徐珍望,劉 佳
(鄂東醫(yī)療集團黃石市中心醫(yī)院超聲影像科,湖北黃石 435000)
骨骼肌是外周組織中最大的胰島素靶器官之一,通過對葡萄糖攝取和利用發(fā)揮穩(wěn)定血糖作用,高血糖可引起骨骼肌形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能改變,表現(xiàn)為以全身肌量減少、肌強度下降或肌肉生理功能減退的肌肉減少癥[1]。肌肉減少癥大大降低2 型糖尿病(T2DM)患者生活質(zhì)量,因此早期診斷和干預對提高患者生活質(zhì)量具有重要意義[2]。目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的肌肉減少癥診斷標準,影像學檢查是主要的檢查方法之一,其中雙能X 線吸收測定法是應(yīng)用最廣的檢測方法,但輻射性強,核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)具有良好軟組織分辨率,在肌肉質(zhì)量評估方面具有較大優(yōu)勢,但價格昂貴,檢查過程較長且繁瑣。超聲檢查操作簡便、無輻射性、經(jīng)濟實惠,高頻超聲可清晰顯示骨骼肌肉結(jié)構(gòu),在肌肉減少癥診斷方面越來越受重視[3]。血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是一種強誘導血管新生因子,通過促新生血管生成,毛細血管功能維持,調(diào)節(jié)肌肉血流灌注,為骨骼肌輸送氧和養(yǎng)分,VEGF 缺乏導致肌無力和疲勞[4]。堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)是促內(nèi)皮細胞生長因子, 與VEGF 共同發(fā)揮促進血管新生作用[5]。VEGF,bFGF 與T2DM 肌肉減少癥的報道并不多見,鑒于此本研究擬探討高頻超聲聯(lián)合VEGF,bFGF 診斷T2DM 患者肌肉減少癥的價值,旨在為臨床診治提供參考。
1.1 研究對象 選擇2018年6月~2019年12月鄂東醫(yī)療集團黃石市婦幼保健院收治的103 例T2DM 并發(fā)肌肉減少癥患者(觀察組),納入標準:①符合《中國2 型糖尿病防治指南(2017年版)》診斷標準[6];②雙能X 線吸收儀檢測四肢骨骼肌質(zhì)量指數(shù)(relative appendicular skeletal muscle mass,RASM,RASM=四肢骨骼肌質(zhì)量/身高2),男性RASM <7.0kg/m2,女性<5.4 kg/m2,同時男性握力<26kg,女性握力<18kg 或步速<0.8m/s[7];③四肢功能正常。排除標準:①先天性重癥肌無力者;②肢體創(chuàng)傷或既往接受四肢手術(shù)治療者;③并發(fā)纖維肌瘤、纖維腺瘤、纖維脂肪瘤者;④并發(fā)股骨頭壞死、骨關(guān)節(jié)炎、代謝性骨病等疾病者。其中肌肉減少癥前期(簡稱前期,骨骼肌質(zhì)量降低)38例,肌肉減少癥期(簡稱減少期、骨骼肌質(zhì)量降低伴骨骼肌力量降低或機體活動功能降低)34 例,重度肌肉減少癥期(簡稱重度期,骨骼肌質(zhì)量降低伴骨骼肌力量降低以及機體活動功能降低)31 例。同期選擇我院接診的性別、年齡與觀察組相匹配的體檢健康的志愿者100 例(對照組)。觀察組中男性59 例,女性44 例,年齡52 ~75(65.04±8.15)歲,體質(zhì)量[21.53(20,24)kg/m2]。對照組中男性53 例,女性47 例,年齡51 ~77(64.33±8.35)歲,體質(zhì)量[21.53(20, 24)kg/m2]。兩組性別、年齡、體質(zhì)量比較差異無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。本研究經(jīng)我院醫(yī)學倫理委員會批準,所有研究對象或其家屬知情同意。
1.2 儀器與試劑 Philips IU22 型彩色多普勒超聲診斷儀(荷蘭飛利浦公司,探頭頻率5 ~12mHz),TGL-15M 臺式微量高速冷凍離心機(湖南平凡科技有限公司),ALISEI 全自動酶標儀(意大利SEAC 公司),VEGF,b FGF 試劑盒(北京科美東雅生物技術(shù)有限公司)。
