【摘要】：目的:了解2型糖尿病病人不同骨量狀態(tài)下尿液拉曼光譜的變化及其差異,分析差異與骨代謝異常之間的關系。方法:2型糖尿病病人經雙能X線(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)檢測診斷為骨量正常者(30例)作為對照組,骨量減少的2型糖尿病病人(30例)作為實驗組1,骨質疏松的2型糖尿病病人(31例)作為實驗組2。根據相關倫理審查程序及規(guī)范,并與研究對象簽訂相關知情同意書。研究對象全體進行尿液的收集、全血、血清的采集,分別進行檢測尿液表面增強拉曼光譜(Surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)、體重指數及糖化血紅蛋白、空腹C肽、血脂代謝指標、骨轉換標志物及性激素指標,比較研究體重指數、骨轉化指標、生化及性激素指標與拉曼光譜檢測結果的相關性,以初步驗證尿液拉曼光譜方法在2型糖尿病病人骨代謝疾病診斷中的應用的可行性與可靠性。結果:1.研究對象的生化等指標經統(tǒng)計,各組研究對象的年齡、體重指數(body mass index,BMI)、骨轉化標志物、血脂、性激素指標都呈正態(tài)性分布。分別對其進行單因素方差分析后顯示,總Ⅰ型膠原氨基端肽(TP1NP)、總維生素D、骨鈣素、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、空腹C肽、垂體泌乳素(PRL)、雌二醇(E2)、睪酮(T)、孕酮(P)、性激素結合球蛋白(SHBG)無統(tǒng)計學差異(P0.05)。骨量正常組、骨量減少組、骨質疏松組年齡分別為(50.13±11.71)歲、(62.07±7.84)和(65.71±10.05)歲,與正常組比有顯著統(tǒng)計學差異(P0.01),而骨量減少組和骨質疏松組年齡無統(tǒng)計學差異(P0.05)。骨量正常組、骨量減少組、骨質疏松組BMI分別為(21.45±3.08)kg/m~2、(22.85±3.15)kg/m~2和(23.10±3.70)kg/m~2,與正常組比有顯著統(tǒng)計學差異(P0.01),而骨量減少組和骨質疏松組BMI無統(tǒng)計學差異(P0.05)。骨量正常組、骨量減少組、骨質疏松組骨轉換標志物Ⅰ型膠原C端肽(CTX)水平分別為(0.33±0.12)ng/mL、(0.45±0.06)ng/mL和(0.55±0.25)ng/mL,與正常組比具有統(tǒng)計學差異(P0.05),而骨量減少組和骨質疏松組CTX無統(tǒng)計學差異(P0.05)。骨量正常組、骨量減少組、骨質疏松組膽固醇(TC)水平分別為(4.65±0.83)mmol/L、(5.13±0.94)mmol/L和(5.18±1.17)mmol/L,與正常組比具有統(tǒng)計學差異(P0.05),而骨量減少組和骨質疏松組TC無統(tǒng)計學差異(P0.05)。骨量正常組、骨量減少組、骨質疏松組低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平分別為(2.66±0.54)mmol/L、(2.97±0.62)mmol/L和(2.97±0.65)mmol/L,與正常組比具有統(tǒng)計學差異(P0.05),而骨量減少組和骨質疏松組LDL-C無統(tǒng)計學差異(P0.05)。骨量正常組、骨量減少組、骨質疏松組促卵泡生成激素(FSH)水平分別為(22.63±25.17)mIU/ml、(40.25±36.22)mIU/ml和(40.11±30.27)mIU/ml,與正常組比具有統(tǒng)計學差異(P0.05),而骨量減少組和骨質疏松組FSH無統(tǒng)計學差異(P0.05)。骨量正常組、骨量減少組、骨質疏松組促黃體生成激素(LH)水平分別為(12.72±14.51)mIU/ml、(19.09±17.3)mIU/ml和(20.03±15.84)mIU/ml,與正常組比具有統(tǒng)計學差異(P0.05),而骨量減少組和骨質疏松組LH無統(tǒng)計學差異(P0.05)。2.三組尿液歸一化平均拉曼光譜圖的圖形比較將經過平滑和歸一化處理后的骨量正常組、骨量減少組以及骨質疏松組的三組平均拉曼光譜進行對比,后面兩組的拉曼光譜譜峰相較于骨量正常組未見明顯的左右偏移。將峰強1000cm~(-1)處的位移作為例子,三組間的無統(tǒng)計學差異。在200 cm~(-1)至2000 cm~(-1)的波數范圍內總共找到10個特征峰,分別位于253 cm~(-1)、300 cm~(-1)、451 cm~(-1)、572 cm~(-1)、785 cm~(-1)、890 cm~(-1)、1000 cm~(-1)、1377 cm~(-1)、1434 cm~(-1)、1525 cm~(-1)處。