血清25-羥基維生素D和骨鈣素水平對2型糖尿病患者病程轉(zhuǎn)歸的預(yù)警價值

姜文娟， 張進(jìn)安， 黎丹鳳

復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院內(nèi)分泌科，上海 201508

·論 著·

血清25-羥基維生素D和骨鈣素水平對2型糖尿病患者病程轉(zhuǎn)歸的預(yù)警價值

姜文娟， 張進(jìn)安， 黎丹鳳

復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院內(nèi)分泌科，上海 201508

目的： 探討血清25-羥基維生素D(25-hydroxyvitaminD，25-OH-VD)和骨鈣素(osteocalcin，OC)水平對2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)病程轉(zhuǎn)歸的預(yù)警價值。方法： 選取2013年1月至12月在復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院內(nèi)分泌科住院治療的T2DM患者116例作為病例組，對照組為2013年在我院門診體檢的健康體檢者50例，比較兩組的年齡、體質(zhì)指數(shù)(body mass index，BMI)、空腹血糖(fasting blood glucose，F(xiàn)BG)、血脂、血壓、25-OH-VD及OC等生理指標(biāo)。分析病例組25-OH-VD和OC與糖尿病腎病的相關(guān)性，進(jìn)一步采用多元逐步回歸分析25-OH-VD和OC水平與血脂、血壓、BMI、FBG、糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)、空腹胰島素(fast insulin，F(xiàn)INS)、胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model assessment for insulin resistance index，HOMA-IR)、肌酐(creatinine，CR)、尿酸(uric acid，UA)和頸動脈內(nèi)膜中層厚度(carotid artery intimal medial thickness，CA-IMT)之間的相關(guān)性。結(jié)果： 病例組與對照組在年齡、血壓、BMI和血脂間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但病例組25-OH-VD水平低于正常對照組[(13.91±7.13) ng/mLvs(30.35±19.7) ng/mL,P=0.000]，病例組OC也低于對照組[(4.02±1.66) ng/mLvs(6.62±1.68) ng/mL,P=0.000]。病例組中，腎病患者的25-OH-VD水平明顯低于尿微量白蛋白(urine microalbumin，U-MA)正常者[(10.33±3.46) ng/mLvs(16.45±7.95) ng/mL，P=0.000]，而兩者之間OC水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義[(3.91±1.67) ng/mLvs(4.09±1.67) ng/mL，P=0.558]。T2DM患者的25-OH-VD水平與BMI、血脂、血壓、FBG、HbA1c、FINS、HOMA-IR、CR、UA和CA-IMT均無明顯相關(guān)性。T2DM患者的OC水平與FBG、HbA1c和HOMA-IR負(fù)相關(guān)，而與FINS、CR和CA-IMF正相關(guān)，HbA1c和FBG是OC的獨立影響因素。結(jié)論： 血清25-OH-VD和OC可作為T2DM病情進(jìn)展的預(yù)警信號，25-OH-VD與糖尿病腎臟并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展相關(guān)，OC則與糖尿病微血管病變的進(jìn)展相關(guān)。

2型糖尿病；25-羥基維生素D；骨鈣素

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)是一種由遺傳和環(huán)境等多重因素導(dǎo)致的以糖代謝紊亂為主的慢性疾病，其特征是胰島素抵抗和(或)胰島素分泌功能受損。近年來T2DM發(fā)病率不斷升高，防治微血管病變等并發(fā)癥是重點，早期診斷尤為關(guān)鍵[1-2]。目前糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)是糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)和治療監(jiān)測的金標(biāo)準(zhǔn)，但存在明顯的不足，有必要進(jìn)一步探討糖尿病病程進(jìn)展和預(yù)后判斷的新指標(biāo)。

