分为Q1 组(<8.0 nmol/L)、Q2 组(8.0～10.9) nmol/L(包 括8.0 nmol/L，不 包 括10.9 nmol/L)、Q3 组(10.9～14.7) nmol/L、Q4 组 (≥14.7 nmol/L)。依据2017 年 《欧洲泌尿外科学会男性性功能减退指南》的诊断标准，将男性患者分为性腺功能减退组(总睾酮<12.1 nmol/L)和性腺功能正常组(总睾酮≥12.1 nmol/L)。

2.一般资料收集：详细记录患者姓名、年龄、家族史、吸烟史、饮酒史、既往病史等情况。每日吸烟≥1 支，连续或累计吸烟时间≥6 个月即为有吸烟史；在过去12 个月内，不论酒的类型，只要平均每月饮酒≥1 次即为有饮酒史。

3.体格检查：所有研究对象进行身高、体重、血压测量，计算体质量指数(body mass index,BMI)，BMI=体重/身高2(kg/m2)。

4.样本采集：所有研究对象禁食12 h 后，于次日清晨采集空腹血样本，测定空腹血糖、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)、空腹胰岛素(fasting insulin，FINS)、空腹C 肽、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、血肌酐、尿酸、丙氨酸转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸转氨酶 (aspartate transaminase,AST)、血钙和血磷水平、骨钙素、总睾酮。血糖检测采用葡萄糖氧化酶法；HbA1c 检测采用高效液相色谱法；血肌酐、ALT 及血脂、血钙、血磷检测采用日立7060 型全自动生化分析仪；采用电化学发光法检测FINS、总睾酮。稳态模型评估的胰岛素抵抗指数(insulin resistance index,HOMA-IR) 计算公式为，HOMAIR=空腹血糖水平×FINS(mIU/L)/22.5。

三、统计学处理

采用SPSS 23.0 统计软件对结果进行分析。正态分布计量资料采用表示，均数比较采用t 检验，偏态分布的计量资料以M(P25，P75)表示，组间比较采用Mann-Whitney U 检验，计数资料以绝对数或百分比表示，组间比较采用卡方检验，多组均数间的比较采用单因素方差分析；多组均数两两比较，方差齐时应用LSD 法，方差不齐时应用Dunnett T3 法；正态分布的计量资料采用Pearson 相关分析，非正态分布的计量资料采用Spearman 相关分析，骨钙素与睾酮及各参数间的相关性研究采用多元逐步回归分析。P<0.05 为差异有统计学意义。

结果

一、不同水平骨钙素组的一般临床特征及总睾酮比较

骨钙素Q1、Q2、Q3、Q4 这4 组间的年龄、饮酒史、BMI、总胆固醇、甘油三酯、HDL-C、LDL-C、AST、ALT、血磷、FINS、空腹C肽差异均无统计学意义。Q4组的BMI、HOMR-IR和空腹血糖低于Q1组，HbA1c低于Q1、Q2、Q3 组(P<0.05)，而总睾酮、血钙均高于Q1 组，血肌酐高于Q3 组(P<0.05)；Q3 组的HOMR-IR、空腹血糖、HbA1c 均低于Q1 组，而总睾酮、血血钙均高于Q1 组，吸烟及尿酸高于Q2 组(P<0.05)；Q2 组的空腹血糖和HbA1c 低于Q1组，而血钙、血肌酐、尿酸高于Q1 组(P<0.05)(见表1)。

表1 不同水平骨钙素组间的临床资料及实验室检查结果比较[，n(%)]

表1 不同水平骨钙素组间的临床资料及实验室检查结果比较[，n(%)]

a)：与Q1 组比较，P<0.05；b)：与Q2 组比较，P<0.05；c)：与Q3 组比较，P<0.05。

二、不同性腺功能的患者的血清骨钙素水平比较

本研究共有58 例(39.72%)男性2 型糖尿病患者被诊断为性腺功能减退，该组患者的骨钙素水平为(11.27±5.62) nmol/L，性腺功能正常组患者的骨钙素水平为 (13.22±5.83) nmol/L，2 组间的骨钙素水平差异有统计学意义(P<0.05)。

