不同骨量狀態(tài)下絕經(jīng)后初診2型糖尿病患者血清中MMP-2水平及意義

樊思桐 陳先丹 陳麗芬 陽(yáng)琰 李琪 王哲 劉貝貝

遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，貴州 遵義 563099

骨質(zhì)疏松癥是一種以骨量低下，骨微結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致骨脆性增加，易于發(fā)生骨折的全身性代謝性疾病[1]。2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松目前已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注[2]。MMP-2作為鋅離子依賴性的基質(zhì)金屬蛋白酶家族的成員之一，能夠降解各種細(xì)胞外基質(zhì)[3]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，MMP-2在OP的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起重要作用[4]。MMP參與骨的重塑和構(gòu)建，且代表了骨吸收活性，對(duì)骨的影響已被證實(shí)[5]。維生素D(vitamin D，VitD)是一種調(diào)節(jié)鈣磷代謝的脂溶性維生素，其主要作用為維持體內(nèi)鈣磷濃度的穩(wěn)定，特別是在鈣的吸收過(guò)程中起著決定性的作用[6]。其中 25(OH)D為血清中維素D代謝產(chǎn)物中含量最多、最穩(wěn)定的一種，其血清濃度可代表機(jī)體維生素D的營(yíng)養(yǎng)狀況[7]。β-CTX(beta collagenous degradation products，β-CTX)、PINP(type I-collagen amino end lengthening peptide,PINP)和BGP(osteocalcin，BGP)是反映骨形成和骨吸收的簡(jiǎn)便、快速、特異的生化指標(biāo)。關(guān)于絕經(jīng)后T2DM合并不同骨量狀態(tài)下女性患者血清25(OH)D、MMP-2水平及與骨量指標(biāo)之間的關(guān)系如何，目前國(guó)內(nèi)外尚未見相關(guān)研究報(bào)道。因此，本研究擬通過(guò)檢測(cè)不同骨量狀態(tài)下絕經(jīng)后初診T2DM患者血清中MMP-2、25(OH)D水平，分析它們?cè)诓煌橇侩A段中的變化規(guī)律，初步探討其在絕經(jīng)后初診T2DM女性患者合并OP發(fā)生發(fā)展過(guò)程中可能的作用機(jī)制，為早期防治絕經(jīng)后T2DM女性并發(fā)OP提供新的視點(diǎn)。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

收集2016年10月至2017年10月遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科住院的絕經(jīng)后T2DM患者130例，根據(jù)骨密度分3組：T2DM骨量正常組[(A組45例，年齡(47.1±10.2)歲]、T2DM骨量減少組[(B組40例，年齡(48.0±9.1)歲]、T2DM骨質(zhì)疏松組[(C組45例，年齡(50.0±8.2)歲]；收集同期我院體檢中心年齡、性別相匹配的健康體檢者50例作為正常對(duì)照組[NC組50例，年齡(47.6±8.8)歲]。健康體檢者均骨密度正常且經(jīng)口服葡萄糖耐量試驗(yàn)證實(shí)糖耐量正常。T2DM患者均符合1999年WHO糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)。所有受試者試驗(yàn)當(dāng)天停用所有藥物，且均符合接受雙能X線骨密度儀行骨密度測(cè)定的條件。取得所有受試者的知情同意并通過(guò)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①選擇停經(jīng)>1年的女性；②無(wú)嚴(yán)重器質(zhì)性病變及糖尿病并發(fā)癥、無(wú)煙酒史；③正常對(duì)照組無(wú)糖尿病及骨質(zhì)疏松家族史。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患有甲狀腺及甲狀旁腺功能改變等影響骨量的內(nèi)分泌疾??；②近半年曾用過(guò)維生素D、糖皮質(zhì)激素、性激素等制劑；③既往有慢性肝、腎臟疾病、骨關(guān)節(jié)??；④近半年內(nèi)有骨折史等及服用影響骨代謝藥物。