維生素D(vitamin D，VD)不僅與鈣磷代謝密切相關(guān)，VD低水平還與高血壓、慢性心力衰竭、動脈硬化等心血管疾病相關(guān)[3-4]。25-羥基維生素D(25-hydroxyvitamin D，25-OH-VD)是VD的主要存儲源和循環(huán)形式，25-OH-VD主要經(jīng)腎臟代謝為活性形式1,25-二羥維生素D[1,25-(OH)2-VD]。既往研究[5-6]提示在年輕患者中低1,25-(OH)2-VD水平與糖尿病存在關(guān)聯(lián)。已知的VD大部分細(xì)胞活動均受到1,25-(OH)2-VD的調(diào)節(jié)，在胰腺B細(xì)胞和免疫細(xì)胞中也存在1, 25-(OH)2-VD受體，據(jù)此推測其可能與糖尿病病因存在生物學(xué)相關(guān)性。動物實驗提示體內(nèi)25-OH-VD水平與糖尿病腎病的病程發(fā)展相關(guān)[7]，但尚無在人體中的研究數(shù)據(jù)。骨鈣素(osteocalcin，OC)與骨骼鈣磷代謝相關(guān)，其在糖代謝調(diào)節(jié)中的作用也日益獲得重視。臨床研究[8-9]顯示，糖尿病患者在血糖控制不佳時血清OC水平下降，血糖情況好轉(zhuǎn)后OC水平也會上升，由此認(rèn)為糖代謝的變化可能影響OC水平。動物研究發(fā)現(xiàn)OC能夠降低血糖水平、促進(jìn)胰島素分泌并提高胰島素敏感性，提示OC在糖代謝調(diào)節(jié)中具有重要作用[10]。

因此，本研究以多元逐步回歸方法分析T2DM患者25-OH-VD、OC水平，結(jié)合血糖、血脂、血壓、體質(zhì)指數(shù)(body mass index，BMI)、尿蛋白、頸動脈內(nèi)膜厚度等糖尿病發(fā)展與轉(zhuǎn)歸的標(biāo)志性指標(biāo)，評估25-OH-VD、OC作為糖尿病病程進(jìn)展與預(yù)后的預(yù)警信號(warning sigle)的可能價值，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2013年1月至2013年12月在復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院內(nèi)分泌科住院治療的符合1999年WHO的T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)的患者116例，其中男性65例，女性51例，病程1～25年，平均(7.90±6.83)年。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并有糖尿病急性并發(fā)癥者；合并有嚴(yán)重肝腎功能不全者；近半年使用過胰島素、鈣劑和VD治療者；合并有惡性腫瘤、甲狀腺疾病、甲狀旁腺疾病及嚴(yán)重骨質(zhì)疏松者；合并有急慢性感染及近期手術(shù)及骨折者。對照組為2013年在我院門診體檢的健康體檢者50例，其中男性31例，女性19例(均已絕經(jīng))。同時根據(jù)2010年《ADA糖尿病指南》將6個月內(nèi)2次隨機(jī)尿蛋白/尿肌酐30 μg/mg定義為糖尿病腎病，并排除24 h內(nèi)發(fā)生過運動、感染、發(fā)熱、心力衰竭、明顯高血糖和高血壓病的患者。

1.2 觀察指標(biāo) 入選的T2DM患者入院后，收集年齡、病程、吸煙史、身高、BMI、血壓(SBP/DBP)等基本生理指標(biāo)的數(shù)據(jù)。使用貝克曼公司AU-5800全自動生化儀檢測空腹血糖(fasting blood glucose，F(xiàn)BG)、HbA1c、總膽固醇(total cholesterol，TC)、三酰甘油(triglyceride，TG)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)、尿微量白蛋白(urine microalbumin，U-MA)、尿酸(uric acid，UC)、肌酐(creatinine，CR)；羅氏全自動電化學(xué)發(fā)光儀Elecsys 2010檢測空腹胰島素(fast insulin，F(xiàn)INS)；使用上海基爾頓生物有限公司ELISA試劑盒檢測25-OH-VD和OC，以上操作由檢驗科技術(shù)人員進(jìn)行。使用飛利浦彩色多普勒超聲測定頸動脈內(nèi)膜中層厚度(carotid artery intimal medial thickness，CA-IMT)，探頭頻率為10 MHz，取左右兩側(cè)均值，所有操作由同一位B超科副主任醫(yī)師進(jìn)行。通過公式計算BMI和胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model assessment for insulin resistance index，HOMA-IR)：BMI=體質(zhì)量(kg)/身高2(m2)；HOMA-IR=FBG(mmol/L)×FINS(μU/mL)/22.5。

