朱慧静，杨明明，朱昕，王惠丽，程霖，成兴波，裴育

(1苏州大学附属第一医院内分泌科，苏州 215006；2菏泽市立医院内分泌科，菏泽 274000；3解放军总医院内分泌科，北京 100853)

随着人口老龄化，2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)和骨质疏松症(osteoporosis,OP)的患病率均迅猛增加，成为危害国人健康的重大公共卫生问题。糖尿病性骨质疏松症(diabetic osteoporosis,DOP)是糖尿病在骨骼系统的重要并发症之一，其发病率为20%～60%，且骨折风险明显高于普通人群[1]。女性DOP已经受到广泛关注，而男性患者随着年龄增长，同样存在骨代谢异常或骨质疏松等合并症。虽然双能X线骨密度仪(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)测定骨密度(bone mineral density,BMD)是目前国际上诊断OP的金标准[2]，但BMD检查存在滞后性，其有意义的变化至少需要半年以上才能由DXA检测出来[3]；且其仅能反映骨量的变化，不能完全代表骨强度。骨转换标志物(bone turnover markers,BTMs)是骨组织本身的代谢(分解与合成)产物，能够早期反映骨代谢的状况，在骨折风险的预测中有一定价值。本文通过比较中老年男性DOP和OP患者BTMs的差异，旨在探讨男性T2DM患者骨代谢的特点，分析DOP的危险因素。

1 对象与方法

1.1 研究对象

2016年3月至2017年10月在苏州大学附属第一医院内分泌科住院的中老年男性T2DM患者中，选取符合OP诊断标准的40例作为实验组(糖尿病性骨质疏松组，DOP组)；同期在体检中心接受健康查体的中老年男性中，选取符合OP诊断标准的40例作为对照组(骨质疏松组，OP组)。糖尿病诊断采用1999年世界卫生组织(World Health Organization,WHO)糖尿病诊断标准，骨质疏松诊断采用1998年WHO骨质疏松诊断标准。排除标准：(1)有严重心脑血管、肝、肾、肺部疾病、血液系统疾病、恶性肿瘤等；(2)有营养不良、甲状腺、甲状旁腺疾病、皮质醇增多症等；(3)曾服用过或正在服用抗骨质疏松药物、糖皮质激素、免疫抑制剂等影响骨代谢的药物；(4)过度饮酒或吸烟；(5)近6个月内有骨折史或持续卧床达3个月以上。本研究方案经医学伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 方法

详细记录患者的年龄、糖尿病病程，测量身高、体质量，计算体质量指数(body mass index,BMI)。采用美国GE-LUNAR公司的DXA检测腰椎(L1-4)、股骨颈和全髋部的骨密度，单位以g/cm2表示。静脉抽血，日立7600全自动生化分析仪测空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、钙(calcium,Ca)、磷(phosphor,P)、血肌酐(serum creatinine,SCr)， 高压液相色谱法检测糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin A1c,HbA1c)。另留一份血样，分离血清，-70℃保存，采用罗氏电化学发光法测定血清骨钙素(osteocalcin, OC)、1型前胶原N端前肽(N-terminal propeptide of type 1 precollagen,P1NP)、Ⅰ型胶原交联竣基端肽区(type Ⅰ collagen cross linked C-telopeptide,CTX)、甲状旁腺激素(parathyroid hormone,PTH)、25-羟维生素D(25-OH vitamin D,25OHD)。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 2组间临床及生化指标比较

2组间年龄、BMI、SCr、Ca、P、ALP比较，差异无统计学意义(P>0.05)。DOP组FPG、HbA1c显著高于OP组(P<0.01；表1)。

2.2 2组间骨密度比较

2组间L1-4、股骨颈和全髋部骨密度比较， 差异均无统计学意义(P>0.05；表2)。

2.3 2组间BTMs和骨代谢调控激素比较

2组间PTH比较，差异无统计学意义(P>0.05)。DOP组OC、P1NP、25OHD均低于OP组(P值分别为0.045、0.037、0.017)；CTX高于OP组(P=0.013；表3)。

