这项横断面研究报道了2型糖尿病成人中四肢骨骼肌质量与内脏脂肪面积比值与骨密度之间的协变量条件关联。
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这项横断面研究报道了2型糖尿病成人中四肢骨骼肌质量与内脏脂肪面积比值与骨密度之间的协变量条件关联。
2型糖尿病（T2DM）患者普遍存在骨脆性增加的问题，但仅依靠体重指数无法反映四肢肌肉与内脏脂肪之间的平衡状况。本项回顾性横断面研究探讨了住院T2DM成人的四肢骨骼肌质量与内脏脂肪面积比值（SVR）与骨密度（BMD）之间的关联。共有2,820条记录纳入描述性分析，2,798条具有完整BMD终点及模型5协变量的记录纳入回归分析。四肢骨骼肌质量和内脏脂肪面积通过多频生物电阻抗分析测定，腰椎、股骨颈和全髋BMD则通过双能X射线吸收测定法测量。在校正充分的线性模型中，SVR每增加1个标准差，腰椎BMD升高0.017 g/cm2（95% CI：0.007–0.027；P = 0.001），股骨颈BMD升高0.027 g/cm2（95% CI：0.019–0.035；P < 0.001），全髋BMD升高0.028 g/cm2（95% CI：0.020–0.036；P < 0.001）。按性别分层的三分位数图未重现全局三分位数所见的单调趋势，而全局三分位数存在明显的性别不平衡。自然三次样条模型在三个解剖部位均检测到非线性关系（所有非线性检验的P值均< 0.001），预测BMD随SVR升高而增加，但在较高SVR值时趋于平缓。采用HC3稳健标准误计算的置信区间与主要估计结果相似。上述结果描述了横断面条件下的关联性，但并未确立因果关系，亦未验证骨强度、骨折预测能力或临床SVR阈值。
骨质疏松症的特征是骨量减少、骨微结构恶化以及脆性骨折风险增加1,2。骨折风险受年龄、性别、遗传易感性、身体成分和代谢性疾病的影响3。在2型糖尿病（T2DM）患者中，尽管骨折风险增加，但面积骨矿物密度（BMD）可能保持正常甚至升高；因此，在该人群中，BMD应被视为一种骨骼表型，而非骨强度或骨折概率的直接衡量指标4。
肌肉、脂肪组织和骨骼构成一个相互依赖的肌肉骨骼-代谢系统。骨骼肌的减少可能会降低机械负荷并改变肌因子信号传导，而内脏脂肪堆积可能通过炎症和脂肪因子通路影响骨重建过程5,6。由于体重指数（BMI）和腰围测量无法分别量化四肢肌肉和内脏脂肪，因此一种综合性的身体成分比值可能提供补充信息，但其仍属于统计学暴露因素，而非独立的生物学机制7,8。
肌肉与骨骼之间的相互作用为评估与骨密度（BMD）相关的复合体成分指标提供了额外的生物学背景9。既往研究已直接探讨了骨骼肌质量与内脏脂肪面积比值（SVR）与骨密度的关系。Liu 等人评估了四肢骨骼肌质量与内脏脂肪面积比值（SVR）在普通成年群体中与骨密度及骨质疏松症的关联，而 Guo 等人则对422名中国2型糖尿病（T2DM）患者进行了研究，报道了其与骨密度及估算的10年骨折概率之间存在年龄和性别依赖性的关联10,11。
本研究的创新之处在于对一大型2型糖尿病（T2DM）成人队列中的骨骼肌质量与内脏脂肪面积比值（SVR）进行了全面评估。通过检测三个具有临床意义的骨骼部位的骨密度，并结合逐步协变量调整、按性别标准化及按性别分层的分析、肌肉与内脏脂肪组分的同步评估、非线性样条建模以及稳健的敏感性分析，本研究对T2DM患者中身体成分平衡与骨骼健康之间的关联提供了更为严谨且具有临床背景的特征描述。本研究利用一个更大规模的单中心内分泌科住院患者数据集（2,820条记录），进一步拓展了现有文献，纳入了三个部位特异性的骨密度（BMD）结局指标、逐步协变量调整、按性别标准化和分层分析、四肢骨骼肌质量（ASM）与内脏脂肪面积（VFA）组分的同步模型，以及预先设定的亚组交互作用检验。作者未发现本研究队列与既往报道的研究数据集之间存在重叠。我们假设，较高的SVR与腰椎、股骨颈及全髋部BMD呈正相关。
