近30年来全球糖尿病患病率显著上升,我国糖尿病患病率为12.4%,其中2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)占90%以上 [ 1 ] 。代谢相关脂肪性肝病(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease,MASLD)定义为在至少存在一种心脏代谢危险因素的情况下,肝脏过量的甘油三酯积聚,其疾病谱包括:代谢相关脂肪肝、代谢相关脂肪性肝炎、代谢相关脂肪性肝纤维化、代谢相关脂肪性肝硬化 [ 2 ] 。T2DM与MASLD共病率高,T2DM患者中约65.0%发生MASLD,35.5%发生显著纤维化,较无糖尿病人群升高约1倍。二者互为因果、相互影响,共同促进疾病进展和动脉硬化性心血管病、慢性肾脏病、肝脏失代偿以及肝细胞癌等不良结局的发生 [ 3 ] 。
肝纤维化严重程度是评估MASLD进展和预后的重要指标 [ 4 ] ,因此,早期识别和干预肝纤维化对于改善T2DM合并MASLD患者预后至关重要。根据美国糖尿病学会发布的2023糖尿病诊疗标准,建议所有T2DM患者进行MASLD筛查和纤维化风险分层 [ 5 ] 。目前,常用的纤维化血清学诊断模型主要包括纤维化-4(fibrosis-4,FIB-4)指数与非酒精性脂肪性肝病肝纤维化评分(non-alcoholic fatty liver disease fibrosis score,NFS)。然而,这些模型主要用于筛查进展期肝纤维化,对肝纤维化的早期识别存在局限性。同时,在T2DM患者中,FIB-4指数及NFS的准确度均有所下降 [ 6 ] 。本研究拟构建预测T2DM合并MASLD患者显著纤维化风险的模型,并评估其效能,以优化T2DM患者的纤维化风险分层管理。
资料与方法
一、研究对象
本研究为横断面研究。选取2016年1月至2023年9月于南京鼓楼医院接受代谢手术并行术中肝活检的T2DM合并MASLD患者作为研究对象。纳入标准:(1)年龄≥18岁;(2)T2DM符合美国糖尿病学会定义的2020糖尿病诊断标准 [ 7 ] ;(3)MASLD符合《代谢相关(非酒精性)脂肪性肝病防治指南(2024年版)》定义的诊断标准 [ 3 ] 。排除标准:(1)其他内分泌紊乱(甲状腺、肾上腺、垂体疾病);(2)自身免疫性肝炎、药物性肝损害、原发性胆汁性肝硬化等其他肝病;(3)恶性肿瘤。本研究经南京鼓楼医院伦理委员会批准(2022-444-02),所有患者签署知情同意书。
二、研究方法
1.一般临床资料的收集和实验室指标的检测:收集研究对象的一般临床资料,包括年龄、性别、身高、体重、腰围、腰臀比、收缩压、舒张压。实验室指标包括空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、糖化血红蛋白(glycated hemoglobin A 1c,HbA 1c)、血小板(platelet,PLT)、丙氨酸转氨酶(alanine transaminase,ALT)、天冬氨酸转氨酶(aspartate transaminase,AST)、γ-谷氨酰转移酶(gamma-glutamine transpeptidase,γ-GT)、总胆红素(total bilirubin,TB)、结合胆红素(conjugated bilirubin,CB)、总蛋白(total protein,TP)、球蛋白(globulin,GLB)、白蛋白(albumin,ALB)、白球比(albumin to globulin ratio,AGR)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)。计算研究对象的体重指数(body mass index,BMI)和稳态模型2评估胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment-2 insulin resistance,HOMA2-IR),HOMA2-IR采用HOMA2计算器( https://www.dtu.ox.ac.uk/homacalculator/)进行计算。以上所有检测指标均于肝组织活检前1周之内检测。
