二甲雙胍和阿格列汀對2型糖尿病患者骨代謝、骨密度及血清Apelin-13水平的影響

宋彥偉，王君，馬朝朋，郭淑芹，王曉妍，尹超，馬競軒

1.承德醫學院研究生學院，河北 承德 067000；

2.保定市第一中心醫院內分泌科，河北 保定 071000

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)是臨床最常見的慢性疾病之一，其并發癥多，致死率高。最新研究表明T2DM與骨代謝的異常關系密切，T2DM患者代謝性骨病的發病率可高達20%～60%，嚴重影響患者生活質量[1]。研究發現，除T2DM本身可能通過高血糖、細胞因子分泌異常、晚期糖基化終末產物(advanced glycation end products，AGEs)積累等途徑影響骨代謝以外，不同降糖藥物也會對T2DM患者骨代謝產生影響[2]。二甲雙胍作為治療T2DM一線藥物，臨床應用廣泛；阿格列汀為新上市的降糖藥物，降糖效果較好。但目前有關二甲雙胍和阿格列汀對T2DM患者骨代謝影響方面的臨床研究相對缺乏。本研究通過探討二甲雙胍和阿格列汀對T2DM患者骨代謝、骨密度及脂肪細胞因子-13(Apelin-13)水平的影響，旨在為臨床應用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2019年8月至2020年8月就診于保定市第一中心醫院內分泌科的T2DM患者108例。納入標準：①符合《中國2型糖尿病防治指南(2017年版)》[3]中關于T2DM的診治標準；②空腹血糖(fasting blood glucose，FBG)7.0～10.0 mmol/L和糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)＜9.0%；③骨 密 度(bone density，BMD)T值-2.5SD～-1.0SD。排除標準：①出現糖尿病急性并發癥或嚴重慢性并發癥者；②有嚴重心腦血管疾病、肝腎功能不全等疾病者；③有惡性腫瘤病史者；④妊娠期、哺乳期婦女；⑤患有甲狀腺及甲狀旁腺疾病等可能引起骨質疏松的其他內分泌相關代謝性疾病者；⑥有骨質疏松癥病史，或曾經發生過病理性骨折史者；⑦服用過影響骨代謝的藥物者；⑧既往有胰腺炎病史者；⑨有子宮或卵巢切除術病史者。按照隨機數表法分為A、B兩組各54例。A組患者中男性28例，女性26例；年齡35～61歲，平均(50.54±6.31)歲；病程2.0～7.9年，平均(5.00±1.40)年。B組患者中男性25例，女性29例；年齡37～60歲，平均(50.09±5.71)歲；病程2.3～8.0年，平均(5.04±1.51)年。兩組患者的一般資料比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性。本研究獲得醫院倫理委員會批準，所有患者或家屬均簽訂知情同意書。

1.2 治療方法兩組患者在應用阿卡波糖膠囊(商品名：貝希，四川綠葉制藥股份有限公司，每粒50 mg，批準文號：國藥準字H20020391)治療的基礎上，A組患者加用鹽酸二甲雙胍(商品名：格華止，中美上海施貴寶制藥有限公司，每片0.5 g，批準文號：國藥準字H20023370)治療，餐后口服，0.5 g，3次/d，B組患者加用苯甲酸阿格列汀(商品名：尼欣那，日本Takeda Pharmaceutical Company Limited，每片25 mg，批準文號：國藥準字H20130548)治療，早餐后口服，25 mg，1次/d。阿卡波糖為餐前整粒吞服，50 mg，3次/d。兩組均連續治療48周。根據血糖情況每兩周調整阿卡波糖和(或)二甲雙胍的劑量，直至血糖達標或藥物最大劑量后維持治療；阿卡波糖最大劑量300 mg/d，二甲雙胍最大劑量2 g/d。參考血糖控制標準為空腹血糖≤7 mmol/L，餐后2 h血糖(2-hour postprandial blood glucose，2 hPG)≤10 mmol/L。

