骨轉換標志物在糖尿病微血管病變診斷中的價值分析

殷靜波，朱旭明，黃建榮，陳 艷，崔玉寶

(無錫市人民醫院醫學檢驗科，江蘇 無錫 214000)

據統計，我國成人糖尿病患病率高達11.6%，2010年我國糖尿病醫療費用約占全部醫療衛生費用的13%，針對糖尿病的防治工作已成為一項重大的公共衛生課題[1]。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)是糖尿病的主要類型，其危害主要來源于慢性并發癥，糖尿病微血管病變(microvascular complications of diabetes，MVCD)是T2DM常見的慢性并發癥，也是導致患者死亡和殘疾、決定患者預后的主要原因。MVCD可累及全身各個器官，較為常見的有糖尿病周圍神經病變(diabetic peripheral neuropathy，DPN)、糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)、糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy，DR)等[2]。MVCD的發病與氧化應激、炎癥反應、細胞凋亡等多種機制相關[3]，隨著研究的深入，研究者發現骨代謝異常與T2DM及MVCD也具有相關性，維生素D缺乏、骨質疏松等病理變化，不僅會增加T2DM患者骨折的風險，也會加劇胰島素抵抗、胰島β細胞凋亡等糖代謝異常，從而促進MVCD的發生和靶器官損傷[4]。骨轉換標志物(bone turnover markers，BTMs)是能夠反映骨形成和骨吸收活動程度的一類骨代謝生化標志物，能夠早于骨強度、骨密度等指標反映骨量變化[5]，相對于維生素D、血鈣等傳統骨代謝生化標志物，具有靈敏度高、特異性強、穩定性好等的優點，已被廣泛地應用于糖尿病患者骨質疏松的診斷和評價[6]。本研究采用現狀調查的方式對MVCD患者的血清BTMs水平及其診斷價值進行分析，現報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2019年1—5月在無錫市人民醫院內分泌科門診就診或住院治療的142例T2DM患者作為病例組，選取同期在同一醫院體檢中心接受健康體檢的102名受檢者作為對照組。病例組男85例、女57例，年齡(62±11)歲；對照組男67例、女35例，平均年齡(64±11)歲。兩組性別、年齡比較差異無統計學意義(χ2=0.858,P=0.354；t=0.848,P=0.397)。受試者均簽署了知情同意書。

1.2納入與排除標準 納入標準：病例組患者均符合中華醫學會糖尿病學分會制訂的《中國2型糖尿病防治指南》[7]中的T2DM診斷標準，對照組受檢者均經臨床檢查排除糖尿病。兩組研究對象的年齡均>18歲。排除標準：合并惡性腫瘤、骨關節炎、類風濕關節炎、強直性脊柱炎、佝僂病或骨軟化癥、甲狀旁腺功能亢進、先天性維生素D缺乏的患者；合并糖尿病大血管病變的患者；入組前1年內具有關節植入物手術史、骨折史的患者；具有長期應用糖皮質激素史的患者；孕婦或乳母。

1.3MVCD患病率調查 依據中華醫學會神經病學分會肌電圖與臨床神經電生理學組制訂的《糖尿病周圍神經病診斷和治療共識》[8]中的DPN診斷標準、中華醫學會內分泌學會制訂的《中國成人糖尿病腎臟病臨床診斷的專家共識》[9]中的DN診斷標準、中華醫學會眼科學會眼底病學組制訂的《我國糖尿病視網膜病變臨床診療指南(2014年)》[10]中的DR診斷標準對病例組患者中MVCD患病率進行觀察和分析。

1.4生化指標檢測 采集所有研究對象的空腹外周靜脈血樣本，對照組采血時間為體檢當日清晨，病例組采血時間為入院或門診就診次日清晨，采血后立即封閉送醫院檢驗科實驗室，在室溫下靜置2 h后以離心半徑10 cm，3 000 r/min的速度離心15 min，分離血清樣本，置于-80 ℃冰箱中保存待測。吸取100 μL血清樣本，采用全自動生化分析儀(貝克曼AU5800)對血清Ca2+、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、肌酐(creatinine，Cr)、葡萄糖(glucose，GLU)水平進行檢測。