骨質(zhì)疏松癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)，參照2017中華醫(yī)學(xué)會(huì)骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病分會(huì)的原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診療指南診斷標(biāo)準(zhǔn)，DXA 測(cè)量的骨密度是目前通用的骨質(zhì)疏松癥診斷指標(biāo)?；?DXA 測(cè)量結(jié)果：骨密度值低于同性別、同種族健康成人的骨峰值 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差及以內(nèi)屬正常；降低1～2.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為骨量低下 (或低骨量)；降低等于和超過(guò)2.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為骨質(zhì)疏松；骨密度降低程度符合骨質(zhì)疏松診斷標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)伴有一處或多處脆性骨折為嚴(yán)重骨質(zhì)疏松。骨密度通常用T值(T-Score)表示，T值=(實(shí)測(cè)值-同種族同性別正值常青年人峰值骨密度)/同種族同性別正常青年人峰值骨密度的標(biāo)準(zhǔn)差。基于DXA 測(cè)量的中軸骨(腰椎 1-4、股骨頸或全髖) 骨密度或橈骨遠(yuǎn)端 1/3骨密度對(duì)骨質(zhì)疏松癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)是T值≤-2.5。

1.2 研究方法

資料的收集: 記錄各組受試人員年齡、病程，所有研究對(duì)象由專人測(cè)量身高、體重、臀圍、腰圍，計(jì)算體重指數(shù)(body mass index，BMI)=體重(kg) /身高2(m2)、WHR=腰圍/臀圍，均錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。

血生化及糖代謝指標(biāo)的檢測(cè)：研究對(duì)象試驗(yàn)前禁食12 h，禁飲8 h，抽取空腹靜脈血，靜置1 h后，3 000 r/min離心10 min分離血清，標(biāo)記后-80 ℃低溫冰箱保存。采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法(試劑為Deco配套試劑)測(cè)定所有受試者血清MMP-2水平。采用電化學(xué)發(fā)光法(試劑為德國(guó)羅氏診斷配套試劑)測(cè)定空腹胰島素(fasting plasma insulin，F(xiàn)INS)、β-膠原降解產(chǎn)物、I-型膠原氨基端延長(zhǎng)肽、骨鈣素、25(OH)D，Olympus(AU2700)全自動(dòng)分析儀檢測(cè)血脂，己糖激酶法(試劑購(gòu)于貝克曼庫(kù)特實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有限公司)測(cè)定FPG，高壓液相色譜法測(cè)定HbA1c(試劑為美國(guó)伯樂(lè)D-10配套試劑)，計(jì)算穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)=FBG×FINS/22.5。

骨密度測(cè)定：采用法國(guó)MEDILINK公司生產(chǎn)的 Medix90 DMS測(cè)定腰椎(L1-4) 正位、左右股骨近端包括股骨頸(Neck)、大轉(zhuǎn)子(Trochiter) 及 Ward三角區(qū)的骨密度(bone mineral density，BMD)，單位以g/cm2表示。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 一般臨床指標(biāo)比較

①A組與B組比較，25(OH)D、PINP、HDL-C水平明顯升高，而MMP-2、β-CTX、BGP、HbA1c、HOMA-IR明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，F(xiàn)BG、LDL-C、TC、TG、FINS、病程組間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；②A組與C組比較，25(OH)D、PINP、HDL-C水平明顯升高，而MMP-2、β-CTX、BGP、HbA1c、HOMA-IR明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而FBG、LDL-C、TC、TG、FINS、病程組間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；③A組與NC組比較，MMP-2、FBG、HbA1c、HOMA-IR、LDL-C、TG、TC、β-CTX、FINS水平明顯升高，而25(OH)D、HDL-C、PINP、BGP明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；④B組與C組比較，25(OH)D、PINP、HDL-C水平明顯升高，而MMP-2、β-CTX、HbA1c、HOMA-IR、BGP明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而FBG、LDL-C、TC、TG、FINS、病程組間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；⑤B組與NC組比較，MMP-2、FBG、HbA1c、HOMA-IR、LDL-C、TG、TC、β-CTX、FINS水平明顯升高，而25(OH)D、HDL-C、PINP、BGP明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；⑥C組與NC組比較，MMP-2、FBG、HbA1c、HOMA-IR、LDL-C、TG、TC、β-CTX、FINS水平明顯升高，而25(OH)D、HDL-C、PINP、BGP明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 四組間一般臨床資料及25(OH)D、MMP-2水平的比較Table 1 Comparison of general data and serum 25(OH)D, MMP-2 levels among the four groups

