2型糖尿病女性患者骨密度與骨轉(zhuǎn)換率的相關(guān)性

張銀華，龔瑞，李晨鐘，胡世弟，沈潔，2

1南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科，廣東廣州 510630；2南方醫(yī)科大學(xué)順德醫(yī)院，廣東佛山528000

2型糖尿病（T2DM）患者患骨質(zhì)疏松和骨折的風(fēng)險比非糖尿病患者更高［1］，而2型糖尿病合并低創(chuàng)傷性骨折患者的骨密度（BMD）可表現(xiàn)為正常、降低甚至增高［2-3］，提示BMD對于T2DM合并骨質(zhì)疏松的診斷不夠全面，存在假陽性或者假陰性的情況，故臨床上有必要結(jié)合其他指標(biāo)來輔助診斷。

骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物（BTMs）可分為骨形成和骨吸收標(biāo)志物。骨形成標(biāo)志物如骨鈣素N 端中分子片段（NMID）由成骨細胞合成或原骨膠原代謝所產(chǎn)生。而骨再吸收標(biāo)志物如β-Ⅰ型膠原C-末端交聯(lián)（β-CTX）則是破骨細胞合成或膠原降解的產(chǎn)物。結(jié)合骨代謝指標(biāo)與骨密度能整體反映2型糖尿病骨代謝平衡的變化特點，BTMs可作為T2DM并發(fā)低創(chuàng)傷性骨折的輔助診斷手段。目前骨質(zhì)丟失被認為是由于骨轉(zhuǎn)換率的增加以及骨形成和骨吸收之間不平衡的結(jié)果。然而，目前尚不清楚骨轉(zhuǎn)換率或骨重建率與骨流失率之間的相關(guān)程度［4-5］。單個的骨吸收或者骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物無法評估骨轉(zhuǎn)換率或骨重建率。因此，從全身骨轉(zhuǎn)換和骨平衡的角度來描述BTMs可能更具有指導(dǎo)意義。目前骨平衡計算方法有以下4種：計算相對于同齡對照組的絕經(jīng)后婦女Z值［6］；使用多個BTMs的中位數(shù)來計算骨轉(zhuǎn)換和骨平衡［7］；基于尿I型膠原交聯(lián)氨基末端肽和血清骨鈣素（OC）之間的關(guān)系來計算絕經(jīng)后婦女骨平衡指數(shù)，該指數(shù)與絕經(jīng)期脊柱骨質(zhì)丟失有關(guān)，但與股骨頸無關(guān)［8］；Ⅰ型前膠原氨基端前肽和Ⅰ型膠原C-末端交聯(lián)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)轉(zhuǎn)換后，分別來計算骨形成T值和骨吸收T值，結(jié)合兩者T值來計算骨轉(zhuǎn)換率和骨重建率，以往研究表明絕經(jīng)后10年內(nèi)女性的骨轉(zhuǎn)換率與骨丟失率之間的存在負相關(guān)［9］。本研究引用了以上第4種統(tǒng)計方法，通過比較T2DM女性患者中骨質(zhì)疏松組和骨量正常組的骨轉(zhuǎn)換率T值和骨重建率T值來評估總體骨轉(zhuǎn)換率和骨重建率，探討骨轉(zhuǎn)換率和骨重建率與骨密度之間的相關(guān)性，為T2DM并發(fā)低創(chuàng)傷性骨折的早期診斷和預(yù)防提供新的視角。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2011年4月～2020年9月在南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科住院的女性T2DM患者201例。納入標(biāo)準(zhǔn)：均符合1999年WHO糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)；所有患者在住院期間已完善β-CTX（骨吸收的標(biāo)志）和NMID（骨形成的標(biāo)志）測定，并已完整行腰椎（L1～4）及左側(cè)髖關(guān)節(jié)雙能X線吸收法測定檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：1型糖尿病、繼發(fā)型糖尿病患者；患有甲狀腺疾病、甲狀旁腺疾病、腎功能不全、腫瘤、各種急性及慢性感染、結(jié)締組織病、代謝綜合征等可能影響糖代謝、骨代謝的疾病；長期服用鈣劑、抗骨質(zhì)疏松藥、糖皮質(zhì)激素、噻唑烷二酮類降糖藥等可能影響骨代謝的藥物；長期大量吸煙、飲酒者；絕經(jīng)前的孕婦。201例T2DM住院患者年齡64.93±10.21 歲，平均糖化血紅蛋白（HbA1c）（7.50±2.69）%。與骨量正常組相比，骨質(zhì)疏松組年齡、收縮壓、HbA1c和肌酐差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），舒張壓、血清總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、β-CTX和N-MID差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05，表1）。

