绝经后女性2型糖尿病合并骨质疏松与OPG基因多态性及突变相关性分析.pdf

2023 年 4 月第 45 卷第 2 期农垦医学Journal of Nongken MedicineApr.2023Vol.45No.2【摘要】目的：探讨绝经后 2 型糖尿病(T2DM)女性 OPG 基因 rs6993813、rs4355801 位点基因多态性及突变与骨量异常的关系，为绝经后 T2DM 伴骨质疏松(OP)人群提供新的临床预测指标及诊疗依据。方法：选取石河子大学医学院第一附属医院于 2020 年 10 月至 2021 年 10 月期间就诊的 200 例绝经后女性作为研究对象，根据研究对象的糖耐量试验及 BMD 测量结果分为四组：血糖正常伴骨量正常组(n=52)、T2DM 伴骨量正常组(n=47)、血糖正常伴骨量异常组(n=43)及 T2DM 伴骨量异常组(n=58)；记录患者绝经年限等一般基线资料，检测其代谢性相关生化指标，并测定 OPG 基因 rs6993813 和 rs4355801 位点的基因分型。结果：OPG 基因 rs6993813 位点：在 D 组中，CC/TC 基因型(突变型)的水平较 TT 基因型(野生型)偏低(0.05)，而 CC/TC 基因型(突变型)的 BMD(NOF)水平较 TT 基因型(野生型)偏高（0.05）。OPG 基因 rs4355801 位点：在 B 组中，GG/AG 基因型(突变型)的 FPG、HbA1c 水平较 AA 基因型(野生型)显著偏低（均0.05）。在 D 组中，GG/AG 基因型(突变型)的 BMD(L1-4)水平较 AA 基因型(野生型)显著偏高(0.05)。多元线性回归分析显示：甘油三酯的降低以及 rs4355801 位点突变的减少是 BMD(L14)降低的危险因素；绝经年限的增加以及高密度脂蛋白的降低是 BMD(NOF)降低的危险因素。结论：绝经后 T2DM 女性 OPG 基因rs6993813、rs4355801 位点基因多态性可能与骨代谢无关；但其 rs6993813 位点基因突变可能与骨代谢相关；其rs4355801 位点基因突变可能与骨代谢、糖代谢相关；长绝经年限、低 TG、低 HDL-C 可能是 BMD 降低的危险因素。【关键词】2 型糖尿病；骨质疏松；OPG 基因中图分类号：R587.1文献标识码：ACorrelation of Osteoporosis with OPG Gene Polymorphisms and Mutations inPostmenopausal Women with Type 2 Diabetes MellitusLI Zi-xin1，LI Jun1，LI Si-yuan2，XIANG Qing-lin1（1.Department of Endocrinology,the First Affiliated Hospital of Shihezi University,Xinjiang Shihezi,832008；2.Shihezi Univerisity School of Medicine,Xinjiang Shihezi,832002）【Abstract】Objective:To investigate the relationship between gene polymorphisms and mutations at thers6993813 and rs4355801 loci of the OPG gene and bone mass abnormalities in postmenopausal women with type 2diabetes mellitus,and to provide a new clinical predictor and basis for the treatment of postmenopausal T2DM withosteoporosis.Methods：TwohundredpostmenopausalwomenattendingtheFirstAffiliatedHospitalofShiheziUniversity School of Medicine between October 2020 and October 2021 were selected for the study and weredivided into four groups according to their glucose tolerance test and BMD measurements:normal glucose withnormal bone mass(n=52),T2DM with normal bone mass(n=47),normal glucose with abnormal bone mass(n=43)and T2DM with abnormal bone mass(n=58);general baseline information such as the patients age at menopausewas recorded;their metabolism-related biochemical parameters were measured;and the genotyping of the rs6993813绝经后女性 2 型糖尿病合并骨质疏松与 OPG基因多态性及突变相关性分析李子昕1李军1李思源2向清淋1（1.