老年2 型糖尿病患者血清脂質運載蛋白2、骨形態發生蛋白4 與骨質疏松的關系

吳 靜 姜 惠 王 麗

江蘇大學附屬人民醫院內分泌科，江蘇鎮江 212000

2 型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）是老 年人群常見慢性代謝疾病之一，2019 年我國≥65 歲的老年糖尿病患者約3550 萬例，占全球糖尿病患者25%[1-2]。骨質疏松（osteoporosis，OP）是一種年齡相關疾病，＞60 歲人群OP 患病率顯著增加[3]，老年T2DM患者隨年齡增加骨密度降低，胰島素相對不足，高血糖、炎癥反應損害等導致骨鈣丟失和骨功能減退，OP風險顯著增加，是導致患者殘疾和死亡的重要原因[4]。研究表明，骨髓間充質干細胞的分化和增殖能力改變與OP 發生密切相關[5]。脂質運載蛋白2（lipocalin 2，LCN2）是一種脂肪細胞因子，主要由成骨細胞分泌，實驗發現，通過下調LCN2 基因能增強間充質干細胞成骨分化能力[6]。骨形態發生蛋白4（bone morphogenetic protein 4，BMP4）是一種骨生長因子，可刺激DNA 合成和細胞復制，促進間充質干細胞向成骨細胞分化[7]。同時BMP4 也可通過促進白色脂肪合成，改善機體胰島素抵抗[8]。LCN2、BMP4 均與糖尿病和骨代謝相關，本研究旨在分析老年T2DM 患者血清LCN2、BMP4水平變化，探討二者與老年T2DM 患者合并OP 的關系，以期為臨床防治提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取江蘇大學附屬人民醫院2019 年1 月至2020 年12 月收治的231 例老年T2DM 患者。納入標準：①T2DM 符合《中國2 型糖尿病防治指南（2017 年版）》[9]診斷標準；②年齡≥60 歲；③臨床資料完整；④患者及家屬均知情同意。排除標準：①合并性腺疾病、甲狀腺疾病、庫欣綜合征等影響骨代謝疾病；②近期服用維生素D、鈣劑、糖皮質激素類藥物；③心、肝、腎等重要臟器功能損害；④近3 個月內骨折；⑤血液系統、免疫系統疾病。根據《中國老年骨質疏松診療指南（2018）》[10]診斷標準，以雙能X 線吸收測量T 值≤-2.5為準，將患者分為OP 組（n=95）和非OP 組（n=136）。本研究經江蘇大學附屬人民醫院倫理委員會批準。

1.2 研究方法

收集T2DM 患者一般資料，包括性別、年齡、體重指數、病程、吸煙史、飲酒史、血壓，采用東芝TBA-120FR 全自動生化分析儀測定入院時糖化血紅蛋白（glycated hemoglobin，HbA1c）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglycerides，TG）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、血鈣和血磷水平，己糖激酶法測定入院次日空腹血糖（fastingbloodglucose，FBG）水平。血清LCN2、BMP4水平測定：采集患者入院時靜脈血，3000 r/min 離心10 min（離心半徑15 cm），取上清，酶聯免疫吸附法測定血清LCN2、BMP4 水平，試劑盒由北京伊塔生物科技有限公司提供，型號：YK-04772、YK-00080。

1.3 統計學方法

采用SPSS 26.0 對數據進行統計分析，計數資料以例數和百分比[例（%）]表示，比較采用χ2檢驗；正態分布計量資料以均數±標準差（）表示，比較采用t 檢驗；偏態分布計量資料以中位數和四分位數[M（P25，P75）]表示，比較采用秩和檢驗；采用多因素logistic 回歸分析影響因素；繪制受試者操作特征（receiver operator characteristic，ROC）曲線，采用曲線下面積分析診斷價值，采用秩和檢驗進行AUC 比較。以P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組臨床資料比較

OP 組性別、吸煙史占比及空腹血糖、HbA1c、TC、LCN2 水平高于非OP 組，病程長于非OP 組，BMP4 水平低于非OP 組（P ＜0.05）。見表1。

表1 兩組臨床資料比較

2.2 老年T2DM 患者合并OP 影響因素的多因素logistics 回歸分析

以性別（男=1，女=0）、病程（≥10 年=1，＜10 年=0）、吸煙史（有=1，無=0）、空腹血糖、HbA1c、TC、LCN2、BMP4 為自變量，是否合并OP（是=1，否=0）為因變量，多因素logistics 回歸分析顯示男性、高BMP4 水平為老年T2DM 患者合并OP 的獨立保護因素（P ＜0.05），病程≥10 年、高LCN2 水平為老年T2DM 患者合并OP 的獨立危險因素（P ＜0.05）。見表2。

