血清VEGF及ICAM-1水平与糖尿病视网膜病变患者微血管损伤的关系

徐家窈 冼文光 刘俐娜

(中山大学中山眼科中心海南眼科医院眼底病专科，海南 海口 570100)

血清VEGF及ICAM-1水平与糖尿病视网膜病变患者微血管损伤的关系

徐家窈 冼文光1刘俐娜2

(中山大学中山眼科中心海南眼科医院眼底病专科，海南 海口 570100)

目的 探讨血清中血管内皮生长因子(VEGF)及细胞间黏附分子(ICAM)-1水平与糖尿病视网膜病变(DR)患者微血管损伤之间的关系。方法 未应用抗凝类药物治疗的2型糖尿病(T2DM)患者120例，根据临床及眼底检查确诊将其分为非DR(NDR)组(n=56)、非增生型DR(NPDR)组(n=30)、增生型DR(PDR)组(n=34)。比较各组微血管病变发生率；采用流式细胞仪检测内皮细胞(ECs)、内皮祖细胞(EPCs)计数百分比；采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测各组血清中VEGF及ICAM-1水平。结果 PDR组糖尿病肾病(DN)及神经病变的发生率明显高于NDR组和NPDR组(均P<0.05)；与未发生微血管病变患者相比，发生微血管病变患者的EPCs水平明显下降，而ECs、VEGF和ICAM-1水平均明显升高(均P<0.05)；不管是否发生微血管病变，PDR组的ECs、VEGF和ICAM-1水平均高于NDR组和NPDR组，NPDR组均高于NDR组，PDR组EPCs水平低于NPDR组，NPDR组低于NDR组(均P<0.05)；PDR组VEGF、ICAM-1水平与ECs水平呈正相关(r=0.995，0.852，P<0.05)，与EPCs水平呈负相关性(r=-0.895，-0.920，P<0.05)。结论 VEGF和ICAM-1在DR患者微血管损伤中高表达，与ECs和EPCs密切相关，提示VEGF和ICAM-1在DR患者微血管损伤形成中与血管内皮功能密切相关。

糖尿病视网膜病变；微血管损伤；血管内皮生长因子；细胞间黏附分子-1

糖尿病常见的血管并发症糖尿病视网膜病变(DR)的发病机制和病因不明确，其典型特点包括新生血管过度增殖、血管内皮细胞功能异常以及微血管瘤等病征。血管内皮生长因子(VEGF)属于促血管生长因子的一种，其生理功能主要是推进血管内皮细胞的增殖与迁移，以达到维持血管通透性和完整性的目的〔1〕。细胞间黏附分子(ICAM)-1通过参与炎症反应中细胞的活化、增生、分泌趋化和浸润的过程，进而导致内皮细胞的凋亡〔2〕。研究表明在DR机制中，VEGF可以诱导ICAM-1的表达，使白细胞黏附，从而导致早期血-视网膜屏障破坏，内皮细胞遭到破环并死亡〔3〕。本研究拟分析DR患者血清中VEGF和ICAM-1在微血管损伤中的关系。

1 资料和方法

1.1 对象 选取中山大学中山眼科中心海南眼科医院2015年1～12月诊治的均未应用抗凝类药物2型糖尿病(T2DM)患者120例，符合WHO糖尿病诊断及分型标准(1999年)〔3〕，DR诊断分期依据中国现行标准即1985年眼底病学组制定的DR标准〔4〕。120例患者均需要眼底及眼底荧光血管造影检查，由同一眼科医师做出诊断并分期。根据患者病变程度及是否伴DR分为3组，非DR(NDR)组56例，男30例，女26例，平均年龄(44.23±7.01)岁，病程(5.61±6.22)年；非增生型DR(NPDR)组30例，男16例，女14例，平均年龄(47.76±3.97)岁，病程(6.68±7.25)年；增生型DR(PDR)组34例，男18例，女16例，平均年龄(50.76±4.18)岁，病程(7.54±8.05)年。三组平均年龄和病程均无统计学意义(P>0.05)。本次实验通过医院伦理委员会审核批准，患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 VEGF、ICAM-1及微血管内皮功能的检测 120例血样来源于护士对其入院初清晨空腹采血肘静脉5 ml，离心后将血清分装后-80℃待检。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清中VEGF及ICAM-1的水平，操作均按试剂盒(北京中杉生物科技有限公司)说明进行操作；采用美国毕地公司流式细胞仪检测内皮细胞(ECs)、内皮祖细胞(EPCs)计数百分比。

