李克穎 杜娟

(佳木斯市中心醫(yī)院,黑龍江 佳木斯 154002)

2型糖尿病(T2DM)是一種進(jìn)展緩慢的代謝性疾病,它在全球范圍內(nèi)影響著超過4.51億人的健康,且隨著人口老齡化進(jìn)程的加快,其患病率呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)〔1〕。T2DM可導(dǎo)致糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變、糖尿病神經(jīng)病變和糖尿病心血管疾病等多種慢性并發(fā)癥〔2〕。研究表明,骨折也可被認(rèn)為是T2DM的另一種慢性并發(fā)癥,且隨著T2DM病程的延長,骨折風(fēng)險(xiǎn)也隨之增高〔3,4〕。研究顯示,T2DM患者中骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)生率明顯增加,而在接受胰島素治療的患者中,這種風(fēng)險(xiǎn)會(huì)進(jìn)一步增加〔4～6〕。骨折后長時(shí)間不動(dòng)和住院可導(dǎo)致大量的死亡率,術(shù)后活動(dòng)能力下降還會(huì)影響代謝功能和血糖控制,而血糖控制不良又會(huì)影響傷口和骨折的愈合,從而導(dǎo)致更多的感染和骨不連〔7〕。糖尿病患者的骨質(zhì)疏松可由細(xì)胞異常、基質(zhì)相互作用、免疫和血管改變及骨骼對(duì)慢性高血糖的適應(yīng)不良引起〔8〕。糖尿病、高血糖與高脂血癥、胰島素信號(hào)通路抑制、胰島素樣生長因子(IGF)-1降低、活性氧產(chǎn)生增多和炎癥有關(guān),所有這些都有助于抑制成骨細(xì)胞活性〔9〕。肥胖和糖尿病本身也會(huì)增加骨髓炎癥,導(dǎo)致成骨細(xì)胞活性損害〔10〕。此外,炎癥還有利于破骨細(xì)胞數(shù)量和活性的增加,從而導(dǎo)致骨丟失的增加〔11〕。

腫瘤壞死因子(TNF)是細(xì)胞因子超家族的一個(gè)亞家族,他們通常表達(dá)具有同源TNF結(jié)構(gòu)域的2型跨膜蛋白。除了在細(xì)胞增殖、分化、凋亡和胚胎發(fā)育中發(fā)揮作用外,TNF家族成員還直接參與免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)〔12〕。在TNF家族中,TNF-α是最重要的促炎介質(zhì)之一,它與胰島素抵抗和T2DM的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),TNF-α主要在脂肪細(xì)胞和(或)外周組織中產(chǎn)生,并通過參與活性氧(ROS)的產(chǎn)生和各種轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)途徑的激活來誘導(dǎo)組織特異性炎癥,升高的TNF-α水平會(huì)通過絲氨酸磷酸化損害胰島素信號(hào),從而在脂肪細(xì)胞和外周組織中誘導(dǎo)胰島素抵抗,從而促進(jìn)T2DM的發(fā)展〔13〕。TNF樣弱凋亡誘導(dǎo)因子(TWEAK)也稱為TNF配體超家族成員(TNFSF)12,它可通過與其受體成纖維細(xì)胞生長因子誘導(dǎo)分子(Fn)14的相互作用在不同細(xì)胞中觸發(fā)多種看似沖突的細(xì)胞活動(dòng)〔14,15〕。近年來,TWEAK作為胰島素抵抗環(huán)境中的炎癥/抗炎平衡的潛在重要調(diào)節(jié)因子也已得到廣泛關(guān)注〔16〕。Simón-Muela等〔17〕研究發(fā)現(xiàn),與健康孕婦相比,妊娠糖尿病患者的TWEAK濃度較低,且低濃度TWEAK與胰島素抵抗相關(guān),提示妊娠期間的胰島素抵抗與TWEAK介導(dǎo)炎癥失衡密切相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)研究老年T2DM合并骨質(zhì)疏松患者血清TNF-α和TWEAK水平變化,并討論兩種因子在其發(fā)病中的意義。