表2 老年T2DM 患者合并OP 影響因素的多因素logistic 回歸分析

2.3 血清LCN2、BMP4 水平預測老年T2DM 患者合并OP 的價值

ROC 曲線顯示聯合預測老年T2DM 患者合并OP的AUC 大于LCN2、BMP4 單獨預測（Z=2.604，P=0.009；Z=2.697，P=0.007）。見圖1、表3。

表3 血清LCN2、BMP4 水平對老年T2DM 患者的預測分析

3 討論

OP 是一種以骨量降低、骨組織微結構損壞導致骨脆性增加，易發生骨折為特征的全身性骨病[10]。老年T2DM 因增齡和糖代謝異常的雙重影響，骨質量受損，骨折風險高。統計顯示，即使相同骨密度下，T2DM患者骨折風險也遠高于非糖尿病人群[11]，其嚴重椎體骨折甚至與全因死亡有關，因此早期防治OP 意義重大[12]。骨吸收（破骨細胞）與骨形成（成骨細胞）不平衡導致的骨重構失衡為OP 發生的主要原因，抑制骨吸收和促進骨形成能預防OP，間充質干細胞是一種具有分化為成骨細胞的多功能干細胞，其分化和增殖能力下降時會降低成骨細胞合成，導致OP[5]。

LCN2 是LCN 家族的一種分泌型糖蛋白，既往研究認為其主要通過脂肪細胞分泌，與肥胖、全身炎性微環境形成和胰島素抵抗相關。近年研究表明，成骨細胞也可分泌LCN2[13-14]。機械負荷是調節骨骼穩態的關鍵因素之一，機械負荷的減少可導致骨質流失，最終引起OP[3]。全局轉錄組分析發現，單位重力條件下小鼠顱骨成骨細胞中LCN2 表達顯著上調，提示LCN2能感知外界刺激或體力活動對骨骼穩態的影響，可能與OP 相關[15]。Kim 等[16]上調破骨細胞中LCN2 表達能負向調控破骨細胞增殖和分化，損傷破骨細胞，提示LCN2 可能影響骨吸收與骨形成平衡，導致OP。本研究結果顯示，OP 組血清LCN2 水平升高，高LCN2 水平為老年T2DM 合并OP 的獨立危險因素，說明LCN2 參與了老年T2DM 患者OP 的發生，其機制可能與LCN2能抑制巨噬細胞集落刺激因子誘導的破骨細胞增殖、分化破壞骨吸收與骨形成平衡、下調骨鈣素抑制引發骨鈣磷丟失而導致OP 有關。巨噬細胞集落刺激因子具有誘導破骨細胞增殖、分化的作用，敲除LCN2 能促進巨噬細胞集落刺激因子誘導的破骨細胞增殖、分化[17]。骨鈣素在骨鈣磷代謝和成骨過程中具有重要作用，OP 中骨鈣蛋白合成量隨著成骨細胞功能衰退而減少[18-19]。謝遠龍等[6]下調充質干細胞LCN2 后，骨鈣素表達上調。但也有研究認為LCN2 能增強破骨細胞的吸收作用[20]。可能與LCN2 在不同生理病理環境中功能不同有關。骨生長因子能促進骨細胞分化和發育，協同其他激素和細胞因子，形成新骨，并刺激破骨細胞不斷塑形改建新骨，進而促進骨組織再生和修復[21-22]。BMP4 為一種骨生長因子，因其能異位誘導軟組織形成軟骨或骨組織，骨形成過程中必須啟動一定閾值BMP4 信號轉導，否則無法凝聚軟骨細胞，導致骨形成失敗，或造成嚴重的成骨異常[23]。動物實驗也發現，敲除小鼠BMP4 基因后，其印第安刺猬蛋白、SOX9 等骨生長標記物幾乎無表達，提示缺乏BMP4信號則失去了骨生長動力[24]。本研究結果顯示，BMP4水平明顯低于非OP 組，高BMP4 水平為老年T2DM合并OP 的獨立保護因素，說明BMP4 參與了老年T2DM 患者OP 的發生，分析BMP4 能通過p38 絲裂原活化蛋白激酶/核因子-κB 信號通路和母親DPP 同源物通路促進成骨細胞分化，發揮OP 保護作用[25-27]。ROC 曲線顯示聯合預測老年T2DM 患者合并OP 的AUC 高于LCN2、BMP4 單獨預測，說明聯合檢測血清LCN2、BMP4 水平能提高老年T2DM 合并OP 的預測價值。

綜上所述，老年T2DM 合并OP 患者血清LCN2 水平提升，BMP4 水平降低，為合并OP 的獨立影響因素。聯合檢測能提高合并OP 的預測價值。但本研究樣本量較少，且尚不明確二者與老年T2DM 合并OP 的確切機制，有待進一步研究。