2型糖尿病患者微血管病變與骨密度相關(guān)性研究

羅東斌 張永 唐東鳴 侯大標(biāo) 高健建

廣州市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院骨二科，廣東 廣州 510800

一些研究表明，血管系統(tǒng)退化可能會(huì)影響骨質(zhì)量。一項(xiàng)包括103名受試者的研究[1]顯示，與骨質(zhì)減少組和正常骨密度組相比，骨質(zhì)疏松組的椎體灌注指數(shù)顯著下降。這提供了有利的證據(jù)，即血管變性可能影響骨骼健康。此外，許多先前的實(shí)驗(yàn)室研究[2]表明血管生成促進(jìn)了骨生成。有學(xué)者[3]報(bào)道尿白蛋白-肌酐比(ACR)與女性腰椎和股骨頸的骨密度(bone mineral density,BMD)呈負(fù)相關(guān)。另一項(xiàng)調(diào)查[4]顯示，ACR與非糖尿病女性的非椎骨骨折有關(guān)，對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換ACR的1標(biāo)準(zhǔn)差(SD)值較高，男性骨折的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)為1.01(P=0.94)，女性為1.15(P=0.005)。這些研究結(jié)果表明，血管系統(tǒng)可能會(huì)影響B(tài)MD。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者易患血管病變，尤其并發(fā)微血管病變。糖尿病微血管疾病包括糖尿病性視網(wǎng)膜病和腎病。眼底照片和蛋白尿可反映出早期糖尿病微血管病的傳統(tǒng)體征。24 h尿蛋白是一種準(zhǔn)確、方便、可靠的尿蛋白排泄量篩查方法[5]。T2DM患者的眼底攝影變化和24 h尿蛋白可能提供微血管病變的線索[6]。然而，血管系統(tǒng)和骨病之間關(guān)聯(lián)的臨床證據(jù)是有限的。本研究將試圖研究使用眼底照相變化和24 h尿蛋白定量作為替代性微血管病標(biāo)志物，進(jìn)而探討微血管病變與BMD之間的相關(guān)性。

1 材料和方法

1.1 材料

選取2012年7月至2018年12月在廣州市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院進(jìn)行治療的2型糖尿病患者資料。排除標(biāo)準(zhǔn)：患有腎病、感染、發(fā)燒或其他可能影響尿蛋白含量的病癥；患有可能影響骨代謝異常的疾病，如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和甲狀旁腺功能亢進(jìn)、糖尿病酮癥酸中毒和高血糖高滲狀態(tài)；服用可能影響骨代謝的藥物如雙膦酸鹽。BMD、24 h尿蛋白或未知絕經(jīng)狀態(tài)數(shù)據(jù)不完整的患者也被排除在外。

1.2 方法

1.2.1收集一般資料：收集受試者的年齡、性別、糖尿病病程、月經(jīng)史、既往病史和現(xiàn)在服用藥物的信息。體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)為體重除以身高平方的高度。如果報(bào)告女性患有自然絕經(jīng)，則將女性定義為絕經(jīng)后；高血壓定義為收縮壓≥140 mmHg和(或)舒張壓≥90 mmHg；如果總膽固醇(TC)>5.2 mmol/L，甘油三酯(TG)>1.7 mmol/L或低密度脂蛋白(LDL)>3.4 mmol/L，則認(rèn)為存在高脂血癥；如果丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)>40 U/L或天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)>40 U/L或總膽紅素>17.1 μmol/ L或結(jié)合膽紅素>5.0 μmol/L，則認(rèn)為肝功能受損；如果血清肌酐>186 μmol/L，則認(rèn)為腎功能異常。

