血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平對(duì)老年2型糖尿病骨質(zhì)疏松并發(fā)骨折的預(yù)測(cè)價(jià)值

王娓娓，章 偉，楊維杰，孫 平△

上海市第八人民醫(yī)院：1.老年科；2.骨科，上海 200235

骨質(zhì)疏松是2型糖尿病的常見并發(fā)癥之一，其機(jī)制與鈣磷代謝、骨質(zhì)轉(zhuǎn)化和骨微血管供應(yīng)等具有明顯的關(guān)系[1]。并且發(fā)現(xiàn)2型糖尿病患者其髖部和脊椎部位發(fā)生骨折的概率與健康人相比高出1.7～2.2倍，其骨折發(fā)病率逐年增高[2]。而骨質(zhì)疏松引起的骨折病程延長(zhǎng)，致殘率逐漸升高，給社會(huì)和個(gè)人帶來巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此如何早期預(yù)測(cè)2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折，成為學(xué)者們關(guān)心的問題。脂肪細(xì)胞因子是由脂肪組織分泌的蛋白質(zhì)因子，可以通過自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌等方式參與能量代謝、激素調(diào)控和骨質(zhì)代謝過程，脂肪細(xì)胞因子與骨質(zhì)代謝的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)之一[3]。本研究通過聯(lián)合檢測(cè)2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者血清前脂肪細(xì)胞因子1(Pref-1)、趨化素和新型脂肪因子Apelin-13水平，觀察其在預(yù)測(cè)患者發(fā)生骨折的價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2019年1月至2020年12月在本院就診的2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者116例作為骨質(zhì)疏松組，其中有52例發(fā)生骨折。骨折部位：髖部16例、肱骨9例、脊柱8例、股骨7例、踝部5例、肋骨6例和鎖骨1例。骨折的判斷由骨科和放射科醫(yī)生讀片，并確定骨折部位。選擇同期在本院就診的診斷為2型糖尿病骨量下降的患者75例為骨量下降組。選擇同期在本院就診的診斷為單純2型糖尿病的患者45例為對(duì)照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：骨質(zhì)疏松、骨量下降和2型糖尿病的診斷均符合相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：半年內(nèi)有使用影響骨代謝的藥物；有血液性和免疫性疾病；患惡性腫瘤；患肝炎、肺炎和肺結(jié)核等感染性和傳染性疾病；患內(nèi)分泌性疾病如甲狀腺功能亢進(jìn)或者減退和庫(kù)欣綜合征等；創(chuàng)傷性骨折，惡性腫瘤和其他疾病引起的病理性骨折。根據(jù)2018年美國(guó)糖尿病協(xié)會(huì)[4]制定的《糖尿病診療標(biāo)準(zhǔn)》將各組患者糖化血紅蛋白(HbA1c)劃分為<7.0%、7.0%～9.0%、>9.0% 3個(gè)水平。3組患者的性別、年齡和BMI等基線資料差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。所有患者均了解本研究的相關(guān)內(nèi)容，自愿參與研究，簽署知情同意書；本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核通過。

表1 各組基線資料的比較

1.2方法

1.2.1血清標(biāo)本留取及檢測(cè) 所有入組患者入院后抽取肘靜脈血約5 mL，在室溫下靜置約20 min，然后3 000 r/min離心10 min，離心半徑為15 cm，取上清液約3 mL，放置在-80 ℃的冰箱中待測(cè)。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)測(cè)定血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平，所有試劑盒采用R&D公司產(chǎn)品，檢測(cè)過程嚴(yán)格按照試劑盒說明書操作。

1.2.2觀察指標(biāo) 比較各組血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平，分析2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者血清Pref-1、趨化素和Apelin-13之間的相關(guān)性及各指標(biāo)預(yù)測(cè)2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折的效能。

2 結(jié) 果

2.1各組血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平的變化 骨質(zhì)疏松組血清Pref-1和趨化素水平明顯高于骨量下降組和對(duì)照組(P<0.01)，骨量下降組血清Pref-1和趨化素水平明顯高于對(duì)照組(P<0.01)，而血清Apelin-13水平明顯低于骨量下降組和對(duì)照組(P<0.01)，骨量下降組血清Apelin-13水平也明顯低于對(duì)照組(P<0.01)。見表2。

表2 各組血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平的變化

2.2不同HbA1c水平時(shí)患者血清Pref-1、趨化素和Apelin-13的表達(dá)情況 從表3可知，骨質(zhì)疏松組患者血清Pref-1和趨化素水平隨著HbA1c水平升高而升高(P<0.01)，而血清Apelin-13水平隨著HbA1c水平升高而降低(P<0.01)。骨量下降組和對(duì)照組血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平隨著HbA1c水平升高而變化的情況與骨質(zhì)疏松組一致。