1 材料與方法

1.1一般資料及分組 選取2020年10月至2022年10月于佳木斯中心醫(yī)院老年病科就診的老年T2DM患者126例,其中男61例,女65例,年齡63～82歲。利用雙能X線吸收檢測(cè)法測(cè)定患者骨密度(BMD),并根據(jù)BMD T值分為正常骨量組41例、骨量減少組40例和骨質(zhì)疏松組45例。研究對(duì)象在參與實(shí)驗(yàn)前均對(duì)研究知情并同意。

1.2納入和排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn):①患者均符合中國T2DM防治指南(2020年版)中的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)(空腹血糖≥7.0 mmol/L、糖耐量試驗(yàn)2 h血糖≥11.1 mmol/L或糖化血紅蛋白≥6.5%)〔18〕。②各組患者應(yīng)符合原發(fā)性骨質(zhì)疏松診療指南(2022)中的基于雙能X線吸收檢測(cè)法測(cè)定BMD的分類標(biāo)準(zhǔn)(正常骨量組:BMD T值≥-1.0;骨量減少組:-2.5

1.3血清樣本收集及保存 患者于禁食12～16 h的次日清晨采集外周肘靜脈血8 ml,并于離心機(jī)中進(jìn)行離心處理(3 000 r/min,10 min),將上層血清收集于無菌離心管中,并置于-80 ℃超低溫冰箱中凍存?zhèn)溆谩?/p>

1.4酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA) 人類TNF-α ELISA試劑盒和TWEAK試劑盒分別購置于武漢博士德生物工程有限公司和江蘇酶免實(shí)業(yè)有限公司,人類骨代謝指標(biāo)Ⅰ型膠原羧基端肽β特殊序列(β-CTX)、Ⅰ型前膠原氨基端前肽(P1NP)和25-羥維生素D3〔25(OH)D3〕試劑盒購置南京建成生物工程研究所,實(shí)驗(yàn)操作嚴(yán)格按說明書流程進(jìn)行操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,根據(jù)酶標(biāo)儀測(cè)定的各樣本吸光度值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,利用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算各組血清樣本中各指標(biāo)的含量。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS25.0軟件進(jìn)行方差分析、兩兩比較的q檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1各組血清骨代謝指標(biāo)比較 與正常骨量組比較,骨量減少組和骨質(zhì)疏松組血清β-CTX顯著升高,而P1NP和25(OH)D3顯著降低(P<0.01)。與骨量減少組比較,骨質(zhì)疏松組血清β-CTX顯著升高,而P1NP和25(OH)D3顯著降低(P<0.05,P<0.01)。見表1。

表1 各組血清骨代謝指標(biāo)比較

2.2各組血清TNF-α和TWEAK含量比較 與正常骨量組比較,骨量減少組和骨質(zhì)疏松組血清TNF-α含量顯著增高,TWEAK顯著減少(P<0.01);與骨量減少組比較,骨質(zhì)疏松組血清TNF-α含量顯著增高,TWEAK顯著減少(P<0.01)。見表1。

2.3骨質(zhì)疏松患者血清TNF-α和TWEAK與骨代謝指標(biāo)相關(guān)性 T2DM合并骨質(zhì)疏松患者血清TNF-α與骨代謝指標(biāo)β-CTX(r=0.348 9,P=0.018 8)和P1NP具有顯著相關(guān)性(r=-0.331 1,P=0.026 3),與25(OH)D3無顯著相關(guān)性(r=0.000 4,P=0.997 9)。TWEAK與骨代謝指標(biāo)β-CTX(r=-0.311 2,P=0.037 4)和25(OH)D3具有相關(guān)性(r=0.340 7,P=0.022 0),與P1NP無顯著相關(guān)性(r=0.059 8,P=0.696 4)。

