兩種標準診斷的糖尿病前期胰島素抵抗和胰島功能的比較研究

伍紹國 ，黃鈺君 ，何榮國 ，陳波 ，李志海 ，鮑蓓 ,段傳偉 ，楊烈 ，朱常青 ，李婉媚 ，孫燕

(1、廣州市第十二人民醫院：a：檢驗科，b：皮膚科，c：內分泌科，d:體檢中心，廣東 廣州510620；2、廣州市婦女兒童醫療中心兒童院區檢驗科，廣東 廣州510120)

糖尿病前期(prediabetes,PDM)包括空腹血糖受損 (impaired fasting glucose,IFG)和糖耐量受損(impaired glucose tolerance,IGT)，是最重要的2型糖尿病(diabetesmellitus,DM)高危人群[1]。2010年美國糖尿病學會(American Diabetes Association，ADA)建議將糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)值在5.7%~6.4%間新增為PDM的診斷標準之一[2]，提供了除口服糖耐量試驗(oral glucose tolerance test,OGTT)確定IFG和IGT外又一條新的檢出DM高危人群的途徑。然而HbA1c水平可能存在人種差異[3]，因此基于西方人群所建立的HbA1c診斷標準是否適用于中國人群，尚需更多的循證醫學依據加以驗證。胰島β細胞功能缺陷和/或胰島素抵抗(insulin resistance,IR)是DM發生最重要的病理生理學病因[4]，且在PDM階段已存在[5，6]。HbA1c標準在中國人群中診斷的PDM是否與OGTT標準一樣具有胰島β細胞功能異常和IR，國內暫未見有相關報道。本研究以穩態模型評估的β細胞功能 (Homeostasismodel assessment for β-cell function,HOMA-β)[7]衡量胰島β細胞的基礎分泌功能，用穩態模型評估的胰島素抵抗指數(Homeostasis model assessment for insulin resistance,HOMA-IR)[7]來評價基礎狀態下的IR，通過比較研究兩種標準下診斷的PDM者上述胰島素指數水平的變化，從發病機制的角度驗證HbA1c標準在中國人群中診斷PDM的適用性。

1 材料與方法

1.1 標本來源 選取2011年1月至2011年12月在我院健康體檢的廣州籍漢族共497人，其中男性272人，女性225人，年齡在50~86歲之間，平均年齡±標準差為59.4±7.0(歲)。所有納入研究的受試對象既往無DM病史，未進行過OGTT試驗，血液常規顯示無貧血，肝腎功能正常，無明顯急性感染等應激狀態，未進行過飲食控制及降糖降脂藥物治療。所有受試者均知情同意。

1.2 儀器與試劑 血糖測定方法為己糖激酶法，試劑為上海科華東菱診斷用品有限公司產品，所有生化檢測項目均在日本島津CL8000進行檢測。HbA1c測定采用美國Bio-Rad公司生產的高壓液相色譜法全自動糖化血紅蛋白分析儀 (BIO-RAD D-10TM Hemoglobin testing system)及其原裝配套試劑、校準品、雙水平室內質控品，批內CV<2%。上述所有實驗室檢測項目均每日行室內質控并在控，參加并通過衛生部臨檢中心全國室間質評。胰島素(mU/L)測定采用雙抗體夾心酶聯免疫分析法(ELISA)，試劑盒為瑞典Mercodia公司產品。

1.3 檢測方法 研究對象空腹8~12h后，進行問卷調查、體格檢查后行OGTT檢查：取空腹靜脈血(同時行血液常規、HbA1c、空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、肝腎功能、血脂參數等生化指標檢驗)和服糖(75g葡萄糖)后2h血進行血糖(postchallenge 2 hour plasma glucose,P2hG)檢測，分離部分空腹和服糖后2h血清于-80度冰箱保存，集中進行空腹胰島素(fasting insulin,Fins)和服糖后2h胰島素(postchallenge 2 hour insulin,2hIns)檢測。 HOMA-β、HOMA-IR的計算公式見相關文獻[7]，為了消除因IR導致的代償性胰島素分泌增加的影響，我們對 HOMA-β進行了矯正：矯正的 HOMA-β=HOMA-β/HOMA-IR。 OGTT和 HbA1c對 PDM 的診斷分別按照2005年中華醫學會糖尿病學分會[8]和2010年美國ADA[2]建議的診斷標準進行。

