2型糖尿病患者N-MID和β-CTX与骨密度的相关性研究

安娜 纪丽慧 孟海燕 王凌云 黄莹 宗桂芝

北京京煤集团总医院内分泌科，北京 102300

骨质疏松症是影响公众健康的疾病，骨质疏松性骨折也是老年人死亡的主要原因。在2型糖尿病患者中，骨量减少、骨质疏松症的发病率显著升高，其发病机制尚未完全阐明。当2型糖尿病合并骨质疏松症时，常因无明显症状，临床识别较为困难，故早期诊断和预防骨质疏松症对提高老年人的生活质量非常重要。骨质疏松症的发生、发展伴随着相关骨转换生化指标的变化，其变化远远早于骨密度的改变，这就为骨质疏松症的早期诊断提供了线索。骨转换生化指标(bone turnover biochemical marker)能够准确特异地反映骨形成及骨吸收状态[1-3]。目前国际骨质疏松基金会及国际临床生化联合会推荐将I型胶原羧基端肽交联(β-cross-linked C-telopeptide of type 1 collagen，β-CTX)作为敏感的骨吸收指标，用于骨质疏松症的诊断及治疗评估[4-5]。骨钙素(osteocalcin，OC)是成熟成骨细胞分泌的一种骨基质蛋白，是反映骨形成的特异性较强的标志物，其中约1/3为全段骨钙素，1/3为N端中段骨钙素N-MID。由于N-MID灵敏度高，稳定性好，能更好地反映骨形成[6]。本研究收集了233例2型糖尿病患者，测定血清骨转换生化指标(β-CTX、N-MID)以及骨密度(BMD)等指标，探讨2型糖尿病患者中骨转换生化指标与骨密度之间的相关关系。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

收集2017年1月至2017年6月在我院内分泌科住院的2型糖尿病患者233例，年龄在39～89岁，其中，男性124人，女性109人，女性患者均绝经1年以上。按照骨密度(BMD)的T值将研究对象分为3组：T>-1属于骨量正常组；-2.5

1.2 方法

1.2.1诊断标准：骨质疏松症参照2011年《原发性骨质疏松症诊治指南》[7]制定的标准；2型糖尿病参照1999年世界卫生组织(WHO)的诊断标准。

1.2.2实验室检查：京煤集团总医院检验科实验室是北京市临床检验鉴定合格的实验室。检测空腹血糖(FPG)采用已糖激酶法，检测甘油三酯(TG)采用GPO-POD法，检测总胆固醇(TC)采用酶法，检测低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)采用直接法，均使用beckman AU5800全自动生化分析仪(试剂由beckman公司提供)；检测糖化血清蛋白(GSP)采用四氮唑蓝显色法，检测糖化血红蛋白(HBA1C)采用高压液相离子交换法，检测超敏C反应蛋白(CRP)采用免疫透射比浊法，检测同型半胱氨酸(HCY)采用免疫透射比浊法，检测血钙(Ca)采用偶氮砷III法，检测血磷(P)采用磷钼酸紫外法，检测碱性磷酸酶(ALP)采用速率法，均使用beckman AU5800全自动生化分析仪(试剂由beckman公司提供)；检测尿微量白蛋白/肌酐比值(ACR)采用干式免疫标记散射定量法(Alere Afinion AS100分析仪，试剂由美艾利尔医疗器械有限公司提供)；检测空腹胰岛素(FINS)、空腹C肽(C-肽)、血清25(OH)D3、甲状旁腺激素(PTH)、β-CTX、N-MID均采用电化学发光法(罗氏E602，试剂由罗氏公司提供)，25(OH)D3批内差异<4.52%，批间差异<5.15%；PTH批内差异<3.55%，批间差异<4.05%；β-CTX批内差异<4.12%，批间差异<5.64%；N-MID批内差异<3.55%，批间差异<4.64%；骨密度的检测采用美国GE公司的双能X线骨密度测定仪DPX Bravo骨密度仪，每日进行质量控制，偏差-1.03%。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 两组研究对象一般资料的比较情况

骨量正常组103人，年龄(59.66±9.78)岁，骨量减少组106人，年龄(62.88±10.30)岁，骨质疏松组24人，年龄(65.63±11.49)岁。在骨量正常组、骨量减少组、骨质疏松组中，年龄在三组间比较有统计学差异(P<0.05)，男女性别构成比、糖尿病病程、SBP、DBP、TC、LDL-C、HDL-C、TG在三组间比较均无统计学差异(P>0.05)。见表1。