注： 與NC組相比,*P<0.05;與A組相比,#P<0.05;與B組相比,ΔP<0.05。

表2四組間各指標(biāo)的方差分析

Table2Analysis of variance of each index among the four groups

項(xiàng)目Item F值P值HbA1c(%)63.087<0.05MMP-2(μg/L)12.057<0.05BGP(ng/mL)88.533<0.05β-CTX(μg/L)35.053<0.05PINP(μg/L)95.010<0.0525(OH)D(ng/mL)128.403<0.05HOMA-IR 231.358<0.05HDL-C(mmol/L)71.049<0.05FINS(μIU/mL)1.616>0.05TG(mmol/L) 2.675>0.05LDL-C(mmol/L)23.182>0.05TC (mmol/L)21.187>0.05病程(year)0.411>0.05BMI(kg/m2)1.522>0.05Age(y)0.334>0.05

圖1 四組受試者M(jìn)MP-2水平的比較Fig.1 Comparison of MMP-2 level among subjects in the four groups

圖2 四組受試者25(OH)D水平的比較Fig.2 Comparison of 25(OH)D levels among subjects in the four groups

2.2 血清MMP-2水平與臨床生化指標(biāo)的Pearson相關(guān)性分析

血漿中MMP-2水平與年齡、FBG、TC、TG、LDL-C的相關(guān)性無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；與血漿中25(OH)D、PINP、HDL-C呈負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)r分別為-0.585、-0.437、-0.443，P<0.05)(見表2)；與β-CTX、HbAlc、HOMA-IR、BGP表達(dá)呈正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)r分別為0.399、0.529、0.321、0.401，P<0.05)(見表3)。

表3血清MMP-2水平與臨床生化指標(biāo)的相關(guān)性分析

Table3Correlation analysis between serum MMP-2 level and clinical biochemical indexes

項(xiàng)目MMP-2rP25(OH)D-0.5850.047PINP-0.4370.039HDL-C-0.4430.025BGP0.4010.032β-CTX0.3990.040HbAlc0.5290.028HOMA-IR0.3200.019

2.3 絕經(jīng)后T2DM合并骨質(zhì)疏松危險(xiǎn)因素的Logistic回歸分析

以絕經(jīng)后T2DM患者是否合并骨質(zhì)疏松為因變量，以年齡、FBG、TC、TG、LDL-C、HDL-C、25(OH)D、PINP、25(OH)D、PINP、BGP、β-CTX、HbAlc、HOMA-IR指標(biāo)作為自變量，納入四組行多因素Logistic回歸分析，結(jié)果顯示，MMP-2、25(OH)D、PINP、β-CTX、HbAlc、BGP是絕經(jīng)后T2DM患者合并骨質(zhì)疏松的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。見表4。

表4絕經(jīng)后T2DM患者合并OP危險(xiǎn)因素的Logistic回歸分析

Table4Logistic regression analysis of risk factors for osteoporosis in postmenopausal women with T2DM

變量回歸系數(shù)Wald χ2值P值OR(95%CI)HbA1c(%)-0.24912.3420.0234.304(3.582,10.372)MMP-2(μg/L)2.1282.5520.0135.238(2.174,9.234)BGP(ng/mL)0.4826.2430.0016.234(1.342,11.348)β-CTX(μg/L)0.39521.4520.0413.134(2.018,5.134)PINP(μg/L)-0.2472.4130.0170.144(0.043,0.942)25(OH)D(ng/mL)-1.00894.3680.0240.365(0.135,0.868)