石河子大学第一附属医院内分泌代谢科，新疆石河子，832008；2.石河子大学医学院，新疆石河子，832002）基金项目：石河子大学成果转化与技术推广项目(CGZH201911)、(2021AB031)。通讯作者：李军,女,主任医师,教授,博士研究生导师,从事内分泌与代谢性疾病研究。101 第 2 期农垦医学第 45 卷2 型糖尿病（Type 2 Diabetes Mellitus，T2DM）是一种以高血糖为主要特征的全身代谢紊乱性疾病1。T2DM 不仅影响机体三大营养物质的代谢，还与骨代谢密切相关，尤其是骨质疏松症。骨质疏松症（Osteoporosis，OP）属于一类全身性骨病变，在绝经后女性及老年人中的发病风险更高2。在骨代谢调节通路之中，RANKL/RANK/OPG 信号途径发挥着重要的作用。骨保护素（OPG）是一种参与骨重塑调节的糖蛋白，OPG 通过阻断核因子 B（RANK）的受体激活剂与其配体（RANKL）之间的相互作用来调节破骨细胞活性3。在绝经后 OP 发病时，可通过补充雌激素使 OPG 表达增高来减缓病情4。有研究证实，OPG 还与 T2DM 的发生、发展密切相关，参与其所致的心血管、神经系统等疾病5,6。综上所述，OPG 基因分别与 2 型糖尿病、骨质疏松症存在密切关系，但在当前的国内外研究中显示，OPG 基因与T2DM 合并 OP 的情况报道较少。而在众多有关OPG 基因位点的研究中，迄今为止，结论最不统一的是 rs6993813、rs4355801 等位点7,8。故此项研究拟探讨新疆绝经后 T2DM 女性 OPG 基因多态性及突变与骨量异常的关系，其中着重分析 SNP 位点：rs6993813、rs4355801，为其作为临床实践中 T2DM合并 OP 疾病评估的新补充指标，在该人群的诊断治疗中提供新依据。1对象与方法1.1 研究对象于 2020 年 10 月至 2021 年 10 月期间在新疆石河子地区招募 200 例绝经后妇女作为研究对象，根据该人群在石河子大学第一附属医院行口服葡萄糖耐量试验检测结果和双能 X 线吸收法骨密度检测结果（BMD-1.0SD 为骨量异常），将 52 名研究对象归入糖耐量正常(Normal Glucose Tolerance，NGT)合并骨量正常（Normal Bone Mass,NBM)组(即A 组)，47 例归入 T2DM 合并 NBM 组(即 B 组)，43 例归入 NGT 合并骨量异常（Abnormal Bone Mass，ABM）组(即 C 组)，58 例归入 T2DM 合并 ABM 组(即D 组)。其中，T2DM 的诊断采用 1999 年 WHO DM推荐标准9，OP 的诊断采用 2011 年中华医学会推荐标准10。纳入标准：绝经后 1 年以上女性;具备完全行事能力，语言表达、交流、理解能力正常。排除标准:2 型糖尿病以外的其他类型糖尿病;对骨代谢可能存在直接或间接影响的疾病者;有对钙与维生素 D 吸收和调节存在影响的消化系统疾病;其他先天性骨质疏松症;对骨调节存在影响的用药经历;各类恶性肿瘤。本研究通过石河子大学第一附属医院伦理委员会审批并获得患者及家属的知情同意，符合医学伦理学标准。1.2 研究方法收集研究对象年龄、糖尿病病程、绝经年限、腰围、臀围、身高与体重，计算腰臀比(WHR)、身体质量指数(BMI)。禁食8 小时以上，于次日晨空腹抽取5mL 肘静脉血。运用全自动生化分析仪(罗氏，Cobas8000 c701 型)，分别用己糖激酶、酶比色法检测甘油三酯(TG)、空腹血糖(FPG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、磷(P)、钙(Ca)、碱性磷酸酶(ALP)等糖、脂、骨代谢指标。采用高压液相色谱法检测糖化血红蛋白(HbA1c)；双能 X 线吸收检测法(Prodigy 型)测定腰椎 L1-4、股骨颈(NOF)骨密度（bone mineral density，BMD），记录并录入各指标；借助 DNA 提取试剂盒(购自 QIA-GEN 公司)从研究对象血液中提取 DNA 并检测其浓度，将符合要求的 DNA 标本存储于-70温度下，待用；采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱法and rs4355801 loci of the OPG gene was determined.Results：OPG gene rs6993813 locus:In group D,P levelswere lower in CC/TC genotype(mutant)compared with TT genotype(wild type)(0.05),while BMD(NOF)levelswere higher in CC/TC genotype(mutant)compared with TT genotype(wild