1.2.2 病变筛查〔4〕(1)糖尿病肾病(DN)：按尿常规筛查尿蛋白阳性者，须测定尿白蛋白排泄率。测定3次从晚9：00至次日晨7：00的蛋白排泄率，计算其平均值，根据Mogensen分期，蛋白排泄率≥20 μg /min 者即可判断为DN。(2)糖尿病神经类病变：须检查常规肌电图，对正中神经、腓浅神经等重要神经的电生理参数进行观察。采用表面皮肤电极顺行性测定感觉神经传导，采用盘状表面电极记录测定运动神经传导，不在常规肌电图学正常值范围内者可诊断为糖尿病神经类病变。

1.3 统计学方法 应用SPSS13.0软件进行方差分析、LSD-t检验、χ2检验、Fisher确切概率法和Pearson相关分析。

2 结 果

2.1 微血管病变发生率 PDR组DN及神经病变的发生率〔20例(58.82%)、14例(41.15%)〕显著高于NDR组〔均为4例(7.14%)〕和NPDR组〔6例(20.00%)，4例(13.33%)〕(χ2=6.279，5.974，P<0.05)；而NDR组与NPDR组比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2.2 各组内皮功能、VEGF和ICAM-1水平比较 与无DN及神经病变患者比较，有DN及神经病变患者的ECs、VEGF和ICAM-1水平明显升高，EPCs水平显著下降(均P<0.05)。不管是否发生微血管病变，PDR组ECs 、VEGF和ICAM-1水平高于NPDR组，NPDR组亦高于NDR组(均P<0.05)；PDR组EPCs低于NPDR组，NPDR组亦低于NDR组(均P<0.05)。见表1。

2.3 相关性分析 PDR组VEGF、ICAM-1水平与ECs水平呈正相关性(r=0.995，0.852，P<0.05)，与EPCs水平呈负相关性(r=-0.895，-0.920，P<0.05)。NDR组和NPDR组VEGF、ICAM-1水平与ECs水平和EPCs水平均未表现明显相关性。

表1 各组内皮功能、VEGF和ICAM-1水平比较

与无微血管病变比较:1)P<0.05；与NDR组比较:2)P<0.05；与NPDR组比较:3)P<0.05

3 讨 论

目前DR已经成为糖尿病微血管最主要的并发症之一，它是一种由于缺血而诱导的视网膜微血管损伤病变，其主要特征是视网膜新生血管的形成〔5〕。从微血管并发症的病理性特征方面来考虑，DR与DN、糖尿病神经病变等具有相似之处，主要表现为毛细血管周细胞丧失，微血管瘤形成，早期高灌注损伤，局部出血、渗出等〔6〕。从微血管发病机制方面考虑，DR 的发生和发展与VEGF也密切相关，当机体VEGF过度表达，导致新生血管的形成，促进DR等新生血管形成性疾病的发生发展〔7〕。研究表明，当糖尿病患者出现DN、糖尿病神经病变等并发症时，DR患病率增高〔8〕。本研究结果提示DN和糖尿病神经病变与DR病变程度密切相关，随着DR严重程度的加深，VEGF与抑制血管生成因子动态失衡，随着VEGF过度分泌，全身血管内皮细胞相应出现的增殖、移行等刺激反应，导致增殖期视网膜新生血管增殖伴随着纤维组织的增生，提高DN和糖尿病神经病等患者微血管损伤类患病率。