表1 患者一般臨床資料Tab.1 Comparison of general date among groups(Mean±SD)

1.2 資料采集

由專人采集并記錄病史內(nèi)容，包括患者年齡、既往病史、用藥史（降糖方案、激素、鈣劑、抗骨質(zhì)疏松藥等使用情況）、月經(jīng)史、吸煙及飲酒史等臨床資料。

1.3 實驗室檢查

研究對象均空腹8 h以上，入院次日清晨抽取正中靜脈血標(biāo)本送檢，檢測β-CTX和N-MID、HbA1c、血清總膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、肌酐。

1.4 骨密度及髖部幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)測定

采用Prodigy雙能X線骨密度儀（GE），該儀器由骨密度檢測室專人操作，變異系數(shù)為<1.0%。測量所有研究對象的后前位BMD：腰椎（L1～4）、總體（L1～4-BMD）、左側(cè)股骨頸（FN-BMD）、髖部總體（TH-BMD），變異系數(shù)分別為0.97%、2.20%、2.97%、0.99%。根據(jù)世界衛(wèi)生組織骨質(zhì)疏松診斷標(biāo)準(zhǔn)：T值>-1.0為骨量正常；-2.5

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS20.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，多組間比較采用方差分析，將CTX 和N-MID 進行標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)轉(zhuǎn)換。每個BTMs的T值被用來計算骨形成T值和骨吸收T值，計算公式為：T值=（BTM-平均BTM）/標(biāo)準(zhǔn)差。根據(jù)骨形成T值和骨吸收的T值來計算骨轉(zhuǎn)換率[骨轉(zhuǎn)換率T值=（骨形成T值+骨吸收T值）/2）]和骨重建率[（骨重建率T值=骨形成T值-骨吸收T值）]。BMD與骨轉(zhuǎn)換率T值之間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析，在校正HbA1c時采用Partial偏相關(guān)分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 BMD及骨轉(zhuǎn)換率T值和骨重建率T值比較

骨量減少組的L1～4-BMD、FN-BMD、TH-BMD較骨量正常組分別下降了0.2、0.193、0.215 g/cm2，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；骨質(zhì)疏松組的L1～4-BMD、FN-BMD、TH-BMD較骨量正常組下降了0.307、0.327、

圖1 骨量正常組和骨質(zhì)疏松組的DXA影像比較Fig.1 Comparison of DXAimages between normal bone mass group and osteoporosis group

表2 三組BMD及骨轉(zhuǎn)換率T值和骨重建率T值比較Tab.2 Comparison of BMD and T-score of bone turnover and bone balance

2.2 髖部骨轉(zhuǎn)換率T值與髖部BMD的相關(guān)性分析

Pearson 相關(guān)性分析顯示，骨轉(zhuǎn)換率T 值與髖部BMD呈負相關(guān)（r=-0.14，P<0.05），HbA1c與髖部BMD、骨轉(zhuǎn)換率T值無相關(guān)性（表3）。Partial偏相關(guān)分析顯示，在校正HbA1c后，骨轉(zhuǎn)換率T值與髖部BMD呈負相關(guān)（r=-0.144，P<0.05，表3）。

