宋茜茜，尹飛，郭淑芹，姚明言，李志紅

骨質(zhì)疏松癥是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)常見并發(fā)癥，隨著肥胖和老齡化人口增加，T2DM合并骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率不斷增加，一項(xiàng)系統(tǒng)分析顯示，T2DM患者骨質(zhì)疏松的患病率為37.8%，且隨著年齡的增長而增加[1]。骨質(zhì)疏松癥患者骨密度降低，骨脆性增加，發(fā)生骨折風(fēng)險(xiǎn)增高，生存質(zhì)量嚴(yán)重降低。骨質(zhì)疏松癥由成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞間平衡紊亂引起，破骨細(xì)胞過度活化導(dǎo)致骨吸收增加是引起骨質(zhì)疏松癥的主要原因。趨化因子可調(diào)節(jié)白細(xì)胞和其他炎性細(xì)胞遷移和浸潤，引起破骨細(xì)胞活化，在骨質(zhì)疏松發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[2]。C-X3-C趨化因子配體1(C-X3-C chemokine ligand 1，CX3CL1)是一種膜結(jié)合趨化因子，可調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞遷移和黏附誘導(dǎo)炎性反應(yīng)，并可誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化，促使骨吸收[3]。細(xì)胞因子配體3(cytokine ligand 3，CCL3)是一種促炎性趨化因子，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)過程，同時(shí)可促使破骨細(xì)胞前體遷移，破骨細(xì)胞分化，增加破骨細(xì)胞數(shù)量和大小[4]。細(xì)胞因子配體4(cytokine ligand 4，CCL4)在破骨細(xì)胞前體細(xì)胞中高度表達(dá)，可促使核因子-κB 配體(RANKL)介導(dǎo)破骨細(xì)胞前體細(xì)胞從骨髓遷移至骨表面，為破骨細(xì)胞分化增殖提供條件[5]。CX3CL1、CCL3、CCL4是否與T2DM合并骨質(zhì)疏松癥有關(guān)尚不清楚，目前缺乏相關(guān)報(bào)道，鑒于此，本研究擬檢測T2DM合并骨質(zhì)疏松癥患者血清CX3CL1、CCL3、CCL4水平，分析其間關(guān)系，為臨床診治和預(yù)防提供借鑒，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2019年2月—2021年2月保定市第一中心醫(yī)院內(nèi)分泌二科收治T2DM患者322例，根據(jù)是否發(fā)生骨質(zhì)疏松癥將患者分為骨質(zhì)疏松組115例和非骨質(zhì)疏松組207例。骨質(zhì)疏松組患者年齡、BMI、T2DM病程、既往吸煙史比例均大于非骨質(zhì)疏松組(P<0.05)，補(bǔ)充鈣劑比例低于非骨質(zhì)疏松組(P<0.05)，性別、收縮壓、舒張壓、既往飲酒史、基礎(chǔ)疾病等資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)(倫審2018063)，患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

表1 骨質(zhì)疏松組與非骨質(zhì)疏松組臨床資料比較

1.2 病例選擇標(biāo)準(zhǔn) (1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①T2DM符合“中國2型糖尿病防治指南(2017年版)”[6]診斷標(biāo)準(zhǔn)，骨質(zhì)疏松癥符合“原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診療指南(2017)”[7]診斷標(biāo)準(zhǔn)；②年齡18歲以上。(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①使用激素替代療法、雙膦酸鹽、糖皮質(zhì)激素、質(zhì)子泵抑制劑等；②合并急慢性感染、自身免疫性疾病；③合并惡性腫瘤。

1.3 觀測指標(biāo)與方法

1.3.1 血清CX3CL1、CCL3、CCL4檢測：患者入組后均采集空腹肘靜脈血3 ml注入干燥試管，待凝固后取上層液離心取血清待測。采用FK-SY96S多功能酶標(biāo)分析儀(山東方科儀器有限公司)運(yùn)用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測血清CX3CL1、CCL3、CCL4水平。