表3 不同HbA1c水平時(shí)各組患者血清Pref-1、趨化素和Apelin-13的表達(dá)情況

HbA1c(%)對(duì)照組nPref-1(μg/L)趨化素(ng/mL)Apelin-13(pg/mL)<7.0120.26±0.076.60±0.911 498.57±53.027.0～9.0180.39±0.04a8.77±0.48a1 359.58±34.03a>9.0150.54±0.05ab10.65±0.82ab1 250.64±50.99abF103.607102.08398.897P<0.001<0.001<0.001

2.32型糖尿病骨質(zhì)疏松患者血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平之間的相關(guān)性分析 2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者血清Pref-1(r=-0.543，P<0.01)和趨化素(r=-0.652，P<0.01)水平與Apelin-13呈負(fù)相關(guān)，而血清Pref-1水平和趨化素呈正相關(guān)(r=0.591，P<0.01)。

2.4骨質(zhì)疏松組中并發(fā)骨折、無骨折患者血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平比較 從表4可知，骨質(zhì)疏松組中并發(fā)骨折的患者血清Pref-1和趨化素水平明顯高于無骨折患者(P<0.01)，而血清Apelin-13水平明顯低于無骨折患者(P<0.01)。

2.5血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平對(duì)2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折的預(yù)測(cè)效能 從表5和圖1可知血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平預(yù)測(cè)2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折具有較高的效能，根據(jù)是否發(fā)生骨折進(jìn)行二元Logistics回歸得方程Y=3.86×XPref-1+0.42×X趨化素-0.02×XApelin-13+1.59。3項(xiàng)聯(lián)合檢測(cè)的靈敏度為82.7%，特異度為90.6%，AUC為0.934，明顯高于Pref-1(z=3.263，P<0.01)、趨化素(z=3.347，P<0.01)和Apelin-13(z=3.386，P<0.01)單項(xiàng)檢測(cè)的AUC，而Pref-1、趨化素和Apelin-13單項(xiàng)檢測(cè)的AUC之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表4 骨質(zhì)疏松組中并發(fā)骨折、無骨折患者血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平比較

表5 血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平對(duì)2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折的預(yù)測(cè)效能

圖1 血清Pref-1、趨化素和Apelin-13單項(xiàng)及聯(lián)合檢測(cè)預(yù)測(cè)2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折的ROC曲線

3 討 論

2型糖尿病是骨質(zhì)疏松的重要危險(xiǎn)因素，目前研究顯示2型糖尿病患者與健康人群相比更易發(fā)生骨質(zhì)疏松性骨折，因此對(duì)合并2型糖尿病的骨質(zhì)疏松患者，需要予以關(guān)注。糖尿病患者更易發(fā)生骨質(zhì)疏松，甚至發(fā)生骨折，這可能與糖尿病的病程具有密切聯(lián)系[5-7]。2型糖尿病患者早期表現(xiàn)為胰島素抵抗，隨著患者病程延長(zhǎng)出現(xiàn)胰島素缺乏，機(jī)體糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)代謝紊亂，出現(xiàn)負(fù)氮平衡，骨礦物質(zhì)丟失，骨形成減少和骨吸收加速，導(dǎo)致發(fā)生骨質(zhì)疏松。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在骨髓中經(jīng)過多種細(xì)胞調(diào)節(jié)過程分為脂肪細(xì)胞和成骨細(xì)胞，其中脂肪前體細(xì)胞分泌Pref-1對(duì)成骨細(xì)胞的分化過程起到負(fù)調(diào)節(jié)作用，現(xiàn)已知Pref-1水平與骨髓脂肪組織含量呈正相關(guān)，與骨密度呈負(fù)相關(guān)[8]。現(xiàn)有研究顯示，Pref-1與雌激素的生物效應(yīng)呈負(fù)相關(guān)，雌激素能夠明顯抑制Pref-1活性，從而調(diào)控骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化為脂肪細(xì)胞和成骨細(xì)胞，對(duì)脂肪代謝和骨質(zhì)代謝具有重要作用[9]。本研究顯示，2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者血清Pref-1水平明顯高于骨質(zhì)量下降組和對(duì)照組，并且隨著HbA1c水平升高而升高，說明血清Pref-1參與2型糖尿病患者骨質(zhì)疏松的發(fā)生、發(fā)展過程，并且血清Pref-1水平增高在一定程度上說明糖尿病患者的血糖控制不理想，與文獻(xiàn)[10]報(bào)道結(jié)果接近。本組研究還發(fā)現(xiàn)2型糖尿病骨質(zhì)疏松并發(fā)骨折患者血清Pref-1水平明顯高于無骨折患者，說明其血清水平高低與骨折具有一定的關(guān)系。本組研究發(fā)現(xiàn)以血清Pref-1>1.14 μg/L作為判斷標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，預(yù)測(cè)發(fā)生骨折的特異度為59.6%，靈敏度為100.0%，AUC為0.791，說明這些患者具有發(fā)生骨折的高風(fēng)險(xiǎn)，是否需要早期進(jìn)一步干預(yù)治療，還需要進(jìn)一步研究。