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本项回顾性研究经常州第二人民医院伦理审查委员会批准（批准号：KY017-01），并遵循《赫尔辛基宣言》的规定进行。由于分析所用为匿名化临床记录，因此豁免了书面知情同意的要求。研究纳入了2017年至2022年的记录。
研究设计与记录
本回顾性横断面分析使用了来自常州市第二人民医院内分泌科、南京医科大学附属第三医院的住院患者记录。经过初步清理后，筛选文件包含 3,495 份记录，分析单位为单份住院记录。2 型糖尿病（T2DM）的定义依据电子病历中记录的住院诊断。
排除年龄小于18岁或大于80岁的记录；丙氨酸氨基转移酶或天冬氨酸氨基转移酶水平至少为120 U/L；估算肾小球滤过率（eGFR）低于30 mL/min/1.73 m2；血红蛋白低于90 g/L；促甲状腺激素低于0.3 µIU/L或至少10 µIU/L；或有明确记录的活动性慢性感染、炎症性疾病、恶性肿瘤、极度身体活动受限，或其他可能显著干扰体成分或骨密度（BMD）评估的疾病。共有366条记录因关键实验室检查或体成分信息不完整而被剔除，另有309条记录因预先设定的临床或数据质量标准被排除，最终保留2,820条记录用于描述性分析。另有22条记录缺少全部三项BMD终点指标，因此被排除在回归分析之外，每个骨骼部位模型最终纳入2,798条完整记录。
结构化变量从电子病历中导出并进行了整理。变量定义和数据质量摘要由相关人员独立审核，任何差异均在统计分析前通过共识解决。
临床和实验室检测指标
年龄、性别、糖尿病病程、吸烟状况、饮酒情况、血压和人体测量数据均从电子病历中提取。受试者穿着轻便衣物且未穿鞋时，使用校准设备测量体重和身高。体重指数（BMI）按千克体重除以米身高的平方计算。腰围在脐部水平测量，臀围在臀部最大突出处测量，腰臀比为腰围除以臀围。静息血压在坐位休息10分钟后使用自动血压计测量。
所有临床、实验室、身体成分和骨密度（BMD）测量均在同一次住院期间完成。静脉血样于入院后24小时内、隔夜空腹后采集。
血液检测
在入院后24小时内，于隔夜空腹状态下采集静脉血样本。血红蛋白使用全自动血液学分析仪进行测定。丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶、γ-谷氨酰转移酶、血清尿酸、肌酐、甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇使用全自动生化分析仪进行测定。糖化血红蛋白（HbA1c）采用高效液相色谱法测定。促甲状腺激素、游离三碘甲腺原氨酸和游离甲状腺素通过化学发光免疫分析法进行定量。估算的肾小球滤过率（eGFR）使用慢性肾脏病流行病学协作组（CKD-EPI）2021肌酐方程计算得出。
骨密度与身体成分
采用双能X射线吸收测定法系统测量腰椎、股骨颈和左侧全髋的面积骨密度，结果以g/cm2表示。检测时采用标准的腰椎前后位和近端股骨扫描采集方案。扫描前，受试者需移除金属物品，并由经过培训的放射科技师协助取仰卧位。进行腰椎扫描时，通过支撑下肢以减少腰椎前凸，确保腰椎椎体位于预设的分析区域内。进行近端股骨扫描时，使用设备制造商提供的定位装置将左腿内旋并固定，以获得标准化的股骨颈和全髋分析区域。
所有扫描均由经过培训的操作人员审查患者运动、金属干扰、采集不完整、解剖定位以及感兴趣区域的放置情况。若扫描存在明显运动、定位错误或可能影响骨密度（BMD）估算准确性的伪影，则在临床可行的情况下重复扫描，或从分析数据集中剔除。根据制造商说明及医院的标准操作程序，临床扫描前每日均进行模体校准和常规质量控制检查。图像采用制造商提供的分析软件进行分析。
采用多频生物电阻抗分析仪评估身体成分。该设备使用直接节段多频生物电阻抗分析法，配备八点触觉电极系统，并在1、5、50、250、500和1,000 kHz频率下进行阻抗测量。测量于早晨空腹过夜后、排空膀胱后进行，且在早餐前及剧烈体力活动前完成。受试者赤脚站立，穿着轻便衣物。测量前需清洁手掌和足底，以确保电极接触良好。受试者需直立站立，足跟准确置于足部电极上，用手握住手部电极，拇指置于指定接触点，双臂伸展远离躯干，并在整个测量过程中保持静止且不说话。