三、住院新诊断男性2 型糖尿病患者骨钙素与各指标的相关性分析

所有研究对象采用相关分析骨钙素与年龄、总睾酮、BMI、空腹血糖、FINS、空腹C 肽、HbA1c、总胆固醇、甘油三酯、HDL-C、LDL-C、ALT、血肌酐、尿酸、血钙、血磷、吸烟、饮酒及HOMR-IR 间的相关性。结果显示，新诊断2 型糖尿病男性患者骨钙素与血肌酐、血钙、总睾酮均呈正相关(P<0.05)，其中，总睾酮与骨钙素呈显著正相关(P=0.007)。骨钙素与总胆固醇、甘油三酯、FINS、HbA1c 均呈负相关(P<0.05)(见表2)。偏相关分析结果显示，在校正年龄、BMI、吸烟、饮酒、血肌酐、血钙、总胆固醇、甘油三酯、FINS、HbA1c 后，骨钙素仍与总睾酮水平呈显著正相关(P<0.01)。

表2 骨钙素与各指标的相关性分析

四、影响受试者总睾酮水平的相关分析及多因素回归分析

对患者总睾酮水平与年龄、骨钙素、BMI、空腹血糖、FINS、空腹C 肽、HbA1c、总胆固醇、甘油三酯、HDL-C、LDL-C、ALT、血肌酐、尿酸、血钙、血磷、吸烟、饮酒和HOMR-IR 间的相关性进行分析，结果显示，新诊断男性2 型糖尿病患者的总睾酮与HDL、骨钙素水平呈正相关(P<0.05)，与BMI、甘油三酯、尿酸水平呈负相关(P<0.05)。

以总睾酮为因变量，以年龄、吸烟史、饮酒史、骨钙素、BMI、空腹血糖、FINS、HbA1c、HOMR-IR、总胆固醇、甘油三酯、血肌酐、尿酸、血钙作为自变量，进行多元回归分析，结果显示，骨钙素、甘油三酯、尿酸与总睾酮水平独立相关(β 分别0.272、-0.723、-0.013，β 值分别为0.197、-0.203、-0.189，SE分别为0.116、0.309、0.006，P值分别为0.021、0.021、0.031；回归方程=17.888+骨钙素×0.272-甘油三酯×0.723-尿酸×0.013)。

讨 论

一、2 型糖尿病男性患者性功能减退的现状

2 型糖尿病男性患者容易合并性功能减退，血清睾酮水平低下是男性性功能退化的特征之一。30%～50%的男性2 型糖尿病患者合并睾酮水平低下，其中75%以上存在性功能障碍，尤其是勃起功能障碍[4]。本研究结果显示，在住院新诊断男性2 型糖尿病患者中，有39.72%的男性患者存在性腺功能减退，与Farooq 等[3]及Hamahara 等[5]的研究结果类似。因此，改善这一部分人群的睾酮水平，对防治2 型糖尿病男性患者性腺功能减退有重要意义。

二、骨钙素与糖脂代谢及性激素间的相关性

本研究结果显示，骨钙素水平与新诊断男性2 型糖尿病患者的糖代谢间存在显著关系，与Q1、Q2 组相比，骨钙素水平较高的Q4 组存在着相对较低的空腹血糖和HbA1c。2015 年，Kunutsor 等[6]的荟萃分析也提示，骨钙素水平较高与2 型糖尿病、代谢综合征风险下降有关。研究发现，骨钙素可促进胰岛β 细胞增殖和胰岛素分泌，从而影响糖代谢[7]。另外，Turcotte 等[8]一项为期1 年的前瞻性观察研究在二次探索性分析中发现，骨钙素升高可能与患者胆胰转流术后的胰岛素抵抗改善相关。但也有研究显示，在妊娠妇女和青少年中，骨钙素与胰岛素抵抗无关[9-10]。可见，骨钙素调节糖代谢方面尚存在争议，这种关系可能受到性别、年龄等多方面影响。