1.2.2檢測(cè)指標(biāo)：隔夜禁食后收集受試者空腹靜脈血液。通過葡萄糖氧化酶法測(cè)定空腹葡萄糖。通過高效液相色譜(HPLC)測(cè)量血紅蛋白A1C(HbA1C)，變異系數(shù)(CV)為1.11%。血漿胰島素(Biosource，Nivelles，比利時(shí))通過免疫放射測(cè)定法測(cè)定，測(cè)定內(nèi)和測(cè)定間CV分別為1.6%～2.2%和6.1%～6.5%,2.3%～3.0%和3.5%～5.1%。穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估-胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)為空腹血糖(mmol/L)乘以空腹胰島素(U/mL)除以2.25。TC、TG、高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)均通過電化學(xué)發(fā)光[酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定 (ELISA)]方法測(cè)量。使用放射免疫測(cè)定法(RIA)測(cè)量血清骨鈣蛋白、I型膠原C末端端肽片段(β-CTX)和25(OH)維生素D。用常規(guī)自動(dòng)分析儀(Modular DP analyzer，Roche Diagnostics，Mannheim，Germany)分析血清鈣、磷，ALT、AST、總膽紅素、結(jié)合膽紅素、血清肌酐(Cr)、雌二醇和睪酮。

1.2.3微血管病變檢測(cè)：微血管病變使用眼底攝影獲取，對(duì)具有可用眼底照片的患者評(píng)估糖尿病性視網(wǎng)膜病變。糖尿病視網(wǎng)膜病變微動(dòng)脈瘤形成的診斷標(biāo)準(zhǔn)為出現(xiàn)視網(wǎng)膜內(nèi)出血，視網(wǎng)膜毛細(xì)血管無灌注，棉花斑點(diǎn)，出血數(shù)量增加，靜脈異常和視網(wǎng)膜內(nèi)微血管異常(IRMA)。照片由經(jīng)驗(yàn)豐富的眼科醫(yī)生操作Digital Retinal CR-2.3攝取。收集受試者 24 h尿蛋白，使用來自Beckman Coulter(Fullerton，CA，USA)的試劑和校準(zhǔn)器，通過自動(dòng)比濁法免疫化學(xué)方法測(cè)量24 h蛋白尿(mg)。在每次分析運(yùn)行中使用內(nèi)部參考樣品。由于24 h尿蛋白比眼底照相變化的等級(jí)更客觀，因此用它來表示多變量分析中微血管病的程度。微血管病的嚴(yán)重程度分級(jí)如下：①0級(jí)：無糖尿病微血管病(無糖尿病視網(wǎng)膜病變)；②1級(jí)：糖尿病視網(wǎng)膜病變，24 h尿蛋白<30 mg；③2級(jí)：糖尿病視網(wǎng)膜病變和24 h尿蛋白30～299 mg；④3級(jí)：糖尿病視網(wǎng)膜病變和24 h尿蛋白≥300 mg。

1.2.4骨密度檢測(cè)：使用Hologic QDR 4 500 W型骨密度儀測(cè)量受試者腰椎(L1～4)、髖部和股骨頸的BMD。所有BMD掃描均在由訓(xùn)練有素的技術(shù)人員按照標(biāo)準(zhǔn)程序在相同參數(shù)設(shè)置下操作的相同設(shè)備上進(jìn)行。雙能X射線吸收測(cè)定(DXA)裝置提供BMD (g/cm2)和T值或Z值。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的診斷標(biāo)準(zhǔn)，將骨質(zhì)疏松癥定義為低于年輕成人平均值的2.5 SD，即T值<2.5 SD。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

正態(tài)分布數(shù)據(jù)表示為均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)表示為中位數(shù)(四分位數(shù)間距，IQR)，分類變量表示為百分比。所有分析均使用SPSS 20.0(SPSS Inc.，Chicago，IL，USA)進(jìn)行，并且由于一些生理差異而按性別分層。使用連續(xù)和同質(zhì)變量的方差分析(ANOVA)，非均勻變量的非參數(shù)檢驗(yàn)(Kruskal-Wallis檢驗(yàn))和分類變量的χ2進(jìn)行三組比較。多變量分析用于分析腰椎、髖關(guān)節(jié)和股骨頸BMD與其他變量之間的關(guān)系。在該模型中，輸入高血壓、高脂血癥、糖尿病狀態(tài)、肝和腎功能、性激素、25(OH)維生素D和微血管病。P<0.05表示比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

