维生素D对糖尿病合并骨质疏松患者血清骨保护素、趋化素水平的影响

蔡玉兰 阳琰 王雪梅 牟芝群 岳瑜 胡皓铭 姚杨 吴旻 邓嘉杰

遵义医科大学附属医院内分泌科，贵州 遵义 563003

随着人口平均寿命的逐年延长，世界人口老龄化态势明显，2型糖尿病(type 2 diabetes，T2DM)、骨质疏松症(osteoporosis，OP)等慢性增龄性疾病的患病人数逐年增加，已成为临床最常见、花费较高的疾病之一，严重影响患者的生活质量，给家庭及社会带来沉重的负担[1-2]。在T2DM的患病过程中，内环境紊乱、细胞因子分泌失衡及胰岛素抵抗均会影响骨代谢，导致骨组织微结构破坏，骨量减少，增加了T2DM合并OP的患病风险[3]。骨保护素(osteoprotegerin，OPG)是骨代谢的重要调节因子，具有抑制破骨细胞分化，减少骨细胞凋亡及骨吸收的作用，在OP患者的血清中反应性升高[4]。血清趋化素(Chemerin)是一种脂肪因子，在糖脂代谢、免疫及炎症反应过程中起着重要作用，参与胰岛素信号的传递，调节骨平衡，OP发生时，骨髓中脂肪含量升高，血清Chemerin水平升高[5]。本文旨在通过比较T2DM合并OP的患者在使用维生素D2(Vitamin D 2，VitD2)注射液治疗前后患者股骨颈骨密度(bone mineral density，BMD)，血清中OPG、Chemerin的变化，初步探索维生素D(Vitamin D，VitD)、OPG、Chemerin在T2DM合并OP中的作用。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2020年7～12月于我院就诊的新诊断T2DM合并OP的患者123例，按照患者血清中25羟基维生素D[25 hydroxy vitamin D，25(OH)D]水平将其分为3组，分别为VitD正常组[25(OH)D>30 ng/mL，40例]，男性18例，女性22例，平均年龄(53.62±5.24)岁；VitD不足组[25(OH)D 20～30 ng/mL，42例]，男性19例，女性23例，平均年龄(55.41±6.15)岁；VitD缺乏组[25(OH)D 10～19 ng/mL，41例]，男性17例，女性24例，平均年龄(55.20±8.77)岁。VitD不足组及VitD缺乏组患者给予VitD2注射液治疗，15 mg/次，肌肉注射，每4周1次，连续治疗12周。同期选取我院体检中心健康人员40例作为对照(NC组)，男性20例，女性20例，平均年龄(54.51±7.72)岁。纳入标准：①符合1999年WHO制定的糖尿病诊断标准；②符合《原发性骨质疏松症诊疗指南》中原发性骨质疏松的诊断标准[6]；③未合并其他严重器质性疾病及糖尿病急性并发症；④血钙、血磷、碱性磷酸酶均处于正常范围；⑤目前患者的降糖方案为皮下注射胰岛素。排除标准：①近半年使用过影响骨、脂代谢的药物；②半年内注射或服用过VitD制剂；③长期吸烟、饮酒史；④近半年使用过糖皮质激素者。

1.2 研究方法

1.2.1一般资料收集：由固定临床医生询问患者病史，录入患者性别、年龄，并测量患者身高、体重，计算体质量指数(body mass index，BMI)，询问患者近半年降糖药物使用情况。

1.2.2血生化及代谢指标的检测：参研对象禁食、禁饮8 h后抽取静脉血5 mL，静置1 h后3 000 r/min离心10 min，分装血清，标记后置于-80 ℃保存。血清中25(OH)D的检测使用电化学发光法(试剂盒购自Roche Diagnostics GmbH)；空腹血糖(fasting blood-glucose，FBG)的检测使用己糖激酶法(试剂盒购自浙江夸克生物科技有限公司)；空腹胰岛素(fasting plasma insulin，FINS)的检测使用电化学发光法(试剂盒购自Roche Diagnostics GmbH)；采用Olympus(AU2700)全自动分析仪检测血清中甘油三酯(triglyceride，TG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)的水平；高效液相色谱法测定糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)(美国伯乐D-10糖化血红蛋白仪)；ELISA法测定血清OPG、Chemerin水平(试剂购自美国Abcam公司)。VitD2注射液购自江西赣南海欣药业股份有限公司(1 mL∶5 mg，20万单位/支)。

1.3 统计学分析

使用SPSS 23.0统计软件对患者的基础资料进行统计分析，符合正态分布的计量资料用(平均数±标准差)表示，采用独立样本t检验比较两组间的差异，多元逐步回归分析探索股骨颈BMD的影响因素，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组一般资料及生化指标比较

各组研究对象在性别组成、年龄及BMI上差异无统计学意义(P>0.05)。与NC组相比，其余3组患者TC、TG、LDL-C、FPG、FINS、HbA1c、OPG及Chemerin均显著升高(P<0.05)，HDL-C及股骨颈BMD显著降低(P<0.05)。与VitD正常组比较，VitD不足组及VitD缺乏组血清25(OH)D、股骨颈BMD显著降低(P<0.05)，而TG、FINS、OPG、Chemerin显著升高(P<0.05)。与VitD不足组相比，VitD缺乏组血清HDL-C、25(OH)D显著降低，而TG、FPG、FINS、HbA1c、OPG、Chemerin显著升高(P<0.05)。详见表1。

表1 各组一般临床资料及生化指标比较Table 1 Comparison of general clinical data and biochemical index among the

续表1 各组一般临床资料及生化指标比较Continued table 1 Comparison of general clinical data and biochemical index among the

