糖尿病视网膜病变患者外周血IL-1β和TNF-α的检测及临床意义

韩　青

(首都医科大学宣武医院 内分泌科,北京100045)



糖尿病视网膜病变患者外周血IL-1β和TNF-α的检测及临床意义

韩青

(首都医科大学宣武医院 内分泌科,北京100045)

摘要：目的比较不同糖尿病视网膜病变分期患者及健康对照者外周血IL-1β和TNF-α的含量，并探讨其与糖尿病视网膜病变之间的关系。方法选取 2013 年 9 月至 2015 年 9 月于我院就诊的 2 型糖尿病患者，其中无视网膜病变组(对照组)50 例、非增殖性视网膜病变组(NPDR 组)41 例，增殖性视网膜病变患者(PDR 组)37 例，并选择 50 例健康对照，用 ELISA 法检测四组患者血清中IL-1β和TNF-α的含量，并进行相关性分析。结果PDR组血清IL-1β水平(39.36±6.60)pg/ml明显高于NPDR组(27.48±5.05)pg/ml(P<0.01)；NPDR组IL-1β水平明显高于对照组(12.63 ± 2.54)pg/ml(P<0.01)；对照组IL-1β水平明显高于健康组(7.41±0.85)pg/ml(P<0.01)。PDR组血清TNF-α水平(86.38±11.05)pg/ml明显高于NPDR组(63.29±7.55)pg/ml(P<0.01)；NPDR组TNF-α水平明显高于对照组(39.97±11.61)pg/ml(P<0.01)；对照组TNF-α水平明显高于健康组(17.72±6.39)pg/ml(P<0.01)。血清IL-1β和TNF-α之间呈明显正相关(r=0.795，P<0.01)，IL-1β和TNF-α与体质量指数、病程之间成正相关(分别为r=0.325、0.635，P<0.01；r=0.384、0.586，P<0.01)。结论糖尿病视网膜病变患者血清IL-1β和TNF-α均明显升高，并随病情加重而逐渐升高，联合检测血清IL-1β和TNF-α有助于判断病情严重程度及评估预后。

关键词：糖尿病视网膜病变；白介素-1β；肿瘤坏死因子-α

(ChinJLabDiagn,2016,20:0583)

随着我国经济的发展，人民生活水平提高和生活方式的改变，2 型糖尿病的发病率也不断升高[1]。研究显示，糖尿病病程在 10 年以上的患者糖尿病视网膜病变(DR)的发生率高达 60%-90%[2]，已成为影响糖尿病患者生活质量的重要因素之一。研究显示，其基本病理过程为微循环障碍导致的视网膜组织缺血缺氧，而低度慢性炎症可能在视网膜病变的发生发展中发挥了重要作用[3，4]。白细胞介素(IL)-1β和肿瘤坏死因子(TNF)-α是诱导微血管病变的重要炎症因子，本文主要观察两者在不同分期DR患者血清中的变化，以期为病情监测和临床治疗提供新方法。

1资料与方法

1.1研究对象本研究经院伦理论证委员会论证通过，患者及家属签署知情同意后实施。选取 2013 年 9 月至 2015 年 9 月在我院内分泌科就诊的 2 型糖尿病患者，严格控制纳入与排除标准，共有 128 例患者纳入研究。根据患者视网膜病变情况，将其分为无视网膜病变组(对照组)、非增殖性视网膜病变组(NPDR组)及增殖性视网膜病变组(PDR组)3 组，分别有 50 例、41 例及 37 例患者。另外，选择在我院体检中心同期体检的 50 例健康受试者作为健康对照组。

1.2纳入与排除标准

1.2.1纳入标准糖尿病的诊断参照 1999 年WHO制定的关于T2DM的诊断标准，糖尿病视网膜病变符合 2002 年的国际临床DR严重程度分级标准，所有患者经裂隙灯检查和眼底血管造影明确诊断。健康对照组患者要求无糖脂代谢紊乱，无糖尿病家族史，眼底检查未见异常。

1.2.2排除标准(1)1型糖尿病、妊娠期糖尿病及其他特殊类型的糖尿病；(2)合并结缔组织病或其他自身免疫性疾病患者；(3)近 3 个月内使用过激素、免疫调节药物者；(4)合并有严重的肝肾功能不全、恶性肿瘤或急慢性感染患者；(5)合并有白内障、青光眼或其他视网膜病变患者；(6)其他不能配合完成研究者。