2 結(jié) 果

2.1 病例組與對照組的基本指標(biāo)比較 結(jié)果(表1)表明：T2DM組和對照組之間在年齡、血壓、BMI、血脂上的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。病例組血糖明顯高于對照組，而25-OH-VD和OC水平明顯低于對照組(P<0.05)。

表1 病例組與對照組的基本生理指標(biāo)比較

SBP: 收縮壓；DBP：舒張壓. 1 mmHg=0.133 kPa

2.2 糖尿病腎病患者與尿蛋白正常的糖尿病患者25-OH-VD和OC水平比較 病例組中，合并腎病者48例，蛋白尿正常者68例，經(jīng)t檢驗發(fā)現(xiàn)腎病患者的25-OH-VD水平明顯低于蛋白尿正常者[(10.33±3.46) ng/mLvs(16.45±7.95) ng/mL,P<0.01]，兩者間OC水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義[(3.91±1.67) ng/mLvs(4.09±1.67) ng/mL]。

2.3 25-OH-VD和OC與其他因素的相關(guān)分析結(jié)果 結(jié)果(表2)表明：116例T2DM患者的25-OH-VD水平與SBP、DBP、HbA1c、FBG、FINS、HOMA-IR、BMI、CR、UA、TG、TC、HDL、LDL、CA-IMF等無明顯相關(guān)性；其OC水平與FBG、HbA1c和HOMA-IR負(fù)相關(guān)，與FINS、肌酐和CA-IMT正相關(guān)，與BMI、SBP、DBP、TC、TG、UA、LDL、HDL等無明顯相關(guān)性。

2.4 OC水平與相關(guān)因素的多元線性回歸分析結(jié)果 將OC作為應(yīng)變量，把FBG、HbA1c、FINS、HOMA-IR、CR、CA-IMF作為自變量，多元線性回歸分析提示HbA1c和FBG是OC的獨立影響因素(r=0.748，P=0.000)。

表2 T2DM患者的25-OH-VD和OC水平與臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析

3 討 論

本研究對116例T2DM患者和50例健康對照的各項生理指標(biāo)進(jìn)行分析，T2DM患者的25-OH-VD水平僅為(13.91±7.13) ng/mL，明顯低于健康對照組的(30.35±19.7) ng/mL，研究結(jié)果與Yu等[11]一致。既往有研究[12-13]發(fā)現(xiàn)慢性腎臟病患者的25-OH-VD明顯低于健康對照組，且非糖尿病的慢性腎臟病患者的25-OH-VD高于糖尿病腎病患者。本研究同時發(fā)現(xiàn)，T2DM合并腎病患者的25-OH-VD水平[(10.33±3.46)ng/mL]較U-MA正常者[(16.45±7.95)ng/mL]更低。既往研究[8,14]顯示，這與包括糖尿病在內(nèi)的長期慢性疾病患者自身的基礎(chǔ)健康情況和生活質(zhì)量相關(guān)，包括飲食攝入的不恰當(dāng)控制、缺少戶外活動和日曬等。尤其是在老年人中，由于缺乏日照和年齡相關(guān)的VD合成和代謝能力下降，腎臟將25-OH-VD轉(zhuǎn)換為1,25-(OH)2-VD的能力下降，從而導(dǎo)致體內(nèi)的1,25-(OH)2-VD濃度處于較低水平[15]。本研究考慮到這些因素，在調(diào)整了潛在的混雜因素和臨床差異的協(xié)變量后，血清25-OH-VD水平與糖尿病腎病依然存在相關(guān)性。由此提示，25-OH-VD水平可作為一種評估糖尿病進(jìn)展的預(yù)警信號，其在血清中的水平與糖尿病腎臟并發(fā)癥發(fā)展直接相關(guān)，尤其體現(xiàn)在血清25-OH-VD濃度持續(xù)降低意味著糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展。推測其中的機(jī)制可能與1,25-(OH)2-VD對腎素-血管緊張素具有負(fù)向調(diào)節(jié)作用，提高脂肪酸合成酶活性，增加脂肪細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平及循環(huán)中VD結(jié)合蛋白基因具有基因多態(tài)性等相關(guān)[16]。