1.5骨代謝標志物檢測 吸取血清樣本100 μL，采用化學發光免疫分析儀(羅氏8000)對25-OH維生素D(25-OH vitamin D，25-OH-VitD)、骨鈣素(osteocalcin，OC)、總 Ⅰ 型前膠原N端前肽(total procollagen type Ⅰ N-terminal propeptide，tP1NP)、β膠聯降解產物(β cross-linked C-telopeptide of type 1 collagen，β-CTX)進行檢測和比較。

2 結 果

2.1病例組和對照組生化指標及骨代謝標志物水平的比較 病例組患者血清GLU、β-CTX水平高于對照組，血清25-OH-VitD、OC、tP1NP水平低于對照組(P<0.05)，兩組其他指標比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 病例組和對照組生化指標及骨代謝標志物水平的比較 [M(Q1,Q3)]

ALP：堿性磷酸酶；BUN：血尿素氮；Cr：肌酐；GLU：葡萄糖；25-OH-VitD：25-OH維生素D；OC：骨鈣素；tP1NP：總Ⅰ型前膠原 N端前肽；β-CTX：β膠聯降解產物

2.2T2DM患者MVCD的患病情況 病例組中有38例患者診斷為MVCD，患病率為26.76%，其中12例患者診斷為DPN，11例DN，6例DR，6例DPN合并DN，2例DPN合并DR，1例同時合并DPN、DN和DR。

2.3血清BTMs與MVCD的相關性分析 合并MVCD組患者的血清β-CTX水平高于未合并MVCD組，血清tP1NP水平低于未合并MVCD組(P<0.05)，兩組患者性別、年齡、其他生化和骨代謝指標比較差異均無統計學意義(P>0.05)，見表2。Logistic多元回歸分析結果顯示，血清tP1NP、β-CTX水平與MVCD的發生具有獨立相關性(P<0.05)，其中較高的血清tP1NP水平為保護因素，較高的血清β-CTX水平為危險因素。見表3。

表2 合并MVCD與未合并MVCD患者性別、年齡、生化及骨代謝標志物檢測水平比較

MVCD：糖尿病微血管病變；ALP：堿性磷酸酶；BUN：血尿素氮；Cr：肌酐；GLU：葡萄糖；25-OH-VitD：25-OH維生素D；OC：骨鈣素；tP1NP：總Ⅰ型前膠原N端前肽；β-CTX：β膠聯降解產物；a為χ2值，b為t值，余為Z值

表3 MVCD與血清tP1NP、β-CTX水平相關性的Logistic多元回歸分析

MVCD：糖尿病微血管病變；tP1NP：總Ⅰ型前膠原N端前肽；β-CTX：β膠聯降解產物；-：無數據

2.4血清BTMs診斷MVCD的價值分析 血清tP1NP、β-CTX水平診斷MVCD的AUC分別為0.882和0.717，在Cutoff值下，靈敏度和特異度分別為0.740、0.711和0.974、0.683，當采用曲線擬合方法對兩指標進行聯合檢測時，AUC為0.915，在Cutoff值下，靈敏度和特異度分別為0.947和0.808。見表4、圖1。