表 1 三组研究对象一般资料的比较Table 1 Comparison of baseline data among the three groups

注：SBP：收缩压；1mmHg=0.133 kPa；DBP：舒张压；TG：甘油三酯；TC：胆固醇；LDL-C：低密度脂蛋白胆固醇；HDL-C：高密度脂蛋白胆固醇。三组间比较，*P<0.05。

2.2 三组研究对象各生化指标的比较情况

FPG、GSP、HBA1C、FINS、C-肽、CRP、HCY、ACR在骨量正常组、骨量减少组、骨质疏松组三组间比较均无统计学差异(P>0.05)。见表2。

表2 三组研究对象各生化指标的比较Table 2 Comparison of biochemical indicators among the three groups

注：FPG：空腹血糖；GSP：糖化血清蛋白；HBA1C：糖化血红蛋白；FINS：空腹胰岛素；CRP:C反应蛋白；HCY:同型半胱氨酸。三组间比较，*P<0.05。

2.3 三组研究对象各骨转化生化指标的比较情况

β-CTX、N-MID、PTH在骨量正常组、骨量减少组、骨质疏松组三组间比较均有统计学意义(P<0.05)；

Ca、P、ALP、血清25(OH)D3在三组间比较均无统计学意义(P>0.05)；将研究对象分成骨量正常组和骨量异常组(骨量减少组和骨质疏松组合并为骨量异常组)进行两组间的比较，骨量正常组25(OH)D3：(11.87±6.06)ng/mL，骨量异常组25(OH)D3：(10.98±5.56)ng/mL，t：1.16，P=0.28，血清25(OH)D3在两组间比较亦无统计学意义(P>0.05)。

表 3 三组研究对象各骨转换生化指标的比较Table 3 Comparison of bone turnover biochemical markers among the three groups

注：三组间比较，*P<0.05。

2.4 BMD与各骨转换生化指标的相关性分析

骨量异常与否与年龄(age)、β-CTX、N-MID成正相关关系(P<0.05)；与血清25(OH)D3、PTH均无相关关系(P>0.05)。

表4 BMD与各骨转换生化指标的相关性分析

注：*P<0.05。

2.5 各骨转化生化指标之间的相关性分析

血清25(OH)D3与PTH成负相关关系(P<0.05)，PTH与β-CTX、N-MID成正相关关系(P<0.05)，β-CTX与N-MID成正相关关系(P<0.05)。

表 5 各骨转换生化指标之间的相关性分析Table 5 Analysis of the correlation of each bone turnover biochemical marker

注：*P<0.05。

3 讨论

骨质疏松症严重的并发症是骨折，其发生与骨强度下降有关。双能X线骨密度测定被推荐作为诊断骨质疏松症的金标准[8-9]，但骨密度仅反映70%的骨强度。而且，骨密度不能反映骨质量以及短期内骨的改变，这就给骨质疏松症的早期诊断、治疗及预防带来了困难。因此，如何通过测定骨转换生化标志物来判定骨转换类型，如何应用骨转换生化标志物对骨质疏松症进行诊断、鉴别诊断，已成为了目前研究的热点。本研究通过测定N-MID、β-CTX以及骨密度等指标，探讨骨转换生化标志物与骨密度之间的关系，希望能为早期诊断骨质疏松症提供线索。

