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甲状腺功能障碍与2型糖尿病的关系:前瞻性观察性研究的荟萃分析

摘要

背景

糖尿病和甲状腺疾病是内分泌学和代谢领域的两个广泛关注的领域。甲状腺激素浓度的变化,即使在正常范围内,也可能预示2型糖尿病(T2DM)的发生,特别是在有糖尿病前期的人群中。然而,目前的证据好坏参半。

方法

通过MEDLINE和Embase的数据库搜索,到2021年5月1日确定评估糖尿病发病率的前瞻性研究。采用Sidik-Jonkman随机效应模型和三次样条模型评估T2DM患者甲状腺功能/激素水平与T2DM和心血管疾病(CVD)风险之间的相关性和剂量-反应关系。

结果

共纳入12项前瞻性研究。我们发现,高基线TSH水平与T2DM风险增加17%相关(RR 1.17, 95% CI 1.01, 1.36;2= 78%,P<0.01),高于正常TSH水平。FT3较低(RR 1.40, 95% CI 1.09, 1.80;2= 59%,P=0.03)和低FT4 (RR 1.33, 95% CI 1.04, 1.71;2= 62%,P=0.02)与T2DM风险显著相关。三次样条模型与TSH呈j型关系,与FT3、FT4呈倒j型关系。四项研究对心血管事件和全因死亡进行了前瞻性评估,但与甲状腺功能异常无关。

结论

我们的meta分析表明,异常的甲状腺激素水平与T2DM风险增加相关,与TSH呈j形关系,与FT3和FT4呈倒j形关系。

试验注册

普洛斯彼罗的注册号码:CRD42021225695

同行评审报告

背景

2型糖尿病(T2DM)是一种由胰腺β细胞功能障碍和外周血胰岛素抵抗引起的慢性代谢疾病。全球患病率为9.1%,相当于4.15亿成年人患有这种疾病[1].2型糖尿病是一种复杂的疾病,由遗传和生活方式因素共同引起。最近,有证据表明,低循环水平的甲状腺激素,即使在正常参考浓度内,也可能与T2DM的风险升高有关,特别是在糖尿病前期人群中[2].

像糖尿病一样,甲状腺功能障碍来自疑难解的激素分泌。来自科罗拉多甲基甲状腺疾病的最新数据患病率研究表明,9.5%的参与者占甲状腺刺激激素(TSH)的升高;相反,2.2%有低Tsh [3.].甲状腺激素轴包括TSH、甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3),这些都是维持甲状腺正常功能所必需的。这些激素的不平衡可能导致代谢过度活跃(甲状腺机能亢进;甲状腺激素过多)或活动不足(甲状腺功能减退;甲状腺激素不足)。根据失衡的严重程度,甲亢和甲减可分为临床和亚临床两种类型,其中亚临床类型最为常见[4].亚临床甲状腺功能障碍通常定义为TSH异常但T4浓度正常。有无症状可能与T4水平无关[56].亚临床甲状腺功能障碍虽然轻微,但也与多种并发症有关,包括心血管疾病(CVD) [7]、慢性肾脏疾病[8和儿童1型糖尿病[9].

多项研究表明,甲状腺功能障碍与2型糖尿病相关[10- - - - - -12].一些研究表明,糖尿病和甲状腺疾病相互之间存在双向影响[1013].第三次全国健康和营养检查调查(NHANES III)是一项大型横断面调查研究,包括美国17353名参与者,显示研究人群中4.6%的人患有甲状腺功能减退症,1.3%的研究对象患有甲状腺功能亢进[14].此外,NHANES III发现,与非糖尿病患者相比,糖尿病患者甲状腺功能障碍的发生率更高。

甲状腺激素已被证明可以调节碳水化合物代谢和胰腺功能[15].相反,糖尿病对甲状腺功能的影响也不尽相同。例如,TSH对促甲状腺激素释放激素的反应已被证明在糖尿病中受损,导致甲状腺功能减退和伴随的T3水平降低[16].根据高血糖诱导的去碘酶活性可逆降低和甲状腺素肝脏浓度的研究表明,糖尿病患者T3水平的降低也可能是由于T3从T4转化的水平较低[17].其他研究表明,短期内T3过量可能导致胰岛素抵抗;从而导致T2DM [1819].

