定量CT分析绝经后女性2型糖尿病患者椎体骨密度与骨标志物的关系

马培旗,张小艳,朱文姬,袁玉山

(阜阳市人民医院 影像中心,安徽 阜阳 236000)

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者合并骨质疏松的发病率越来越多,且女性多于男性。目前评估骨质疏松的主要指标是骨密度(bone mineral density,BMD),定量CT(quantitativecomputed tomography,QCT)是一种三维体积BMD测量技术,较传统双能X线吸收测量仪(dual energy X-ray absorptiometry,DXA)测量更加精准,能避开大动脉、钙化、骨质增生硬化等的影响,QCT目前多与CT扫描同步进行,可在不增加辐射剂量和扫描时间的同时较为精准地测量腰椎BMD[1-2]。骨代谢标志物可以准确地反映测量时间点的骨代谢状态,对预测骨密度的变化有重要意义,同时也是选择抗骨质疏松治疗药物的依据。本研究通过QCT测量绝经后女性T2DM患者椎体BMD,旨在探索其与骨标志物的关系,为及时发现和预防T2DM患者并发骨质疏松症提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2021年8月～2022年5月阜阳市人民医院内分泌科住院的绝经后女性T2DM患者中行胸部CT联合QCT骨密度检查者。排除标准:①糖尿病急性并发症、心肝肾慢性疾病、恶性肿瘤等;②近6个月服用激素类或影响骨代谢的药物;③长期卧床、近期手术或外伤史等影响骨密度的患者。最终纳入207例,年龄52～85(66.42±6.93)岁。另选取我院体检中心行胸部CT扫描加骨密度测量的绝经后女性体检者作为对照组,排除标准同前。最终纳入200例,年龄51～82(62.96±5.35)岁。本研究经我院医学伦理委员会审核通过([2019]58号)且患者均知情同意。

1.2 仪器与方法 所有研究对象检测空腹血糖、糖化血红蛋白(HbA1c),其中T2DM患者均行骨代谢指标检查,包括:甲状旁腺素(parathyroid hormone,PTH)、总25-羟基维生素D、总I型胶原氨基端延长肽(total pro-collagen type 1 N-terminal propeptide,TP1NP)、β-胶原特殊序列、N端骨钙素。并统计T2DM患者糖尿病病程、绝经年限、身高、体质量等,计算体质量指数(body mass index,BMI)。CT扫描机器为东软128排螺旋CT,扫描参数:管电压120 kV,电流30 mAs,螺距0.775,旋转时间0.625 s,矩阵512×512,层厚及层间距均为5 mm,重建层厚及层间距均为1 mm。扫描范围从肺尖至L1椎体下缘。将CT图像传输至美国Mindways公司QCT骨密度分析软件,测量T12、L1椎体骨松质体积BMD,取两者平均值作为最终BMD值(如图1)。根据QCT标准:>120 mg/cm3为骨量正常,80～120 mg/cm3为骨量减低,<80 mg/cm3为骨质疏松[3]。

图1 测量T12、L1椎体松质骨BMD时选取感兴趣区

2 结果

2.1 对照组与T2DM组各指标比较 两组间年龄、绝经年限及BMD比较差异无统计学意义(P>0.05),而T2DM组空腹血糖、HbA1c水平均高于对照组(P<0.05),见表1。

表1 对照组与T2DM组各指标比较

2.2 对照组与T2DM组按不同骨量分组BMD比较 骨质疏松组中,T2DM组患者BMD小于对照组(P<0.05);骨量减低、骨量正常组中,两组BMD差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 对照组与T2DM组按不同骨量分组BMD比较

2.3 绝经后女性T2DM患者不同骨量组间各指标结果 骨量正常组年龄均小于骨量减低组、骨质疏松组(P<0.05),骨量正常组和骨量减低组绝经年限、β-胶原特殊序列均小于骨质疏松组(P<0.05);骨量正常组BMD均小于骨量减低组和骨质疏松组(P<0.05),骨量减低组BMD小于骨质疏松组(P<0.05)。见表3。

