血清Ⅰ型胶原氨基端延长肽、Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列、25羟维生素D3水平在糖尿病性骨质疏松早期诊断中临床价值

周信忠, 宋晓钰, 陈治浩, 冯勤颖

北京积水潭医院贵州医院 检验科,贵州 贵阳 550014

2型糖尿病(type 2 diabetes,T2DM)是以胰岛素缺陷、血糖增加等特征为主的慢性代谢性疾病,糖脂代谢异常会降低骨组织量,增加骨质疏松风险[1]。糖尿病性骨质疏松(diabetic osteoporosis,DOP)是T2DM的常见并发症,以骨微结构破坏及低骨量等表现为主,易增加骨骼脆弱性,提高骨折风险,影响患者的生活质量[2]。DOP具有隐匿性,患者早期并无典型症状,因此,及早诊断DOP对降低骨折风险、提高生活质量具有重要意义[3]。有研究报道,骨转化能反映骨细胞代谢水平,是影响机体骨密度的重要因素[4]。Ⅰ型胶原氨基端延长肽(procollagen type Ⅰ N-terminal propeptide,P1NP)及Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列(β-C-terminal telopeptide of type Ⅰ collagen,β-CTX)是常见的骨转换标志物。P1NP主要由成骨细胞分泌,其水平升高提示骨形成活跃[5]。β-CTX能反映骨吸收情况及破骨细胞活性[6]。25羟维生素D3[25 hydroxyvitamin-D3,25(OH)D3]与骨形成存在密切联系,能调节骨钙释放及沉积。有研究报道,缺乏25(OH)D3会明显增加骨质疏松风险[7]。目前,临床关于血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平联合诊断DOP的报道较少。本研究通过检测DOP患者血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平,分析三者与骨密度的关系及联合检测对DOP的诊断价值。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取自2018年1月至2022年12月北京积水潭医院贵州医院收治的106例T2DM患者设为T2DM组。纳入标准:(1)符合《中国2型糖尿病防治指南》[8]标准;(2)生命体征稳定;(3)具备完整的临床资料;(4)思维正常,可配合完成研究。排除标准:(1)罹患T2DM前存在骨质疏松;(2)精神疾病,心智障碍;(3)脑、心脏等脏器严重损伤;(4)近期服用激素或影响骨代谢及维生素D分泌的药物;(5)凝血、认知及视听功能障碍;(6)免疫系统疾病、感染性疾病及其他影响钙磷代谢的疾病;(7)嗜酒、长期食用高嘌呤食物。另选取同期进行健康体检的80例体检者设为健康组。T2DM组中,男性56例,女性50例;年龄45～72岁,平均年龄(57.89±6.03)岁。健康组中,男性38例,女性42例;年龄40～75岁,平均年龄(56.63±7.34)岁。两组研究对象的一般资料比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究经医院伦理委员会批准。所有研究对象均对本研究知情同意。

1.2 研究方法

1.2.1 血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平检测 T2DM组于入院次日清晨、健康组于体检当日清晨,采集空腹静脉血3 ml,离心处理(转速3 500 r/min、时间10 min、半径10 cm),取上清液存于-80℃环境待测,以电化学发光法检测血清P1NP、β-CTX水平,酶联免疫吸附法检测血清25(OH)D3水平。

1.2.2 骨密度测定 使用双能X线骨密度仪检测T2DM组患者的骨密度,检测前均行标准体模仪器性能校正,检测部位包括腰椎L1～4、全髋骨及股骨颈骨,记录骨密度值及T值。参考《中国人骨质疏松症诊断标准专家共识》[9]进行分级:骨量正常为T值≥-1.0;骨量降低为-2.5

T值=(骨密度值-正常同种族同性别成人骨峰值)/正常成人骨密度标准差

2 结果

2.1 两组血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平比较 T2DM组血清P1NP、25(OH)D3水平均低于健康组,β-CTX水平高于健康组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平比较

2.2 不同骨密度T2DM患者血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平比较 骨质疏松组血清P1NP、25(OH)D3水平均低于骨量降低组及骨量正常组,β-CTX水平高于骨量降低组及骨量正常组;骨量降低组血清P1NP、25(OH)D3水平均低于骨量正常组,β-CTX水平高于骨量正常组;组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 同骨密度T2DM患者血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平比较

2.3 血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平与T2DM患者骨密度的相关性 Spearman相关性系数分析显示,血清P1NP、25(OH)D3水平与T2DM患者骨密度呈正相关(r=0.607、0.658,P<0.05),β-CTX水平与T2DM患者骨密度呈负相关(r=-0.732,P<0.05)。