然而,甲状腺激素水平与2型糖尿病风险之间的关系仍然存在高度争议,人类研究显示了相互矛盾的结果。一些报告表明,高TSH和低游离甲状腺素水平对高血糖和胰岛素抵抗有积极作用[20.- - - - - -23,但一些人声称在他们的研究中没有发现这种关系[24].因此,有必要对TSH、游离甲状腺素与T2DM之间的关系进行综合评价。此外,几乎所有以前的分析都集中在研究TSH和游离甲状腺素基线水平对2型糖尿病风险的影响[25- - - - - -27,但很少有研究探讨甲状腺激素水平对2型糖尿病风险的剂量-反应影响,因此本文进行了分析。

方法

数据源和搜索

所有数据来源均来自EMBASE和MEDLINE图书馆。系统检索2021年5月1日之前的出版物,包括甲状腺功能(激素水平)与T2DM风险之间的相关性前瞻性研究,以及T2DM受试者中甲状腺功能、CVD和CVD相关结局之间的相关性前瞻性研究。关键词包括“糖尿病”、“2型糖尿病”或“T2DM”和“亚临床甲状腺功能障碍”、“甲状腺功能”、“甲状腺功能亢进”、“甲状腺功能减退”、“促甲状腺激素”、“游离甲状腺素”、“T3”或“T4”。布尔逻辑运算符AND用于组合糖尿病和甲状腺功能术语,以及这些类别中的术语之间的运算符OR。所有搜索都仅限于英语和成人。此外,相关文章的参考书目和当前的综述文章被手动筛选潜在的相关文章。详细的电子搜索策略显示在补充文件

学习选择

系统评价和荟萃分析(PRISMA)首选报告项目用于报告本分析中包含的系统评价[28].包括评估甲状腺功能(或甲状腺激素)与2型糖尿病风险之间相关性的前瞻性观察研究。评估T2DM受试者中甲状腺功能(或激素水平)对CVD和CVD相关结果的影响的研究也被纳入。为了排除出版物,采用了以下排除标准:(1)非原创研究(综述、荟萃分析、会议摘要、社论、信件或评论);(2)包括18岁以下人群或孕妇的研究;(3)非前瞻性研究设计,包括横断面、病例对照或回顾性队列研究;(4)有恶性、严重感染性疾病的患者,未报告基线甲状腺功能或甲状腺激素水平对T2DM或CVD/CVD相关事件风险的比值比(OR)或危险比(HR)的研究。

对于所有的搜索结果,都删除了重复的文章,并进行了标题和摘要评审,以排除明显不相关的文章。根据上述纳入和排除标准,使用全文综述筛选其余的文章,以确定合格的文章。两名独立调查员(y.w和x.z)审查了每一篇合格的文章,并负责确定将哪些出版物列入最终分析。任何不符之处将与第三位调查员(F.R.)讨论。

数据提取和质量评估

Y.W.从所有选定的文章中提取数据和相关信息,并输入到标准表格中。内容包括文章的一般信息(第一作者姓名、发表年份和国家)、参与者(参与者人数和T2DM/CVD/CVD相关病例、性别百分比、种族百分比、年龄范围、BMI均值/中位数/范围、甲状腺药物使用情况)、研究设计(随访年份、结果、调整变量、和比较)。如果来自同一研究人群的两篇文章都报告了HRs/ORs,则选择样本量更大的那篇。数据和信息的准确性得到了另一位研究者(F.R.)的证实。

应用纽卡斯尔-渥太华量表(NOS)来评估已确定的前瞻性研究的质量[29].根据NOS量表的选择、可比性和结果三个因素将研究分为低质量(≤6星)和高质量(> 6星)。