2.肝活检肝脏病理诊断标准:肝脏活检标本由2位经验丰富的病理科医师评估肝脏组织学特征。依据美国非酒精性脂肪性肝炎临床研究网络评分(Non-Alcoholic Steatohepatitis Clinical Research Network,NASH-CRN)系统评价肝脏脂肪病变及肝纤维化程度。F0为无纤维化,F1为窦周或门脉周围纤维化,F2为腺泡3区窦周纤维化合并门脉周围纤维化,F3为桥接纤维化,F4为高度可疑或确诊肝硬化。F2及以上定义为显著肝纤维化 [ 8 ] 。
3.FIB-4指数及NFS计算公式:FIB-4=(年龄×AST)/(PLT×ALT 1/2) [ 9 ] ,NFS=-1.675+0.037×年龄+0.094×BMI+1.13×是否糖耐量受损或糖尿病(是即为1,否即为0)+0.99×AST/ALT比值-0.013×PLT(10 9/L)-0.66×ALB(g/dl) [ 10 ] 。
4.分组:基于R语言caret包将患者按8∶2随机分为训练集(360例)和验证集(90例)。
三、统计学分析
采用R 4.3.2与SPSS 26.0软件进行数据处理。正态分布的定量资料以表示,组间比较采用独立样本 t检验;非正态分布的定量资料以 M( Q 1, Q 3)表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验。定性资料以例(%)表示,组间比较采用 χ 2检验。以合并显著纤维化为因变量,以单因素分析得到差异有统计学意义的影响因素为自变量,根据赤池信息准则(akaike information criterion,AIC)进行多因素双向逐步logistic回归分析构建预测模型。通过受试者工作特征(receiver operator characteristic,ROC)曲线及曲线下面积(area under the curve,AUC)评估模型临床效用。采用Delong检验将本研究预测模型与FIB-4指数、NFS进行比较。双侧检验,以 P<0.05为差异有统计学意义。
结果
一、训练集与验证集临床资料的比较
本研究共纳入450例患者,年龄(34.35±8.99)岁,BMI(39.23±6.73)kg/m 2,男性占比40.0%,111例(24.67%)患有显著纤维化。训练集和验证集人群在临床资料比较方面,差异均无统计学意义( P>0.05, 表1 )。
二、T2DM合并MASLD患者发生显著纤维化风险的单因素及多因素logistic回归分析
在训练集中,根据肝脏活检病理结果,将T2DM合并MASLD患者分为无显著纤维化组(271例)及显著纤维化组(89例)。与无显著纤维化组比较,显著纤维化组男性占比较高,FPG、HbA 1c、HOMA2-IR、ALT、AST、γ-GT、CB水平较高,PLT、HDL-C水平较低,差异具有统计学意义(均 P<0.05, 表2 )。单因素logistic回归分析结果显示,性别、FPG、HbA 1c、HOMA2-IR、PLT、ALT、AST、γ-GT、CB、HDL-C与显著纤维化有关( P<0.05, 表3 ),对上述变量进行多因素logistic回归分析,采用双向逐步法并根据AIC最小准则筛选自变量,最终模型纳入HOMA2-IR、HbA 1c、PLT、γ-GT、CB、HDL-C 6个指标( 表4 )。
三、显著纤维化预测模型的构建与评价