OC是由成骨細(xì)胞合成和分泌的非膠原蛋白，包含羧化不全骨鈣素(under carboxylated osteocalcin，ucOC)和羧化完全骨鈣素(fully carboxylated osteocalcin，cOC)。在人體中，目前的研究還只是停留在血清總OC水平階段[17]。在亞洲人群中的研究[18]顯示，OC水平與空腹血糖、空腹胰島素和HOMA-IR負(fù)相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，T2DM患者的OC水平與胰島素抵抗指數(shù)及胰島素分泌指數(shù)的變化相關(guān)，推測OC可能參與T2DM的發(fā)生發(fā)展。Lee等[19]通過動物實驗發(fā)現(xiàn)OC基因敲除的小鼠(OC-/-)會出現(xiàn)血糖和胰島素升高，但胰島素敏感性降低，提示OC能夠反饋調(diào)節(jié)糖代謝。本研究中，T2DM患者OC水平明顯低于正常對照組，OC水平與FBG、HbA1c、HOMA-IR負(fù)相關(guān)，多元線性回歸分析顯示糖化血紅蛋白與血糖是OC的獨立影響因素，但OC水平與是否合并糖尿病腎病并無關(guān)聯(lián)。結(jié)果提示，OC可能具有促進(jìn)胰島B細(xì)胞增殖、促進(jìn)胰島素分泌和增加胰島素敏感性的功能，因此與血糖水平密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)OC水平降低還意味著肌酐濃度和頸動脈內(nèi)膜厚度增加，因此連續(xù)監(jiān)測OC水平可作為糖尿病微血管病變的預(yù)警信號。

近年來對于ucOC與糖代謝的關(guān)系日漸重視，本研究的不足之處是尚未深入到ucOC這個層次。雖然目前已經(jīng)在人體研究中積累了少量ucOC與糖代謝的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)不同于動物研究的結(jié)論，提示ucOC與胰島素分泌和血糖降低存在相關(guān)性，但是其與胰島素抵抗不相關(guān)。ucOC能否提高胰島素敏感性已成為動物實驗和人體實驗結(jié)果的主要差別[20]。研究發(fā)現(xiàn)提高維生素K(VK)的供應(yīng)可提高cOC水平，并降低ucOC百分比(ucOC/OC)，從而改善胰島素抵抗，但對基礎(chǔ)胰島素分泌沒有影響[21]。另一項研究也發(fā)現(xiàn)，與ucOC相比，cOC對胰島素敏感性的影響更加顯著[22]。這些研究結(jié)果有助于進(jìn)一步開展不同OC組分對人體糖代謝影響的機(jī)制研究。

綜上所述，血清25-OH-VD和OC可作為T2DM患者病程轉(zhuǎn)歸的預(yù)警信號。前者持續(xù)降低提示糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展；后者與糖化血紅蛋白負(fù)相關(guān)，且為獨立影響因素，其降低還意味著血肌酐濃度上升和頸動脈內(nèi)膜厚度增加，提示糖尿病的不良轉(zhuǎn)歸。在糖尿病患者的日常維護(hù)管理中長期監(jiān)測血清25-OH-VD和OC水平的動態(tài)變化有助于判斷病情進(jìn)展。

[1] MAGLIANO D J, BARR E L, ZIMMET P Z, et al. Glucose indices, health behaviors, and incidence of diabetes in Australia: the Australian Diabetes, Obesity and Lifestyle Study[J]. Diabetes Care, 2008,31(2):267-272.