1.3 觀察指標與檢測方法(1)體質量指數(body mass index，BMI)：于治療前后分別測量兩組患者身高和體質量，計算BMI。(2)血糖指標：于治療前后分別抽取兩組患者晨空腹肘靜脈血5 mL，采用日本愛科萊HA-8180糖化分析儀(啟用年份2017年，檢測時期2020年)檢測HbA1c，日立7600型全自動生化分析儀(啟用年份2013年，檢測時期2020年)檢測FPG、2 hPG等生化指標。(3)骨代謝指標：于治療前后分別抽取兩組患者晨空腹肘靜脈血5 mL，采用德國羅氏Cobas 6000-E601電化學發光儀(啟用年份2018年，檢測時期2020年)檢測骨代謝指標，主要包括Ⅰ型膠原羧基末端肽β特殊序列(β-C-terminal telopeptide of type I collagen，β-CTX)、總Ⅰ型膠原氨基端延長肽(total typeⅠcollagen amino terminal lengthening peptide，TPINP)、25-羥基維生素D(25-OHVitaminD，25-OH-VD)、骨鈣素(osteocalcin，BGP)；采用貝克曼酶法檢測堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)。(4)BMD：于治療前后分別由放射科專業人員采用美國NORLAND雙能X線骨密度儀檢測兩組患者左股骨頸和L1～4的BMD。(5)Apelin-13水平：于治療前后分別抽取兩組患者晨空腹肘靜脈血5 mL，分離血清，采用酶聯免疫吸附法檢測Apelin-13，試劑盒購自中國武漢云克隆科技股份有限公司(批號：CEB887Hu)。

1.4 統計學方法應用SPSS21.0統計軟件進行數據分析。計量資料呈正態分布，以均數±標準差(±s)表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，治療前后組內比較采用配對t檢驗；計數資料比較采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者治療前后的生化指標比較兩組患者治療前的FPG、2 hPG、HbA1c、BMI比較差異均無統計學意義(P＞0.05)；治療48周后，兩組患者的FPG、2 hPG、HbA1c、BMI水平均較前下降，差異均有統計學意義(P＜0.05)，但兩組患者間比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，見表1。

表1 兩組患者治療前后的生化指標比較(±s)

表1 兩組患者治療前后的生化指標比較(±s)

注：與同組治療前比較，a P＜0.05。

時間治療前例數54 54治療后組別A組B組t值P值A組B組t值P值54 54 BMI(kg/m2)26.39±0.78 26.64±0.80 1.667＞0.05 25.28±0.80a 25.52±0.79a 1.578＞0.05 FPG(mmol/L)8.35±0.74 8.53±0.66 1.323＞0.05 6.56±0.54a 6.49±0.51a 0.663＞0.05 2 hPG(mmol/L)11.22±1.48 11.57±1.12 1.419＞0.05 8.68±0.83a 8.97±0.86a 1.795＞0.05 HbA1c(%)7.80±0.66 7.64±0.65 1.219＞0.05 6.71±0.65a 6.62±0.69a 0.701＞0.05

2.2 兩組患者治療前后的骨代謝指標及Apelin-13水平比較治療前兩組患者的BGP、TPINP、β-CTX、25-OH-VD、ALP、Apelin-13水平比較差異均無統計學意義(P＞0.05)；與治療前比較，兩組患者治療后的BGP、TPINP、Apelin-13水平均升高，其中B組患者的TPINP、Apelin-13較A組患者明顯升高，差異均有統計學意義(P＜0.05)，而兩組患者的BGP比較差異無統計學意義(P＞0.05)；治療后，兩組患者的β-CTX水平均下降，其中B組患者的β-CTX較A組患者明顯下降，差異均有統計學意義(P＜0.05)，但兩組患者用藥前后的25-OH-VD、ALP水平比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，見表2。

表2 兩組患者治療前后的骨代謝指標及Apelin-13水平比較(±s)

表2 兩組患者治療前后的骨代謝指標及Apelin-13水平比較(±s)