1.4 統計學分析 利用IBM SPSS19.0統計學軟件包處理。所有欲分組比較的計量指標按組分別用“Kolmogorov-Smirnov”法進行正態性檢驗，正態分布的指標(2hIns經對數轉換)兩組間的比較用t檢驗；三組間的比較用單因素方差分析，方差分析存在統計學差異者行組間兩兩比較：方差齊性用“LSD”法，方差不齊性用 Tamhane’s法；HbA1c和各胰島素指數因經對數轉換后仍不全呈正態分布而行秩合檢驗(Mann-Whitney U法)；性別構成比的比較用卡方(χ2)檢驗；HbA1c與各指標間的相關性采用Spearman相關系數和偏相關系數表示。取P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩種標準下各組血糖參數與胰島素參數結果見表1、2。由表1、2可知，各組間年齡、性別構成和BMI均無統計學差異(P＞0.05，下同)，排除了它們對結果的影響。OGTT標準和HbA1c標準下診斷的PDM組各血糖參數和胰島素參數 (HOMA-β為矯正的)分別與相應的正常糖耐量 (normal glucose tolerance,NGT)組比較均有相同變化方向的統計學差異(P<0.05，下同)。OGTT標準下各組間胰島素參數比較，與NGT組比較，PDM三亞組均矯正的HOMA-β明顯降低，HOMA-IR明顯升高，此外IGT組、IFG合并IGT(combined glucose intolerance,CGI)組 Fins、2hIns明顯升高、IFG 組 HOMA-β 明顯降低；CGI組與 IGT 組比較，Fins、2hIns、HOMAIR無統計學差異，但矯正后的HOMA-β明顯低于IGT組，而與IFG組相近；CGI組與IFG組比較除矯正的HOMA-β外所有胰島素參數均有統計學差異。IGT組與IFG組相比，2hIns、矯正前后的HOMA-β明顯升高。

表1 兩種標準下各組一般情況與血糖參數的比較(均值±標準差或中位數(四分位數間距)

表2 兩種標準下各組胰島素參數的比較(均值±標準差或中位數(四分位數間距))

2.2 兩種標準同時診斷時各組血糖參數與胰島素參數結果 見表3。由表3可知，各胰島素參數中，與兩種標準都診斷為NGT組相比，兩種標準都診斷為PDM組除了HOMA-β外所有胰島素參數均有統計學差異，單獨OGTT診斷的PDM組2hIns明顯升高、矯正后的HOMA-β明顯降低，單獨HbA1c診斷的PDM組各參數均無統計學差異；兩種標準診斷都是PDM組與單獨OGTT診斷的PDM 組比較，Fins、HOMA-IR、矯正的 HOMA-β 存在統計學意義，但與單獨HbA1c診斷的PDM組比較除HOMA-β外所有參數均存在統計學差異；單獨OGTT診斷的PDM組與單獨HbA1c診斷的PDM組相比2hIns水平明顯升高，矯正的HOMA-β明顯降低。

2.3 兩種診斷標準定義的PDM患者HbA1c與血糖、胰島素參數間的相關性 見表4。由表4可知，在兩種標準定義的PDM中，HbA1c都與FPG、Fins、HOMA-IR成明顯的正相關，與矯正的HOMA-β成明顯的負相關；但在矯正FPG和P2hG后，除在OGTT標準下與HOMA-IRFin、HOMA-B間仍保持明顯正相關外其他相關性均無統計學意義。

3 討論

PDM(IFG、IGT)不僅是NGT演進為完全的DM之前都要經歷的中間階段[1]，微血管和大血管并發癥的風險也明顯增加[9]，國內外研究均證實早期發現DM高危人群并進行適當的干預可以有效防止DM及其并發癥的發生發展[10，11]。因此，近年ADA將HbA1c新增為DM高危人群的診斷指標之一，無疑為提高DM的早期防治效率提供了新的思路。然而包括我們的研究(另文發表)在內的國內外[12,13]許多研究發現，基于HbA1c標準診斷的PDM與當前公認的金標準OGTT的診斷結果存在較差的一致性，而ADA也并未指明兩種標準應該彼此獨立還是應該聯合應用，哪種方法是診斷金標準。考慮到OGTT中兩個反映血糖水平的“點”[14]的FPG和P2hG與反映一段時間血糖水平的“面”的HbA1c間本身可能存在的固有差異可能導致以OGTT和HbA1c兩種標準間定義的PDM存在“先天”的不一致性，因此我們認為從發病機制的角度，比較觀察HbA1c標準定義的PDM是否與OGTT標準所定義的一樣反映DM發病的病理生理學特點，比多數研究中單純比較兩種標準間診斷結果的一致性更能提供有效的循證醫學證據。