1.3.2 糖脂代謝指標(biāo)檢測：上述血清標(biāo)本，使用全自動(dòng)生化分析儀(美國Beckman Coulter 公司，型號(hào)AU5800)測定三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平。電化學(xué)發(fā)光分析儀(美國Roche 公司，型號(hào)Cobas 8000)測定空腹胰島素(FINS)，高效液相色譜儀(美國Bio-Rad公司，D-10 系統(tǒng))測量糖化血紅蛋白(HbA1c)。另取靜脈血標(biāo)本，采用穩(wěn)態(tài)血糖儀(美國強(qiáng)生公司)檢測空腹血糖(FPG)，穩(wěn)態(tài)模型計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)。

1.3.3 骨代謝指標(biāo)檢測：上述血清標(biāo)本，采用FK-SY96S多功能酶標(biāo)分析儀運(yùn)用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測血清Ⅰ型膠原羧基端肽β-膠原特殊序列(β-CTX)、骨鈣素N-端中分子片段(N-MID)、骨堿性磷酸酶(B-ALP)、Ⅰ型前膠原氨基端前肽(PⅠNP)、Ⅰ型前膠原羧基端前肽(PⅠCP)、抗酒石酸鹽酸性磷酸酶異構(gòu)體5b(TRACP-5b)，試劑盒購自上海酶聯(lián)生物公司。

1.3.4 骨密度測量：雙能X線骨密度儀(美國Hologic公司，型號(hào)Discovery-WI)測定全髖、股骨頸和L1～4脊柱的骨密度(g/cm2)，取所有部位的骨密度平均值。

2 結(jié) 果

2.1 2組血清CX3CL1、CCL3、CCL4比較 骨質(zhì)疏松組血清CX3CL1、CCL3、CCL4水平高于非骨質(zhì)疏松組(P<0.01)，見表2。

表2 骨質(zhì)疏松組與非骨質(zhì)疏松組血清CX3CL1、CCL3、CCL4水平比較

2.2 2組糖脂代謝指標(biāo)、骨代謝指標(biāo)、骨密度比較 骨質(zhì)疏松組HbA1c、HOMA-IR、TC、β-CTX、N-MID、TRACP-5b均高于非骨質(zhì)疏松組(P<0.05)，B-ALP、PⅠNP、PⅠCP、骨密度低于非骨質(zhì)疏松組(P<0.05)，F(xiàn)PG、FINS、TG、HDL-C、LDL-C比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表3。

表3 骨質(zhì)疏松組與非骨質(zhì)疏松組糖脂代謝指標(biāo)、骨代謝指標(biāo)、骨密度比較

2.3 血清CX3CL1、CCL3、CCL4與糖脂代謝、骨代謝指標(biāo)、骨密度的相關(guān)性 血清CX3CL1、CCL3、CCL4與HbA1c、HOMA-IR、TC、β-CTX、N-MID、TRACP-5b均呈正相關(guān)(P<0.05)，與B-ALP、PⅠNP、PⅠCP、骨密度呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與FPG、FINS、TG、LDL-C、HDL-C無相關(guān)性(P>0.05)，見表4。

表4 血清CX3CL1、CCL3、CCL4與糖脂代謝、骨代謝指標(biāo)、骨密度的相關(guān)性分析

2.4 T2DM患者發(fā)生骨質(zhì)疏松癥的多因素Logistic回歸分析 以骨質(zhì)疏松癥為因變量(賦值：0=否，1=是)， 以年齡、BMI、T2DM病程、既往吸煙史(賦值：0=否，1=是)、補(bǔ)充鈣劑(賦值：0=否，1=是)、HbA1c、HOMA-IR、TC、β-CTX、N-MID、B-ALP、PⅠCP、TRACP-5b、骨密度、CX3CL1、CCL3、CCL4為自變量，建立多因素Logistic回歸方程。結(jié)果顯示，HbA1c、BMI、CX3CL1、CCL3、CCL4升高是T2DM患者發(fā)生骨質(zhì)疏松癥的危險(xiǎn)因素(P<0.05)，補(bǔ)充鈣劑是保護(hù)因素(P<0.05)，見表5。