type)(0.05).rs4355801 locus of OPGgene:In group B,the FPG and HbA1c levels were significantly lower in the GG/AG genotype(mutant)compared tothe AA genotype(wild type)(all0.05).In group D,BMD(L1-4)levels were significantly higher in the GG/AGgenotype(mutant)compared to the AA genotype(wild type)(0.05).Multiple linear regression analysis shows:decreased TG and decreased mutations at the rs4355801 locus were risk factors for decreased BMD(L1-4);increasedageatmenopauseanddecreasedHDL-CwereriskfactorsfordecreasedBMD(NOF).Conclusion：Genepolymorphisms at the rs6993813 and rs4355801 loci of the OPG gene in postmenopausal women with T2DM maynot be associated with bone metabolism;however,the gene mutation at its rs6993813 locus may be related to bonemetabolism;andthe gene mutation at its rs4355801locus may be related to bone metabolism andglucosemetabolism.Long menopausal years,low TG,and low HDL-C may be risk factors for reduced BMD.【Key words】Type 2 diabetes;Osteoporosis;OPG gene 102 2023 年 4 月第 45 卷第 2 期农垦医学Journal of Nongken MedicineApr.2023Vol.45No.2测定 OPG 基因 rs6993813 及 rs4355801 位点的基因多态性。1.3 统计学处理运用 SPSS 25.0 统计学软件，所有数据采用K-S 正态性检验，计量资料均符合正态分布，用均数标准差（）表示；对比组间基线资料、生化指标，两组间均数比较用检验，多组间比较用方差分析，当基线指标缺乏均衡性时使用协方差分析；采用2检 验 评 估 OPG 基 因 的 两 个 SNP 位 点rs4355801、rs6993813 是否满足 Hardy-Weinberg 遗传平衡定律；通过多元线性回归分析 BMD 影响因素。以0.05 为差异具有统计学意义。2结果2.1 组间基线、临床生化指标比较与 A 组比较，C 组的绝经年限偏高，BMI 值偏低（0.05）；D 组的绝经年限、年龄均偏高（0.05），基线资料不齐，故后续各生化指标对比采用协方差分析。见表 1。与 A 组比较，B 组和 D 组的 FPG 与 HbA1c 皆升高，差异有统计学意义；B 组 HDL-C 升高，差异有统计学意义；C 组和 D 组的 BMD（L1-4）与 BMD（NOF）皆下降，差异有统计学意义（均0.05)。见表 2。表 1组间基线指标比较（）注：与 A 组相比，*0.05。表 2组间各生化指标比较（）注：与 A 组相比，*0.05。指标 A 组 B 组 C 组 D 组 年龄(岁)58.449.24 57.159.52 61.1415.50 69.039.74*绝经年限(年)11.289.42 9.5510.41 15.749.47*20.109.58*WHR 0.900.15 0.920.07 0.890.09 0.910.08 BMI（kg/m2）26.113.59 25.634.21 24.683.34*25.383.61 指标 A 组 B 组 C 组 D 组 FPG（mmol/l）5.000.59 9.102.44*5.301.83 8.572.56*TG（mmol/l）1.721.25 2.323.01 1.390.93 1.631.07 HbA1c（%）6.010.83 8.421.95*6.240.92 8.191.87*LDL-C（mmol/l）2.640.81 2.320.10 2.400.97 2.541.21 HDL-C（mmol/l）1.430.49 1.931.06*1.420.89 1.530.61 ALP（mmol/l）86.7994.86 67.2116.27 81.8127.26 76.6618.00 P（mmol/l）1.140.16 1.180.18 1.180.24 1.080.15 Ca（mmol/l）2.280.82 2.270.20 2.270.11 2.280.17 BMD（L1-4）1.160.20 1.150.20 0.930.12*0.950.10*BMD（NOF）1.020.25 1.020.15 0.780.13*0.770.10*2.2 OPG 基因 rs6993813、rs4355801 位点的基因型及等位基因频率分布经测定，两个基因位点皆与 Hardy-Weinberg 平衡相符（0.05)。