2.4 DOP组BTMs与各指标之间的相关性分析

分别以OC、P1NP、CTX为因变量，以病程、上述临床及生化指标、L1-4、股骨颈和全髋部骨密度为自变量；Pearson相关分析结果显示，OC、P1NP均与病程、HbA1c呈负相关；CTX与病程、HbA1c呈正相关，与全髋部骨密度呈负相关(表4)。多元逐步回归分析结果显示，HbA1c是OC、P1NP的独立相关因素；CTX除受HbA1c的影响外，还受全髋部骨密度的影响(表5)。

表12组间临床及生化指标比较

Table 1 Comparison of the clinical and biochemical data

ItemOP groupDOP groupAge(years)63.50±8.9161.25±7.03Course(years)-7.66±4.04BMI(kg/m2)26.79±3.9727.24±3.07FPG(mmol/L)4.86±0.669.85±3.19∗∗HbA1c(%)5.06±0.499.28±2.02∗∗SCr(μmol/L)72.93±16.0274.19±18.69Ca(mmol/L)2.22±0.122.21±0.11P(mmol/L)1.19±0.201.20±0.15ALP(U/L)65.31±21.8063.36±15.68

OP: osteoporosis; DOP: diabetic osteoporosis; BMI: body mass index; FPG: fasting plasma glucose; HbA1c: glycosylated hemoglobin A1c; SCr: serum creatinine; ALP: alkaline phosphatase. Compared with OP group，**P<0.01

表2两组间骨密度比较

Table 2 Comparison of bone mineral density between

GroupL1-4Femoral neckTotal hipOP0.960±0.2810.895±0.1620.784±0.143DOP0.970±0.1260.895±0.1190.748±0.112

OP: osteoporosis; DOP: diabetic osteoporosis

3 讨 论

DOP的概念最早于1948年由Albright和Reifenstein首次提出[4]，是糖尿病在骨骼系统出现的严重并发症。DOP是指在糖尿病病理生理过程中出现的骨量减少及骨骼微结构破坏、脆性增加。尽管BMD是反映骨质改变的金标准，但其敏感性较低，不能早期反应骨代谢的异常变化，并且目前很多证据都表明T2DM患者的骨折风险并不由BMD决定，这可能会使骨密度仪在评估T2DM患者的骨强度中成为一种次要的工具[5]。BTMs能反映短期内骨转换、骨重建的水平，临床上通过检测血清中BTMs的水平可间接推断全身骨骼的各种代谢状态，为早期诊断OP、预测骨折风险、选择抗骨质疏松药物及评估疗效提供依据。

表3 2组间骨转换标志物和骨代谢调控激素比较

BTMs: bone turnover markers; OP: osteoporosis; DOP: diabetic osteoporosis; OC: osteocalcin; P1NP: N-terminal propeptide of type 1 precollagen; CTX: type I collagen cross linked C-telopeptide; PTH: parathyroid hormone; 25OHD: 25-OH vitamin D. Compared with OP group，*P<0. 05

表4 BTMs与各指标间的Pearson相关分析

BTMs: bone turnover markers; HbA1c: glycosylated hemoglobin A1c; OC: osteocalcin; P1NP: N-terminal propeptide of type 1 precollagen; CTX: type I collagen cross linked C-telopeptide

表5 BTMs相关因素的多元逐步回归分析

BTMs: bone turnover markers; HbA1c: glycosylated hemoglobin A1c; BMD: bone mineral density; OC: osteocalcin; P1NP: N-terminal propeptide of type 1 precollagen; CTX: type I collagen cross linked C-telopeptide