表3 兩種標準同時診斷時不同組血糖參數與胰島素參數的比較

表4 兩種診斷標準定義的PDM組HbA1c與胰島素指數間的Spearman相關系數及偏相關系數

胰島β細胞功能缺陷所導致的胰島素分泌減少(或相對減少)、IR所導致的胰島素在機體內調控葡萄糖代謝能力的下降或兩者共同存在是DM顯著的病理生理學特征[1]，國內外眾多研究[5，6]均表明這些改變在PDM期(經OGTT診斷)就已經不同程度地存在。我們的結果亦與之一致，總體而言OGTT診斷的PDM存在著明顯的IR(HOMA-IR明顯升高,P<0.05)和胰島素分泌減少(HOMA-β明顯下降,P<0.05)，而作為DM早期IR特征之一的高胰島素血癥也說明PDM階段胰島β細胞仍然具有較好的對IR的代償胰島素分泌作用，印證了中國人群DM發病模式中從NGT進展到IGT/IFG階段時IR起主要作用的觀點[15]。亞組分析，IFG組HOMA-β明顯降低、HOMA-IR明顯升高(P<0.05)，提示IFG存在基礎狀態下的胰島素分泌不足和IR(即肝臟的IR)，從而導致FPG升高；IGT組Fins及矯正前HOMA-β與 NGT組相近 (P＞0.05)，說明IGT的基礎胰島素分泌功能正常,所以FPG正常，但2hIns、矯正前后HOMA-β值明顯高于IFG組(P<0.05)，說明IGT相比IFG有更好的胰島素分泌功能且尚存在負荷后的IR(即肌肉、脂肪等外周組織的IR)，而正是外周組織IR以及早相或第一時相胰島素(囿于條件我們沒測定)分泌顯著降低[16]導致了餐后血糖的升高；CGI組則兼顧了IFG和IGT的特點，既有胰島素抵抗又有基礎胰島素分泌的減少，且嚴重程度分別有高于IGT和IFG的趨勢，這可能是CGI進展為糖尿病的風險是IFG和IGT的2倍[17]的原因。

類似于上述OGTT標準下的結果，HbA1c標準下診斷的PDM與NGT相比也具有明顯的空腹和負荷后高胰島素血癥、基礎狀態下的IR，胰島β細胞基礎分泌功能也明顯降低(P<0.05)，與Sjaarda LA等[18]通過運用精確測定外周組織IR(高胰島素正常血糖鉗夾技術)和胰島素分泌(高葡萄糖鉗夾技術)的金標準對HbA1c定義的PDM進行檢測所觀察到的結果一致。說明用ADA建議的HbA1c標準所定義的PDM在中國人群中也能夠反映出與OGTT標準相類似的胰島素抵抗和胰島β細胞分泌功能降低的病理生理學改變，用于診斷PDM有一定的合理性。但這種改變在排除其中同時又符合OGTT標準那部分PDM后是否仍存在呢？

為了進一步觀察單獨HbA1c標準下PDM的胰島素狀況，我們分析了同時按兩種標準進行分類時的各胰島素參數，結果發現僅符合HbA1c標準的PDM者除HbA1c水平明顯升高外，其他所有血糖、胰島素參數均與兩種標準都診斷為NGT者無統計學差異。可見，即使在排除性別、年齡、BMI的影響后，仍存在相同血糖水平和胰島素狀況但HbA1c水平有著顯著差異的個體，且數量并不在少數，占所有符合HbA1c標準PDM的49%(也即假陽性率)，說明中國人群中也存在著血糖因素以外的影響HbA1c水平的因素，與國外所報道[19-20]的結果一致。此外，兩種標準都符合的PDM存在典型的、分別比兩種僅符合單一標準的PDM更嚴重IR和胰島β細胞分泌功能受損，而單獨OGTT診斷的PDM組與兩種標準都符合的NGT組相比由于2hIns高和矯正后的HOMA-β低(P<0.05)也說明存在一定程度的胰島素抵抗和β細胞功能受損。由此可見，在中國人群中經OGTT診斷的PDM100%存在著胰島素異常，而用ADA建議的HbA1c標準診斷的PDM只有51%(193/375)合并有血糖水平異常者才具有確切的胰島素異常，占經OGTT診斷的PDM的83%(193/232)。這也被偏相關分析顯示HbA1c是通過血糖才與胰島素參數間產生相關性的結果所佐證：HbA1c標準定義的PDM中，發現HbA1c與Fins、HOMA-IR、矯正的HOMA-β的統計學相關性在校正FPG和P2hG后消失。當然，由于我們沒有觀察負荷后2h內早相或第一時相胰島素的分泌量，因此尚不能排除HbA1c標準診斷的PDM存在負荷后早期胰島素分泌受損的情況，有待日后進一步研究。

綜上所述，就本次研究的人群而言，OGTT標準依然是能夠正確檢出具有胰島素抵抗和/或胰島素分泌功能減退的PDM的金標準。ADA推薦的HbA1c標準所診斷的PDM總體上存在胰島素抵抗及胰島β細胞功能受損，且包含了大多數經OGTT診斷的PDM，因此該標準在無法或不方便行OGTT試驗時用于篩查PDM也是其合理的選項之一，但可能不是最合適和有效的，因為假陽性率較高，因此，尚需進一步研究如何建立更高效的、適合中國人群的HbA1c診斷PDM的方法或策略。

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