表5 T2DM患者發(fā)生骨質(zhì)疏松癥的多因素Logistic回歸分析

3 討 論

T2DM是一種常見疾病，高循環(huán)葡萄糖水平可導(dǎo)致視網(wǎng)膜病、糖尿病腎病、腦卒中和心肌梗死等微血管和大血管并發(fā)癥，還可導(dǎo)致骨髓血管破壞，引起骨質(zhì)疏松癥。目前研究顯示，晚期糖基化終產(chǎn)物在骨質(zhì)中積聚、骨微血管損傷、慢性炎性反應(yīng)狀態(tài)、成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞失衡等與T2DM患者發(fā)生骨質(zhì)疏松癥有關(guān)[8]。骨組織生成及其吸收間平衡紊亂與骨質(zhì)疏松癥密切相關(guān)，趨化因子作為先天免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，通過自分泌和旁分泌機(jī)制控制炎性反應(yīng)期間免疫細(xì)胞的遷移、定位和功能，影響破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞分化，調(diào)節(jié)骨形成和吸收，與生理和病理?xiàng)l件下骨重塑密切相關(guān)[9-11]。

CX3CL1是一種跨膜趨化因子，包含趨化因子/黏蛋白混合結(jié)構(gòu)和跨膜結(jié)構(gòu)域，具有黏附分子和趨化劑的雙重功能，其編碼基因位于染色體16q13，主要在活化的內(nèi)皮細(xì)胞、活化的成纖維細(xì)胞和成骨細(xì)胞上表達(dá)，其特異性受體CX3C受體1(CX3CR1)在淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞和破骨細(xì)胞上表達(dá)，CX3CL1通過與CX3CR1結(jié)合發(fā)揮作用，包括促使免疫細(xì)胞對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的捕獲和牢固黏附，促使單核細(xì)胞募集炎性細(xì)胞，趨化其他趨化因子遷移等[12-13]。已知CX3CL1/CX3CR1軸與神經(jīng)系統(tǒng)疾病、腎臟疾病、惡性腫瘤等多種疾病的發(fā)生有關(guān)[14-16]。本研究發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)疏松組血清CX3CL1水平明顯高于非骨質(zhì)疏松組，且與HbA1c、HOMA-IR、TC呈正相關(guān)，表明CX3CL1參與T2DM糖脂代謝紊亂過程。CX3CL1/CX3CR1軸異常可導(dǎo)致M2極化巨噬細(xì)胞遷移減少，M1極化巨噬細(xì)胞遷移增加，損害葡萄糖耐量，降低胰島素敏感性，導(dǎo)致胰島素抵抗[17]。進(jìn)一步分析顯示，血清CX3CL1與骨密度和骨代謝指標(biāo)有關(guān)，血清CX3CL1水平增高是T2DM患者發(fā)生骨質(zhì)疏松癥的危險(xiǎn)因素，表明血清CX3CL1參與T2DM骨代謝紊亂及骨質(zhì)疏松發(fā)生過程。CX3CL1/CX3CR1軸在破骨細(xì)胞募集和破骨細(xì)胞生成中也發(fā)揮重要作用。Han等[18]研究表明，CX3CL1在受電離輻射小鼠骨骼組織血管內(nèi)皮中表達(dá)顯著上調(diào)，CX3CL1促進(jìn)外周循環(huán)中破骨細(xì)胞前體細(xì)胞高度表達(dá)CX3CR1，或通過激活缺氧誘導(dǎo)因子-1 α增加基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1、巨噬細(xì)胞炎性蛋白-2等趨化因子生成，促使破骨細(xì)胞增殖，促進(jìn)骨吸收。

CCL3也稱巨噬細(xì)胞炎性蛋白α，屬于低分子量趨化因子CC亞家族的成員，在單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞中表達(dá)，參與炎性反應(yīng)調(diào)節(jié)過程[19]。CCL3通過其受體—— CC趨化因子受體1(CCR1)促使單核細(xì)胞衍生巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)滑膜炎性反應(yīng)，參與膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎進(jìn)展[20]。本研究發(fā)現(xiàn)，CCL3與T2DM糖脂代謝異常有關(guān)，Sindhu等[21]同樣發(fā)現(xiàn)，T2DM患者血清CCL3水平顯著升高，趨化因子通過募集嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞至炎性反應(yīng)部位促使炎性因子釋放，參與代謝失調(diào)過程，與T2DM葡萄糖和脂質(zhì)代謝紊亂及胰島素抵抗有關(guān)。本研究結(jié)果表明，血清CCL3與β-CTX、N-MID、TRACP-5b均呈正相關(guān)，與B-ALP、PⅠNP、PⅠCP、骨密度均呈負(fù)相關(guān)，血清CCL3升高是T2DM患者骨質(zhì)疏松癥的危險(xiǎn)因素之一。Collins等[22]發(fā)現(xiàn)破骨細(xì)胞中CCL3表達(dá)明顯增強(qiáng)，其表達(dá)上調(diào)與死亡受體3/TNF樣蛋白1A信號(hào)通路激活有關(guān)。Gong等[23]研究表明，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶/環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白通路激活可刺激骨髓來源的單核細(xì)胞產(chǎn)生CCL3，促使破骨細(xì)胞分化，而抑制CCL3可減少骨吸收和骨溶解。

