2型糖尿病男性患者血清骨膜蛋白水平與骨質疏松的相關性研究

張丹，劉歡，王嘉熙，奚悅

(1.錦州醫科大學附屬第三醫院內分泌及代謝病科，遼寧 錦州 121000；2.葫蘆島市中心醫院急診科，遼寧 葫蘆島 125000；3.錦州醫科大學醫療學院，遼寧 錦州 121000)

糖尿病性骨質疏松是在糖尿病的基礎上發生的以單位體積骨量減少、骨脆性增加、骨折風險增高為特點的代謝性骨病，是常見的糖尿病慢性并發癥之一[1]，有報道指出，在我國2型糖尿病骨質疏松的患病率為20%～60%[2]，我國50歲以上人群的骨質疏松癥總體患病率為19.2%[3]，其中男性患病率為6%，而需要進行防治的低骨量人群總體患病率為46.4%，男性骨量減低發生率為46.9 %，但是男性髖部骨折后死亡率至少是同齡女性的2倍[4]。現今骨質疏松癥主要依據雙能X線骨密度分析儀對骨密度進行檢測進而診斷和評估[5]，然而這種方法有一定的局限性。因此，臨床上尋找一種新的生化標志物可以使我們更早的認識骨的變化，進而預防骨質疏松是必要的。本研究旨在探討新的影響2型糖尿病男性患者骨質疏松的生化標志物。

1 資料與方法

1.1 受試對象

1.1.1 入選標準：收集2016年3月至2017年3月在我院門診診斷為2型糖尿病男性病人90例，所有受試者均符合1999年WHO 2型糖尿病的診斷標準，且所選患者及家屬均簽屬知情同意書，并經醫院倫理委員會批準備案。另在體檢中心健康男性人群中隨機選取30例作為正常對照組，且近期均未服用過藥物及保健品。年齡≥40歲且≤60歲。

1.1.2 排除標準：年齡>60歲或<40歲；甲狀腺及甲狀旁腺疾病、庫欣綜合征、血液病、結締組織病、骨腫瘤、腎臟疾病、藥物等引起的繼發性骨質疏松；使用過鈣劑、1,25-(OH)2D3、糖皮質激素等影響骨代謝的藥物者；嚴重的肝、心、腎功能不全的病人、自身免疫性疾病、風濕病、長期服用激素及噻嗪類利尿劑等影響鈣磷代謝及骨代謝因素者；體重指數(BMI)<18.0 kg/m2或者 BMI>35.0 kg/m2者。

1.1.3 分組情況：所有的受檢者均接受雙能X線骨密度儀進行檢測，分別檢測腰椎正側位(L2～L4)骨密度，取均值，根據1994年WHO骨質疏松診斷標準(DEXA)，將受檢者按骨密度值分為3組，骨量正常組(30例),骨量減少組(30例)和骨質疏松癥組(30例)。

1.2 檢測指標

記錄患者的年齡、腹圍、身高、體重，計算BMI，收集其相關病史資料。所有受試者晚22:00后禁食水8 h以上，于次日晨7:00空腹采肘靜脈血，并分別測定甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)、糖化血紅蛋白(HbA1c)，血清骨膜蛋白水平。

1.3 骨密度的測量

采用法國MEDILINK公司的雙能X線骨密度分析儀檢測腰椎正側位(L2～L4)骨密度，取平均值。儀器測量變異系數為0.9%，每日機器校正后再進行測量。

1.4 統計學方法

2 結 果

2.1 一般資料及生化指標的比較

各組間的年齡、病程、腹圍、BMI水平比較差異均無統計學意義(P>0.05)。2型糖尿病3組血清骨膜蛋白水平均較正常對照組升高，其中骨質疏松組最高(P<0.05)，且與骨量正常組、骨量減少組比較，差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 各組間一般資料及生化指標的比較

2.2 相關性分析

采用直線相關分析對血清骨膜蛋白與各項指標進行相關性分析，結果顯示血清骨膜蛋白與年齡、HbA1c、TG正相關，與BMI、HDL-C、骨密度負相關，與TC、LDL-C、鈣、磷無明顯相關性(見表2)。

表2 血清骨膜蛋白與各因素的相關性

2.3 多重線性回歸分析

以骨密度為因變量，年齡、BMI、TG、HDL-C、HbA1c、血清骨膜蛋白為自變量進行多重線性回歸分析，得到決定系數R2=0.355，調整后R2=0.344，F=32.155，P≤0.001，模型有統計學意義。結果顯示：提示高血糖、血清骨膜蛋白水平升高，為男性2型糖尿病病人骨質疏松的兩個危險因素，見表3。