本研究共納入2 170名受試者，包括982名男性和1 188名女性。受試者人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和基線特征如表1所示。在男性中，第一組有171名，第二組有687名，第三組有124名。三組受試者的年齡、SBP、糖尿病病程、血清肌酐和TC比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。

在男性和女性中，三組受試者骨質(zhì)疏松癥患者的比例有顯著差異(男性：P=0.006，女性：P<0.001)。較高的24 h尿蛋白含量與較大比例的骨質(zhì)疏松癥患者相關(guān)。第三組的男性和女性在腰椎、髖部和股骨頸的BMD分別顯著低于第二組或第一組的男性和女性(P<0.05)，見圖1。男性和女性三組間進(jìn)行比較，鈣、磷、睪酮和骨鈣素的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。第三組男性和女性的25(OH)VD水平顯著低于第二組或第一組(P均<0.05)。此外，第三組女性的雌二醇或β-CTX顯著高于第二組或第一組女性(P<0.05)。

最后，獲取了661名受試者完整的眼底攝影數(shù)據(jù)。其中有480人被診斷患有糖尿病視網(wǎng)膜病變，253例患者沒有糖尿病視網(wǎng)膜病變。在這些受試者中，微血管病變與女性的BMD呈負(fù)相關(guān)。多變量分析顯示，年齡與男性髖關(guān)節(jié)BMD (r=-0.239；P=0.018)和股骨頸(r=-0.307；P=0.003)呈負(fù)相關(guān)，且僅與女性髖關(guān)節(jié)BMD呈負(fù)相關(guān)(r=-0.313；P=0.016)，見表3。BMI僅與男性腰椎BMD呈正相關(guān)(r=0.266；P=0.021)，而高血壓僅與女性腰椎BMD呈負(fù)相關(guān)(r=-0.233；P=0.027)。此外，總睪酮與髖部BMD(r=-0.352；P=0.002)和男性股骨頸呈負(fù)相關(guān)(r=-0.372；P=0.002)。

此外，本研究結(jié)果表明，在調(diào)整年齡、BMI、高血壓、高脂血癥、糖尿病狀態(tài)、性激素和25(OH)維生素D后，微血管病變與絕經(jīng)后糖尿病女性的髖關(guān)節(jié)(r=-0.301，P=0.010)和股骨頸(r=-0.314，P=0.009)及腰椎BMD呈獨(dú)立的負(fù)相關(guān)(r=-0.522，P<0.001)，而在男性中沒有觀察到這種相關(guān)性。

表1 研究人群的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和基線特征Table 1 Demographic and baseline characteristics of the study population

表2 受試者生化指標(biāo)Table 2 Biochemical profile of the patients

表3 受試者BMD與其他變量之間相關(guān)性的多變量分析Table 3 Multivariate analysis of the correlation between BMD and other patient variables

圖1 男性和女性不同蛋白尿組的BMD A：三組腰椎BMD差異；B：三組髖部BMD差異；C：三組股骨頸BMD差異。注：■代表男性，□代表女性。與第一組相比，*P<0.05；與第二組組相比，#P<0.05。Fig.1 BMD among different proteinuria groups in males and females A:The difference of BMD (g/cm2) at lumbar spine among three groups;B:The difference of BMD at hip among three groups;C:The difference of BMD at femoral neck among three groups.

