炎症因子与胰岛素抵抗及糖尿病亚临床血管病变的关系研究

蒋晓真,邹宇峰,顾 哲,江 泉,顾佩莉,朱震宏,徐凌燕

糖尿病大血管病变可分为有大血管受损的临床血管病变和亚临床血管病变。亚临床血管病变是指尚无心、脑血管临床表现的血管损害和结构改变,包括大动脉粥样硬化、纤维性硬化、小动脉硬化和微循环障碍。近来研究表明,2型糖尿病(T2DM)和动脉粥样硬化可能是同一种致病机制基础上平行发展的并且与慢性炎症反应相关的两个疾病[1-2]。慢性炎症学说认为,包括脂联素 (adiponectin)、瘦素 (leptin)、肿瘤坏死因子 α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)在内的多种炎症因子,不但具有调节自身和其他组织的功能,还与糖尿病的发生有关[3];另一方面,炎症因子也可导致氧化应激、血管内皮功能紊乱、脂代谢紊乱等,直接或间接参与了大血管动脉粥样硬化的发生和发展,引起糖尿病大血管动脉粥样硬化。本研究旨在观察 T2DM患者血清脂联素、瘦素、TNF-α与胰岛素抵抗及糖尿病亚临床血管病变的关系,以便使高危患者从积极的预防中获益。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择 2008年6月—2009年 6月在本院内分泌科门诊及住院部就诊的199例 T2DM患者,年龄为 45～70岁,均符合 1999年 WHO的糖尿病诊断标准。均排除以下情况:心、脑、下肢等大血管疾病 (脑卒中、心肌梗死等),T2DM急性并发症,恶性肿瘤,结缔组织病,近期有创伤史,急、慢性感染,血液病,肝肾疾病,皮质醇增多症、肢端肥大症等可能导致糖代谢紊乱的内分泌疾病,使用过糖皮质激素等影响糖代谢的药物及其他抗炎药物。

1.2 方法

1.2.1 临床资料收集 详细询问患者的年龄、病史、糖尿病病程和家族史等,并进行体检。于清晨平静状态下测量身高、体质量、腰围、臀围,分别计算体质指数 (BMI)和腰臀比(WHR)。受检者休息 10 min后测量其坐位血压,取 2次测量的平均值。所有受检查者在基础状态下普通饮食,禁食 8～12 h以上,于次日清晨空腹抽静脉血,测定空腹血糖 (FPG)、空腹胰岛素 (FINS)、糖化血红蛋白 (HbA1c)、三酰甘油(TG)、总胆固醇 (TC)、低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇 (HDL-C)等。

采用葡萄糖氧化酶法测定 FPG;采用化学发光法测定FINS;采用阳离子交换层析法测定 HbA1c;采用酶试剂法测定TG、TC;采用匀相测定法 (选择性抑制法)测定 LDL-C;采用匀相测定法 (化学修饰酶法)测定 HDL-C。采用稳态模型评估法,以 FPG(mmol/L)及 FINS(μU/ml)来计算胰岛素抵抗指数 (HOMA-IR),HOMA-IR=FINS×FPG/22.5,HOMA-IR越高,表示胰岛素抵抗越严重。

1.2.2 炎症因子检测 在清晨空腹抽取静脉血时,同时另留一管血,常规分离血清后立即放置于 -30℃密封冷冻保存待测。检测前,血清需自然融化,期间不曾冻融。炎症因子(脂联素、瘦素及 TNF-α)检测均采用双抗体夹心 ABCELISA法,试剂盒购自上海森雄科技实业有限公司,板内变异系数 ＜10%,板间变异系数 ＜15%。均用美国伯乐公司 550型酶标仪测量,试验操作及质量控制均严格按试剂盒说明书进行。