本研究中骨質(zhì)疏松組血清趨化素水平明顯高于骨量下降組和對(duì)照組，并且發(fā)現(xiàn)骨量下降組趨化素水平高于對(duì)照組，血清趨化素水平隨著HbA1c水平升高而升高，說明血清趨化素水平與糖尿病骨質(zhì)疏松的嚴(yán)重程度具有明顯相關(guān)性，糖尿病患者的血糖控制程度影響骨質(zhì)疏松。趨化素是一種新型的脂肪因子，與代謝綜合征具有密切的聯(lián)系，而代謝綜合征患者會(huì)出現(xiàn)骨質(zhì)疏松的比例明顯升高[11]。現(xiàn)在已知趨化素作為一種分泌性蛋白分泌到細(xì)胞外，與相應(yīng)的受體結(jié)合后，激活下游信號(hào)通路，發(fā)揮多種生物學(xué)功能，參與了骨骼和礦物質(zhì)的代謝，與骨質(zhì)疏松和骨密度具有明顯的關(guān)系[12]。本組研究顯示2型糖尿病骨質(zhì)疏松并發(fā)骨折患者血清趨化素水平明顯高于無骨折患者，說明血清趨化素水平與糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折具有密切聯(lián)系。本組研究發(fā)現(xiàn)以血清趨化素>15.71 ng/mL作為判斷標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其靈敏度為69.2%，特異度為78.1%，AUC為0.803，說明其在預(yù)測(cè)糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折中具有較高的價(jià)值，對(duì)于這部分患者是否需要進(jìn)一步干預(yù)還需研究。

本組研究發(fā)現(xiàn)血清Apelin-13水平在2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者明顯低于骨量下降者和單純2型糖尿病患者，并且隨著HbA1c水平升高，Apelin-13水平降低，說明血清Apelin-13水平降低對(duì)骨質(zhì)疏松具有促進(jìn)作用，其水平升高說明糖尿病患者的血糖控制度在好轉(zhuǎn)，發(fā)生骨質(zhì)疏松的概率會(huì)降低。Apelin-13為一種新型的脂肪因子，在抑制細(xì)胞增殖、抗炎和調(diào)整體液平衡方面具有重要意義，可以促進(jìn)成骨細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子活化，促進(jìn)骨細(xì)胞的增殖和蛋白質(zhì)表達(dá)，骨質(zhì)損害越嚴(yán)重，血清Apelin-13表達(dá)水平越低[13-14]。現(xiàn)已知Apelin-13能夠改善胰島素的敏感性，改善患者的能量代謝，同時(shí)可以誘導(dǎo)人成骨細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子的活化，促進(jìn)骨細(xì)胞的增殖和蛋白質(zhì)的表達(dá)，抑制骨細(xì)胞的凋亡[14-15]。本研究還顯示2型糖尿病骨質(zhì)疏松并發(fā)骨折患者血清Apelin-13水平明顯低于無骨折患者，說明血清Apelin-13高水平是骨折的保護(hù)因子。當(dāng)以血清Apelin-13≤696.11 pg/mL作為判斷標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其特異度為78.8%，靈敏度為73.4%，AUC為0.826，說明血清Apelin-13水平用于預(yù)測(cè)糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折具有一定的價(jià)值。本研究還顯示聯(lián)合檢測(cè)血清Pref-1、趨化素和Apelin-13水平用于預(yù)測(cè)糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折方面具有更高的效能，其靈敏度為82.7%，靈敏度為90.6%，AUC為0.934，其AUC明顯高于單項(xiàng)檢測(cè)，說明各個(gè)指標(biāo)用于預(yù)測(cè)發(fā)生骨折具有一定的互補(bǔ)性，有內(nèi)在的聯(lián)系。本研究顯示2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者血清Apelin-13水平與Pref-1和趨化素水平呈負(fù)相關(guān)，而血清Pref-1水平和趨化素呈正相關(guān)，說明3項(xiàng)指標(biāo)之間具有相關(guān)性，脂肪因子之間的確切內(nèi)在聯(lián)系還需要進(jìn)一步研究。

綜上所述，脂肪因子Pref-1、趨化素和Apelin-13參與了老年2型糖尿病骨質(zhì)疏松的發(fā)生、發(fā)展過程，3項(xiàng)指標(biāo)聯(lián)合檢測(cè)預(yù)測(cè)老年2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者發(fā)生骨折具有較高的效能，有一定的臨床價(jià)值。