表3 骨轉(zhuǎn)換T值與髖部BMD的相關(guān)性分析Tab.3 Correlation of T-score of bone turnover and hip BMD

3 討論

本研究的T2DM女性患者一般資料分析顯示，骨質(zhì)疏松組的N-MID和β-CTX較骨量正常組差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但本研究人群年齡跨度大，骨質(zhì)疏松組的骨標(biāo)志物呈現(xiàn)高骨轉(zhuǎn)換和低骨轉(zhuǎn)換兩種狀態(tài)，N-MID和β-CTX水平呈非線性改變，故組間單因素分析的組間差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。這提示單個骨標(biāo)志物不能很好反應(yīng)骨丟失，受影響因素較多，故我們在本研究中采用了新的評估方法，結(jié)合骨形成標(biāo)志物和骨吸收標(biāo)志從整體上評估骨轉(zhuǎn)換或骨重建與骨丟失之間的相關(guān)程度。本研究的N-MID和β-CTX經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)轉(zhuǎn)換后，分別來計算骨形成T值和骨吸收T值，結(jié)合兩者T值來計算骨轉(zhuǎn)換率和骨重建率。本研究骨質(zhì)疏松組的骨轉(zhuǎn)換率T值較骨量正常組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），說明經(jīng)過新的統(tǒng)計方法轉(zhuǎn)換后，BTMs與BMD之間的關(guān)聯(lián)才更顯著。

但本研究只有髖部BMD的骨質(zhì)疏松組的骨轉(zhuǎn)換率T值與骨量正常組的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.041），股骨頸和腰椎等部位的骨質(zhì)疏松組的骨轉(zhuǎn)換率T值與骨量正常組的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。這可能是由于腰椎骨密度容易受到椎體壓縮性骨折、骨質(zhì)增生和鄰近主動脈鈣化灶等影響而容易得出陰性結(jié)論［10］。Pearson相關(guān)性分析顯示，骨轉(zhuǎn)換率T值與髖部BMD呈負相關(guān)（r=-0.14，P=0.049），Partial 偏相關(guān)分析顯示，在校正HbA1c 后，骨轉(zhuǎn)換率T 值與髖部BMD 呈負相關(guān)（r=-0.144，P=0.043），這提示校正血糖對BMD的影響因素后，骨轉(zhuǎn)換率T值與髖部BMD仍呈負相關(guān)，提示T2DM女性患者隨著骨轉(zhuǎn)換率T值的升高，髖部BMD呈下降的趨勢，并發(fā)骨質(zhì)疏松骨折的風(fēng)險也會隨之增高。這提示本研究的T2DM女性患者的骨質(zhì)疏松組的骨轉(zhuǎn)換率增高，符合絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的骨轉(zhuǎn)換特點。絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥一般發(fā)生在女性絕經(jīng)后5～10年內(nèi)；絕經(jīng)期的開始預(yù)示著骨骼基本多細胞單位激活頻率的增加，骨吸收期的延長，骨形成期的縮短［11］。生化指標(biāo)顯示，骨代謝呈高轉(zhuǎn)換狀態(tài)［12］。有研究發(fā)現(xiàn)在絕經(jīng)后1～10年的女性中，骨轉(zhuǎn)換率T值與BMD存在負相關(guān)性，與本研究的結(jié)果相一致。

本研究骨轉(zhuǎn)換率T 值與髖部BMD 相關(guān)性較弱（r=-0.14），可能由于衰老引起的退行變干擾了T2DM人群骨轉(zhuǎn)換T值與髖部BMD之間的關(guān)系。本研究骨質(zhì)疏松組平均年齡72.59±8.732歲，70歲以后發(fā)生的骨質(zhì)疏松主要由衰老引起［13］，與衰老相關(guān)的炎癥和氧化應(yīng)激，可能是骨形成和骨吸收失衡的主要原因［14］，血清骨鈣素和CTX呈低水平，呈現(xiàn)低骨轉(zhuǎn)換狀態(tài)［15］。但本研究中T2DM骨質(zhì)疏松組呈高骨轉(zhuǎn)換狀態(tài)，提示該人群骨質(zhì)疏松的主要原因仍然是絕經(jīng)后雌激素缺乏引起的。

