Metabolischer Score für Insulinresistenz (METS-IR)

Klinischer Hintergrund

Die Insulinresistenz ist ein zentrales pathophysiologisches Merkmal von Prädiabetes und Typ-2-Diabetes und geht der Manifestation der Erkrankung oft um mehrere Jahre voraus. Der Goldstandard zur Messung der Insulinresistenz, der hyperinsulinämische euglykämische Clamp, ist aufwendig und invasiv und in der Primärversorgung oder in großen Kohorten nicht einsetzbar. Der HOMA-IR erfordert die Bestimmung des Nüchterninsulins, was seine Nützlichkeit einschränkt, wenn Insulin nicht routinemäßig gemessen wird oder wenn die Analysemethoden der Labore variieren. Der METS-IR schließt diese Lücke: Der Score beruht ausschließlich auf Nüchternglukose, Nüchterntriglyzeriden, HDL-Cholesterin und BMI, Variablen, die zu einem gewöhnlichen metabolischen Laborpanel und zur einfachen Anthropometrie gehören. Er kann damit zur Abschätzung der Insulinresistenz und zur Identifikation von Patienten mit erhöhtem Risiko für die Entwicklung eines Typ-2-Diabetes verwendet werden, ohne dass ein Insulinwert bestimmt werden muss.

Berechnung des METS-IR

Die Formel lautet:

$$\text{METS-IR} = \frac{\ln(2 \times G_0 + TG_0) \times \text{BMI}}{\ln(\text{HDL-C})}$$

wobei $G_0$ die Nüchternglukose in mg/dL, $TG_0$ die Nüchterntriglyzeride in mg/dL, HDL-C das HDL-Cholesterin in mg/dL und BMI der Body-Mass-Index in kg/m² ist. Der Rechner berechnet den BMI aus dem angegebenen Gewicht und der Körpergröße und rechnet die Einheiten intern um; die Formel in der Originalpublikation verwendet mg/dL für Glukose, Triglyzeride und HDL-Cholesterin.

Der METS-IR wurde in einer mexikanischen Kohorte am Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán abgeleitet. Das Ableitungskollektiv umfasste 125 Personen (57 ohne und 68 mit Typ-2-Diabetes), die alle einen hyperinsulinämischen euglykämischen Clamp durchliefen [1]. Der Score wurde gegen den um die fettfreie Masse adjustierten M-Wert (MFFM) aus dem Clamp und gegen den SI-Index aus einem intravenösen Glukosetoleranztest mit häufiger Probenentnahme (FSIVGTT) validiert. Anschließend wurde die Fähigkeit des Scores getestet, einen inzidenten Typ-2-Diabetes in einer prospektiven Validierungskohorte von 6144 Personen über zwei Jahre Nachbeobachtung vorherzusagen [1].

Interpretation in der Praxis

Ein höherer METS-IR entspricht einer stärker ausgeprägten Insulinresistenz und einem höheren zukünftigen Risiko für Typ-2-Diabetes. In der Validierungskohorte lag die Grenze des oberen Quartils bei 50,39; Personen im höchsten Quartil hatten ein fast vierfaches Risiko, während der Nachbeobachtung einen Typ-2-Diabetes zu entwickeln (HR 3,91, 95-%-KI 2,25-6,81) [1]. Personen, die einen Diabetes entwickelten, hatten im Mittel einen höheren Ausgangswert als gesunde Kontrollen (50,2 ± 10,2 gegenüber 44,7 ± 9,2) [1].

In einer chinesischen Kohorte von 7583 erwachsenen Personen mittleren und höheren Alters ohne Diabetes zu Studienbeginn (CHARLS) stieg das Risiko für Typ-2-Diabetes um 33 % pro Standardabweichung Anstieg des METS-IR (adjustierte HR 1,33, 95-%-KI 1,22-1,45) über 6,3 Jahre Nachbeobachtung [2]. Von denen, die einen Diabetes entwickelten, hatten 62,9 % zu Studienbeginn eine Nüchternglukose unter 110 mg/dL, was unterstreicht, dass der METS-IR auch bei Patienten mit normaler oder nahezu normaler Nüchternglukose ein Risiko anzeigen kann [2]. Die Ergänzung der Nüchternglukose um den METS-IR verbesserte die Vorhersagefähigkeit, gemessen mit NRI und IDI [2].

Die obigen Schwellenwerte stammen aus spezifischen Kohorten und sollten nicht unkritisch auf andere Populationen übertragen werden. In einer japanischen Gesundheitsscreening-Kohorte (NAGALA, 15.453 Teilnehmende) war der METS-IR bei Frauen stärker prädiktiv für zukünftigen Diabetes als bei Männern und bei Personen unter 45 Jahren stärker als bei Älteren [3]. Kurzfristig (3 bis 5 Jahre) war der Score bei Übergewichtigen und Personen mit Adipositas aussagekräftiger, langfristig (6 bis 12 Jahre) dagegen bei Normalgewichtigen treffsicherer [3].