注：與同組治療前比較，a P＜0.05。

時間治療前Apelin-13(pg/mL)1 582.85±309.47 1 603.38±336.91 0.330＞0.05 2 000.96±338.04a 2 210.53±376.20a 3.045＜0.05例數54 54治療后組別A組B組t值P值A組B組t值P值54 54 25-OH-VD(ng/mL)16.49±4.83 16.11±5.44 0.375＞0.05 16.91±4.89 16.80±4.98 0.118＞0.05 BGP(ng/mL)15.45±4.12 15.57±4.49 0.151＞0.05 17.34±4.38a 17.73±4.96a 0.436＞0.05 TPINP(ng/mL)40.46±8.09 41.63±9.59 0.687＞0.05 43.52±8.17a 48.69±9.00a 3.123＜0.05 ALP(U/L)73.50±27.18 74.93±29.02 0.265＞0.05 73.35±26.83 75.58±28.41 0.421＞0.05 β-CTX(pg/mL)409.14±100.38 411.93±104.84 0.141＞0.05 366.21±89.28a 329.73±96.07a 2.044＜0.05

2.3 兩組患者治療前后的BMD比較治療前兩組患者左股骨頸和L1～4的BMD比較差異均無統計學意 義(P＞0.05)；治療后兩組患者左股骨頸和L1～4的BMD均較治療前升高，且B組患者BMD較A組患者升高更顯著，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表3。

表3 兩組患者治療前后的BMD比較(±s)

表3 兩組患者治療前后的BMD比較(±s)

注：與同組治療前比較，a P＜0.05。

組別例數左股骨頸(g/cm2) L 1～4(g/cm2)治療后0.989±0.084a 1.042±0.092a 3.141＜0.05 A組B組t值P值54 54治療前0.740±0.100 0.732±0.087 0.404＞0.05治療后0.841±0.110a 0.893±0.125a 2.286＜0.05治療前0.892±0.085 0.889±0.084 0.180＞0.05

3 討論

T2DM是以糖代謝紊亂為特點的慢性代謝性疾病，其發病率逐年提高，由于人們對該疾病的認知差，且其并發癥多，嚴重縮短患者壽命和降低生活質量，因此對于糖尿病的控制異常重要。一項基于大規模人群研究證實，有T2DM的骨質疏松患者比較于無T2DM的骨質疏松患者出現骨折的風險更高，表明T2DM可能是骨質疏松性骨折的危險因素[4]。Apelin是由多種異構體組成的內源性脂肪因子，其中Apelin-13是信號傳導中最活躍和被研究的最充分的異構體[5]。動物實驗發現在大鼠脛骨缺損模型中，給予外源性Apelin-13治療后，大鼠體內骨缺損愈合明顯加速[6]，表明Apelin-13參與調節骨代謝。骨代謝標志物為骨細胞或骨基質的代謝產物，其中BGP、TPINP、ALP為骨形成標志物，主要由成骨細胞產生，反映成骨細胞的功能狀態；β-CTX為骨吸收標志物，主要由破骨細胞產生，反映破骨細胞的功能狀態[7]。袁家楠等[8]研究表明，T2DM患者血清中Apelin-13水平與TPINP成正相關，與β-CTX成負相關，并且隨著BMD降低，Apelin-13水平也下降，提示Apelin-13正向調節骨形成，負向調節骨吸收；隨著Apelin-13水平下降，骨形成和骨重建被抑制，易發生骨質疏松。LIU等[9]研究也表明T2DM患者骨破壞越嚴重，Apelin-13水平就越低。最近研究發現二甲雙胍和阿格列汀在降糖的同時可能也會影響骨代謝，因此筆者就以上兩種藥物對T2DM患者骨代謝、骨密度及Apelin-13水平影響展開研究分析。