1.3检测指标所有患者及健康受试者均空腹 8-10 h后，于次日清晨采集肘静脉血3-5 ml，4℃下2 000 r/min离心10 min，取上清置于-80℃冰箱保存。IL-1β和TNF-α的检测采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定，试剂盒购自美国Biovision公司。

2结果

2.1各组患者一般临床资料的比较四组患者在年龄、性别方面的差异无统计学意义(P>0.05)。三组糖尿病患者的体质量指数明显高于健康组患者(P<0.05)，但糖尿病患者不同视网膜病变分期之间未见明显差异(P>0.05)。NPDR组和PDR组的病程均明显大于对照组(P<0.05)，但两组间的差异无统计学意义。详细情况见表 1。

表1各组患者一般情况的比较

组别n性别(例)男女年龄(岁)体质量指数(kg/m2)病程(年)健康组50252558.36±5.4820.90±2.38 -对照组50282259.56±5.7122.59±2.96*3.72±1.22NPDR组41231860.63±6.1223.70±2.78*11.65±2.27#PDR组37201760.41±5.1723.17±2.91*12.24±1.78#统计量(χ2/F)0.4751.6598.996327.306P值0.9240.178<0.01<0.01

注：*与健康组比较，LSD-t检验，P< 0.01；#与对照组比较，LSD-t检验，P<0.01。

2.2各组患者血清IL-1β和TNF-α水平的比较对四组患者进行单因素方差分析比较，显示各组患者IL-1β和TNF-α水平不完全相同(P<0.05)。进一步两两比较显示，糖尿病患者的血清IL-1β和TNF-α水平均明显高于健康组(P<0.05)；合并有视网膜病变者(NPDR和PDR组)血清IL-1β和TNF-α水平明显高于无视网膜病变组(P<0.05)；PDR组血清IL-1β和TNF-α水平又明显高于NPDR组(P<0.05)。详细情况见表 2。

表2各组患者血清IL-1β和TNF-α的比较(pg/ml)

组别例数IL-1βTNF-α健康组507.41±0.8517.72±6.39对照组5012.63±2.54*39.97±11.61*NPDR组41 27.48±5.05*# 63.29±7.55*#PDR组3739.36±6.60*#△86.38±11.05*#△F值-528.227429.091P值-<0.01<0.01

注：*与健康组比较，LSD-t检验，P<0.01；#与对照组比较，LSD-t检验，P<0.01；△与NPDR组比较，LSD-t检验，P<0.01。

2.3IL-1β、TNF-α与临床指标间的相关性分析血清IL-1β和TNF-α之间呈明显正相关(r=0.795，P<0.01)。IL-1β与体质量指数、病程之间成正相关(r=0.325，P<0.01；r=0.635，P<0.01)；TNF-α也与体质量指数和病程成正相关(r=0.384，P<0.01；r=0.586，P<0.01)。

3讨论

糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病常见并发症，主要病理表现为视网膜微血管受损、基底膜增厚和新生血管形成。高血糖和晚期糖基化终末产物(AGEs)的长期刺激均可导致眼局部血流动力学异常，继发视网膜组织缺血缺氧、血管内皮损伤和炎性细胞因子活化，破坏血视网膜屏障，出现视网膜毛细血管病变，最终导致DR的发生[5]。根据病情严重程度，DR可分为单纯性视网膜病变(NPDR)和增殖性视网膜病变(PDR)。DR的发病机制尚不明确，近年来随着免疫调节机制及炎症因子的研究深入，其在DR中的作用也逐渐得到认识和重视。

早期的糖尿病动物模型显示，视网膜血管中有大量白细胞的聚集，包括白介素和TNF-α在内的多种炎症因子和血管生成因子也明显增加。Zhou等[6]通过对行玻璃体切除术的糖尿病患者进行对比研究发现，增殖性视网膜病变的玻璃体中IL-1β和TNF-α是明显升高的，证实炎症因子具有促进DR发展的作用。