表3 骨密度多重線性回歸分析模型參數估計

3 討 論

骨質疏松(osteoporosis,OP),是一類由多種原因引起的，以單位體積內骨量下降和骨組織的微細結構被破壞為特性，嚴重者甚至發生骨折的一種全身的代謝性疾病[6]，人們稱其為“靜悄悄的病變”。世界衛生組織估計，全球18歲以上的成年人約4.22億患有糖尿病，預計到2045年將增長至6.42億[7]。其發生后展現出高致殘率和高死亡率，同時伴隨而來的高額醫療費用已成為一種主要公共衛生負擔[8]。近年來2型糖尿病與骨密度之間的相關性被廣泛探索，有研究者認為糖尿病增加病人骨質疏松和骨折的發生率[9]。高血糖可導致機體滲透性利尿，導致鈣、磷等電解質大量排出體外，低血鈣刺激甲狀旁腺激素的產生，進而增強溶骨作用，導致骨量減少，最終導致骨質疏松癥的發生[10]。但是目前2型糖尿病骨密度改變的發病機制仍不十分清楚。在美國，50歲以上男性骨折中由骨質疏松引起的約占1/4，預計到2050年全世界男性髖部骨折會增加310%[11]，本試驗通過檢測男性2型糖尿病病人血清骨膜蛋白水平，與骨密度及生化指標等，為2型糖尿病患者早期預測及治療骨質疏松癥提供新的臨床診療思路。

近些年來國內外研究顯示，1型糖尿病主要是由于胰島素缺乏導致骨質疏松癥，然而2型糖尿病對于骨密度的影響一直存在著不同的論斷，可正常、升高或降低[12-13]。本次研究顯示，HbA1c是嚴重影響2型糖尿病患者骨密度的危險因素，這與國內外研究的結果一致[14-15]。HbA1c作為監測T2DM患者血糖控制情況的一項重要指標，可反映近2～3個月血糖的平均水平。長期高血糖對骨的代謝的影響是多樣的，有研究表明，高血糖可通過P13K/Akt信號傳導途徑誘導體內活性氧的產生，阻礙成骨細胞分化，且高滲透性也增加了骨髓脂肪細胞的分化[16]。可能是由于高血糖引起的滲透性利尿，血鈣降低，尿鈣增高，刺激甲狀旁腺素分泌增高，激活了組織中破骨細胞的活性，骨吸收增加進而引發骨密度下降。葉惠成等[17]研究表示，HbA1c與男性2型糖尿病病人的骨密度存在相關性，這與我們的研究結果相一致。本研究顯示，伴隨年齡的增加，骨密度呈下降趨勢。國內外研究報道亦顯示，中老年女性的平均年齡每增加1歲，骨密度值下降2.07%[18]。本研究中2型糖尿病骨質疏松組患者的平均年齡超過骨量減少組與骨量正常組，這也進一步說明了血糖及高齡對骨密度的影響。

近年研究發現，骨膜蛋白與骨代謝發生、發展關系密切，其主要病理改變是骨礦含量和骨礦密度下降、骨的微結構紊亂和破壞。骨膜蛋白是由成骨細胞及其前體細胞分泌產生的一種細胞外基質蛋白，具有促進細胞黏附、遷移等功能[19-20]。骨膜蛋白初期又稱為骨特異性因子，后續發現其在骨膜中表達，故改名為骨膜蛋白[21-22]。近幾年，有研究分析了骨膜蛋白在骨生物學中的作用，并指出骨膜蛋白可能參與了骨的代謝過程。作為具有多功能的細胞外間質蛋白，骨膜蛋白的交互作用主要與整合素受體avβ3、avβ5啟動酪氨酸激酶活性受體(RTK)結合觸發P13K/Akt及點狀黏附激酶(FAK)等信號通路，調節下游基因如硬化蛋白、肌動蛋白、TGF-β1等[23]，進而影響成骨細胞的增殖、遷移、修復等，在骨形成和改進過程起重要作用。國外的一項動物實驗，通過敲除小鼠血清骨膜蛋白基因，小鼠表現為生長發育遲滯，長骨較短，骨骺形成不良，骨膜的膠原纖維形成不良[24]，基因敲除小鼠的成骨細胞，其表現為低增殖、低礦化、低遷移，提示血清骨膜蛋白在骨的發育和重塑過程中具有重要作用[25]。一項進行了7年隨訪的研究結果提示，血清骨膜蛋白水平與絕經后婦女的骨折風險呈顯著相關，且是不依賴骨密度、既往骨折史等的獨立危險因素，血清骨膜蛋白水平越高，則骨折風險越高[26]。本次研究結果表明，2型糖尿病骨質疏松組骨膜蛋白水平均高于其余3組，T2DM 3組間血清骨膜蛋白水平比較差異均有統計學意義(P<0.05)，提示血清骨膜蛋白可能參與了2型糖尿病骨質疏松的過程，且血清骨膜蛋白與骨密度呈負相關。血清骨膜蛋白于骨代謝的作用機制可能是通過抑制Wnt/β-catenin信號通路結合位點GSK3b[27]。Wnt/β-catenin信號通路在刺激成骨細胞功能和骨形成的過程中都起到了至關重要的作用。抑制Wnt/β-catenin信號通路可導致成骨細胞分化障礙，然而血清骨膜蛋白對骨代謝影響的具體發病機制國內外鮮有報道，需要我們進一步行大樣本研究。

綜上所述，年齡、BMI、HbA1c、血清骨膜蛋白、TG、HDL水平與2型糖尿病骨質疏松密切相關。血糖控制不佳、血清骨膜蛋白水平增高可能2型糖尿病男性骨質疏松的危險因素。可將血清血清骨膜蛋白的檢測列于2型糖尿病男性骨質疏松的預測指標。其檢測方法具有簡單、易操作的特點，再配合相關生化指標的檢測，以降低糖尿病骨質疏松的發病率及骨折的風險。