Validierung und Leistungsfähigkeit

Gegenüber dem Clamp (MFFM) zeigte der METS-IR in der Ableitungskohorte eine Korrelation von $\rho = -0{,}622$ ($P < 0{,}001$), und die AUC zur Identifikation einer eingeschränkten Insulinsensitivität betrug 0,84 (95-%-KI 0,78-0,90) gegenüber dem Clamp und 0,67 (95-%-KI 0,53-0,81) gegenüber dem FSIVGTT [1]. Der Score korrelierte außerdem signifikant mit dem intrahepatischen, intrapankreatischen und intraabdominellen Fett, gemessen mittels Magnetresonanzspektroskopie, sowie mit dem Nüchterninsulin [1].

In einer koreanischen Kohorte von 30.164 Erwachsenen über 60 Jahren (KoGES-HEXA) mit durchschnittlich 11,7 Jahren Nachbeobachtung wurden die Tertilgrenzen 33,2 und 38,0 verwendet [4]. Das höchste Tertil (≥38,0) war mit erhöhter Gesamtmortalität (adjustierte HR 1,16, 95-%-KI 1,01-1,34) und Krebsmortalität (HR 1,23, 95-%-KI 1,01-1,51) assoziiert, nicht jedoch mit der kardiovaskulären Mortalität (HR 1,14, 95-%-KI 0,83-1,57) [4]. Das Fehlen eines Zusammenhangs mit der kardiovaskulären Mortalität in dieser älteren Kohorte unterstreicht, dass der METS-IR vor allem als Surrogat für Insulinresistenz und Diabetesrisiko validiert wurde und nicht als eigenständiges kardiovaskuläres Risikoinstrument.

Die Vorhersagefähigkeit für Typ-2-Diabetes wurde in chinesischen und japanischen Kohorten mit unterschiedlicher ethnischer Herkunft und Altersstruktur bestätigt [2, 3], doch die Effektschätzung variiert zwischen den Populationen und steht in der japanischen Kohorte in inverser Beziehung zum Alter [3].

Einschränkungen

Der METS-IR ist ein Surrogatmaß und kein direktes Maß der Insulinresistenz. Der Score beruht auf Variablen, die durch Ernährung, Medikation und akute Erkrankung beeinflusst werden, und er wurde nicht validiert bei Patienten unter Insulintherapie, bei Typ-1-Diabetes oder bei schwerer Insulinresistenz infolge einer endokrinen Erkrankung wie dem Cushing-Syndrom.

Die Formel enthält den BMI, wodurch der Score bei Patienten mit extrem hoher oder niedriger Muskelmasse weniger aussagekräftig ist; bei sarkopener Adipositas kann der BMI das metabolische Risiko unterschätzen. Da die Schwellenwerte für Insulinresistenz zwischen Populationen variieren, sollten kohortenspezifische Grenzwerte verwendet werden, wo solche vorliegen, und eine einzige universelle Grenze existiert nicht.

Der Score gilt für Patienten ohne bekannten Diabetes zum Zeitpunkt der Beurteilung. Bei bereits gestellter Diabetesdiagnose ist der METS-IR als Abschätzung des zukünftigen Diabetesrisikos nicht sinnvoll, da das Ereignis bereits eingetreten ist. Er hat sich zudem in der einzigen Studie, die dies prüfte, nicht als Prädiktor der kardiovaskulären Mortalität erwiesen [4] und sollte nicht als alleinige Grundlage der kardiovaskulären Risikobeurteilung verwendet werden.

Alle eingehenden Variablen müssen nüchtern gemessen werden. Nicht nüchtern entnommene Proben liefern keinen zuverlässigen Wert. Die Einheiten sind kritisch: Die Formel erfordert mg/dL für Glukose, Triglyzeride und HDL-Cholesterin, und der Rechner übernimmt die Einheitenumrechnung intern.

Quellen

1. Bello-Chavolla OY et al. METS-IR, a novel score to evaluate insulin sensitivity, is predictive of visceral adiposity and incident type 2 diabetes. Eur J Endocrinol 2018;178(5):533-544. PMID: 29535168
2. Cheng H et al. Metabolic Score for Insulin Resistance and New-Onset Type 2 Diabetes in a Middle-Aged and Older Adult Population: Nationwide Prospective Cohort Study and Implications for Primary Care. JMIR Public Health Surveill 2024;10:e49617. PMID: 38569189
3. Qiu J et al. Assessing the validity of METS-IR for predicting the future onset of diabetes: an analysis using time-dependent receiver operating characteristics. BMC Endocr Disord 2024;24(1):238. PMID: 39508243
4. Ryu HE et al. METS-IR and all-cause mortality in Korean over 60 years old: Korean genome and epidemiology study-health examinees (KoGES-HEXA) cohorts. Front Endocrinol 2024;15:1346158. PMID: 38572476