OC和P1NP是目前常用的骨形成标志物， CTX是目前常用的骨吸收标志物。OC是一种由成骨细胞分泌的非胶原蛋白，但破骨细胞骨吸收时OC也会增高，因此OC不仅能反映骨形成状态，更代表了骨转化水平的综合状态[3]。研究发现，血清OC水平与机体血糖和脂肪含量呈负相关，与胰岛素敏感性以及分泌呈正相关，可能是2型糖尿病的独立保护因素[6]。P1NP 和CTX 均与1型胶原的代谢有关[7]，P1NP是成骨细胞合成分泌1型胶原的过程中被蛋白酶裂解的代谢产物，受昼夜节律及饮食的影响小，并且不受激素的影响，是反映骨形成较特异及灵敏的指标。CTX是1型胶原在破骨细胞降解过程中产生的特异性产物，能直观地反映骨吸收情况。目前有关P1NP 和 CTX与糖代谢关系的研究尚未形成统一观点。有研究发现，与健康人群相比，T2DM 患者P1NP 水平明显下降，与FPG和HbA1c呈负相关；CTX水平明显升高，与FPG和HbA1c呈正相关[8]。但一项大样本人群研究显示，P1NP和CTX每增加一个标准差，糖尿病的风险分别降低36%和40%[9]。

本研究发现，与OP组相比，DOP组OC和P1NP水平降低，CTX水平升高，差异均有统计学意义。提示与原发性骨质疏松比较，2型糖尿病合并骨质疏松患者的骨形成进一步减少，骨吸收增加更显著。具体机制可能为：2型糖尿病患者长期血糖控制不佳，会导致晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products，AGEs)在循环及骨组织中堆积，AGEs 可通过与细胞表面受体作用而导致骨形成减少，骨吸收增加[10,11]。本研究中相关分析显示OC、P1NP均与HbA1c成正相关，CTX与HbA1c呈负相关，回归分析显示，OC、P1NP、CTX均受HbA1c的影响，HbA1c水平越高，OC、P1NP水平越低，CTX水平越高，提示T2DM患者血糖控制越差，骨形成能力越弱，骨吸收越严重，发生骨质疏松甚至骨折的风险越高。另外，2型糖尿病患者长期高血糖导致渗透性利尿，促使钙磷大量排出体外，血钙浓度降低，刺激PTH分泌增加，引起继发性甲状旁腺功能亢进，从而将骨钙动员至血液中，骨吸收作用增强。

Kwon等[12]研究指出非胰岛素依赖型糖尿病患者病程每增加15年, BMD将减少10%。史蕾等[13]研究发现，在老年女性T2DM患者中，随着病程的进展，成骨细胞活性下降，破骨细胞活性增强，且与病程呈现独立相关性，T2DM本身对 OP 存在影响。本研究结果也观察到，中老年男性DOP组OC、P1NP与病程呈负相关，CTX与病程呈正相关，提示随着糖尿病病程的延长，骨质流失的量及速度逐渐增加，骨质疏松甚至骨折的风险也随之加大。分析其原因可能为：T2DM患者随着病程的延长，胰岛功能逐渐衰退，胰岛素分泌减少。(1)胰岛素分泌缺乏可引起成骨细胞的分化和增殖减弱，数目减少、活性降低，合成OC减少[14]。(2)胰岛素相对不足，可引起腺苷酸环化酶活性增高，骨吸收增加[15]。(3)体内胰岛素水平下降，可引起1,25(OH)2D3减少，导致肠道对钙磷的吸收减少，从而引起继发性甲状旁腺机能亢进，破骨细胞活性增加[16]。

维生素D对骨代谢具有重要作用，一方面可促进成骨细胞的合成和矿化，另一方面可在一定程度上抑制破骨细胞的活性。维生素D缺乏会导致骨质疏松，增加骨折的风险[17]。25OHD是维生素D在体内的主要储存形式，半衰期约21 d，其检测不受进食和生理节律的影响，临床上推荐用25OHD检测反映个体的维生素D营养状态。国际骨质疏松基金会(International Osteoporosis Foundation，IOF)建议，25OHD低于20 ng/ml判为维生素D缺乏[3]，本研究中，两组25OHD均明显低于此水平，与OP组相比，DOP组水平更低，差异有统计学意义，提示DOP患者体内维生素D缺乏更严重。

总之，DOP已经成为我们必须关注的健康问题，对于高危人群联合进行骨转换标志物与骨密度的监测，能更全面、更合理地评估骨强度，有助于DOP的早发现、早诊断、早治疗，使患者早受益，减少骨折的发生率和其带来的经济负担。对于2型糖尿病患者，控制血糖可能减缓骨量的丢失，另外积极补充维生素D也是十分必要的。