四肢骨骼肌质量与内脏脂肪面积由设备生成的身体成分报告获得。内脏脂肪面积是基于生物电阻抗测量值及受试者特征，通过专有算法估算得出的结果；并非通过计算机断层扫描、磁共振成像或双能X射线吸收测定法直接量化。骨骼肌与内脏脂肪比值（SVR）的计算方法为：四肢骨骼肌质量（kg）除以生物电阻抗分析（BIA）估算的内脏脂肪面积（VFA，cm2），单位为kg/cm2。在包含2,820条记录的描述性队列中，原始SVR值为0.207 ± 0.090 kg/cm2（中位数为0.195；范围为0.063–0.766），全球三分位数切点分别为0.1518和0.2361 kg/cm2。VFA范围为18.9至270.6 cm2；未出现零值或负值。未设定极低VFA的预定义阈值，亦未采用缩尾处理规则或其他极端比值排除标准；所有有限数值均被纳入分析。SVR被解释为反映骨骼肌相对于内脏脂肪蓄积的复合比值暴露指标，而非独立的生物学机制。队列标准化SVR的计算方法为：(SVR − 队列均值)/队列标准差。
统计学分析
连续变量以均值 ± 标准差（SD）或中位数（四分位间距）表示，分类变量以 n（%）表示。在不同 SVR 三分位组之间，近似正态分布的连续变量采用方差分析进行比较，偏态分布变量采用 Kruskal-Wallis 检验，分类变量采用卡方检验。每个 BMD 指标的主要线性模型为：BMD = β0 + β1(SVR z 评分) + β2(年龄) + β3(性别) + β4(BMI) + β5(腰臀比) + β6(糖尿病病程) + β7(血红蛋白) + β8(eGFR) + β9(丙氨酸氨基转移酶 [ALT]) + β10(天冬氨酸氨基转移酶 [AST]) + ε。连续模型 1–5 采用 表 2 中报告的定义。年龄和性别被视为人口学混杂因素。BMI 和腰臀比作为体型和中心性肥胖的协变量纳入模型，但可能部分位于身体成分与 BMD 之间的通路上。糖尿病病程、血红蛋白、eGFR、ALT 和 AST 作为临床状态协变量纳入模型，也可能为下游相关因素。因此，模型 5 估计的是协变量条件下的关联性，而非总的因果效应。
VIF 值低于 5 被认为是可接受的。由于三个主要模型使用了相同的 2,798 条记录和相同的设计矩阵，因此各 BMD 终点的 VIF 值在各模型中完全相同：糖尿病病程 1.25，血红蛋白 1.57，eGFR 1.64，BMI 2.01，年龄 2.13，腰臀比 2.50，性别 2.51，AST 2.80，ALT 3.05，以及标准化 SVR 3.48。
亚组模型采用模型5的协变量集，但移除了分层变量：性别分层模型中移除性别，年龄分层模型中移除年龄，BMI分层模型中移除BMI，病程分层模型中移除糖尿病病程，肾功能分层模型中移除eGFR。血糖控制类别不是模型5的协变量，因此在该分析中保留了模型5的全部协变量。性别分层模型及性别交互作用分析使用性别特异的SVRz评分；其余所有亚组分析均采用队列标准化的SVR。每个交互作用模型均加入亚组指示变量及SVR与亚组的乘积项，并通过嵌套的F检验与相应的主效应模型进行比较。对全部18项交互作用检验（3个BMD终点指标 × 6个亚组因素）采用Benjamini-Hochberg法进行多重检验校正。
未进行先验功效计算，因为分析涵盖了固定回顾期内所有符合条件的记录。采用双侧95%置信区间评估精确度。通过残差-拟合值图、分位数-分位数（Q-Q）图、尺度-位置图、Cook距离、Breusch-Pagan检验及学生化残差诊断来评估线性模型假设。以HC3异方差一致性置信区间进行敏感性分析。通过将模型5与包含自由度为3的自然三次样条暴露项的模型进行比较，检验非线性关系。df]) 使用部分 F 测试；4-二甲基甲酰胺和中心2nd–98th 百分位数分析用于评估形状敏感性。群体平均预测值显示在2nd–98th 原始SVR的百分位数