骨钙素在脂代谢方面也存在着重要作用。先前在普通人群中的研究表明，骨钙素水平仅与LDL-C呈负相关[11]，而在糖尿病患者中骨钙素水平与总胆固醇、甘油三酯及LDL-C 均呈负相关[12]。本研究结果显示，骨钙素水平与总胆固醇、甘油三酯均呈明显负相关。Lee 等[13]的研究表明，骨钙素活性增加的小鼠能量消耗增多，甘油三酯和脂肪含量降低。骨钙素可以激活肝脏磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B信号通路，显著提高小鼠肝脏的胰岛素敏感性，还能抑制糖异生,促进糖原合成和脂肪酸氧化,改善糖脂异常和肝脂肪变性[14]。在本研究骨钙素较高的Q4组中未观察到较低的血脂水平，但该组患者的BMI相对较低，推测可能是BMI 一定程度上介导了骨钙素与血脂间的相关性。

近年来，骨钙素与性激素间的关系已成为研究热点。有研究发现，经静脉予野生型小鼠注射骨钙素，可明显提高血睾酮的含量，而雄性骨钙素基因敲除小鼠由于睾酮含量下降，会引起睾丸体积、附睾重量和精子显著下降，而雌性骨钙素基因敲除小鼠却不会出现卵巢和性激素水平异常[15-16]，提示骨钙素对雄性小鼠的生殖能力起到重要的调控作用。本研究发现，新诊断男性2 型糖尿病患者的骨钙素与总睾酮水平呈明显正相关，且在校正年龄、BMI、血脂、HbA1c 等众多因素后，其骨钙素与总睾酮仍呈正相关，且骨钙素水平较高的男性2 型糖尿病患者存在较高的总睾酮水平，从一定程度上也揭示了骨钙素在生殖方面的调节作用。

三、总睾酮与2 型糖尿病患者代谢指标间的相关性

睾酮是一种主要由男性睾丸间质细胞分泌的类固醇激素，其分泌随着年龄的增长呈规律性变化，男性进入青春期后睾酮水平逐年升高，至20～30 岁睾酮分泌达到最高峰,随后每年以1%的速度缓慢下降。睾丸合成的睾酮在男性40 岁以后以每年1%～2%速度下降[17]，60 岁以后下降速度会有所上升。所以本研究选取住院新诊断男性2 型糖尿病患者作为研究对象，年龄范围在20～60 岁之间，避免了年龄因素造成结果的偏移。

本研究通过对住院新诊断男性2 型糖尿病患者总睾酮与各临床指标间相关性进行研究，发现总睾酮与骨钙素呈正相关，与BMI、甘油三酯、尿酸均呈负相关。进一步构建总睾酮与骨钙素的回归方程，发现骨钙素、甘油三酯、尿酸都可进入回归方程，与总睾酮独立相关，而BMI 未进入回归方程，其中，骨钙素为正相关，尿酸、甘油三酯为负相关。