在253 cm~(-1)之前,骨量正常組整體譜峰歸一化強度明顯高于骨量減少組及骨質疏松組,骨量減少組與骨質疏松組的拉曼譜線明顯向下移位。在300 cm~(-1)至1377 cm~(-1)范圍內,骨量正常組與骨質疏松組整體譜峰歸一化強度明顯高于骨量減少組,骨量減少組的拉曼譜線明顯向下移位。在1377 cm~(-1)之后,三組尿液歸一化平均拉曼光譜圖基本未見明顯差異。在253 cm~(-1)處,骨質疏松組與骨量正常組相比,P值小于0.01,有顯著統(tǒng)計學意義。骨量減少組與骨質疏松組相比,P值小于0.01,有顯著統(tǒng)計學差異。在1377 cm~(-1)處,骨質疏松組、骨量減少組分別與骨量正常組相比,P值小于0.01,有顯著統(tǒng)計學差異。骨量減少組與骨質疏松組相比,P值小于0.01,有顯著統(tǒng)計學差異。在1430 cm~(-1)處,骨量減少組與骨量正常組相比,P值小于0.05,有統(tǒng)計學差異。在1525 cm~(-1)處,骨質疏松組、骨量減少組分別與骨量正常組相比,P值均小于0.01,有顯著統(tǒng)計學差異。骨量減少組與骨質疏松組相比,P值小于0.01,有顯著統(tǒng)計學差異。3.骨量異常組與骨量正常組I_(1377)相對強度對比結果計算骨量正常組與骨質疏松組共計61位研究對象,各自在其特征峰1377 cm~(-1)處的相對峰強度——即波峰與波谷的比值,同時根據比值結果繪制散點圖,如圖6所示。圖中可見,骨質疏松癥病人與骨量正常者的散點圖分布有明顯差異,以1.4為分界值作橫線。骨質疏松癥病人的散點大部分集中在分界值橫線以下,而絕大多數的骨量正常者的尿液拉曼光譜I_(1377)/I_(1070)比值大于1.4。計算骨量正常組與骨量減少組共計60位研究對象,各自在其特征峰1377 cm~(-1)處的相對峰強度——即波峰與波谷的比值,同時根據比值結果繪制散點圖,如圖7所示。圖中可見,骨量減少的病人與骨量正常者的散點圖分布有明顯差異,以1.4為分界值作橫線。骨量減少的病人的散點大部分集中在分界值橫線以下,而絕大多數的骨量正常者的尿液拉曼光譜I_(1377)/I_(1070)比值大于1.4。而骨質疏松癥病人與骨量減少的病人散點圖分布無明顯差異,如圖8所示。為了更加進一步地驗證這種區(qū)分方法的準確度,可以通過判別分析法進行進一步的驗證,驗證的結果如表4、表5所示。采用這種區(qū)分方法對31例骨質疏松癥病人中的25例做出了正確的診斷,6例誤診;30例骨量正常者中的21例做出了正確診斷,9例誤診為骨質疏松癥。通過計算,診斷的靈敏度和特異度分別為80.6%和70.0%,綜合正確率為75.4%。對30例骨量減少的病人中的23例做出了正確的診斷,7例誤診;30例骨量正常者中的21例做出了正確診斷,9例誤診為骨質疏松癥。通過計算,診斷的靈敏度和特異度分別為76.7%和70.0%,綜合正確率為73.3%。4.三組尿液拉曼光譜的主成分分析以及判別分析結果將本實驗的3組實驗對象,共計91例標本的拉曼光譜分別以其1377 cm~(-1)處的峰強度為基準對其他9個剩余的特征峰進行峰值的歸一化處理,并且計算每一例拉曼光譜歸一化之后的特征值PCA得分。KMO取樣適切性量數為0.8530.6,說明數據適合做因子分析。巴特利特球形度檢驗顯著性P值為3.313E~(-299)0.05,也說明數據適合做因子分析。最終計算出兩個特征值大于1的主成分,累計貢獻率為85.977%,見表6。最后,利用計算得到的PCA得分來進行判別分析和檢查驗證。診斷骨質疏松的靈敏度為67.7%,特異度為86.7%,總體判別的準確度為77.0%;診斷骨量減少的靈敏度為63.3%,特異度為93.3%,總體判別的準確度為78.3%。結論:1、2型糖尿病患者骨量異常組和骨量正常組的尿液拉曼光譜圖在強度方面有差異;2、2型糖尿病骨質疏松組尿液拉曼光譜所顯示的生物分子信息與疾病生化指標改變相一致;3、尿液拉曼光譜檢測對診斷2型糖尿病骨量異常有參考意義。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R587.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 王虹;張少鴻;;血清激光拉曼光譜鑒別肺癌、慢性阻塞性肺疾病患者及健康人的價值[J];廣東醫(yī)學;2015年06期

2 陳瑤;代劍華;張華;周學謙;劉云杰;彭貴勇;;正常和癌變胃粘膜組織的共焦拉曼光譜初探[J];激光生物學報;2014年01期

3 李永增;馮尚源;林居強;陳冠楠;黃祖芳;謝樹森;陳榮;;生物組織拉曼光譜數據的統(tǒng)計分析[J];激光生物學報;2011年01期

本文編號：2799111