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记录选择与分析样本
在初步清理后获得的 3,495 份住院 2 型糖尿病（T2DM）记录中，有 366 份因关键实验室检测或身体成分字段信息不全而被排除，另有 309 份根据预先设定的临床或数据质量标准被排除，最终剩余 2,820 份记录用于描述性分析。在此队列中，有 22 份记录缺少全部三个骨密度（BMD）终点指标，因此被排除在回归分析之外。相同的 2,798 份记录被用于每个骨骼部位的模型 5 分析。主要变量的缺失情况如下：年龄 0/2,820（0%），性别 0（0%），BMI 2（0.071%），腰臀比 0（0%），糖尿病病程 0（0%），血红蛋白 0（0%），估算肾小球滤过率（eGFR）0（0%），丙氨酸氨基转移酶（ALT）0（0%），天冬氨酸氨基转移酶（AST）0（0%），肝纤维化扫描有效率（SVR）0（0%），以及每个 BMD 终点指标 22（0.78%）。这两个缺失 BMI 值的记录包含在上述 22 份缺失 BMD 的记录中，因此模型 5 未再额外丢失记录（图 1）。
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在本项回顾性横断面分析中，经过协变量校正后，较高的SVR与腰椎、股骨颈和全髋部较高的面积骨密度（BMD）相关。明显的全球三分位趋势与显著的性别失衡一致，但在按性别分层且未经校正的图示中未重现该趋势，凸显了连续性校正分析的重要性。样条分析提示，随着SVR值升高，相关性逐渐增强，但在较高SVR值时趋于平缓；采用HC3稳健估计的结果与主要分析结果相似。这些估计值为协变量条件下的关联性，不应被解读为改变SVR将导致BMD变化的证据。
研究结果与更广泛的学术观点一致，即糖尿病患者的骨骼脆弱性不仅仅由面积骨密度（BMD）决定4。结果也与既往研究相符，这些研究报道了ASM/VFA比值与普通人群及糖尿病人群骨密度之间的关联10,11。本研究提供了来自单一中心的大样本数据集、三个骨骼部位的结局指标、逐步协变量调整以及亚组可视化分析。因此，本研究应被视为具有确证性和临床参考价值的研究，而非该领域的首次报道。
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作者声明无竞争利益。
本研究由南京医科大学常州医学中心临床研究项目（项目编号：CMCB202407）资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 全自动化学分析仪 | Siemens | ADVIA 2400 | 生化检测 |
| 全自动血液分析仪 | Sysmex | XN-2800 | 血红蛋白及全血细胞计数检测 |
| 自动血压计 | Omron | U703 | 静息血压测量 |
| 化学发光免疫分析仪 | Siemens | ADVIA Centaur XPT | 甲状腺激素检测 |
| 双能X射线吸收测定仪 | Hologic | EXPLORER | 腰椎、股骨颈及全髋骨密度测量 |
| 身高体重测量仪 | Hengqi Inc. | RGZ-120-RT | 人体测量学检测 |
| 高效液相色谱分析仪 | TOSOH | G8-90SL | 糖化血红蛋白检测 |
| 多频生物电阻抗分析仪 | Biospace | InBody 720 | 四肢骨骼肌质量及内脏脂肪面积测量 |
| R 统计软件 | R Foundation for Statistical Computing | Version 4.6.0 | 统计分析与图表生成 |
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