3 討論

越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)[8-9]報(bào)道，維生素 D 缺乏的個(gè)體更易患糖尿病及代謝綜合征。許多研究[10-11]表明，維生素 D 對(duì)胰島具有保護(hù)作用，并且是維持正常的胰島素分泌和糖耐量所必需的物質(zhì)，維生素 D 在2型糖尿病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。25(OH)D 是反映體內(nèi)維生素 D 水平及活性的良好指標(biāo)[12]。絕經(jīng)后女性糖尿病性骨質(zhì)疏松患者維生素 D 缺乏與糖尿病性骨質(zhì)疏松有顯著相關(guān)性，且維生素 D 缺乏是糖尿病性骨質(zhì)疏松的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[13]。本研究顯示，四組女性血清中的25(OH)D水平逐漸減少，這與以上研究結(jié)果是一致的。近年來(lái)有研究表明，MMP-2在糖代謝及骨代謝中發(fā)揮著重要的作用，那么MMP-2與T2DM及OP的發(fā)生、發(fā)展有何種聯(lián)系，即是本文重要討論內(nèi)容。本研究結(jié)果顯示，T2DM患者血清中MMP-2水平比正常對(duì)照組顯著升高，并且隨著骨密度的變化，骨量正?！橇繙p少→骨質(zhì)疏松患者血清中的MMP-2水平逐漸增加。MMP屬于鋅依賴蛋白酶家族, 參與許多生理和病理活動(dòng)[14]。研究[15]表明，MMP-2代表成熟成骨細(xì)胞活性，成熟的成骨細(xì)胞表達(dá)較高的MMP-2。骨組織表面覆蓋一層成骨細(xì)胞和未礦化的I型膠原屏障，阻止破骨細(xì)胞與礦化骨基質(zhì)接觸，當(dāng)成骨細(xì)胞受到促骨吸收因子的刺激后，分泌MMP，降解I型膠原，從而激活破骨細(xì)胞，啟動(dòng)骨吸收[16-18]。因此，高水中的MMP-2參與了骨吸收的過(guò)程，加快了骨質(zhì)疏松的進(jìn)程。BGP 又稱骨鈣蛋白, 是由成骨細(xì)胞分泌的一種特異性非膠原蛋白。血清中 BGP 水平變化, 直接反映成骨細(xì)胞活性, 是成骨細(xì)胞功能和骨質(zhì)礦化的特殊標(biāo)志物, 作為骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物逐漸被臨床運(yùn)用[19]。然而婦女絕經(jīng)后, 特別是絕經(jīng)后的最初幾年, 源于雌激素降低引起骨轉(zhuǎn)換率升高而致血 BGP 水平增加[20]，這也與本研究的結(jié)果一致。而β-CTX同樣作為股轉(zhuǎn)換的標(biāo)志物，反應(yīng)骨吸收，在四組中呈現(xiàn)越來(lái)越高的趨勢(shì)，說(shuō)明隨著骨密度的下降，骨吸收程度增加，可能是由于血清中MMP-2水平的升高啟動(dòng)了骨吸收。此外，高血糖、低HDL-C、高血壓及內(nèi)皮損傷等因素均可影響 MMP-2表達(dá)[21]。本研究還發(fā)現(xiàn)血漿中25(OH)D、PINP、HDL-C水平與MMP-2表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，β-CTX、HbAlc、HOMA-IR、BGP與MMP-2表達(dá)呈正相關(guān)。隨著糖尿病骨密度的下降，血清中25(OH)D、PINP、HDL-C水平逐漸下降(NC組>A組>B組>C組)，而MMP-2、β-CTX、HbA1c、HOMA-IR水平逐漸升高(NC組

綜上所述，絕經(jīng)后T2DM合并骨質(zhì)疏松患者往往合并脂代謝紊亂，并且隨著骨密度的減少，血清MMP-2水平逐漸增高，25(OH)D水平逐漸降低，提示MMP-2及25(OH)D及脂代謝紊亂可能共同參與了絕經(jīng)后T2DM合并OP的發(fā)生發(fā)展。因此，對(duì)絕經(jīng)后T2DM患者加強(qiáng)血糖控制的同時(shí)，關(guān)注血清MMP-2及25(OH)D水平，可能對(duì)防治OP有一定的作用，但其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究探索。