1型糖尿病患兒骨轉換指標與氧化應激指標的相關性

魏 野, 馬亞南, 張傳玲

(江蘇省徐州市兒童醫院 檢驗科, 江蘇 徐州, 221000)

兒童、青少年和成人1型糖尿病(T1DM)患者可表現出低骨密度、骨折和骨折延遲愈合[1-2]。堿性磷酸酶(ALP)、Ⅰ型前膠原氨基末端肽(PINP)、脫氧吡啶啉(DPD)可作為特異性骨轉換生物標志物[3-4]。T1DM引起的骨骼結構改變涉及多種機制，包括高血糖引起的鈣和維生素D代謝改變、骨骼中Ⅰ型膠原的糖基化、胰島素樣生長因子-1水平降低、骨髓脂質沉積以及氧化應激水平增加等[5]。糖尿病患者的高血糖水平可通過調控線粒體中活性氧的產生、葡萄糖自氧化、多元醇通路代謝途徑、晚期糖基化終產物的形成，增加氧化應激水平[6]。此外，活性氧可通過增加脂質過氧化的最終產物丙二醛(MDA)增高脂質過氧化水平。目前，關于T1DM患兒骨轉換指標與氧化應激指標關系的研究報道較少。本研究探討T1DM患兒骨轉換標志物ALP、PINP、DPD水平與氧化應激指數谷胱甘肽、超氧化物歧化酶(SOD)、MDA之間的關系，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2020年1月—2021年12月徐州市兒童醫院收治的68例T1DM患兒作為研究對象(T1DM組,n=68), 進行橫斷面研究。另選擇同期性別、年齡相匹配的68例健康體檢兒童和青少年作為對照(對照組,n=68)。納入標準: 年齡<18歲者; 符合世界衛生組織關于T1DM的診斷標準[7]者; 資料完整，依從性高者。排除標準: 腎病、肝病、甲狀腺或甲狀旁腺功能不全，以及自身免疫性疾病等慢性疾病者; 潰瘍性結腸炎、克羅恩病等胃腸道吸收障礙性疾病者; 近6個月接受類固醇等可能影響骨骼的藥物的患者; 有骨折史者; 近6個月服用過抗氧化劑者。本研究符合2013年修訂的《世界醫學協會赫爾辛基宣言》要求。

1.2 方法

記錄入組兒童和青少年性別、年齡、身高、體質量、病程等臨床資料。體質量指數(BMI)=體質量(kg)/身高(m)2。

1.3 觀察指標

采集入組兒童和青少年清晨空腹尿液5～10 mL, 1 500轉/min離心10 min, 分離上清液。采集入組兒童和青少年清晨空腹肘靜脈血3～5 mL, 4 000轉/min 離心20 min, 分離血清、血漿。空腹血糖(FBG)采用己糖激酶法檢測。糖化血紅蛋白(HbA1c)采用高效液相色譜法檢測。血清ALP使用Olympus AU 5400型全自動生化分析儀以酶聯免疫吸附法且按照試劑盒(abcam, 貨號ab83369)說明書要求檢測。血漿PINP采用酶聯免疫吸附法，按照試劑盒(廣東固康，貨號FC007)說明書要求檢測。尿DPD使用拜耳ACS180SE全自動化學發光分析儀以酶聯免疫吸附法且按照試劑盒(eBioscience, 貨號hz-H2020c)說明書要求檢測，以肌酐矯正。血漿SOD、血清谷胱甘肽采用酶聯免疫吸附法，按照試劑盒(abcam, 貨號ab65354)說明書要求檢測。血漿MDA采用比色法，按照試劑盒(bioMerieux, 貨號REF252562)說明書要求檢測。

1.4 統計學分析

2 結 果

2.1 一般臨床資料比較

2組在性別、年齡、身高、體質量、BMI方面比較，差異無統計學意義(P>0.05); T1DM組FBG、HbA1c高于對照組，差異有統計學意義(t=19.681,P<0.001;t=19.934,P<0.001)。見表1。

表1 2組一般臨床資料比較

2.2 骨轉換指標和氧化應激指標比較

2組在ALP方面比較，差異無統計學意義(t=0.331,P=0.741); T1DM組PINP、谷胱甘肽、SOD低于對照組，差異有統計學意義(t=15.273,P<0.001;t=16.110,P<0.001;t=7.067,P<0.001), T1DM組DPD、MDA高于對照組，差異有統計學意義(t=7.702,P<0.001;t=10.164,P<0.001)。見表2。

表2 2組骨轉換指標和氧化應激指標比較

2.3 T1DM患兒PINP、DPD與氧化應激指標的關系

針對T1DM患兒的Pearson相關性分析結果顯示, PINP與HbA1c、MDA呈負相關，與谷胱甘肽、SOD呈正相關, DPD與HbA1c、MDA呈正相關，與谷胱甘肽、SOD呈負相關，差異均有統計學意義(P<0.05或P<0.01); PINP、DPD與病程無相關性(P>0.05)。見表3。