Lu 等[18]对1 176 名年度定期体检的60～97 岁男性进行了横断面研究，发现血清骨钙素、总睾酮与BMI、血糖及甘油三酯密切相关，这支持了骨重塑、能量代谢及生殖调控相互关联的假设。本研究结果也显示，骨钙素与总睾酮水平间存在相关性，随着骨钙素水平升高，总睾酮也升高，且骨钙素是总睾酮的独立影响因素(β 值为0.197，P<0.05)。关于睾酮与血脂间相关性的研究很多，大量研究表明，睾酮是影响脂代谢的主要激素，对稳定男性脂代谢非常重要。本研究也发现，总睾酮与甘油三酯呈独立负相关，这Lu 等[18]与研究一致。此外，本研究结果显示，2 型糖尿病男性患者的总睾酮与尿酸水平呈独立负相关。英国一项纳入近5 万人，为期10 年的队列研究发现，高尿酸血症患者发生性腺功能减退的风险显著增加，相对危险比为1.63[19]，足见总睾酮与尿酸之间的关系。但目前关于甘油三酯、尿酸影响总睾酮水平的机制尚不明确，推测其机制一方面可能是，高甘油三酯、高尿酸与胰岛素抵抗、肥胖等相关，且为代谢综合征的一部分；另一方面可能是，因为睾酮由胆固醇在睾丸间质细胞内合成，其可以直接影响其生物合成、分泌及转化[20]。

但本研究中未发现2 型糖尿病男性患者的年龄与总睾酮水平间存在相关性，且年龄未进入回归方程，考虑原因可能为不同研究所选取对象年龄跨度不同，导致不同研究结果之间也存在部分差异。本研究中，患者的睾酮水平与BMI 呈负相关，但多元回归模型中，BMI 未进入回归方程，考虑可能原因除了与患者年龄跨度有关外，与本研究纳入病例较少，且患者均为血糖偏高的住院患者，以及甘油三酯、尿酸、BMI 之间可能存在共线性等有关。

四、骨钙素与总睾酮相互作用的可能机制

本研究结果显示，随着骨钙素水平的升高，2 型糖尿病男性患者的总睾酮水平呈上升趋势，且2 型糖尿病患者性功能减退组的骨钙素水平明显低于性功能正常组。但目前对于糖尿病患者骨钙素与睾酮之间相互作用的机制尚未完全阐明。考虑其可能的机制，其一为，睾酮的合成除了传统的下丘脑传导途径，目前还发现胰腺-骨-性腺轴是一种新型的调节男性生殖功能的途径[21]。机体通过胰腺分泌胰岛素并作用于成骨细胞，引起骨钙素合成，在pH=4.5 的骨环境中引起骨吸收脱羧化，从而形成有活性的骨钙素，羧化不全的骨钙素可通过血液循环进入到睾丸组织中，与骨钙素受体结合，同样可引起环腺苷酸通路磷酸化，导致下游因子的进一步反应，从而提高睾酮合成，最终引起生殖细胞存活和精子发生能力提高；同时羧化不全的骨钙素又可反作用于胰腺，引起胰岛β 细胞增殖、分化和胰岛素的分泌，形成骨内分泌回路[22]，而胰岛素再进一步作用于骨骼，从而提高骨钙素的合成。其二为，糖尿病是一种慢性炎症性疾病[23]，胰岛素抵抗是其中心环节，慢性炎症及胰岛素抵抗使脂肪表达的芳香化酶将睾酮转化为雌二醇，雌二醇对垂体促性腺激素的分泌产生负反馈作用，使用芳香化酶抑制剂可以增加睾酮水平[24]，而骨钙素可以调节脂肪含量[13]，降低血糖，间接作用于垂体促性腺激素的分泌，影响总睾酮的转化。

本研究不足之处为回顾性横断面性研究，并不能明确骨钙素与总睾酮之间的因果关系。其次，这是一项单中心、面向住院新诊断的男性2 型糖尿病患者的研究，且年龄范围为20～60 岁男性，其代表人群有一定局限性。此外，本研究结果中骨钙素与各因素相关系数小，这可能与本研究纳入的病例数较少有一定关系。因此，进一步阐明骨钙素和总睾酮之间的关系尚需要进一步行大样本、前瞻性、多中心的研究。

总之，本研究显示，住院新诊断的男性2 型糖尿病患者血浆总睾酮水平与骨钙素水平呈正相关。这为进一步研究总睾酮水平及其功能是否因骨钙素升高而变化提供了信息。其中的机制以及对糖尿病男性患者性功能减退的影响也有待进一步研究。