见表 3。rs4355801 位点基因型包含 AA 基因型（野生型），GG/AG 基因型（突变型）；rs6993813 位点基因型包含 TT 基因型（野生型），CC/TC 基因型（突变型）。通过分析 OPG 基因rs4355801、rs6993813 位点发现，在各位点中，与 A组相比，其余三组组间基因多态性差异无统计学意义（均0.05）。见表 4，表 5。表 3rs6993813、rs4355801 位点 HW 平衡检验SNP 位点遗传型 实际观察值 经验频数2Prs6993813CC1518.82TT128.25TC2524.932.4700.120rs4355801AA2228.68GG46.56AG2527.440.7330.390 103 第 2 期农垦医学第 45 卷2.3 各组 OPG 基因 rs6993813、rs4355801 位点不同基因型间生化指标比较OPG 基因 rs6993813 位点，在 P 上，CC/TC 基因型(突变型)较 TT 基因型(野生型)显著偏低(0.05)，而在 BMD（NOF）表达水平上，CC/TC 基因型(突变型)较 TT 基因型(野生型)显著偏高（0.05）。B 组通过分析 OPG 基因 rs4355801 位点发现，在FPG、HbA1c 上，GG/AG 基因型(突变型)较 AA 基因型(野生型)显著偏低（均0.05）。对于 D 组，分析OPG 基因 rs4355801 位点发现，GG/AG 基因型(突变型)的 BMD(L1-4)高于 AA 基因型(野生型)(0.05)。见表 6。表 4组间 rs6993813 位点基因型及等位基因分布频率表 5组间 rs4355801 位点基因型及等位基因分布频率分组基因型P等位基因PCCTTTCCTA15（0.29）12（0.23）25（0.48）55（0.53）49（0.47）B6（0.14）11（0.26）25（0.58）0.23837（0.44）47（0.56）0.228C15（0.32）5（0.11）27（0.57）0.25757（0.61）37（0.39）0.272D25（0.43）8（0.14）25（0.43）0.22575（0.64）41（0.36）0.076分组基因型P等位基因PAAGGAGAGA22（0.43）4（0.08）25（0.49）69（0.68）33（0.32）B16（0.38）4（0.10）22（0.52）0.86354（0.64）30（0.36）0.533C23（0.49）2（0.04）22（0.47）0.76668（0.72）26（0.28）0.467D34（0.60）6（0.10）17（0.30）0.19985（0.75）29（0.25）0.452表 6各组 OPG 基因 rs6993813、rs4355801 位点基因型间生化指标比较（）注：与 TT 相比，#0.05；与 AA 相比，*0.05。指标OPGgeners6993813(D组)OPGgeners4355801(B组)OPGgeners4355801(D组)TTCC+TCAAGG+AGAAGG+AGFPG(mmol/L)9.013.068.232.089.782.688.331.90*8.492.708.522.45TG(mmol/L)1.630.971.630.162.112.052.503.871.480.861.821.30HbA1c(%)8.532.017.930.739.051.867.701.83*8.152.048.151.64LDL-C(mmol/L)2.550.202.531.232.201.032.460.962.511.072.611.40HDL-C(mmol/L)1.450.571.600.651.971.191.880.911.480.501.600.74ALP(mmol/L)80.6417.0773.6418.3669.5614.9764.5517.6069.5614.9773.7019.33P(mmol/L)1.130.161.050.13#1.190.211.170.151.110.161.060.14Ca(mmol/L)2.240.202.310.142.250.272.290.092.280.142.280.22BMD(L1-4)0.940.100.930.121.160.231.140.170.980.121.160.23*BMD(NOF)0.740.120.800.09#1.030.161.010.141.030.160.780.762.4 多元线性回归分析 BMD 影响因素将绝经年限(X1)、年龄(X2)、WHR(X3)、BMI(X4)、TG(X5)、FPG(X6)、LDL-C(X7)、HDL-C(X8)、Ca(X9)、P(X10)、ALP(X11)、HbA1c(X12)、rs4355801 基因型(X13)、rs6993813 基因型(X14)分别与 BMD(L1-4)、BMD(NOF)作直线相关分析，选出显著相关变量（0.05），最终分别以 BMD(L1-4)、BMD(NOF)作为应变量，以绝经年限(X1)、年龄(X2)、TG(X5)、HDL-C(X8)、P(X10)、rs4355801 基因型(X13)作为自变量行多元线性回归分析。