本文要点

●亚临床血管病变是指尚无心、脑血管临床表现的血管损害和结构改变,包括大动脉粥样硬化、纤维性硬化、小动脉硬化和微循环障碍。

●糖尿病亚临床血管病变者的脂联素、高密度脂蛋白胆固醇水平低于无血管病变者;瘦素、收缩压、颈动脉内膜中层厚度、空腹血糖、胰岛素抵抗指数高于无血管病变者。

●糖尿病亚临床血管病变者的颈动脉内膜中层厚度与血清肿瘤坏死因子 -α、瘦素水平呈正相关,与脂联素水平呈负相关;胰岛素抵抗指素与瘦素水平呈正相关,与脂联素水平呈负相关。

●瘦素可能是 2型糖尿病患者亚临床血管病变及胰岛素抵抗的危险因素,脂联素可能是糖尿病动脉粥样硬化及胰岛素抵抗的保护因子,肿瘤坏死因子 -α与胰岛素抵抗无明显相关性。

1.2.3 颈动脉多普勒超声检查 患者取卧位,颈部侧伸 45°,用美国西门子公司 Sequoia全身彩超仪,4～6 MHz高分辨率探头,由同一检查者进行操作。测定双侧颈动脉起始部至颈总动脉分叉 1 cm处最大的颈动脉内膜中层厚度 (IMT),取两侧IMT平均值。以血管壁光滑,IMT＜0.9 mm为正常;0.9 mm≤IMT＜1.3 mm为内膜中层增厚;局部隆起粗糙,向管腔突出或厚度≥1.3 mm定义为斑块。本研究将 IMT≥0.9mm者划分为亚临床血管病变组 (A组,110例),IMT＜0.9 mm者作为无血管病变组 (B组,89例)。

1.3 统计学方法 采用 SPSS 14.0统计软件进行统计学检验。计量资料以±s)表示,经过正态分布检验和方差齐性检验后,两组均数间比较采用单因素方差分析。相关性分析采用偏相关性分析法。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料比较 A组患者腰臀比、收缩压、IMT、FPG、HOMA-IR均显著高于 B组,差异有统计学意义 (P＜0.05,见表 1)。

表 1 A、B两组患者临床资料比较Tab le 1 The comparison of clinical parameters between group A and group B

2.2 炎症因子水平比较 A组患者血清 TNF-α、脂联素、瘦素水平分别为 (0.44±0.13)pg/ml、 (2.76±1.25)mmol/L和 (0.85±0.44)mmol/L,B组分别为 (0.38±0.12)pg/Ml、 (3.06±1.40)mmol/L和 (0.62±0.36)mmol/L,两组患者血清脂联素、瘦素水平间差异有统计学意义 (F值分别为5.002和 4.002,P＜0.05),而血清 TNF-α水平间差异无统计学意义 (F=2.553,P＞0.05)。

2.3 亚临床血管病变患者的 HOMA-IR、IMT与各变量的相关性分析 在校正了可能的干扰因素 (年龄、糖尿病病程、体质指数、腰臀比、TG、TC、LDL-C、HDL-C)后,分别以 HOMA-IR、IMT为因变量,以 TNF-α、脂联素、瘦素为自变量,进行偏相关分析。结果显示,A组患者 IMT与血清TNF-α、瘦素水平呈正相关 (r=0.134,P=0.041;r=0.213,P=0.011),与脂联素水平呈负相关 (r=-0.166,P=0.044);HOMA-IR与瘦素水平呈正相关 (r=0.161,P=0.038),与脂联素水平呈负相关 (r=-0.373,P=0.033)。

3 讨论

为了预防糖尿病大血管病变引起的严重不良后果,更合理的早期治疗目标应该针对糖尿病亚临床血管病变。动脉内膜增厚是糖尿病亚临床血管病变的一个早期标志,与大血管病变的发生具有良好的相关性。采用二维超声技术测定 IMT是诊断早期动脉粥样硬化的一个较好的直观性、非侵入性定量指标。