[2] WILD S, ROGLIC G, GREEN A, et al. Global prevalence of diabetes: estimates for the year 2000 and projections for 2030[J]. Diabetes Care, 2004,27(5):1047-1053.

[3] LEE J I, OH S J, HA W C, et al. Serum 25-hydroxyvitamin D concentration and arterial stiffness among type 2 diabetes[J]. Diabetes Res Clin Pract, 2012,95(1):42-47.

[4] ZITTERMANN A, SCHLEITHOFF S S, TENDERICH G, et al. Low vitamin D status: a contributing factor in the pathogenesis of congestive heart failure?[J]. J Am Coll Cardiol, 2003,41(1):105-112.

[5] BROCK K E, HUANG W Y, FRASER D R, et al. Diabetes prevalence is associated with serum 25-hydroxyvitamin D and 1,25-dihydroxyvitamin D in US middle-aged Caucasian men and women: a cross-sectional analysis within the Prostate, Lung, Colorectal and Ovarian Cancer Screening Trial[J]. Br J Nutr, 2011,106(3):339-344.

[6] BANERJEE P, CHATTERJEE M. Antiproliferative role of vitamin D and its analogs--a brief overview[J]. Mol Cell Biochem, 2003,253(1-2):247-254.

[7] MATHIEU C, GYSEMANS C, GIULIETTI A, et al. Vitamin D and diabetes[J]. Diabetologia, 2005,48(7):1247-1257.

[8] YIN X, SUN Q, ZHANG X, et al. Serum 25(OH)D is inversely associated with metabolic syndrome risk profile among urban middle-aged Chinese population[J]. Nutr J, 2012,11:68.

[9] YEAP B B, CHUBB S A, FLICKER L, et al. Reduced serum total osteocalcin is associated with metabolic syndrome in older men via waist circumference, hyperglycemia, and triglyceride levels[J]. Eur J Endocrinol, 2010,163(2):265-272.

[10] FERRON M, HINOI E, KARSENTY G, et al. Osteocalcin differentially regulates beta cell and adipocyte gene expression and affects the development of metabolic diseases in wild-type mice[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2008,105(13):5266-5270.

[11] YU J R, LEE S A, LEE J G, et al. Serum vitamin d status and its relationship to metabolic parameters in patients with type 2 diabetes mellitus[J]. Chonnam Med J, 2012,48(2):108-115.

[12] 王 菊, 王海燕, 張桂霞, 等. 慢性腎臟病患者血清25-羥維生素D水平及其影響因素分析[J]. 安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報, 2016,51(1):106-109.

[13] 劉書馨, 常 明, 鄶婷婷, 等.慢性腎臟病患者25-羥維生素D3檢測及其臨床相關(guān)因素分析[J]. 中國實用內(nèi)科雜志, 2010,5(30):447-449.

[14] CHOWDHURY R, KUNUTSOR S, VITEZOVA A, et al. Vitamin D and risk of cause specific death: systematic review and meta-analysis of observational cohort and randomised intervention studies[J]. BMJ, 2014,348:g1903.

[15] HIRANI V, NAGANATHAN V, CUMMING R G, et al. Associations between frailty and serum 25-hydroxyvitamin D and 1,25-dihydroxyvitamin D concentrations in older Australian men: the Concord Health and Ageing in Men Project[J]. J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 2013,68(9):1112-1121.

[16] KABADI S M, LEE B K, LIU L. Joint effects of obesity and vitamin D insufficiency on insulin resistance and type 2 diabetes: results from the NHANES 2001-2006[J]. Diabetes Care, 2012,35(10):2048-2054.

[18] SARKAR P D, CHOUDHURY A B. Relationships between serum osteocalcin levels versus blood glucose, insulin resistance and markers of systemic inflammation in central Indian type 2 diabetic patients[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2013,17(12):1631-1635.

[19] LEE N K, SOWA H, HINOI E, et al. Endocrine regulation of energy metabolism by the skeleton[J]. Cell, 2007,130(3):456-469.

