《Journal of Endocrinological Investigation》:Worse muscle mass loss in adrenal Cushing syndrome vs. Cushing’s disease: a comparative evaluation of chemiluminescence and LC-MS/MS cortisol assessment
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目的:肌肉质量丢失是库欣综合征(Cushing's syndrome,CS)的严重并发症。本研究旨在比较库欣综合征两种亚型之间的肌肉质量丢失情况,并评估全面的液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)类固醇谱分析联合化学发光法(chemiluminescence
目的:肌肉质量丢失是库欣综合征(Cushing's syndrome,CS)的严重并发症。本研究旨在比较库欣综合征两种亚型之间的肌肉质量丢失情况,并评估全面的液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)类固醇谱分析联合化学发光法(chemiluminescence,CL)的临床价值。
方法:在一项回顾性队列研究中,纳入78例绝经前女性(37例库欣病[Cushing's disease,CD]和41例肾上腺库欣综合征[adrenal Cushing syndrome,ACS]),比较临床特征、肌肉质量及11种类固醇激素水平。此外,分析肌肉质量指数(四肢骨骼肌质量/身高平方,ASM/height2)与内分泌变量之间的独立关联。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析评估CL和LC-MS/MS皮质醇检测对肌肉耗竭的预测价值。
结果:CD患者的血清及尿皮质醇、血清促肾上腺皮质激素(ACTH)、睾酮、雄烯二酮、脱氢表雄酮(DHEA)、脱氢表雄酮硫酸酯(DHEA-S)及可的松浓度均高于ACS患者,且CD患者的肌肉质量亦高于ACS患者。在完全校正的多变量线性回归模型中,血清皮质醇与ASM/height2维持负相关趋势,而体质指数(BMI)和库欣综合征亚型是主要的独立决定因素。CL组的曲线下面积(AUC)为0.717,LC-MS/MS组的AUC为0.728。
结论:在绝经前女性中,CD患者的肌肉质量显著高于ACS患者,这可能提示ACS患者的肌病严重程度更高。库欣综合征的肌肉消耗是一个由机械负荷、亚型特异性雄激素状态及皮质醇暴露共同驱动的多因素过程。此外,CL皮质醇检测提供了一种可靠、可及的一线评估工具,而LC-MS/MS通过多种类固醇谱分析提供了附加价值。
一、研究背景与目的
库欣综合征(Cushing's syndrome,CS)是由长期过量皮质醇暴露(内源性或外源性)所致的一类疾病,年发病率为每百万人2–8例。内源性CS分为促肾上腺皮质激素(ACTH)依赖型和非ACTH依赖型两类。库欣病(Cushing's disease,CD)是ACTH依赖型CS最常见病因,由垂体ACTH分泌性肿瘤引起;而异位ACTH综合征和异位促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)综合征为更罕见的ACTH依赖型病因。相反,非ACTH依赖型CS主要由良性肾上腺皮质腺瘤自主分泌糖皮质激素所致,即肾上腺库欣综合征(adrenal Cushing syndrome,ACS)。
肌肉质量丢失是CS患者的常见并发症之一,影响患者生活质量和预后。肌肉质量丢失是多种内外因素共同作用的结果,其中内分泌代谢系统改变主要源于激素浓度变化。皮质醇、睾酮、生长激素(GH)和胰岛素样生长因子-I(IGF-1)在肌肉合成代谢和分解代谢中发挥重要作用。研究人员既往中心研究已表明,ACS患者的骨丢失较CD患者更为严重,据此推测不同病因的CS可能对肌肉质量产生不同影响。具体而言,除皮质醇的分解代谢效应外,肾上腺雄激素(如DHEA和睾酮)可能对肌肉具有保护作用,这可能是导致CD与ACS患者肌肉质量差异的关键因素。
既往研究多采用传统化学发光法(chemiluminescence,CL)检测激素,由于结构相似的类固醇(如皮质醇和可的松)之间的交叉反应及基质干扰,常导致假阳性/假阴性结果。相比之下,液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)具有样本量小、分析时间短、特异性高等优势。因此,本研究旨在比较CD与ACS两种CS亚型之间的肌肉质量丢失差异,并评估LC-MS/MS全面类固醇谱分析联合CL检测的临床价值。
二、研究设计与主要技术方法
研究人员开展了一项回顾性队列研究,纳入2007年1月至2024年11月在天津医科大学总医院内分泌与代谢科随访的283例CS患者,经严格排除标准筛选后,最终纳入78例绝经前女性患者,其中CD组37例、ACS组41例。主要技术方法包括:采用双能X射线吸收测定法(DXA)测量肌肉质量,以四肢骨骼肌质量/身高平方(ASM/height2)作为肌肉量指标,并根据2019年亚洲肌少症工作组(AWGS 2019)标准将ASM/height2 < 5.5 kg/m2定义为肌肉质量丢失;采用CL法检测常规内分泌激素;由于样本可用性限制,对亚组患者(n=21,其中CD 9例、ACS 12例)采用LC-MS/MS定量分析11种类固醇激素。