表3 绝经后女性T2DM患者不同骨量组间各指标比较

2.4 BMD与年龄、绝经年限及骨标志物的Pearson相关分析 年龄、绝经年限、PTH、TPINP、β-胶原特殊序列、N端骨钙素与BMD均呈负相关(P<0.05),见表4。

表4 BMD与年龄、绝经年限糖尿病病程、BMI及骨标志物的Pearson相关分析

3 讨论

T2DM患者因长期处于高血糖状态,体内产生过多的糖基化终末产物,这些物质可刺激破骨细胞骨吸收因子IL-6、TNF-α等形成,导致骨吸收增加[4]。同时高血糖状态可引起渗透性利尿,钙、磷排泄增加,同时还可刺激甲状旁腺激素分泌,影响成骨细胞和破骨细胞的活性。绝经后女性由于年龄增长和雌激素骤减,进一步加速骨量减低,因此绝经后女性T2DM患者更容易引起骨质疏松、骨折风险增加[5]。QCT是一种三维体积BMD测量技术,可以将感兴趣区放在反映骨代谢活跃的松质骨部分,从而避开大动脉钙化、骨增生硬化的影响,具有较高的灵敏度和准确率。已有研究证明胸部CT联合QCT测量椎体骨密度具有很好的可行性,在不增加额外辐射剂量的同时得到BMD值,同时T12和L1椎体也被推荐测量评估BMD情况的指标[6]。本研究通过QCT测量绝经后女性T2DM患者BMD发现,骨质疏松占21.74%、骨量减低占30.92%。而与对照组进行BMD比较,绝经后女性T2DM患者与其差异无统计学意义,这与文献报道不尽一致,可能是抽样误差所致,也可能是因为本研究采用测量BMD的方法为QCT,仍须进一步多中心研究。本研究进一步按BMD进行分组后比较发现绝经后女性T2DM组中骨质疏松组BMD低于对照组中骨质疏松组,同时绝经后女性T2DM组中骨质疏松组年龄较骨量减低组和正常骨量组大,说明随着年龄的增加高血糖状态会更容易引起骨量丢失。

骨标志物是骨组织本身的代谢产物,存在于血液、尿液中且能被检测出来的活性物质,具有可重复性、灵敏性高、特异性强等特点,较BMD更早地反映骨量的变化[7],包括调节钙磷代谢的PTH和25-羟基维生素D、反映骨形成的TPINP、骨吸收指标β-胶原特殊序列以及骨矿化速率有关的N端骨钙素。Gossiel等[8]报道,绝经后女性的TPINP水平较高。徐伟等[9]通过研究腰椎退变患者骨标志物发现,TPINP、骨钙素、β-胶原特殊序列与腰椎BMD呈负相关,提示临床应尽早关注监测腰椎退变患者骨标志物的变化。关于绝经后女性2型糖尿病患者BMD与骨标志物的研究,有学者通过DXA测量绝经后女性T2DM患者骨密度发现,糖尿病组BMD与对照组差异无统计学意义,而骨标志物TPINP高于对照组[10]。周婷婷等[11]通过DXA测量绝经后女性T2DM患者BMD发现,TPINP、β-胶原特殊序列、N端骨钙素与骨密度呈负相关。而本研究通过QCT测量绝经后女性T2DM患者椎体BMD,结果发现绝经后T2DM患者中骨质疏松组β-胶原特殊序列较骨量减低组、骨量正常组高,同时相关分析结果发现β-胶原特殊序列与BMD呈弱负相关,说明绝经后女性T2DM骨质疏松组骨吸收亢进。而反映骨形成和骨细胞活性的标志物TPINP和N端骨钙素与BMD亦呈弱负相关,说明绝经后女性T2DM患者随着BMD的减低可能也伴随着骨质矿化速度的增加。另外本研究中PTH与BMD呈负相关,可能是因为糖尿病高血糖渗透性利尿作用导致尿钙排出增多,继而引起继发性甲状旁腺功能亢进,骨质疏松风险增加。由此可见,绝经后女性T2DM患者往往会有骨吸收增加的同时也伴随着骨质矿化速度的增加,形成一种骨代谢高转换状态,加之雌激素的突然骤降以及长期的高血糖状态,最终进一步加剧骨量减少造成骨质疏松。

综上所述,基于QCT测量椎体BMD可以很好评估绝经后女性T2DM患者骨量情况,而BMD与骨标志物有一定相关性。但是本研究中样本量相对较小,且纳入患者存在选择偏倚,同时纳入样本年龄跨度较大,未对绝经后女性不同年龄组间进行分析,后期将进一步加大样本量,并纳入多中心数据进行深入探索。