馬玉海 陳長松 趙健樂

武警浙江省總隊醫(yī)院骨科，浙江 杭州 310000

大量的研究表明2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)患者均有較高的骨折風(fēng)險[1]。然而，T2DM患者骨密度(bone mineral density，BMD)一般不下降[2]。較高的骨密度與骨折風(fēng)險增加之間的矛盾關(guān)系可能歸因于T2DM患者骨轉(zhuǎn)換失調(diào)，有限的研究表明T2DM中骨重塑受到抑制。與正常對照相比較，T2DM患者具有較低水平的Ⅰ型膠原羧基端肽β特殊序列(type I collagen carboxy terminal peptide β special sequence，β-CTX)和Ⅰ型前膠原N端前肽(type I procollagen amino terminal peptide，P1NP)[3]，在日本T2DM患者中發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)果[4]。但是一些其他的研究也發(fā)現(xiàn)，女性T2DM的P1NP水平顯著降低，但β-CTX水平改變不顯著。糖尿病腎病是T2DM最嚴重的并發(fā)癥之一，并且已成為終末期疾病(end stage disease，ESRD)最常見的原因。此外，ESRD可導(dǎo)致代謝性骨疾病。但是早期2型糖尿病腎病患者的骨轉(zhuǎn)換指標改變情況研究較少。胰島素抵抗和代謝綜合征出現(xiàn)尿蛋白增加[5]，脂肪因子和胰島素抵抗、低度炎癥、血管內(nèi)皮功能障礙和血管損傷密切相關(guān)，并已被證明是能夠調(diào)節(jié)腎功能[5]。成纖維細胞生長因子21(fibroblast growth factor 21，F(xiàn)GF21)是一種脂肪因子，由肝和白色脂肪組織和胰腺分泌。有研究證實升高的血清FGF21也許是糖尿病腎病的早期預(yù)測腎臟疾病進展的一個有用的生物標志物[6]。骨連接蛋白(osteonectin，OC)是另一種主要由皮下脂肪表達，在人類糖尿病腎病[7]和腎小管間質(zhì)病變的發(fā)展有重要的作用。同時，F(xiàn)GF21和骨連結(jié)蛋白也在骨代謝中起作用。然而，T2DM中FGF21和骨連結(jié)蛋白與骨轉(zhuǎn)換標志物之間的關(guān)聯(lián)尚未見報道。本研究旨在調(diào)查早期糖尿病腎病患者的骨轉(zhuǎn)換標志物水平，以及它們與脂肪因子、FGF21和骨連結(jié)蛋白的相關(guān)性。

1 材料和方法

1.1 一般臨床資料

該橫斷面研究包括2017年2月至2018年7月在武警浙江省總隊醫(yī)院骨科門診就診的T2DM患者，年齡55～70歲。納入標準：確診患有T2DM，被診斷患有糖尿病時年齡超過55歲；無酮癥酸中毒史；在診斷出糖尿病后的前3年內(nèi)不需要胰島素治療。排除標準包括：年齡<55歲或>70歲；腎功能受損[eGFR<60 mL/(min·1.73 m2)]；肝功能障礙、惡性腫瘤、過去一年內(nèi)骨折、骨質(zhì)疏松癥、甲狀腺疾病、甲狀旁腺疾病或其他內(nèi)分泌疾病的病史；在入組前3個月內(nèi)服用包括雌激素、甲狀腺素、糖皮質(zhì)激素、噻唑烷二酮、華法林、維生素D、鈣補充劑、雙膦酸鹽、雷洛昔芬、甲狀旁腺激素類似物或降鈣素等藥物。

在參與之前從所有患者獲得知情同意。每位患者親自參加面談，收集基本人口統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù)、T2DM病史及其并發(fā)癥、生活方式和既往病史。收集的訪談數(shù)據(jù)包括患者年齡、性別、患糖尿病年限、吸煙狀況(從未與以往相比)、酗酒(從未與以往相比)和心腦血管病史，包括冠狀動脈、腦血管和外周動脈疾病。還收集了每位患者的當(dāng)前藥物清單，包括口服降血糖藥、胰島素、抗高血壓藥和他汀類藥物。通過身體檢查收集人體測量數(shù)據(jù)。用水銀血壓計測量靜息血壓(BP)兩次，同時患者坐下至少5 min。如果患者至少符合以下標準之一，則會診斷為高血壓：收縮壓≥140 mmHg，舒張壓≥90 mmHg，或自我報告使用抗高血壓藥物。用數(shù)字超聲儀器測量身高(Ht)。使用標準數(shù)字刻度，在輕便的衣服和沒有鞋子的情況下測量體重并精確到0.1 kg。腰圍(WC)測量到下肋骨邊緣和髂嵴之間在水平面上檢測腰圍。臀圍指臀區(qū)周圍的最大周長。體重指數(shù)(body mass index，BMI)計算為體重(kg)除以身高(m)的平方。腰臀比(WHR)計算為WC除以臀圍的比率。