根据多因素logistic回归分析结果建立预测模型:0.166×HOMA2-IR+0.183×HbA 1c(%)-0.003×PLT(10 9/L)+0.004×γ-GT(U/L)+0.324×CB(μmol/L)-1.135×HDL-C(mmol/L)-2.434。通过ROC曲线对预测模型进行区分度评估,AUC为0.73(95%CI 0.67~0.78, 图1A )。选择两个临界值来排除(-1.75)和预测(-0.40)显著纤维化。采用-1.75的较低临界值排除显著纤维化,具有89.9%的灵敏度。另一方面,使用-0.40的较高临界值预测显著纤维化具有较高的特异度,为90.4%( 表5 )。采用Delong检验将本研究预测模型与FIB-4指数、NFS比较,结果显示,本研究建立的预测模型诊断性能表现优于FIB-4指数( Z=2.590, P<0.01)、NFS( Z=3.676, P<0.01)。考虑到HOMA2-IR受空腹血糖和空腹胰岛素的影响,在T2DM患者的临床实际使用过程中,其取值可能存在一定波动。因此,进一步探讨去除HOMA2-IR后模型性能的变化,构建不包含HOMA2-IR的预测模型:0.153×HbA 1c(%)-0.004×PLT(10 9/L)+0.005×γ-GT(U/L)+0.325×CB(μmol/L)-1.338×HDL-C(mmol/L)-1.291。结果显示,在训练集中ROC AUC为0.72(95%CI 0.67~0.78, 图2A )。

图1 2型糖尿病合并代谢相关脂肪性肝病患者显著纤维化预测模型的受试者工作特征曲线。1A:训证集;1B:验证集
图2 2型糖尿病合并代谢相关脂肪性肝病患者包含与不包含HOMA2-IR的显著纤维化预测模型的受试者工作特征曲线。2A:训练集;2B:验证集
四、显著纤维化预测模型的验证
在验证集中进行模型验证,验证集患者年龄(33.96±7.55)岁,BMI(38.90±6.65)kg/m 2,41.1%为男性,22例(24.44%)患有显著纤维化,AUC为0.70(95%CI 0.58~0.81, 图1B )。通过使用-1.75的低临界值,该模型在验证组中的灵敏度和特异度分别为86.4%和41.2%;使用高临界值-0.40,预测显著纤维化的灵敏度和特异度分别为40.9%和83.8%( 表5 )。将不包含HOMA2-IR的模型应用于验证集数据,ROC AUC为0.67(95%CI 0.55~0.79, 图2B )。
讨论
T2DM与MASLD是常见的两大慢性进展性代谢性疾病,二者常常共存,互为危险因素,相互促进疾病进展。二者共病时,共同促进动脉硬化性心血管疾病、慢性肾脏病等不良结局的发生,带来沉重的疾病负担 [ 3 ] 。肝纤维化严重程度与T2DM合并MASLD患者预后密切相关,显著纤维化增加患者心血管事件的发生,进一步发展为进展期纤维化时,可增加患者肝硬化及肝细胞癌的风险及全因死亡率 [ 11 , 12 , 13 ] 。2023年10月,美国心脏学会提出“心-肾-代谢综合征”,强调心血管-肾病-内分泌代谢之间的密切联系,并建议糖尿病、糖尿病前期或≥2个代谢风险因素的患者,每1~2年使用FIB-4指数筛查肝纤维化 [ 14 ] 。因此,针对T2DM合并MASLD患者早期筛查其肝脏纤维化风险有助于改善患者预后,提高患者生活质量。
肝组织活检是肝纤维化诊断的“金标准”,但由于其有创性在临床中的接受程度较低。血清学诊断模型主要包括FIB-4指数与NFS,FIB-4指数最初作为评估慢性丙型肝炎感染患者肝脏纤维化风险,由年龄、ALT、AST、PLT组成;NFS主要用于评估MASLD患者进展期肝纤维化,基于年龄、BMI、是否糖耐量受损或糖尿病状态、ALT、AST、PLT、ALB [ 9 , 10 ] 计算得来。现有模型在T2DM人群中预测肝显著纤维化的准确性不够。一项荟萃分析显示,在T2DM患者中,FIB-4指数的ROC AUC较无T2DM患者显著降低 [ 15 ] 。另有研究显示,T2DM患者中FIB-4指数的诊断特异性降低,NFS的特异度和灵敏度准确性均有所下降 [ 6 , 16 ] 。考虑到T2DM疾病状态下代谢紊乱促进肝纤维化的发生发展 [ 17 ] ,但目前尚没有针对T2DM合并MASLD患者肝脏纤维化的特定指标。