1.3 方法 高頻超聲檢查受試者平臥、四肢放松伸展,先將探頭長軸垂直于前臂長軸,置于橈骨頭與橈骨莖突間近端1/3 處,測量尺骨肌肉厚度。再將探頭長軸垂直于股骨長軸,置于股骨大轉(zhuǎn)子與股骨內(nèi)上髁間中下1/3 交界處,測量股外側(cè)肌厚度,取3 次測量的平均值。選取尺骨前肌、股外側(cè)肌同一部位,檢查深度設(shè)置為5 cm,增益55%,凍結(jié)圖像應(yīng)用QLAB 軟件分析,于肌內(nèi)圖像回聲均勻處選取5mm 正方形取樣框,避開血管,獲得感興趣區(qū)(region of interest,ROI),測得ROI 灰度值,取3次測量的平均值。以上均由我院超聲科2 名10年以上工作經(jīng)驗超聲醫(yī)師操作。
血清VEGF,bFGF 檢測:所有受試者均采集空腹靜脈血5ml(對照組于體檢當日采血),取上清液4℃ 3 000r/min 離心15min(離心半徑10cm),取血清-80℃保存待檢。快速解凍血清樣品,應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測血清VEGF,bFGF 水平。具體操作嚴格按照操作說明進行,試劑盒批內(nèi)和批間變異系數(shù)控制在10%以內(nèi)。
1.4 統(tǒng)計學分析 SPSS 25.0 進行數(shù)據(jù)分析,計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,采用單因素方差分析(兩兩對比采用LSD-t檢驗)或獨立樣本t(方差齊時)或t’檢驗(方差不齊時)。Pearson 相關(guān)性分析血清VEGF,bFGF 水平與骨骼肌質(zhì)量、RASM,握力、步速之間的相關(guān)性。受試者工作特征(ROC)曲線進行VEGF,bFGF 以及高頻超聲的診斷效能分析,Z檢驗比較曲線下面積(AUC)差異性。檢驗水準α=0.05。
2.1 兩組RASM,握力、步速、骨骼肌厚度和質(zhì)量以及血清VEGF,bFGF 水平比較 見表1。觀察組RASM,握力、步速、尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量低于對照組,血清VEGF,bFGF 水平也低于對照組,差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.001);尺骨前肌厚度、股外側(cè)肌厚度與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
表1 兩組RASM,握力、步速、骨骼肌厚度和質(zhì)量以及血清VEGF,bFGF 水平差異(±s)
表1 兩組RASM,握力、步速、骨骼肌厚度和質(zhì)量以及血清VEGF,bFGF 水平差異(±s)
項 目觀察組(n=103)對照組(n=100)t 值P 值RASM(kg/m2)5.54±1.898.12±2.258.930<0.001握力(kg)22.01±2.4128.42±4.7912.235<0.001步速(m/s)0.61±0.131.46±0.3622.788<0.001尺骨前肌厚度(cm)3.41±0.553.56±0.621.8250.070尺骨前肌質(zhì)量14.32±3.5917.45±4.135.768<0.001股外側(cè)肌厚度(cm)1.85±0.361.92±0.421.2760.203股外側(cè)肌質(zhì)量21.01±3.8925.12±4.257.191<0.001 VEGF(ng/L)185.24±20.13236.42±36.4912.557<0.001 bFGF(ng/L)11.35±4.5217.64±6.957.743<0.001
2.2 不同肌肉減少癥分期患者骨骼肌厚度和質(zhì)量以及血清VEGF,bFGF 水平比較 見表2。重度期、減少期患者尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量及血清VEGF,bFGF 水平均低于前期組(t=28.124,17.674, 41.695, 17.719; 5.523, 2.560, 14.086, 4.045,P<0.001),重度期尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量及血清VEGF,bFGF 水平低于減少期(t=6.786,4.839, 3.542, 11.551,P<0.001),差異均有統(tǒng)計學意義。尺骨前肌厚度、股外側(cè)肌厚度在不同肌肉減少癥分期中差異無統(tǒng)計學意義(t=0.000~0.628,均P>0.05)。