数据合成与分析

我们分析了有关甲状腺功能/激素水平和T2DM风险的研究,以及与T2DM患者甲状腺功能相关的心血管疾病风险的研究。我们使用Sidik-Jonkman随机效应模型估计了合并相对风险(rr)及其相应的95%置信区间(CIs) [30.].研究之间的异质性由Cochran’s进行评估值为P< 0.10作为具有统计学意义的结果的指标。异质性的比例由2指数(2> 25%表示中等或高度异质性)。

为了确定异质性的主要来源并评估合并结果的稳健性,进行了预先指定的亚组分析。研究参与者的子群因素包括特征包括参与者的年龄(< 60年,≥60年,不是报道),性别(女性< 50%,女性≥50%,不是报道),BMI(体重正常、超重或肥胖不是报道),和甲状腺药物(甲状腺替代或抗甲状腺药物)使用(不,混合,不报道);研究设计特点:研究地点(亚洲、欧洲、美国,未报道)、样本量(≤中位数,>中位数,未报道)、随访时间(≤5年,> 5年,未报道);NOS评分(6、7、8星)。纳入研究的发表偏倚通过漏斗图直观探讨,并通过Begger调整后的秩相关检验进行检验[31].

此外,为了评估甲状腺功能水平(包括TSH、FT3和FT4浓度)与T2DM是否存在剂量-效应关系,我们进行了剂量-效应荟萃分析。应用三次样条回归模型拟合甲状腺功能水平和T2DM的关系形状,使用3个固定结,分别在10%、50%和90%的百分位数。

进行了敏感性分析,以评估单个研究的结果是否会显著影响甲状腺功能水平和T2DM的综合结果。

所有分析都是使用R软件包(3.6.0版,统计计算,维也纳,奥地利)和Stata(第14版; Statacorp,大学站,TX)进行的所有分析。一个双尾的P< 0.05被认为有统计学意义。

结果

使用电子和人工搜索,在删除945个重复的物品后,共识别出7184件物品。经过标题/摘要筛选,151篇文章被纳入全文。其中,共纳入14篇文献,其中10篇(12篇研究)分析甲状腺状态与T2DM风险之间的关系,另外4篇(4篇研究)评估T2DM患者甲状腺状态与CVD预后之间的关系(图)。1).

图。1
图1

产品选择流程图

纳入前瞻性研究的特点

在对甲状腺功能水平与T2DM风险之间关系的最终分析中,我们确定了来自8个国家的12项前瞻性研究,其中包括337823名参与者中的17828例T2DM患者,中位随访时间为6年。这些研究均为大规模研究,样本量从2316个到91120个,NOS质量量表范围为6-8颗星,为高质量研究。大部分研究(n=10)侧重于DM或T2DM的发生率,而一项研究评估糖尿病死亡率,一项研究测量空腹血糖水平。所纳入研究的摘要见表1

表1在荟萃分析中研究了16项前瞻性观测研究的研究特征

此外,确定了4项前瞻性评估CVD的研究,3项来自中国,另1项来自荷兰。这些研究共纳入3449例T2DM患者,随访时间为2.0-9.6年。样本量556 ~ 1265份,所有研究NOS评分均为6星。

甲状腺功能水平与T2DM风险

12项研究的Meta分析证明,高基线TSH水平与T2DM风险较高的17%(RR 1.17,95%CI 1.01,1.36;2= 78%,P< 0.01),与正常TSH相比(图。2A).血清FT3浓度低显著相关(RR 1.40, 95% CI 1.09, 1.8;2= 59%,P= 0.03)和低FT4 (RR 1.33, 95% CI 1.04, 1.71;2= 62%,P= 0.02)。3.乐队4b)。但是,低TSH水平(RR 1.00,95%CI 0.80,1.25;2=71%), FT3高(RR 1.17, 95% CI 0.85, 1.60;2=0%), FT4较高(RR 1.08, 95% CI 0.97, 1.19;2发现87%)未与T2DM风险显着相关(图。2B,3.一个,4A).此外,作为连续变量,TSH (RR 1.02, 95% CI 0.96, 1.09;2=61%), ft3 (rr 1.16, 95% ci 0.55, 2.44;2=65%),或FT4 (RR 1.02, 95% CI 0.95, 1.10;2=88%)与2型糖尿病风险无显著相关性(图3)。2C,3.C,4C).使用贝格氏试验对上述任何分析均未检测到实质性的发表偏倚。