本研究建立了针对T2DM合并MASLD人群构建预测显著纤维化风险的模型,并评估其效能。Delong检验结果显示,本研究建立的模型效能优于FIB-4指数和NFS。模型纳入的指标包括肝脏纤维化的传统危险因素PLT、γ-GT、CB,T2DM特异危险因素HbA 1c,脂代谢相关危险因素HDL-C及HOMA2-IR。既往研究已经证明,γ-GT可以有效预测肝纤维化及肝脏相关结局风险 [ 18 ] ;结合胆红素与肝小叶炎症密切相关,而炎症是纤维化发展过程的早期阶段 [ 19 ] ;此外,PLT与肝纤维化呈负相关,这主要与门静脉压升高、脾功能亢进以及肝脏产生的血浆促血小板生成素减少有关 [ 20 ] 。本研究结果显示,HbA 1c作为反映长期血糖控制的指标,是T2DM合并MASLD患者纤维化的预测因子,同时也表明血糖控制达标对于肝纤维化的预防和治疗具有重要意义。一项研究显示,平均HbA 1c每增加1%,肝纤维化分期增加的风险增加15% [ 21 ] 。值得注意的是,MASLD患者肝纤维化风险不仅受T2DM影响,也与其他心脏代谢危险因素相关。MASLD患者血脂异常的发生率较高,其中低水平的血清HDL-C也是MASLD进展的重要危险因素,与既往研究结果一致 [ 22 ] ,此外,有研究发现,低HDL-C水平与肝纤维化患者肝细胞癌风险增加有关 [ 23 ] 。2024年6月,欧洲肝病学会、欧洲糖尿病学会和欧洲肥胖症学会联合发布了最新版MASLD管理临床实践指南。该指南在新的诊断标准中取消了稳态型评估胰岛素抵抗指数这一指标,以减少诊断的复杂性、成本和实验室之间的可变性同时涵盖更多病因背景。然而,本研究显示,HOMA2-IR可有效预测T2DM合并MASLD患者肝脏显著纤维化风险,这与既往研究结果一致。胰岛素抵抗是T2DM与MASLD共同的病理生理基础,在疾病的发生发展中扮演重要角色,多项研究证实,胰岛素抵抗显著增加MASLD进展至显著肝纤维化的风险 [ 24 , 25 ] 。在T2DM患者中,胰岛素抵抗还有助于区分不同的代谢相关亚型。T2DM的不同亚型与疾病进展风险密切相关,一项前瞻性队列研究根据BMI、HbA 1c、年龄、胰岛素抵抗和敏感性指标,将T2DM分为多个具有不同特征的亚型,结果显示,严重胰岛素抵抗的患者在5年随访中发生肝纤维化的风险最高 [ 26 ] 。然而由于胰岛素抵抗在发病机制、疾病分型和疾病发展进程中发挥重要作用,其在临床管理中仍对指导治疗和评估风险仍具有重要价值。此外,在临床实际使用过程当中,HOMA2-IR值可能会由于空腹血糖及胰岛素指标的波动而变化,我们进一步构建不包含HOMA2-IR的预测模型,结果显示,其AUC略有下降,但仍具有一定的诊断效能。
本研究尚存在一些局限:(1)纳入的人群为在南京鼓楼医院行代谢手术的T2DM合并MASLD患者,患者的BMI偏高,采用内部验证,在未来工作中仍需要通过纳入BMI范围更广的患者以及多中心、大样本量的研究以验证其在大众中的有效性。(2)未来还可以尝试在模型中联合肝脏纤维化直接标记物,例如透明质酸、Ⅳ型胶原、层黏连蛋白、Ⅲ型前胶原,以及基质金属蛋白酶和金属蛋白酶组织抑制因子。这些标记物的血清含量与肝纤维化程度呈正相关,联合应用可能进一步提升模型的预测能力。
综上,本研究构建了一个可用于预测T2DM患者合并MASLD患者显著肝维化的预测模型,模型包括HOMA2-IR、HbA 1c、PLT、γ-GT、CB和HDL-C指标;并通过验证证明其具有良好的预测性能。该模型有望促进T2DM合并MASLD患者显著肝纤维化的早期识别,从而改善疾病预后。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
参考文献略
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