2.2 治疗前后各组间指标比较

治疗12周时，VitD不足组及VitD缺乏组血清TG、HbA1c、OPG、Chemerin均较治疗前显著降低，而HDL-C、25(OH)D、股骨颈BMD均较治疗前显著升高(P<0.05)。VitD不足组中，治疗4周时血清HbA1c、25(OH)D水平及股骨颈BMD较治疗前无显著改变(P>0.05)，TG、OPG、Chemerin较治疗前显著降低(P<0.05)，HDL-C较治疗前显著升高(P<0.05)。在VitD缺乏组中，治疗4周时患者血清中HDL-C、25(OH)D水平及股骨颈BMD均较治疗前显著升高(P<0.05)，血清TG、OPG及Chemerin水平均较治疗前显著降低(P<0.05)。详见表2。

表2 治疗前后各组间指标比较Table 2 Comparison of indexes among the groups before and after

2.3 股骨颈BMD与各相关因素的多元逐步回归分析

以VitD缺乏组股骨颈BMD作为因变量，年龄、BMI、TC、TG、HDL-C、LDL-C、FPG、FINS、HbA1c、25(OH)D、OPG及Chemerin为自变量进行多元逐步回归分析，结果显示，TG、LDL-C、HbAlc、25(OH)D、OPG及Chemerin是股骨颈BMD的影响因素。详见表3。

表3 血清股骨颈BMD与各相关因素的多元逐步回归分析

3 讨论

随着T2DM病情的进展，T2DM患者体内多种细胞因子和炎症介质发生改变，使成骨细胞活性降低，破骨细胞的分化及活性增加，加剧骨吸收，减少骨形成，导致T2DM合并OP发生[6]。研究T2DM及OP进展中血清学指标的变化，探索其与疾病之间的联系，对早期诊治这两种疾病具有积极意义。

正常骨量的维持需要成骨细胞和破骨细胞的协同作用，保证骨形成与骨吸收的平衡，骨量丢失引发的骨质疏松一般都与骨吸收增加、骨形成降低有关[7]。Chemerin是一种脂肪细胞因子，不仅参与调节成骨细胞的分化形成及活性，还与炎症因子形成复杂的调节网络，可能在T2DM合并OP的病理生理过程中发挥重要作用[8]。Chemerin可激活趋化因子CCL2和TLR4信号通路，促进炎症介质释放，激活T细胞，分泌大量炎症因子，导致胰岛细胞被破坏，胰岛素抵抗加重，破骨细胞活性增强。本研究结果显示，随着T2DM合并OP患者血清25(OH)D、股骨颈BMD的降低，病情加重，血清Chemerin水平逐渐升高。可能的原因是当股骨颈BMD下降，骨髓中脂肪细胞增多，脂肪细胞分泌的Chemerin增多，血清Chemerin水平升高。升高的Chemerin一方面增加破骨细胞的活性，加速OP发生，另一方面通过负反馈调节阻碍骨髓间充质干细胞继续向成脂肪细胞分化，减慢骨骼脂肪化，并一定程度促进干细胞向成骨细胞分化，加强骨形成相关活性基因的表达，促进骨矿化，延缓股骨颈BMD下降[9]。动物实验还提示，补充VitD可降低大鼠血清中Chemerin水平和血压，同时促进细胞对胰岛素刺激下的糖摄取，并激活P38丝裂原活化蛋白激酶，减轻胰岛素抵抗[10-11]。当VitD不足或缺乏的患者在补充VitD后，血清Chemerin浓度逐渐降低，同时伴随着股骨颈BMD的升高，表明Chemerin负反馈减少脂肪细胞含量，促进骨矿化的作用弱于其加快OP发展的作用，血清Chemerin水平的降低有利于OP的防治。

T2DM患者的高血糖状态通过多个方面影响骨代谢。长期高血糖影响钙、磷代谢，渗透性利尿作用导致钙、磷排泄增加，血钙、血磷降低，刺激甲状旁腺，增加甲状旁腺激素的合成和分泌，使骨钙分解入血，股骨颈BMD下降。其次，高血糖在一定程度上抑制成骨细胞的合成和分化，增加破骨细胞的活性，血清OPG反射性升高，抑制破骨细胞活性，阻碍股骨颈BMD的进一步降低，延缓T2DM合并OP的发生[12]。OPG是肿瘤坏死因子受体超家族的成员，也被称为破骨细胞抑制因子，可以与κB受体活化因子竞争性结合其受体位置，阻断破骨细胞的活化，具有调节骨代谢的作用，随着破骨细胞活性增强，其在血清中的水平逐渐升高[13]。有研究提示，VitD含量较低的BMD人群在补充VitD后腰椎及股骨颈BMD的增长均较快[14]。本研究结果也显示，在治疗时长方面，VitD不足组中，治疗4周时血清股骨颈BMD较治疗前无显著变化。在VitD缺乏组中，治疗4周时患者股骨颈BMD较治疗前显著升高。推测注射VitD2是否能在短时间内增加患者骨密度，与患者血清基础VitD水平相关，血清基础VitD越低，在补充VitD后短时间内BMD的增幅会更大，但并未达到正常值水平，仍需继续治疗。

近年来，T2DM与OP之间的关系备受关注，发病率逐年升高，致残致死率高，给患者家庭及社会带来了沉重的负担。通过对OPG及Chemerin的研究可能为其防治带来新的方向。本研究结果提示，随着患者血清VitD及股骨颈BMD的降低，血清OPG及Chemerin水平逐渐升高。当VitD不足或缺乏的患者在补充VitD后，血清OPG及Chemerin水平逐渐降低，同时伴随着股骨颈BMD的升高，推测VitD可能通过升高血清VitD水平，降低OPG、Chemerin而影响T2DM合并OP患者的骨密度，但具体机制还有待进一步研究。