图2
figure2

血清TSH水平(包括高TSH水平)相关性的meta分析:>2.21 mIU/L (一个),低TSH水平< 1.5 mIU/L (B), TSH水平为连续变量,中位值为1.95 mIU/L (C)和2型糖尿病风险

图3.
图3

血清FT3水平(包括高FT3水平)相关性的meta分析:> 7.1 pmol/L (一个),低FT3水平< 2.8 pmol/L (B)和FT3水平作为连续变量,中位数为4.77 pmol / l(C)和2型糖尿病风险

图4.
装具

血清FT4水平(包括高FT4水平)相关性的meta分析:> 27.65 pmol/L (一个),低FT4水平< 15.32 pmol/L (B), FT4水平为连续变量,中位值为17.18 pmol/L (C)和2型糖尿病风险

甲状腺功能水平与T2DM风险之间的剂量 - 反应关联

为了进一步评估甲状腺功能水平与T2DM风险之间的剂量-反应关系,我们对9项研究进行了回归模型分析。TSH水平与T2DM风险呈线性正相关。血清TSH水平高于5.0 mIU/L(正常的上限),T2DM风险更高,而血清TSH每增加1 mIU/L, T2DM风险就增加11.4% (95% CI 1.052, 1.178)。5A, B)。在T2DM风险人群中,FT3和FT4水平之间存在负线性关系。血清发生/ FT4水平低于2.8/10.75 pmol / L,发生的最低浓度、FT4分别与二型糖尿病的风险很高,而且每个1 pmol / L降低血清发生/ FT4相关为23.0% (95% CI 1.149, 1.316)或16.8% (95% CI 1.099, 1.242)的海拔2型糖尿病风险,分别(无花果。5氟)。在调整了与甲状腺功能相关的变量后,相关性仍然是一致的和显著的。

图5.
figure5

血清TSH水平与T2DM风险的剂量-反应关系(一个B),血清FT3水平和T2DM风险(CD)、血清FT4水平与T2DM风险(EF).在9个前瞻性研究中,使用限制性三次样条回归曲线拟合非线性关系

亚组和敏感性分析

由于数量有限的研究包括,子群分析TSH-T2DM协会分层按年龄(年龄< 60岁和≥60岁),性别(女性≥50%和女性< 50%),研究位置(亚洲和欧洲/美国)、体重指数(正常、超重/肥胖),后续年(≤5年,> 5年),甲状腺药物用户(不,混合,和未报道的),样本量(≤中位数和>中位数),质量评分(6、7、8星)。在随访时间超过5年的正常体重参与者的研究中发现了高水平TSH和T2DM之间的显著相关性,但在超重或肥胖或随访时间小于或等于5年的参与者中却没有发现TSH和T2DM之间的显著相关性P交互值<0.05)(表2).此外,没有报告甲状腺药物使用信息的研究倾向于在低水平TSH和T2DM高风险之间存在显著关联,但在使用者和非使用者中均不存在[2736) (P交互作用值= 0.007)。

表2 TSH高、低水平与T2DM风险相关的分层meta分析

2型糖尿病患者的甲状腺功能水平、心血管疾病和全因死亡风险

对4项报道CVD结果的研究进行的meta分析显示,TSH水平的高低与CVD风险或全因死亡风险均无关(图1)。6).两项研究在低TSH和CVD风险方面的异质性相对较高(2= 84%,P= 0.01)。使用贝格氏试验对上述任何分析均未检测到实质性的发表偏倚(P乞丐> 0.05)。