二甲雙胍為治療T2DM的一線用藥，臨床應用廣泛。最新研究證實二甲雙胍可通過抑制內皮型一氧化氮合酶的表達來減少骨髓中脂肪細胞的形成，促進成骨分化[10]。LEE等[11]研究發現長期高血糖環境導致體內AGEs生成增多，而AGEs可通過促進氧化應激反應誘導活性氧生成，不僅會抑制成骨細胞增殖、分化和礦化，還會促進成骨細胞凋亡，對骨形成產生負面影響。體外實驗表明，二甲雙胍可通過激活腺苷酸活化蛋白激酶(adenylate activated protein kinase，AMPK)通路降低AGEs在體內的積累，進而減弱其對成骨細胞的抑制作用[12]；同時AMPK通路被激活后，又可促進成骨細胞增殖、分化和骨基質合成。而研究證實，Apelin-13可作用AMPK信號通路，促進骨髓間充質干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)有絲分裂和抑制細胞內氧化應激，恢復卵巢切除大鼠的骨量和骨微結構，使骨質疏松得到改善[13]。辛巖等[14]研究發現二甲雙胍還可通過作用于Runt相關轉錄因子2刺激成骨細胞的增殖、礦化以及堿性磷酸酶活化，促進骨形成。

阿格列汀作為非擬肽類二肽基肽酶-4(dipeptidyl peptidase-4，DPP-4)抑制劑，不僅具有良好降糖效果，而且在體內生物利用度高，特異性更好。有研究表明阿格列汀可能具有保護骨代謝的作用。最新研究發現胰高血糖素樣肽1(glucagon-like peptide 1，GLP-1)具有刺激成骨細胞增殖及促進與骨形成有關基因表達的作用，但其在體內很快就被DPP-4所降解失活[11]。而阿格列汀可通過抑制DPP-4的活性，延長GLP-1作用時間，充分發揮骨保護的作用。有研究發現，阿格列汀可通過刺激Wnt/β-catenin信號轉導，以促進成骨樣細胞(osteoblast like cells，MC3T3-E1)向成骨細胞方向分化和礦化[15]。而研究證實Apelin-13可通過Wnt/β-catenin信號通路顯著上調BMSCs成骨特異性基因和蛋白的表達，從而促進BMSCs的成骨分化[6]。相關研究證實，基質金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)和細胞外調節蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinase 1/2，ERK1/2)通路被激活后，都會促進破骨細胞增殖、分化及加速骨吸收[16-17]。而阿格列汀可阻斷ERK磷酸化和抑制MMP的激活[18]，起到保護骨代謝的作用。

本研究結果顯示，治療48周后，兩組患者FPG、2 hPG、HbA1c、BMI水平較治療前均有明顯下降，但兩組間比較差異無統計學意義，提示二甲雙胍和阿格列汀具有等效的降糖作用，且兩者都不會增加T2DM患者的體質量。在血糖降低的同時，兩組患者治療后BGP、TPINP、Apelin-13均明顯升高，β-CTX均明顯下降，兩組患者的BMD也均較前增加，表明二甲雙胍和阿格列汀均有改善T2DM患者骨代謝及升高Apelin-13水平的作用，可以推測出Apelin-13與二甲雙胍和阿格列汀改善骨代謝有關；并且B組患者的TPINP、BMD、Apelin-13水平較A組患者顯著升高，β-CTX水平較A組患者顯著下降，而兩組患者治療后BGP比較差異無統計學意義，表明阿格列汀聯合阿卡波糖在升高Apelin-13的作用更為突出，也間接提示了阿格列汀可能在保護骨代謝方面的效果更好。本研究還發現，兩組患者治療前后25-OH-VD和ALP變化均無統計學意義，可能與ALP水平易受肝功能影響有關；而25-OH-VD水平變化不大，可以推測出應用二甲雙胍和阿格列汀治療對T2DM患者的25-OH-VD無明顯影響。

綜上所述，二甲雙胍和阿格列汀均可以改善T2DM患者骨代謝，促進骨形成，增加BMD；還能升高血清中Apelin-13水平；Apelin-13可能參與了二甲雙胍和阿格列汀改善骨代謝的機制。此外，本研究顯示阿格列汀聯合阿卡波糖比較于二甲雙胍聯合阿卡波糖在保護骨代謝方面的作用更好，值得在臨床上推廣使用。但是本研究觀察時間有限，未來需要更長時間及更全面的研究來進一步明確阿格列汀在骨代謝安全性方面的獲益情況。