表3 T1DM患兒PINP、DPD與氧化應激指標的關系

2.4 影響T1DM患兒PINP、DPD水平的因素

分別以T1DM患兒PINP、DPD水平為因變量，谷胱甘肽、SOD、MDA為自變量，以進入概率α≤0.05、移出概率α≥0.10進行多元線性回歸分析，結果顯示，谷胱甘肽、MDA是T1DM患兒PINP水平的影響因素(β=0.612,P=0.002;β=-4.055,P=0.038), 谷胱甘肽是T1DM患兒DPD水平的影響因素(β=-0.103,P=0.018)。見表4。

表4 影響T1DM患兒PINP、DPD水平的因素

3 討 論

骨轉換生物標志物ALP、PINP、DPD等具有靈敏度高、特異性強、穩定性好等優點，近年來在T1DM患者中得到廣泛應用。骨轉換生物標志物能反映骨吸收和骨形成的具體變化，是骨骼健康的重要標志。研究[8-9]證實, T1DM患者骨轉換指標與健康非糖尿病人群存在顯著差異。谷胱甘肽、SOD、MDA等氧化應激標志物水平增加作為T1DM患者骨骼結構改變的機制之一，是臨床研究的熱點。T1DM患者的高血糖水平會增加機體氧化應激水平，而氧化應激會通過改變骨轉換狀態對骨骼產生負面影響。然而，關于兒童和青少年T1DM骨轉換指標與氧化應激指標關系的相關研究較少。

本研究表明，兒童和青少年T1DM人群PINP水平顯著低于健康對照人群，與既往研究[10]報道一致。PINP水平的降低反映了T1DM患者骨形成的減少，這或許與胰島素樣生長因子-1對骨形成的刺激作用減弱有關[11]。此外，兒童和青少年T1DM人群ALP水平和健康對照人群無顯著差異，與相關研究[9]結果一致，但與李琪等[12]研究中糖尿病患者ALP水平高于對照組的結果相矛盾。上述ALP水平的變化差異可能是由于T1DM患者腸道或肝臟受累，而不是由于骨骼。研究[13]指出，骨轉換標志物水平降低的原因是骨形成減少，與骨吸收增加無關。然而本研究發現，反映兒童和青少年T1DM人群骨吸收狀態的DPD水平顯著高于健康對照人群，與既往研究[9]結果一致，但與MIAZGOWSKI T等[14]的研究結果相矛盾，這可能與入組患兒年齡、BMI等一般臨床資料差異有關。本研究發現，兒童、青少年T1DM人群PINP與HbA1c呈負相關, DPD與HbA1c呈正相關，與既往研究[15]結果一致。研究結果提示，更好的血糖控制可能有助于維持兒童和青少年T1DM人群的骨骼健康。本研究未發現糖尿病病程與PINP、DPD之間存在相關性，或許與納入人群病程較短有關。

本研究發現，兒童和青少年T1DM人群有顯著低水平的抗氧化指數(谷胱甘肽、SOD)和高水平的脂質過氧化標記物MDA水平，表明糖尿病患兒的氧化應激狀態發生改變。兒童和青少年T1DM人群PINP與MDA呈負相關，與谷胱甘肽、SOD呈正相關。研究結果反映了氧化應激對骨形成過程的負面影響，這與氧化應激抑制成骨細胞分化、損害成骨細胞功能和增加成骨細胞凋亡，進而影響骨形成密切相關[16]。此外，氧化應激增加了晚期糖基化終產物水平，最終導致成骨細胞活性和增殖能力降低[17]。本研究顯示, DPD與MDA呈正相關，與谷胱甘肽、SOD呈負相關，提示氧化應激在促進兒童和青少年T1DM人群骨吸收中具有作用，其與氧化應激可通過增加破骨細胞數量、激活前破骨細胞向破骨細胞分化、提高破骨細胞活性及增加骨吸收進程有關[18]。本研究多元線性回歸分析發現，在T1DM患兒中，谷胱甘肽、MDA是PINP水平的影響因素; 谷胱甘肽是DPD水平的影響因素，與相關報道[9]一致，表明兒童和青少年T1DM人群氧化應激指標與骨轉換指標密切相關，且氧化應激會通過改變骨轉換指標影響骨骼健康。但本研究為單中心、小樣本、橫斷面研究，還需展開多中心、大樣本的臨床研究深入驗證。

綜上所述，兒童、青少年T1DM患者氧化應激水平升高與骨轉換生物標志物水平改變密切相關。因此，預防和治療兒童、青少年糖尿病性骨病，臨床應著重考慮控制血糖、降低氧化應激水平。