3 討 論

T2DM與骨健康狀況不佳相關(guān),可導(dǎo)致骨折風(fēng)險(xiǎn)的增加和骨折后結(jié)局的惡化,最嚴(yán)重的結(jié)果可致患者死亡〔5,20〕。T2DM已被證實(shí)可作為脆性骨折的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素,其高骨折風(fēng)險(xiǎn)可由肌無力、視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)病變和神經(jīng)病變等慢性并發(fā)癥引起,且這些并發(fā)癥通常發(fā)生在持續(xù)時(shí)間較長的患者中〔21,22〕。此外,高血糖也被證實(shí)在T2DM患者的骨代謝受損過程中起至關(guān)重要的作用,它可導(dǎo)致骨強(qiáng)度降低并誘發(fā)脆性骨折〔23〕。Botolin等〔24〕發(fā)現(xiàn),血漿葡萄糖及其滲透壓的升高可使成熟的成骨細(xì)胞數(shù)量減少和脂肪組織堆積增加,從而導(dǎo)致骨質(zhì)流失。Wu等〔25〕證實(shí),當(dāng)成骨細(xì)胞暴露于高糖時(shí),成骨轉(zhuǎn)分化受到抑制,骨形成相關(guān)基因矮小相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(Runx)2和堿性磷酸酶(ALP)表達(dá)水平降低,而骨吸收相關(guān)基因基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)9和碳酸酐酶(CA)Ⅱ表達(dá)水平增加。此外,高血糖可通過抑制骨形成和加速骨吸收來導(dǎo)致鈣穩(wěn)態(tài)失衡,表現(xiàn)為初級(jí)和次級(jí)松質(zhì)骨小梁骨量減少及骨質(zhì)增生數(shù)量增加〔25〕。

TNF超家族包含19個(gè)配體和29個(gè)受體,雖然它們?cè)隗w內(nèi)發(fā)揮著高度多樣化的作用,但所有成員無一例外地表現(xiàn)出促炎活性〔13〕。研究發(fā)現(xiàn),慢性炎性反應(yīng)即是胰島素抵抗的一個(gè)重要特征,也是骨質(zhì)疏松的重要危險(xiǎn)因素, 因此具有促炎作用的TNF成員在T2DM合并骨質(zhì)疏松的發(fā)病過程中發(fā)揮著重要的作用〔26〕。在所有TNF家族中,TNF-α首次被認(rèn)為參與了胰島素抵抗的發(fā)病和2型糖尿病相關(guān)的葡萄糖代謝異?！?3〕。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體4型(GLUT4)是一種胰島素調(diào)節(jié)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體,其主要位于脂肪、骨骼和心肌細(xì)胞,Olson〔27〕證實(shí)TNF-α可通過降低GLUT4的表達(dá)在胰島素抵抗的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。以往研究發(fā)現(xiàn),TNF-α可作為核因子(NF)-κB的激活劑促進(jìn)破骨細(xì)胞分化和抑制成骨細(xì)胞增生,從而加速骨吸收來參與骨質(zhì)疏松的發(fā)病〔28〕。Han等〔29〕證實(shí)通過抑制T2DM骨質(zhì)疏松的NF-κB/TNF-α通路可以促進(jìn)骨折愈合。以上結(jié)果證實(shí),TNF-α參與了糖尿病合并骨質(zhì)疏松的發(fā)展,其有可能成為預(yù)防糖尿病誘導(dǎo)骨質(zhì)疏松形成的潛在干預(yù)靶點(diǎn)。

作為TNF超家族另一成員,TWEAK在多種器官、組織和細(xì)胞類型中廣泛表達(dá),其中在心臟、大腦、胰腺、骨骼肌和脂肪組織中表達(dá)水平較高〔30〕。在對(duì)T2DM的研究中發(fā)現(xiàn),患者血漿中可檢測(cè)到TWEAK明顯減少〔31〕。目前還沒有明確的機(jī)制來描述TWEAK水平是如何被下調(diào)的,有人提出了一些可能的解釋。一種假說是TWEAK可能對(duì)免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)具有有益的影響,因?yàn)門WEAK缺乏可導(dǎo)致老鼠產(chǎn)生過多的自然殺傷細(xì)胞和發(fā)生細(xì)菌內(nèi)毒素過敏〔32〕。另一種假說則指出,TWEAK清道夫受體CD163在以慢性炎癥為特征的疾病如動(dòng)脈粥樣硬化和2型糖尿病中存在表達(dá)上調(diào),TWEAK下調(diào)可能與CD163能夠中和TWEAK有關(guān)〔30〕。

綜上,T2DM合并骨質(zhì)疏松患者血清TNF-α和TWEAK發(fā)生表達(dá)失調(diào),且這種失調(diào)與患者骨代謝指標(biāo)改變具有相關(guān)性。