发现 TG、rs4355801 位点的突变与 BMD(L1-4)水平正相关；绝经年限与 BMD(NOF)水平负相关；HDL-C 与 BMD(NOF)水平正相关，差异有统计学意义（0.05）。见表 7。表 7多元线性回归分析 BMD 影响因素注：*0.05。应变量 自变量 b t P TG 0.176 2.831 0.005*BMD（L1-4）Rs4355801 0.547 2.475 0.014*YSM-0.026-2.266 0.025*BMD（NOF）HDL-C 0.265 2.351 0.020*104 2023 年 4 月第 45 卷第 2 期农垦医学Journal of Nongken MedicineApr.2023Vol.45No.23讨论糖尿病和骨质疏松症是两种常见的代谢性疾病，具有显著的相关发病率和死亡率11，与无糖尿病的绝经后妇女相比，T2DM 绝经后妇女的骨折风险显著增高12,严重威胁居民健康。OPG 基因表达及突变既在 T2DM 及其并发症中扮演着重要角色，也参与骨代谢调节。本研究结果显示，OPG 基因 rs6993813 位点，在绝经后的糖尿病合并骨量异常组中，突变型（CC+TC）BMD(NOF)高于野生型 TT，而 P 则低于野生型 TT，与 Jianfeng Ding 等对绝经后妇女的研究13,14结果中测试出 OPG 基因 rs6993813 位点在髋关节与骨密度和骨质疏松症之间存在关联，且 T为髋部 BMD 的危险基因研究结果一致。但在 Xi-aoyong Sheng15，Min S16等人的研究中，其分析认为OPG 基因 rs6993813 位点在髋关节和腰椎骨部位与BMD 下降有关的风险等位基因为 C，这与本研究结果缺乏相符性，可能与研究对象的纳入、样本量大小、种族差异不同有关。本研究结果还显示，在绝经后的糖尿病合并骨量异常组中，分析 OPG 基因 rs4355801 位点发现，突变型（GG+AG）BMD（L1-4）高于野生型 AA，同时回归分析显示，此位点的突变与 BMD(L1-4)水平正向相关，说明野生型 AA 可能是 BMD(L1-4)降低的危险因素。Richards 等17报道该位点野生型与 BMD(腰椎骨、股骨颈)降低有关，且 G 等位基因与高BMD 显著相关，A 等位基因与低 BMD 相关。OPG 基因 rs4355801 位点突变可能是 BMD 增加的保护因素，这与 P Tharabenjasin 等18研究结论：OPG（TN-FRSF11B）多态性降低了老年人骨折的风险，特别是在绝经后妇女，年龄60 岁和西方受试者中具有保护作用相一致。多元线性回归结果分析中发现长绝经年限、低 TG 均为 OP 的危险因素，这与 Bijelic等19研究结果相符。同时，本研究还发现 HDL-C 与股骨颈 BMD 呈正相关，这与 Chen Haimiao 等20研究结论相左，目前,关于 HDL-C 与 BMD 关系的研究结论各有差异，故未来有必要更为深入地探究HDL-C 与 BMD 之间的关系。本研究发现，在 OPG 基因 rs4355801 位点上，绝经后 T2DM 合并骨量正常人群中，突 变 型（GG/AG）的 FPG、HbA1c 水平均低于野生型 AA，但均高于正常值。Valentini A 等报道21，在血糖控制较差的糖尿病患者中，OPG 表达与 HbA1c 水平正向相关，与本研究结果一致，说明该位点基因突变可能与 T2DM 人群 的糖代谢调节异常有关。而据Thamiris Cirelli 等报道22，在受试人群中没有观察到OPG 基因 rs4355801 的多态性与葡萄糖和甘油三酯等之间的显著相关性，与本研究结果有差异，可能与研究人群、地区差异、人群数量等相关。综上所述，OPG 基因 rs6993813、rs4355801 位点的基因突变在 T2DM 合并 OP 的发生发展中发挥着重要作用。因此，可考虑将此作为临床实践中T2DM 合并 OP 疾病评估的新补充指标，为该人群的诊断治疗提供新思路。参考文献:1Nasheeta Peer,Yusentha Balakrishna,Solange Durao.Screening fortype 2 diabetes mellitusJ.Cochrane Database Syst Rev,2020,5(5):1-32G Hampson,M Stone,J R Lindsay,et al.Diagnosis and Manage-ment of Osteoporosis During COVID-19:Systematic Review andPractical 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