CCL4也稱巨噬細(xì)胞炎性蛋白-1β，屬于CC趨化因子家族的成員，位于17號(hào)染色體，可驅(qū)使巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、單核細(xì)胞、未成熟樹突細(xì)胞和冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞，誘導(dǎo)炎性反應(yīng)，導(dǎo)致心血管功能障礙，并損害外周肌肉組織對(duì)葡萄糖的攝取，參與動(dòng)脈粥樣硬化心血管疾病及T2DM發(fā)病過程[24]。本研究結(jié)果證實(shí)，T2DM患者血清CCL4水平與HbA1c、HOMA-IR、TC呈正相關(guān)，提示CCL4水平異常可能引起T2DM糖脂代謝異?！，F(xiàn)有報(bào)道顯示，CCL4可在胰島β細(xì)胞炎性反應(yīng)損傷中，通過驅(qū)使巨噬細(xì)胞遷移至胰腺引起胰島β 細(xì)胞凋亡導(dǎo)致胰島素敏感性降低和胰島素抵抗[24]。Chang等[25]報(bào)道指出抑制CCL4可降低腫瘤壞死因子-α和白介素-6水平，維持葡萄糖穩(wěn)態(tài)，降低TC、TG 和HDL-C水平，表明CCL4異常與糖脂代謝紊亂有關(guān)。本研究回歸分析結(jié)果顯示，血清CCL4升高是T2DM患者發(fā)生骨質(zhì)疏松癥的危險(xiǎn)因素，CCL4與骨代謝紊亂和骨密度降低有關(guān)，提示CCL4可能參與T2DM骨質(zhì)流失的過程。CCL4被認(rèn)為是破骨細(xì)胞特異性基因，在骨吸收和遷移中起重要作用，Kim等[26]通過將RAW264.7細(xì)胞培養(yǎng)在骨表面孔中并用RANKL處理誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化，可觀察到CCL4表達(dá)明顯增高，表明CCL4參與RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞遷移和分化過程，CCL4可能通過PI3K通路介導(dǎo)RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞遷移過程[5]。

本結(jié)果顯示，HbA1c、BMI與T2DM患者發(fā)生骨質(zhì)疏松癥也存在密切關(guān)系，表明血糖控制不佳及肥胖可能增加T2DM患者罹患骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)，賈椏鈞[27]也指出HbA1c水平與T2DM患者發(fā)生骨質(zhì)疏松幾率呈正相關(guān)。王劍等[28]報(bào)道結(jié)果也顯示，肥胖患者骨質(zhì)疏松癥發(fā)生率較高。補(bǔ)充鈣劑是骨質(zhì)疏松癥的保護(hù)因素，提示臨床對(duì)于T2DM患者應(yīng)注重鈣劑補(bǔ)充，以預(yù)防骨質(zhì)流失和骨量減少。

綜上，T2DM合并骨質(zhì)疏松癥患者血清CX3CL1、CCL3、CCL4水平均升高，高水平血清CX3CL1、CCL3、CCL4與T2DM患者糖脂代謝紊亂、骨代謝異常和骨密度降低均有關(guān)，是T2DM患者合并骨質(zhì)疏松癥的危險(xiǎn)因素。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明

宋茜茜：設(shè)計(jì)研究方案，實(shí)施研究過程，論文撰寫，論文修改；尹飛、郭淑芹：實(shí)施研究過程，資料搜集整理；姚明言：進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；李志紅：提出研究思路，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，論文審核