有研究報道，血清骨鈣素、血清Ⅰ型原膠原N-端前肽、β-CTX和堿性磷酸酶水平的升高與男性3個部位骨密度水平的降低相關(guān)，同時與女性腰椎骨密度水平降低有關(guān)［5］。骨重建分為吸收、逆轉(zhuǎn)、形成和休止4個階段。在健康的年輕成人骨骼中，骨重建可以移除和替換舊骨以及受損骨，從而保持骨強度［16］。骨重建的變化可由骨形成和骨吸收的BTMs來反映。β-CTX是破骨細胞骨吸收時，I型膠原被降解所產(chǎn)生的C-末端交聯(lián)片段。因此，β-CTX被認為是破骨細胞活性和骨吸收的標(biāo)志［17］。有研究報道，在絕經(jīng)后期婦女中，血清骨鈣素和CTX的低水平與胰島素抵抗風(fēng)險增加和長期發(fā)生糖尿病風(fēng)險增加相關(guān)［15］。因本臨床研究選擇了T2DM人群做數(shù)據(jù)分析，故選擇β-CTX來計算骨吸收T值。

本研究對引用的統(tǒng)計方法做相關(guān)調(diào)整，在計算骨形成T值時選用N-MID，非引用研究的Ⅰ型前膠原氨基端前肽，因本研究人群為T2DM患者，選用骨鈣素更能符合該人群在糖尿病這種疾病狀態(tài)下骨代謝狀態(tài)。骨鈣素是由成骨細胞合成和分泌的，主要儲存在骨基質(zhì)中的一種特異非膠原骨基質(zhì)蛋白質(zhì)，在骨重塑和骨吸收過程中釋放進入血液［18］，在血液循環(huán)過程中，被分解為骨鈣素N端中分子片段（N-MID）。骨鈣素在動物模型體內(nèi)被證明是一個新陳代謝活躍的激素,提高胰島β細胞功能和促進胰島素分泌，同時增強骨骼肌和脂肪組織對胰島素的敏感性［19］。有縱列研究表明，血清骨鈣素是糖尿病發(fā)生的獨立危險因素［20］。有研究顯示在T2DM患者中，血清骨鈣素水平較糖耐量正常者明顯降低，與空腹血糖、HbA1c，脂含量和胰島素抵抗呈負相關(guān)［21］，故本研究選擇N-MID來計算骨形成T值。

本研究仍存在一定的局限性，研究人群僅限于中國南方婦女，可能不適用于男性和其他種族，仍需擴大人群樣本量去驗證該統(tǒng)計方法的檢驗效力。骨代謝標(biāo)志物已被廣泛應(yīng)用于預(yù)測骨質(zhì)疏松癥患者治療后發(fā)生骨折的風(fēng)險、評估骨折愈合和骨質(zhì)疏松治療藥物的選擇等方面，但是骨形成和骨吸收之間的平衡程度，以及骨轉(zhuǎn)換率和骨重塑與骨流失率之間的關(guān)系仍然不清楚，本研究通過結(jié)合骨形成和骨吸收的骨標(biāo)志物來計算骨轉(zhuǎn)換率T值，并結(jié)合BMD來證實，在T2DM女性患者人群中，骨轉(zhuǎn)換率T值與髖部BMD呈負相關(guān)，提示T2DM患者隨著骨轉(zhuǎn)換率T值的升高，BMD呈下降的趨勢，并發(fā)骨質(zhì)疏松骨折的風(fēng)險也會隨之增高。在未來，骨轉(zhuǎn)換率T值方法有可能應(yīng)用在T2DM人群里預(yù)測骨折和監(jiān)測骨合成和抗吸收治療的效果。