在獲取尿液標本和血液樣本之前，患者禁食8～12 h。當(dāng)患者處于仰臥位時，從肘靜脈抽取血樣并準備立即分析或在-80 ℃下儲存以供將來分析。測量血漿葡萄糖、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、血紅蛋白A1c(HbA1c)。使用自動化羅氏電化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)(E170)測量骨轉(zhuǎn)換標志物：β-CTX、P1NP和25-羥基維生素D(25(OH)D)的血清水平。測定內(nèi)和測定間的變異系數(shù)(coefficient of variation，CV)：P1NP的CV=1.2%～4.9%和4.3%～6.5%；β-CTX測量值的CV=1.6%～3.0%和1.3%～4.3%；對于測量維生素D[25(OH)D]的CV=1.7%～7.8%和2.2%～10.7%。用ELISA(Cloud-Clone Corp，Houston，USA)測量FGF21和OC。 FGF-21CV分別為2.93%和3.67%。骨粘連蛋白的CV分別為3.39%和10.52%。用免疫比濁測定法從新鮮早晨尿液中測量尿蛋白。通過比色法測量尿肌酐，以評估尿白蛋白-肌酸酐比(uACR)。

1.2 統(tǒng)計學(xué)分析

患者分為正常蛋白尿組和異常蛋白尿組。分類變量表示為絕對值和相對值(%)。使用卡方檢驗比較分類變量。使用t檢驗和Kruskal-Wallis檢驗比較連續(xù)變量。進行協(xié)方差分析以比較異常蛋白尿中的P1NP與調(diào)整FBG，PBG和HbA1c的正常蛋白尿組的P1NP。通過控制年齡、性別、TSDD、FPG、PBG、HbA1C、血脂譜、uACR和eGFR的部分相關(guān)分析確定血清FGF21、OC和BTM之間的關(guān)系。多個逐步回歸模型用于探討FGF21和OC對血清BTM的影響。在分析之前，對具有偏斜分布的數(shù)據(jù)進行對數(shù)變換。性別被分析為二分變量(男性為1，女性為2)。使用SPSS 19.0分析數(shù)據(jù)，P<0.05認為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

本研究共納入230例患者(80例男性和150例女性)；96例(41.7%)患有蛋白尿，其中6例患有大量蛋白尿(定義為uACR≥27 mg/mmol Cr)和90例微量蛋白尿(定義為2.7 mg/mmol Cr≤uACR<27 mg/mmol Cr)。有和沒有蛋白尿的患者的一般臨床特征見表1。與正常蛋白尿組患者相比，異常蛋白尿組患者中男性的比例更高(P<0.05)。異常蛋白尿組患者血清P1NP水平低于正常白蛋白尿(P<0.05)；但調(diào)整FBG、PBG和HbA1c后，兩組間P1NP水平無差異。兩組的β-CTX水平相似。異常蛋白尿組患者的OC(P<0.05)和FGF21(P<0.05)水平顯著高于正常蛋白尿組(表1)。

表1 患有和不患有白蛋白尿的T2DM患者的一般臨床特征和生化參數(shù)Table 1 The general clinical characteristics and biochemical parameters in patients with T2DM with and without albuminuria

FGF21、OC和BTM的部分相關(guān)性分析如表2所示。FGF21與P1NP呈負相關(guān)，與OC呈正相關(guān)，但與β-CTX無關(guān)。WC與P1NP呈負相關(guān)，與β-CTX呈正相關(guān)。HbA1c與P1NP呈負相關(guān)，但與β-CTX無關(guān)。女性與P1NP呈負相關(guān)，但與β-CTX無關(guān)。FGF21與P1NP獨立地呈負相關(guān)，而OC不是P1NP或β-CTX的獨立因子。

表2 BTM與自變量之間的多步逐步邏輯回歸分析Table 2 Multiple stepwise logistic regression analysis between BTMs and independent variables

多元逐步回歸模型用于分析影響FGF21和OC的獨立因素如表3所示。FGF21與eGFR呈負相關(guān)，但與uACR無關(guān)，而OC與uACR呈弱正相關(guān)。

表3 FGF21與OC水平和自變量之間的多步逐步邏輯回歸分析Table 3 Multiple stepwise logistic regression analysis between FGF21 and OC levels and independent variables

3 討論

本研究觀察到異常蛋白尿組2型糖尿病患者的P1NP水平略低于正常蛋白尿組的患者，然而在調(diào)整與血糖水平相關(guān)的變量后，這種差異消失。P1NP水平與性別、WC、HbA1c和FGF21獨立相關(guān)。異常蛋白尿組患者的FGF21水平顯著高于正常蛋白尿組的患者；FGF21的水平與eGFR呈負相關(guān)(P<0.05)，但與uACR無關(guān)。血清OC與uACR獨立正相關(guān)(P<0.05)。多元逐步回歸分析顯示HbA1c與P1NP呈負相關(guān)，但uACR或eGFR與P1NP無關(guān)。可能的原因是當(dāng)eGFR正?；騼H輕度下降時，BTM不會顯著改變。