本研究发现骨量正常组β-CTX(0.48±0.23)，骨量减少组(0.49±0.25)，骨质疏松组(0.79±0.84)，三组间差异有统计学意义(P=0.00)。本研究结论与王顺丽等[10]的研究结果不同，PINP和β-CTX在骨量正常组和骨量异常组均无统计学意义。其研究对象为干部病房住院的老年男性患者，有无糖尿病、高血压等基础疾病未阐明，人群包括汉族和维族。本研究与丁瑞[11]的研究结果相似，与骨量正常组比较，骨量减少组与OP组中的PINP、β-CTX均高于正常组(P<0.05)，与骨量减少组相比，OP组中PINP、β-CTX均高于减少组(P<0.05)。该研究也在2型糖尿病患者中进行，但女性是否均为绝经后未阐述，且骨量正常组、骨量减少组、骨质疏松组的性别构成比有统计学意义。而本研究的研究对象均有2型糖尿病，包括绝经1年以上的女性和中老年男性，三组间比较性别、糖尿病病程、血压、血糖、血脂均无统计学意义，同质性好。本研究发现骨吸收性指标β-CTX在骨量正常组<骨量减少组<骨质疏松组，β-CTX与骨量异常与否成正相关关系(P<0.05)，该结论与王顺丽[10]研究结论也不同。李梅[12]的研究显示我国健康汉族总人群β-CTX浓度的中位数是0.37 ng/mL [95%置信区间：(0.11～0.90) ng/mL]。可见，在本研究人群中骨质疏松组的β-CTX浓度处于较高水平，提示该组研究对象骨转换水平较高，破骨细胞活性增加，骨吸收占优势。而且，本研究还发现β-CTX与N-MID成正相关关系(P<0.05)，提示骨形成与骨吸收有一定偶联关系。机体破骨细胞活性增加，骨转换率增加，使得骨形成和骨吸收间的平衡作用破坏，骨吸收作用显著强于骨形成作用，骨量加速丢失，导致骨密度降低、骨质疏松症的发生[17]。可见，测定β-CTX的浓度可以了解骨代谢的变化，对评估骨量减少、早期诊断骨质疏松症具有重要意义。

N-MID在骨量正常组(12.99±4.71)、在骨量减少组(13.60±7.85)、在骨质疏松组(24.79±19.90)，三组间的差异有统计学意义(P=0.00)。本研究结论与郭应龙等[13-15]国内多项研究结果不同。郭应龙研究显示骨质疏松组的骨钙素明显低于正常对照组，其研究人群为老年男性骨质疏松症患者，对照组为正常老年男性。而本研究是在2型糖尿病患者中进行，包括绝经1年以上的女性和中老年男性，且三组研究对象均为血糖控制不佳的2型糖尿病患者(三组间空腹血糖、糖化血清蛋白、糖化血红蛋白均无统计学意义，P>0.05)，血糖水平对骨转换生化指标也有影响。糖尿病可能主要通过增加破骨细胞活性影响骨代谢，其机制尚不完全清楚。骨钙素由成骨细胞分泌，在骨组织中含量丰富，大部分沉积于骨基质。在骨吸收及骨溶解时，沉积在骨基质中的OC就会游离出来，释放入血。测定血中OC，一方面能反映成骨细胞的活性，但在更大程度上反映的是骨转换[16]。本研究N-MID在骨量正常组<骨量减少组<骨质疏松组，N-MID与骨量异常与否成正相关关系(P<0.05)，N-MID与β-CTX成正相关关系(P<0.05)。再次证实骨形成与骨吸收存在偶联关系，骨质疏松组的研究对象处于高骨转换状态。

PTH在骨量正常组(42.18±16.00)、在骨量减少组(46.16±19.40)、在骨质疏松组(74.34±58.71)，三组间的差异有统计学意义(P=0.00)，但与BMD无相关关系(P<0.05)。本研究结果与王志国[18]的研究结果有相似之处但也有不同之处，骨质疏松组PTH明显高于骨量减少组，骨量减少组的PTH明显高于骨量正常组，这些与本研究相似；PTH与OP的发病风险正相关，这一点与本研究不同，其原因尚不清楚。2型糖尿病患者常伴有PTH升高，其机理可能是高尿糖引起的渗透性利尿导致钙磷的丢失，从而导致PTH的反馈性增高[19]。本研究还发现PTH与β-CTX、N-MID均成正相关关系(P<0.05)。PTH升高可以刺激骨形成和骨吸收，但通常情况下以刺激骨吸收占主导地位[20]，导致骨转换增加而骨密度降低[21]。本研究提示2型糖尿病合并骨质疏松症者，骨转换水平增高，破骨细胞活性增强，PTH刺激等原因导致骨吸收强于骨形成，从而导致骨质疏松症。

本研究显示，2型糖尿病合并骨质疏松症时骨形成与骨吸收均增高，处于高骨转换水平。PTH刺激等原因导致破骨细胞活性增强，骨吸收强于骨形成，从而导致骨量减少、骨质疏松症。测定N-MID、β-CTX的浓度可以了解骨代谢的变化，对评估骨量减少、早期诊断骨质疏松症具有重要意义。但因为本研究为回顾性研究，研究对象数量有限，骨质疏松组仅有24例，且无正常对照组，结论容易出现偏移。因此，还需要多中心大样本的实验进一步研究，为早期诊断骨质疏松症提供线索。