2.3 血清VEGF,bFGF 水平與骨骼肌質(zhì)量、RASM,握力、步速相關(guān)性分析 見表3。血清VEGF,bFGF 水平與尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量呈正相關(guān)(r=0.425,0.524;0.409,0.593,均P<0.001),血清VEGF, bFGF 與RASM,握力、步速呈正相關(guān)(均P<0.05),尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量與RASM,握力、步速呈正相關(guān)(均P<0.05)。
2.4 骨骼肌質(zhì)量聯(lián)合血清VEGF,bFGF 水平診斷T2DM 患者肌肉減少癥的價值分析 見表4、圖1。尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量,VEGF,bFGF 診斷T2DM 患者肌肉減少癥的曲線下面積(AUC)分別為0.661,0.755,0.832 和0.744,聯(lián)合尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量,VEGF 和bFGF 診斷T2DM 患者肌肉減少癥的AUC 為0.911,高于單獨尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量,VEGF,bFGF 檢測,差異均有統(tǒng)計學意義(Z=3.125,2.859,2.415,2.698,均P<0.05)。
表2 不同肌肉減少癥分期患者骨骼肌厚度和質(zhì)量以及血清VEGF,bFGF 水平差異(±s)
表2 不同肌肉減少癥分期患者骨骼肌厚度和質(zhì)量以及血清VEGF,bFGF 水平差異(±s)
項 目前期(n=38)減少期(n=34)重度期(n=31)F 值P 值尺骨前肌厚度(cm)3.42±0.283.42±0.293.39±0.250.6530.471尺骨前肌質(zhì)量16.80±1.0314.35±2.5111.25±0.4212.354<0.001股外側(cè)肌厚度(cm)1.87±0.361.85±0.311.82±0.350.6210.439股外側(cè)肌質(zhì)量22.80±1.2521.34±3.2618.46±0.6115.497<0.001 VEGF(ng/L)202.91±2.65178.25±10.43171.25±3.6513.257<0.001 bFGF(ng/L)13.93±1.7712.05±2.177.42±0.5416.008<0.001
表3 血清VEGF,bFGF 水平與骨骼肌質(zhì)量,RASM,握力、步速相關(guān)系數(shù)(r/rs,P)
表4 骨骼肌質(zhì)量聯(lián)合血清VEGF,bFGF 水平診斷T2DM 患者肌肉減少癥的效能
圖1 骨骼肌質(zhì)量聯(lián)合血清VEGF,bFGF 水平診斷T2DM 患者肌肉減少癥的ROC 曲線圖
T2DM 患者晚期糖基化終末產(chǎn)物增加,可導致骨骼肌質(zhì)量、肌力以及肢體功能的損失,引發(fā)肌肉減少癥。骨骼肌質(zhì)量低下可導致胰島素敏感度下降,葡萄糖攝取和利用度降低,進一步加重病情進展[8]。據(jù)統(tǒng)計65 歲以上2 型糖尿病患者中28.8%患有肌肉減少癥[9],骨骼肌質(zhì)量減少、肌力下降和功能減退可引起日?;顒幽芰κ芟?,導致跌倒、骨折、衰弱甚至殘疾和死亡。