图6.
figure6

CVD患者中血清TSH水平(高TSH水平和低TSH水平)的血清TSH水平(高TSH水平和低TSH水平的关联的荟萃分析及T2DM患者的全因死亡

讨论

本meta分析的目的是评估甲状腺功能与2型糖尿病之间的关系。我们发现,高TSH和低FT3/FT4与T2DM的发病风险相关,随着TSH的升高和甲状腺激素的降低,T2DM的发病风险呈剂量依赖关系。研究表明,TSH每升高1 mIU/L, FT3或FT4降低1 pmol/L,在正常人群中,T2DM风险分别增加11%、23%和16.8%。在T2DM患者中,甲状腺功能检查与CVD或全因死亡率无关;这可能是由于研究的数量有限,在这一领域的额外研究是必要的。

我们的研究结果证实,甲状腺功能减退似乎与T2DM风险升高有关。先前的一项综述研究了亚临床甲状腺功能减退和糖尿病并发症之间的关系[43在2型糖尿病。本研究通过对36个病例对照和横断面研究的meta分析发现,与普通人群相比,T2DM患者更容易出现亚临床甲状腺功能减退,伴有亚临床甲状腺功能减退的T2DM患者更容易出现并发症(如糖尿病肾病、视网膜病变和周围神经病变)。大量研究表明,糖尿病和甲状腺之间的关系可能是双向的[44].糖尿病前期和2型糖尿病早期发现的高胰岛素水平可刺激甲状腺组织增生,导致甲状腺肿大和结节形成[4546].甲状腺功能障碍可能反过来影响糖尿病患者的糖代谢。血清TSH的变化与糖化血红蛋白(HbA1c)的变化相关[47].据报道,血糖控制的改善与主要心血管事件的减少显著相关[48].因为甲状腺机能亢进可能会使糖尿病患者的血糖控制恶化,而甲状腺机能减退则会增加低血糖的风险,因此两者都可能增加心血管疾病的风险[49- - - - - -51].然而,我们没有观察到低TSH、高FT3或高FT4与T2DM风险之间的显著相关性。这可以部分解释为“j型”或“倒j型”关系,与TSH高、FT3低、FT4低相比,TSH低、FT3低、FT4低的相关性较弱。甲状腺功能亢进和减退有不同的潜在机制影响血糖稳态。甲状腺机能亢进可促进高血糖[52和降低胰岛素的半衰期,导致降解速度加快和生物非活性胰岛素前体释放增强[1853].至于甲状腺功能减退症,血糖代谢会因肝脏葡萄糖生成率降低而受到影响[54和胰岛素需求量的降低。横断面研究发现,糖尿病患者甲状腺功能减退(~30%)的患病率远高于甲状腺功能亢进(12%)[55].然而,关于甲状腺功能减退和甲状腺功能亢进哪一种更有可能发展为糖尿病的直接前瞻性证据有限,这需要一个精心设计的前瞻性研究提供进一步的证据。

在T2DM患者中,大量证据表明,年龄、性别(女性)、肥胖和甲状腺过氧化物酶抗体阳性与甲状腺功能减退风险增加相关[4956- - - - - -58].亚临床甲状腺功能减退症的患病率随着年龄的增长而增加[10- - - - - -1216- - - - - -19].男性和女性的甲状腺功能障碍倾向不同[59]发现肥胖症与甲状腺功能减退症有显着相关[60].一项对36项研究的meta分析证实,60岁以上的女性和2型糖尿病患者亚临床甲状腺功能减退的患病率更高[43].此外,横断面观察研究1508名成人2型糖尿病患者在印度发现了一个明显的甲状腺功能减退患者老年2型糖尿病的风险增加(> 65岁)或4.2,和一个明显区别男性和女性(或4.82和2.60),和肥胖患者和肥胖(或2.56和3.11)(61].然而,我们的亚组分析发现,无论性别(女性≥50% vs. < 50%)、研究参与者的年龄(< 60岁vs.≥60岁)以及结果(T2DM vs. T2DM & T1DM),甲状腺功能减退与T2DM风险之间存在一致且正相关关系。甲状腺功能减退会导致基础代谢率和生热作用降低,并导致体重增加[62].众所周知,超重/肥胖是T2DM的明显风险[63].我们有理由推断TSH与T2DM的相关性在超重或肥胖人群中更强。然而,我们的研究显示了一个矛盾的结果:在超重/肥胖人群中,高TSH和T2DM风险之间的关联并不显著。这可能是由于我们的BMI亚组仅根据所有参与者的平均BMI水平,因为没有确定的研究报告BMI亚组的结果,并不能代表确切的超重/肥胖人群。类似地,发现了一个重要的药物使用亚组;然而,非使用者和混合使用者之间的差异不显著。很少有研究探讨性别和年龄差异对甲状腺功能与T2DM之间的关系,也没有发现任何统计学意义[39].受年龄、性别和BMI状态影响的性激素可能进一步在T2DM和甲状腺功能中发挥复杂的作用[64].由于参与者的年龄、性别和BMI组的比例不同,以及有限的相关研究使我们无法评估这些因素的相互作用。