IL-1有IL-1α和IL-1β两种类型，血液中的IL-1主要为单核和巨噬细胞分泌的IL-lβ。IL-lβ与其受体结合后，通过G蛋白藕联进行信号转导，参与炎症反应。IL-1β能够引起血清蛋白和红细胞向玻璃体内渗、弥散，多核细胞和单核细胞向血管外迁移，导致局部渗出、水肿、炎症，血管内皮间隙增宽，血视网膜屏障破坏[7]。IL-1β可调节免疫细胞的激活，协同其他细胞因子共同促进B淋巴细胞和T淋巴细胞的活化，促进炎症反应的激活。IL-1β还可诱导内皮细胞表达细胞间黏附因子(ICAM-1)，后者是中性粒细胞的强趋化剂，在白细胞的黏附和活化中发挥重要作用[8]。另外，IL-1β通过作用于视网膜色素上皮细胞，促进胶原的合成和沉积，参与增殖性视网膜病变的形成。Kaul等[9]发现糖尿病视网膜病变患者血清 IL-1β 较正常组升高，提示IL-1β水平的升高是造成DR的重要因素。

TNF-α主要由单核巨噬细胞分泌，是一种具有多种生物功能的炎性细胞因子。首先，TNF-α参与胰岛素抵抗的形成，促进糖尿病及其并发症的进展。TNF-α通过作用于血管内皮细胞上的受体，诱导NF-κB途径的激活，引起视网膜血管细胞的凋亡，血管的通透性增加，刺激血管外基质和血管细胞的增殖，促进眼内新生血管形成[10]。TNF-α还能够增加糖基化酶的活性，促进黏附因子的异常表达，使炎性细胞的局部黏附聚集能力增强，并在视网膜释放血管活性介质，刺激局部炎症反应形成恶性循环。研究显示，TNF-α与病情严重程度显著相关，抑制TNF-α表达可使视网膜血管内皮细胞凋亡减少 80%左右[11,12]。

在本研究中，我们发现糖尿病患者血清IL-1β和TNF-α水平均明显高于正常人，同时DR患者的IL-1β和TNF-α水平又高于普通糖尿病患者，增殖性DR患者血清IL-1β和TNF-α水平最高。相关性分析显示，IL-1β与TNF-α呈明显正相关。以上均提示，二者在DR的发生发展中起协同促进作用，但两者是属于上下游关系或同级关系，尚需进一步探讨。另外，我们发现IL-1β与TNF-α均与体质量指数和病程相关，而糖尿病患者的体质量偏高，合并DR患者的糖尿病病程明显高于无DR合并症者，进一步证实IL-1β和TNF-α与DR进展明显相关。

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Expression and clinical significance of serum IL-1β and TNF-α in patients with diabetic retinopathy

HANQing.

(XuanwuHospitalofCapitalMedicalUniversity,Beijing100045，China)

Abstract:ObjectiveTo investigate the correlation and significance of serum IL-1β and TNF-α to type 2 diabetic retinopathy(DR).MethodsThree groups of type 2 diabetic retinopathy patients:no diabetic retinopathy group (control group) 50 cases,pure retinopathy group (NPDR group) 41 cases,proliferative retinopathy group (PDR group) 37 cases and 50 healthy controls (healthy group) were recruited.The serum IL-1β and TNF-α were compared among 4 groups.ResultsThe serum IL-1β and TNF-α in PDR group[(39.36±6.60) pg/ml and (86.38±11.05) pg/ml,respectively] were significantly higher than those in NPDR group [(27.48±5.05) pg/ml and (63.29±7.55) pg/ml,respectively,P<0.01].The serum IL-1β and TNF-α in NPDR group were significantly higher than those in control group [(12.63±2.54) pg/ml and (39.97±11.61) pg/ml,respectively,P<0.01].The serum IL-1β and TNF-α in control group were significantly higher than those in healthy group [(7.41±0.85) pg/ml and (17.72±6.39) pg/ml,respectively,P<0.01].There was a positive correlation of serum IL-1β to TNF-α(r=0.795,P<0.01).Serum IL-1β and TNF-α levels positively correlated with body mass index and course of disease(r=0.325,0.635,P<0.01;r=0.384,0.586,P<0.01).ConclusionThe levels of serum IL-1β and TNF-α are increased in type 2 diabetic retinopathy,and can increase with the severity of disease.Combined detection of IL-1β and TNF-α can help estimate the severity and prognosis of type 2 diabetic retinopathy.

Key words:Diabetic retinopathy;IL-1β; TNF-α

(收稿日期：2015-12-24)

中图分类号：R587.2

文献标识码：A

文章编号：1007-4287(2016)04-0583-04