[20] HWANG Y C, JEONG I K, AHN K J, et al. The uncarboxylated form of osteocalcin is associated with improved glucose tolerance and enhanced beta-cell function in middle-aged male subjects[J]. Diabetes Metab Res Rev, 2009,25(8):768-772.

[21] YOSHIDA M, JACQUES P F, MEIGS J B, et al. Effect of vitamin K supplementation on insulin resistance in older men and women[J]. Diabetes Care, 2008,31(11):2092-2096.

[22] SHEA M K, GUNDBERG C M, MEIGS J B, et al. Gamma-carboxylation of osteocalcin and insulin resistance in older men and women[J]. Am J Clin Nutr, 2009,90(5):1230-1235.

[本文編輯] 廖曉瑜， 賈澤軍

Warning effects of serum 25-hydroxyvitamin D and osteocalcin levels on the progression of type 2 diabetes mellitus

JIANG Wen-juan, ZHANG Jin-an, LI Dan-feng

Department of Endocrinology, Jinshan Hospital, Fudan University, Shanghai 201508, China

Objective： To explore the warning effect of serum levels of 25-hydroxy vitamin D (25-OH-VD) and osteocalcin(OC) with the prognosis of type 2 diabetes mellitus (T2DM). Methods： The case group of 116 cases of T2DM were selected from the patients hospitalizedin the department of endocrinology, Jinshan Hospital, Fudan University from Jan. to Dec. in 2013, and 50 cases of health volunteers from the outpatient of physical examination in our hospital were collected as the control group. The age, body mass index(BMI), fasting blood glucose (FBG), blood lipid, blood pressure and 25-OH-VD and OC were compared between the two groups. In the case group, the correlation of 25-OH-VD and OC with nephropathy were analyzed, and then multiple stepwise regression was used to analyze the statistical relationship of 25-OH-VD and OC with blood lipid, blood pressure, BMI, FBG, glycosylated hemoglobin (HbA1c), fast insulin (FINS), homeostasis model assessment for insulin resistance index (HOMA-IR), creatinine (CR), uric acid (UA)and carotid artery intimal medial thickness (CA-IMT). Results： There was no statistical difference in age, blood pressure, BMI and blood lipid between the case group and the control group, while the levels of 25-OH-VD and OC were lower in the case group compared with the control group ([13.91±7.13] ng/mLvs[30.35±19.7] ng/mL,P=0.000; [4.02±1.66] ng/mLvs[6.62±1.68] ng/mL,P=0.000). In the case group, patients with nephropathy had lower 25-OH-VD level than those with normal urine microalbumin (U-MA) ([10.33±3.46] ng/mLvs[16.45±7.95] ng/mL，P=0.000), while there was no statistical difference in OC level ([3.91±1.67] ng/mLvs[4.09±1.67] ng/mL,P=0.558). 25-OH-VD level of T2DM patients has no correlation with BMI, blood lipid, blood pressure, FBG, HbA1c, FINS, HOMA-IR, CR, UA and CA-IMT.OC level of T2DM patients has negative correlation with FBG, HbA1c and HOMA-IR, and positive correlation with FINS, CR and CA-IMF, therefore HbA1c and FBG were the independent influence factor of OC. Conclusions： Serum levels of 25-OH-VD and OC can be seen as the warning singles of T2DM progression. 25-OH-VD has correlation with diabetic nephropathy, and OC has correlation with diabetic microangiopathy.

type 2 diabetes mellitus; 25-hydroxy vitamin D; osteocalcin

2017-03-09 [接受日期] 2017-05-13

上海市金山區(qū)衛(wèi)計委基金(JSKJ-KTQN-2014-06). Supported by Foundation of Health and Family Planning Commission of Jinshan District of Shanghai (JSKJ-KTQN-2014-06).

姜文娟，碩士，主治醫(yī)師. E-mail: hidyfan@yeah.net

10.12025/j.issn.1008-6358.2017.20170194

R 587.1

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