3 討論

本研究結(jié)果表明，BMD在腰椎、髖部和股骨頸處最低，并且在24 h尿蛋白濃度最高的T2DM患者(男性和絕經(jīng)后女性)中，骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生率最高。也有可能三組中的BMD受到降糖藥物的影響。已有研究表明二甲雙胍可以增加糖尿病患者的BMD，而噻唑烷二酮可以降低糖尿病患者的BMD并增加其骨折風(fēng)險(xiǎn)[7]。

然而，本研究中觀察到兩組抗糖尿病藥物處方比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這表明由于抗糖尿病藥物治療，本次研究人群中三組BMD的差異不大。BMD由不同因素決定。在以往研究中，年齡與BMD呈負(fù)相關(guān)[8]。本次研究證實(shí)了這些結(jié)果(表3)。本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，高BMI對(duì)BMD具有輕微保護(hù)作用，也與其他研究中的發(fā)現(xiàn)類似。此外，高血壓和糖尿病是已知的骨骼危險(xiǎn)因素。性激素是眾所周知的BMD保護(hù)因子。然而，本研究中多變量分析顯示，男性的總睪酮與BMD呈負(fù)相關(guān)，而女性的雌二醇與BMD無相關(guān)性。

本研究結(jié)果與性激素是骨骼健康的公認(rèn)因素相沖突。推測(cè)可能歸因于以下因素：本研究檢測(cè)的性激素是總睪酮和雌二醇，其包括游離形式和與性激素結(jié)合球蛋白(SHBG)結(jié)合的部分。在大多數(shù)研究中，男性中的游離睪酮、SHBG和總睪酮與BMD的相關(guān)性不同[9-10]。在女性中發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。推測(cè)本研究中使用的總睪酮和雌二醇可能部分解釋了此次研究結(jié)果與其他研究的差異。目前研究的人群由糖尿病患者組成，而大多數(shù)研究表明，非糖尿病患者的性激素和BMD之間存在明顯的相關(guān)性。此次研究人群的空腹血糖水平異常可能會(huì)減弱這種相關(guān)性，在其他研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果[11-12]。

年齡、BMI、高血壓、高脂血癥、糖尿病狀態(tài)、肝功能、腎功能、性激素、維生素D和微血管病變都包括在多變量分析中，本結(jié)果顯示，這些受試者 (661名) 中微血管病變與女性BMD獨(dú)立且呈負(fù)相關(guān)。BMD與絕經(jīng)后女性T2DM患者的微血管病變呈負(fù)相關(guān)，而男性T2DM患者則沒有這種相關(guān)性。此外，作為骨吸收標(biāo)志物的β-CTX在第三組中最高，其代表最高的骨吸收水平。因此，筆者認(rèn)為微血管病變與絕經(jīng)后婦女的骨質(zhì)流失有關(guān)。然而，性別差異的潛在機(jī)制尚不清楚。可以推測(cè)，不同的性激素直接導(dǎo)致BMD本身的差異。絕經(jīng)后婦女的骨質(zhì)丟失比同齡男性快1.7倍。女性血管系統(tǒng)對(duì)BMD的不利影響比男性更敏感。

當(dāng)然，本研究也存在一定的局限性。首先，此次研究中的生物標(biāo)志物都是受許多因素影響的臨床參數(shù)，應(yīng)進(jìn)行組織病理學(xué)研究以支持研究結(jié)論；其次，這只是一項(xiàng)橫斷面研究，強(qiáng)調(diào)絕經(jīng)后婦女患有糖尿病性微血管病變的骨質(zhì)流失現(xiàn)象，并且無法在微血管病變與BMD之間建立因果關(guān)系。因果關(guān)系和潛在機(jī)制仍有待闡明；另外，24 h尿蛋白是評(píng)估血管病變的間接標(biāo)志物。在未來的研究中，應(yīng)使用更直接的評(píng)估血管功能的工具，如運(yùn)用功能性灌注磁共振成像(MRI)技術(shù)來評(píng)估血管功能與BMD之間的關(guān)聯(lián)。

綜上，本研究結(jié)果表明絕經(jīng)后T2DM患者的BMD與微血管病變呈負(fù)相關(guān)，但是男性中未發(fā)現(xiàn)這種相關(guān)性，今后需要開展更多的前瞻性研究來證實(shí)這一點(diǎn)。