三、主要研究结果
患者基线特征: 两组患者在发病年龄、病程、BMI、高血压或糖尿病患病率、空腹血糖及维生素D水平方面均无显著差异。CD组BMI(27.5±4.9 kg/m2)高于ACS组(25.7±5.0 kg/m2),虽未达统计学显著差异(p=0.064),但值得持续关注。
肾上腺皮质功能、性腺轴激素及其他内分泌激素比较: 与ACS组相比,CD患者基础血清皮质醇(CD 34.0±12.9 vs. ACS 28.4±8.8,p=0.029)、基础血清ACTH(CD 76.4±47.4 vs. ACS 6.06±0.42,p<0.001)及24小时尿游离皮质醇(UFC)(CD 678±540 vs. ACS 393±243,p=0.031)水平均显著升高。CD组血清睾酮(CL法测定,ng/dl)亦显著高于ACS组(CD 58.7±31.5 vs. ACS 31.8±24.5,p<0.001)。两组间促卵泡激素、促黄体生成素、催乳素、雌二醇和孕酮等其余性腺轴激素无显著差异,游离三碘甲状腺原氨酸、游离甲状腺素和促甲状腺激素亦无显著差异,GH和IGF-1在两组间亦无显著差异。
肌肉质量比较: CD组ASM/height2显著高于ACS组(CD 6.16±0.92 vs. ACS 5.69±0.82,p=0.019),且CD组下肢肌肉质量亦显著高于ACS组(CD 11.8±1.7 vs. ACS 11.0±1.8,p=0.049)。两组间上肢肌肉质量、躯干肌肉质量和四肢骨骼肌质量无显著差异。
11种类固醇浓度比较: 在LC-MS/MS检测的亚组中,CD组血清睾酮(pg/ml,CD 251±24 vs. ACS 118±9.0,p<0.001)、雄烯二酮(CD 1750±280 vs. ACS 485±70,p=0.002)、脱氢表雄酮(DHEA)(CD 6260±930 vs. ACS 662±35,p<0.001)、皮质醇(×105 pg/ml,CD 2.31±0.23 vs. ACS 1.52±0.08,p=0.009)、脱氢表雄酮硫酸酯(DHEA-S)(CD 2.84±0.54 vs. ACS 0.21±0.05,p=0.001)及可的松(×104,CD 2.43±0.12 vs. ACS 1.99±0.14,p=0.035)均显著高于ACS组。孕酮、17-羟孕酮、11-脱氧皮质酮、皮质酮和11-脱氧皮质醇在两组间无显著差异。
肌肉质量指数的多变量分析: 在完全校正的多变量线性回归模型(R2=0.672,p<0.001)中,BMI是ASM/height2的主要正向独立决定因素(β=0.757,p<0.001),而CS亚型(CD vs. ACS)与更严重的肌肉质量丢失显著相关(β=?0.153,p=0.041)。病程无独立影响(β=0.009,p=0.898)。血清皮质醇在校正主要混杂因素后虽未达统计学显著(β=?0.123,p=0.088),但仍与ASM/height2保持一致的负相关趋势。
ROC曲线分析: 以ASM/height2 < 5.5 kg/m2定义肌肉质量丢失,CL组皮质醇预测肌肉质量丢失的AUC为0.717(95% CI 0.606–0.829,p=0.002),LC-MS/MS组AUC为0.728(95% CI 0.575–0.880,p=0.018),两种检测方法的诊断效能相当。
四、讨论与结论
肌病是CS的常见并发症,患病率为42%–83%,主要特征为骨骼肌质量减少和力量丧失。本研究首次报道了不同CS亚型间肌肉质量的显著差异,CD患者肌肉质量高于ACS患者,提示ACS患者肌病严重程度更高。这一差异可能与两组间的激素浓度差异有关。
肌肉消耗的机制涉及多因素调控网络:皮质醇通过激活泛素-蛋白酶体和自噬系统促进肌肉蛋白分解,抑制氨基酸向肌肉转运,并通过抑制mTOR信号通路下调肌肉蛋白合成,同时刺激肌肉生成肌生成抑制素(myostatin)以减少肌肉质量。然而,CD组皮质醇浓度虽高于ACS组,肌肉质量并未降低,研究人员推测这是因为CD患者作为ACTH依赖型,高浓度ACTH同时驱动皮质醇和雄激素(如DHEA和睾酮)的分泌,后者具有合成代谢活性,在一定程度上拮抗了皮质醇对肌肉代谢的分解效应。ACS患者因ACTH受抑制而存在显著的雄激素分泌不足,导致更严重的肌肉丢失。骨骼肌与骨作为由共享内分泌通路调控的“骨肌单元”,研究人员既往研究已证实肾上腺源性雄激素保护绝经前CS女性的骨密度,本研究将这一发现从骨延伸至骨骼肌,表明ACS患者中ACTH抑制导致的肾上腺雄激素缺乏同时损害骨肌单元的两个组成部分。
在临床检测方面,CL和LC-MS/MS两种方法检测皮质醇在预测肌肉质量丢失方面表现出相当的诊断准确性,证实临床医生可依赖广泛可及的免疫测定作为评估皮质醇诱导肌肉耗竭的实用一线工具,而LC-MS/MS在需要精确多类固醇谱分析时仍具重要价值。
研究结论: 在绝经前女性中,CD组肌肉质量显著高于ACS组,提示ACS患者肌病更为严重。CD组皮质醇、ACTH和睾酮浓度均高于ACS组。库欣综合征的肌肉耗竭是受体重负荷、亚型特异性雄激素状态和慢性皮质醇暴露共同影响的多因素结局。此外,CL和LC-MS/MS皮质醇检测均可为预测肌肉质量丢失提供可靠的诊断性能。CL提供可靠、可及的一线评估方法,而LC-MS/MS全面类固醇谱分析已成为CS及更广泛肾上腺皮质疾病诊断、病因学和预后评估的重要工具。LC-MS/MS并非单纯替代标准皮质醇检测,而是通过同时定量前体和雄激素通路提供独特的临床价值,从而深化对高皮质醇血症中亚型特异性病理生理学的理解。