脂联素是脂肪组织产生的胶原样蛋白质,与 T2DM、糖尿病大血管病变的发生、发展密切相关[4]。血浆脂联素水平在冠心病及其他大血管病变患者中明显降低[5],与心血管病变密切相关。脂联素基因位于 3q27,这个部位也是 T2DM的易感位点[6]。脂联素及其受体的基因变异与胰岛素抵抗的发生存在一定的联系。脂联素在一定程度上是一种依赖于糖浓度的胰岛素促泌剂,它通过抑制胰岛在低糖环境下的胰岛素分泌而起到对胰岛 β细胞的保护作用[7]。脂联素与胰岛素有相似的靶组织,流行病学调查发现血浆脂联素水平降低是胰岛素抵抗、糖代谢障碍以及 T2DM发生的独立预测因素[8]。本研究结果显示:糖尿病亚临床血管病变患者血清脂联素水平显著低于无血管病变的 T2DM患者,且脂联素水平与 HOMA-IR、IMT均呈负相关,表明随着血清脂联素水平的下降,T2DM患者的HOMA-IR、IMT逐渐升高,提示血管内壁微小炎症可能已形成、炎性递质被激活、产生胰岛素抵抗,这与国外研究结果[9]一致。脂联素水平的降低与胰岛素抵抗平行,其可能作用机制为:增加脂肪氧化,直接促进胰岛素受体及受体后水平的信号传导,抑制糖异生及脂肪组织 TNF-α信号传导等[10-11]。

瘦素是脂肪组织来源的另一种炎症因子,其水平与胰岛素抵抗和心血管疾病发病率显著相关[12],同时瘦素功能紊乱与糖尿病发病密切相关,本研究也证实了这一观点:T2DM亚临床血管病变患者血清瘦素水平显著高于无血管病变的 T2DM患者,而且该组患者的瘦素水平与 IMT、HOMA-IR均呈正相关,提示瘦素可以作为糖尿病亚临床血管病变及胰岛素抵抗的一个预测指标,与国内外报道结果[13-14]一致。瘦素引起血糖升高的机制可能为:使游离脂肪酸水平升高,进而产生胰岛素抵抗;导致胰岛 β细胞去极化,促进胰岛素的分泌,正常反馈机制被破坏,导致高胰岛素血症和胰岛素抵抗;对体内糖代谢的主要器官肝脏、肌肉、脂肪组织等有特异性,包括葡萄糖转运、脂肪分解、糖原合成等,可影响神经元葡萄糖转运因子-4易位,下调其 mRNA和蛋白质的表达,抑制葡萄糖摄取,导致外周组织的胰岛素抵抗[15-16]。

TNF-α是激活的单核巨噬细胞分泌的细胞因子,一直被认为是一种潜在的致纤维因子,在炎症急性期和动脉粥样硬化过程中起着十分重要的作用。本研究结果显示,糖尿病亚临床血管病变患者血清 TNF-α水平与 IMT呈正相关,提示 TNF-α水平增加提高了糖尿病患者亚临床血管病变发生的风险。研究报道 TNF-α可通过各种途径导致糖尿病患者胰岛素抵抗的发生,可能的机制为:促进胰岛 β细胞的一氧化氮生成和细胞凋亡,引起 β细胞选择性地破坏;诱导葡萄糖转运蛋白 -4基因的转录活性,抑制胰岛素受体酪氨酸激酶活性,导致胰岛素受体跨膜信号障碍,使受体后信号传递障碍,产生胰岛素抵抗;胰岛素因子与胰岛素抵抗呈负相关,TNF-α可使胰岛素因子生物合成减少,继而产生胰岛素抵抗[17-18]。但本研究却发现糖尿病亚临床血管病变患者血清 TNF-α水平与无血管病变的患者无显著差异,并且 TNF-α水平与 HOMA-IR无相关性,这与 Ohya等[19]的报道一致。

总之,瘦素可能是 T2DM患者亚临床血管病变及胰岛素抵抗的危险因素,脂联素可能是糖尿病动脉粥样硬化及胰岛素抵抗的保护因子,而 TNF-α与胰岛素抵抗无明显相关性。因此,采取措施改善上述炎症因子的分泌模式有望成为干预T2DM患者早期动脉粥样硬化进程的新靶点,为延缓和预防糖尿病大血管病变、减轻胰岛素抵抗提供新的治疗手段和方法。

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