本研究結(jié)果表明，OC和FGF21可能參與T2DM腎病的發(fā)病機制，這一發(fā)現(xiàn)與之前的研究一致。OC是一種分泌型糖蛋白，與發(fā)育、重塑、血管生成、細胞粘附、遷移和增殖的調(diào)節(jié)有關(guān)[8]。在慢性糖尿病腎病的動物模型中，高血糖狀態(tài)下OC加重腎小球硬化和腎小管間質(zhì)損傷[9]。增加的OC水平可導(dǎo)致足細胞數(shù)量的逐漸減少，從而促進腎小球硬化的未來發(fā)展[10]。在本研究中，多元逐步回歸分析表明，OC是異常蛋白尿組的獨立相關(guān)因素，可能直接影響腎臟。此外，由于本研究中包括的大多數(shù)患者被歸類為患有早期腎病，因此血清OC濃度的增加可能是尿蛋白排泄增加的早期指標，實際上，OC和uACR之間的關(guān)聯(lián)很弱，僅具有臨界統(tǒng)計學(xué)意義。由于許多因素可能影響OC的產(chǎn)生和分泌，因此需要進行更大規(guī)模的人群研究，以發(fā)現(xiàn)作為早期腎病的敏感指標的較高的OC水平是否更適用于T2DM患者。

本研究發(fā)現(xiàn)FGF21與eGFR呈負相關(guān)，但在本研究中未檢測到FGF21與uACR之間的統(tǒng)計學(xué)關(guān)系。先前的橫斷面研究已經(jīng)證明循環(huán)FGF21水平與糖尿病腎病中的腎功能相關(guān)[11]。在最近的前瞻性研究中，Lee等[6]首次證明血清FGF21水平升高與eGFR下降之間存在獨立關(guān)聯(lián)。 FGF21是腎臟消除的循環(huán)細胞因子，因此可能與腎功能參數(shù)相關(guān)[12]。因此，F(xiàn)GF21可能是eGFR略微下降的敏感標志物，潛在的機制仍不清楚。在動物研究中，在FGF21敲除小鼠中，通過施用游離脂肪酸(FFA)和來自糖尿病誘導(dǎo)的腎損傷進一步增強。施用FGF21顯著地通過減少腎臟脂質(zhì)積累和抑制炎癥，氧化應(yīng)激和纖維化來顯著地預(yù)防FFA和糖尿病誘導(dǎo)的腎損傷[13]。然而，在臨床的研究中，在肥胖受試者中發(fā)現(xiàn)了高循環(huán)FGF21水平，并且與心臟代謝紊亂有關(guān)，包括代謝綜合征、T2DM、非酒精性脂肪肝和冠狀動脈疾病，這表明可能存在FGF21抗性機制或?qū)撛诘拇鷥斝苑磻?yīng)[14]。FGF21由腎臟排泄，因此當(dāng)GFR降低時它可以進一步增加。此外，還報道FGF21在調(diào)節(jié)單一葡萄糖代謝中起作用[15]。因此，尿蛋白患者中FGF21水平的增加可能是由于FGF21對抗高HbA1C的抵消作用。然而，筆者沒有通過多元逐步回歸分析發(fā)現(xiàn)本研究中FGF21水平與血糖水平之間的關(guān)系。

在這項研究中，控制年齡、性別、TSDD、FPG、PBG、HbA1c、血脂譜、uACR和eGFR后，發(fā)現(xiàn)P1NP和FGF21水平之間存在負相關(guān)。然而，在健康成年女性中，在調(diào)整年齡、種族和身體成分后，循環(huán)FGF21水平與總BMD和脊柱BMD呈正相關(guān)[16]。因此，盡管T2DM患者骨密度正常，但FGF21可能在骨脆性的反常增加中發(fā)揮作用。FGF21可能是骨和脂肪組織中具有調(diào)節(jié)作用的重要因子。低骨轉(zhuǎn)換與骨質(zhì)流失率降低有關(guān)，但過度抑制骨轉(zhuǎn)換也會因無法修復(fù)而增加骨脆性。但是在本研究中沒有發(fā)現(xiàn)OC水平與BTM水平之間的關(guān)系，需要進行前瞻性研究以更好地闡明骨粘連蛋白在T2DM腎病骨轉(zhuǎn)換過程中的潛在作用。

本研究存在一些局限性。雖然在分析中控制了已知的潛在混雜因素，但是不能排除其他未知或未測量因素造成殘余混雜的可能性。本研究的橫截面性質(zhì)排除了縱向數(shù)據(jù)和任意因果推斷的分析。最后，這項研究的參與者來自一家醫(yī)院，受到年齡和腎功能的限制，這可能會削弱本研究結(jié)果的普遍性?？傊?，發(fā)現(xiàn)包括P1NP在內(nèi)的BTM與2型糖尿病患者的腎病早期相關(guān)。與正常尿蛋白組相比，異常蛋白尿患者的P1NP水平較低，但在調(diào)整血糖水平后差異消失。P1NP和HbA1c之間的關(guān)聯(lián)可能表明持續(xù)的高血糖癥會損害骨形成。