2.4 血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平在DOP早期诊断中的价值 ROC曲线显示,血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平联合诊断DOP的ROC曲线下面积为0.911,高于三者单独诊断的0.794、0.800、0.779(P<0.05)。见图1、表3。

图1 血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平诊断DOP的ROC曲线

表3 血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平在DOP早期诊断中的价值

3 讨论

近年来,随着饮食结构的转变,人口老龄化及生活方式的变化,T2DM发病率不断升高[10]。由于胰岛素缺乏,T2DM患者代谢功能存在不同程度障碍,易引起成骨及破骨失衡,减少成骨细胞、降低骨量,从而诱发DOP[11]。DOP易增加病理性骨折风险,提高临床治疗难度,导致不良预后[12]。因此,早期及时诊断DOP对促进T2DM患者康复尤为重要。

有研究报道,骨转化是引起T2DM患者骨密度减少的重要因素,包括骨形成及骨吸收[13]。PINP主要由成骨细胞分泌,是临床评估骨形成的主要参数;β-CTX是破骨细胞降解所得产物,主要用于评估骨吸收情况[14]。有研究报道,DOP患者血清P1NP水平呈低表达,而β-CTX水平呈高表达[15]。本研究结果显示,T2DM组血清P1NP低于健康组、β-CTX高于健康组,提示T2DM患者存在骨代谢异常。分析原因可能是在长期高血糖刺激作用下,T2DM患者体内氧化应激反应加剧,活性氧水平升高,可能对成骨细胞分化起到抑制作用,从而诱导成骨细胞凋亡,影响骨形成过程,导致P1NP水平降低。T2DM患者长期处于高血糖状态,而高血糖会影响尿液排出,诱发渗透性利尿,促进磷钙等排出体外,引起血液磷钙水平减少,从而对甲状旁腺激素分泌产生刺激作用,使甲状旁腺激素水平升高,有利于增强骨吸收,减少骨量,最终导致β-CTX水平增加。本研究还发现,T2DM患者血清P1NP水平随骨密度降低而降低,β-CTX水平随骨密度降低而增加,提示血清P1NP、β-CTX水平与骨密度有关。这可能是因为持续性高血糖会对成骨细胞粘附胶原蛋白造成影响,导致成骨细胞功能障碍,破坏骨吸收及骨形成平衡,从而促进骨吸收、抑制骨形成,使骨量不断减少,因此,骨量越低,β-CTX等骨吸收指标越高、P1NP等骨形成指标越低。

骨质疏松的发生发展与机体维生素D缺乏有关[16]。维生素D的代谢产物较多,其中,25(OH)D3的活性较高。有研究报道,25(OH)D3水平较低,患者易发生骨质疏松[17]。本研究发现,T2DM组血清25(OH)D3水平低于健康组,表明T2DM患者存在25(OH)D3缺乏。这主要是因为胰岛素水平会影响机体25(OH)D3的合成,而T2DM患者存在不同程度胰岛素缺乏,在胰岛素抵抗及胰岛素β功能缺乏等因素作用下,25(OH)D3合成量明显降低。有研究报道,25(OH)D3与骨钙素及成骨细胞合成密切相关,T2DM患者25(OH)D3合成量降低会增加骨钙动员,降低骨钙素分泌及成骨细胞合成,抑制骨形成过程,诱发骨质疏松[18-19]。本研究结果显示,骨质疏松组血清25(OH)D3水平均低于骨量降低组及骨量正常组,且骨量降低组血清25(OH)D3水平均低于骨量正常组,提示血清25(OH)D3水平与T2DM患者骨密度存在联系。分析原因可能为25(OH)D3水平降低会影响肠道对钙的吸收,从而提高血中甲状旁腺激素水平,刺激成骨细胞,促进前破骨细胞转化为破骨细胞,溶解胶原蛋白基质,导致骨量降低,引起骨质疏松。此外,25(OH)D3会影响骨小梁再生和钙盐沉积,当25(OH)D3水平降低会减少骨质中碳酸盐沉积,导致骨质流失,促进骨质疏松发生发展。进一步的Spearman分析显示,血清P1NP、25(OH)D3水平与T2DM患者骨密度呈正相关,β-CTX水平与骨密度呈负相关,也证明了三者与骨密度存在明显相关性。ROC曲线显示,血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平联合诊断DOP的AUC高于三者单独诊断,说明血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平联合诊断能提高诊断效能。因此,临床可通过检测血清P1NP、β-CTX、25(OH)D3水平判断T2DM患者骨质疏松情况。

综上所述,DOP患者血清P1NP及25(OH)D3水平降低、β-CTX水平升高,三者与骨密度存在明显相关性,联合诊断DOP的效能更高。