本研究觀察組尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量低于對照組,但尺骨前肌厚度、股外側(cè)肌厚度與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義,說明T2DM 引起的肌肉減少癥主要以肌肉質(zhì)量降低為主,肌肉形態(tài)變化可能較為滯后,這與肌肉減少癥肌肉質(zhì)量降低的特征存在吻合之處。相關(guān)性分析結(jié)果顯示尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量與RASM,握力、步速呈正相關(guān),說明骨骼肌質(zhì)量降低與握力和步速減少密切相關(guān),尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量可作為診斷肌肉減少癥的定量影像學指標。高頻超聲能夠清晰地顯示骨骼肌形態(tài)、走行以及與毗鄰器官關(guān)系,通過回聲強度提示肌肉組織纖維和脂肪浸潤信息可判斷肌肉質(zhì)量[10]。ROC 分析結(jié)果顯示尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量診斷T2DM 并發(fā)肌肉減少癥均具有一定價值,尤其是股外側(cè)肌質(zhì)量,分析原因為肌肉減少癥引起身體各區(qū)域肌肉質(zhì)量下降存在差異性,下肢肌肉質(zhì)量下降早于上肢[11],因此股外側(cè)肌質(zhì)量對肌肉減少癥的診斷更為靈敏。
本研究發(fā)現(xiàn)觀察組血清VEGF,bFGF 水平明顯低于對照組,VEGF 是強效的促血管生成因子,直接或間接參與新生血管形成過程[12];bFGF 是一種多功能生長因子,參與神經(jīng)細胞、內(nèi)皮細胞、胚胎干細胞和骨髓基質(zhì)細胞等增殖和分化,同時能高效促使新生血管形成[13]。bFGF 與VEGF 協(xié)同可顯著增加微血管密度,促使新生血管生成[14]。PHILLIPS 等人[15]同樣發(fā)現(xiàn)肌肉減少癥患者 VEGF表達明顯降低,提示血管生成障礙在肌肉減少癥發(fā)病中發(fā)揮重要的作用。進一步觀察發(fā)現(xiàn)VEGF,bFGF 水平隨著肌肉減少癥分期的加重而降低,VEGF,bFGF 水平與尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量、RASM,握力、步速均呈正相關(guān),說明VEGF,bFGF 缺失可能是T2DM 患者骨骼肌質(zhì)量下降,肌力和運動能力減退的原因之一。分析VEGF 參與肌肉減少癥的機制為:首先,骨骼肌減少癥伴有周圍神經(jīng)的髓鞘纖維變性,VEGF 缺乏可抑制髓鞘增殖分化和新生血管形成,導致周圍神經(jīng)髓鞘缺血和纖維變性,導致骨骼肌因喪失支配神經(jīng)的營養(yǎng)支持而發(fā)生萎縮[16]。其次,VEGF 與線粒體功能有關(guān),VEGF 缺乏可導致線粒體功能障礙,導致肌肉質(zhì)量減少[17]。第三,有絲分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路參與骨骼肌蛋白合成, VEGF 作為MAPK 信號通路下游靶基因[18],其可能通過MAPK 信號通路參與肌肉減少癥發(fā)病過程。bFGF 參與肌肉減少癥的機制尚不清楚,推測為bFGF 可抑制高血糖介導的活性氧產(chǎn)生,抑制氧化應(yīng)激損傷,加速血管內(nèi)皮細胞遷移[19],bFGF 缺乏則導致抗氧化應(yīng)激能力減弱,新生血管形成減少,導致骨骼肌血流灌注減少,缺血缺氧,引起骨骼肌形態(tài)結(jié)構(gòu)以及功能改變。其次,bFGF 可通過促進神經(jīng)根的軸突生長,促使周圍缺損神經(jīng)再生[20],bFGF 缺失可能引起骨骼肌周圍神經(jīng)病變,繼而誘發(fā)骨骼肌病變。
ROC 分析結(jié)果顯示高頻超聲聯(lián)合VEGF,bFGF 診斷T2DM 并發(fā)肌肉減少癥的價值較高,高于單獨VEGF,bFGF 以及尺骨前肌質(zhì)量、股外側(cè)肌質(zhì)量,提示聯(lián)合超聲影像技術(shù)以及血清學指標可提高對T2DM 并發(fā)肌肉減少癥的診斷效能,為臨床病情評估提供更準確信息。
綜上,高頻超聲可定量評估T2DM 患者骨骼肌質(zhì)量改變,血清VEGF,bFGF 缺乏與骨骼肌質(zhì)量和肌力降低密切相關(guān),高頻超聲聯(lián)合血清VEGF,bFGF 在診斷T2DM 并發(fā)肌肉減少癥方面具有明顯的優(yōu)勢,且該方法經(jīng)濟便捷,可重復操作,適宜在T2DM 并發(fā)肌肉減少癥診斷中選用。