表4 血清tP1NP、β-CTX水平診斷MVCD的ROC曲線分析

tP1NP：總Ⅰ型前膠原N端前肽；β-CTX：β膠聯降解產物；MVCD：糖尿病微血管病變；-：無數據

3 討 論

近年來，關于T2DM患者的BTMs變化情況有多項報道，但結果存在一定的分歧，如李偉等[11]研究結果顯示T2DM患者β-CTX、OC、25-OH-VitD均較正常人群降低，但未見tP1NP表達水平下調；而Holloway-Kew等[12]報道糖尿病或空腹糖耐量受損患者血清β-CTX、tP1NP水平的同時下降；在Lerchbaum等[13]開展的基于波美拉尼亞人群的研究和Starup-Linde等[14]開展的Meta分析研究中，研究者均發現T2DM患者各種BTMs表達水平的同時下降，較高的BTMs和25-OH-VitD水平與代謝性疾病或T2DM發生率降低有關。但董桂香等[15]研究結果顯示T2DM患者的血清tP1NP、β-CTX、OC水平均高于非糖尿病患者，且其水平存在性別差異；趙昕等[16]和丁瑞等[17]的研究證實，合并結核、骨質疏松等并發癥的T2DM患者的血清tP1NP、β-CTX、OC水平也高于健康對照人群。產生上述分歧的原因可能與選取T2DM患者的病情和合并癥差異有關，T2DM患者機體的高血糖狀態可通過葡萄糖毒性、氧化應激、糖基化終末產物堆積等多種機制影響骨的代謝，導致骨吸收活動與骨形成活動的失耦聯，最終表現為BTMs水平紊亂，而骨細胞分泌的特定物質和細胞因子又可對糖代謝產生影響，進一步加重糖代謝紊亂。本研究結果顯示，T2DM患者表現為骨代謝調控激素25-OH-VitD和骨形成標志物OC、tP1NP的表達下調，以及骨吸收標志物β-CTX的表達上調，這反映了T2DM患者的骨形成活動減弱而骨吸收活動增強，這也是導致T2DM患者骨質疏松、骨量減少的重要機制。本研究觀察到的骨吸收標志物上調可能與高血糖狀態對骨細胞的損害和骨吸收活動的反應性亢進有關，但確切的機制還需要進一步研究予以討論。

本研究結果顯示，MVCD的發生與血清tP1NP水平下調和血清β-CTX下調獨立相關，這兩個BTMs指標可單獨或聯合用于MVCD的輔助診斷。關于BTMs水平與MVCD的報道也存在一定的差異，如何瑤等[18]和劉雨軒等[19]的研究結果顯示，當T2DM患者合并MVCD時，可出現血清β-CTX水平升高，但tP1NP水平變化不顯著；Maghbooli等[20]的研究也報道了DR或DN患者的血清β-CTX、OC水平出現升高，但tP1NP水平與健康人群無顯著的差異，這3種BTMs水平與空腹血糖、胰島素、脂質等代謝標志物之間缺乏相關性，β-CTX、OC水平與DN患者的腎小球濾過率、BUN水平有關；而王婧婷等[21]和婁陽等[22]的報道稱，DN患者的骨密度和DR患者病變嚴重程度、糖化血紅蛋白均與血清tP1NP水平的變化有關；王琳等[23]的報道證實DN患者的血清tP1NP水平與腎小球濾過率具有相關性，且其相關性強于甲狀旁腺素、25-OH-VitD、OC、β-CTX等。MCVD患者同時存在著骨形成活動的減弱和骨吸引活動的增強，而且相關研究也提示隨著T2DM病程的增加，這種表現更加明顯[24]。這一病理變化可能在MCVD的發生和進展中扮演重要角色，提示骨骼可能還是重要的內分泌器官，骨細胞中BTMs的表達異常一方面能夠直接對微血管功能產生損害，另一方面也可能通過加劇T2DM患者糖代謝、脂質代謝紊亂從而促進微血管并發癥的產生。值得提出的是，雖然本研究未證實血清OC水平與MVCD的相關性，但近年來眾多研究結果顯示，成骨細胞分泌的OC可對能量代謝進行反饋調節，血清OC水平與T2DM患者的動脈粥樣硬化、糖化血紅蛋白水平有關[25-26]，故對血清OC水平在MVCD機制中的作用應進一步擴大樣本予以分析和討論。

A.血清β-CTX診斷MVCD的ROC曲線；B.血清tP1NP診斷MVCD的ROC曲線；C.血清β-CTX和tP1P聯合診斷MVCD的ROC曲線

綜上所述，T2DM患者表現為骨形成標志物水平的下調和骨吸收標志物水平的上調，合并MVCD的患者上述表現更加顯著，β-CTX、tP1NP等BTMs可單獨或聯合用于MVCD的輔助診斷。