甲状腺功能减退和甲状腺功能亢进都能影响胰岛素的代谢,从而引起胰岛素抵抗[39,提示甲状腺功能与糖尿病之间可能存在非线性的u型关系。在以人群为基础的德黑兰甲状腺研究中观察到FT4水平和代谢综合征发病率之间的l型关系[65].我们的剂量 - 响应分析9研究描绘了与TSH和倒置-J形关系的J形关系与T2DM的FT3和FT4水平,显示出TSH水平升高和FT3和FT4水平减少的T2DM的风险相对高.大多数包括研究中的甲状腺功能级别的范围是半闭合间隔,仅在参考范围的一侧有值。我们假设这可能是我们没有检测到U形关系的原因。即使在6235个Euthyroid受试者的7年纵向研究没有预先存在的T2DM25].这些结果表明,甲状腺激素水平较低可能会增加胰岛素抵抗和糖尿病的风险。6667].我们评估了T2DM患者中CVD对CVD的影响,并没有找到协会,但这是基于4项研究。

在本研究中,我们对前瞻性研究进行了综合meta分析,以评估T2DM患者甲状腺功能与CVD预后之间的关系。所有纳入的研究均足够高质量,NOS评分≥6分,样本量大(556-91,120)。此外,通过预先指定的因素分层的亚组分析和敏感性分析来探索和评估潜在的异质性。有几个限制值得考虑。首先,大多数评估T2DM进展的研究来自中国,未来的分析应纳入设计更完善、规模更大、随访时间更长的研究。其次,只有少数研究报道了血糖水平,评估了甲状腺功能与血糖水平的关系。第三,大多数研究没有区分1型和2型糖尿病。此外,只有一项研究[35]评估甲状腺过氧化物酶抗体滴度。最后,出版物偏见和观察性研究中固有的剩余混淆也会进一步考虑。

结论

总之,我们的荟萃分析表明,甲状腺功能障碍与T2DM风险增加相关。虽然现有的研究有限,但没有证据表明甲状腺功能障碍与2型糖尿病的CVD事件和全因死亡率相关。因此,在有糖尿病危险因素的患者中测量TSH可能有助于进一步评估T2DM的发展风险。

数据和材料的可用性

本研究中产生或分析的所有数据均包含在本文中。

缩写

置信区间:

置信区间

心血管疾病:

心血管病

糖化血红蛋白:

糖化血红蛋白

人力资源:

风险比

NHANES III:

第三国健康与营养考试调查

号:

Newcastle-Ottawa规模

或者:

优势比

棱镜:

系统评论和荟萃分析的首选报告项目

RR:

相对风险

2型糖尿病:

2型糖尿病(T2DM)

T3:

三碘甲状腺氨酸

T4:

甲状腺素

TSH:

促甲状腺激素

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荣芳,戴华,吴勇。et al。甲状腺功能障碍与2型糖尿病的关系:前瞻性观察性研究的荟萃分析。BMC医学19,257(2021)。https://doi.org/10.1186/s12916-021-02121-2

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