有研究者认为DR患者微损伤的发病机制或许与ICAM-1和VEGF有关，或者与这两种物质共同作用有关〔9，10〕。VEGF主要的生物功能是特异性地参与新生血管的生长，在促进内皮细胞增生、迁移，在增加血管通透性等生理作用中扮演着重要角色〔8〕。当细胞出现损伤或炎症增生时，VEGF表达上调，刺激新血管增生。当血清中VEGF异常升高时，ICAM-1作为免疫球蛋白超家族的成员，它可以介导大量炎性因子，使白细胞附着在毛细血管内皮上，相互传递信号。由于它可以引起内皮血管的损伤，故研究者把它看作血管功能障碍的标志物〔9〕。有研究显示ICAM-1浓度的增加可以加剧DR的病情〔10〕。本研究提示血清中VEGF、ICAM-1的水平可以作为临床检测糖尿病患者出现微血管损伤类疾病并发症的标准。本研究还说明VEGF和ICAM-1在单纯糖尿病时存在高表达状态，预示VEGF和ICAM-1的异常表达可能是形成DR微血管损伤的重要因素。有研究表明抗凝药物的高低可以影响ICAM-1的表达，故本研究资料来源于未用过任何抗凝药物治疗患者〔9，10〕。

除此之外，患者微血管内皮功能可以监测ECs、 EPCs等指标来直接反映，高糖会使内皮功能紊乱，ECs水平升高，EPCs水平下降〔11〕。本研究说明糖尿病患者患有DR，就会使血管皮功能遭到破坏，并且伴随出现DN、糖尿病神经病变等微血管并发症，DR越加重，内皮功能受损更加严重。研究表明VEGF、ICAM-1水平与内皮细胞通透性相关，VEGF通过细胞旁途径，调节血管内皮的功能通透性；ICAM-1通过影响白细胞与血管内皮的黏附，激活粒细胞跨内皮迁移，释放细胞毒性物质及大量的细胞因子等，导致内皮功能直接改变〔10〕。本研究结果说明VEGF和ICAM-1在DR患者微血管损伤形成中与血管内皮功能密切相关，由此可以推断当DR由非增殖型向增殖型过渡时，血清中VEGF和ICAM-1表达增加，激活白细胞使其释放更多活性物质，如炎性因子1、肿瘤坏死因子等，导致微血管内皮损伤加剧，修复功能收到抑制，致使大量视网膜新血管生成，血管基底膜增厚，微血管通透性增加，血流瘀滞导致糖尿病微血管病变加重。

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3 张 倩，万 倩，孙 丹，等.住院2型糖尿病患者合并糖尿病肾脏疾病的危险因素分析〔J〕.中华内分泌代谢杂志，2015；31(5)：390-4.

4 边菁哲.初诊2型糖尿病患者糖尿病视网膜病变及微血管病变相关性研究〔J〕.河北医学，2013；19(12)：1866-8.

5 Moriya T，Ochi R，Imagawa Y，etal.A Case of uveal colobomas showing marked left-right difference in Diabetic Retinopathy〔J〕.Case Rep Ophthalmol，2016；7(1)：167-73.

6 Tajiri K，Otsuki K，Sato T，etal.Vitrectomy for proliferative diabetic retinopathy associated with klinefelter syndrome〔J〕.Case Rep Ophthalmol，2015；6(3)：420-6.

7 Olsen TW.Anti-VEGF Pharmacotherapy as an Alternative to Panretinal Laser Photocoagulation for Proliferative Diabetic Retinopathy〔J〕.JAMA，2015；314(20)：2135-6.

8 Hwang JW，Pyun SB，Kwon HK.Relationship of vascular factors on electrophysiologic severity of diabetic neuropathy〔J〕.Ann Rehabil Med，2016；40(1)：56-65.

9 郑亚萍，康红钰.赤芍对糖尿病肾病大鼠肾脏TNF-α、MCP-1、ICAM-1表达及巨噬细胞浸润的影响〔J〕.中国中医基础医学杂志，2013；19(6)：637-9.

10 李 昕，郑曰忠.糖尿病视网膜病变患者血清肿瘤坏死因子-α白细胞介素-2和细胞间黏附分子-1水平检测意义〔J〕.中国实用眼科志，2013；31(2)：111-4.

11 Kulwas A，Drela E，Jundzill W，etal.Circulating endothelial progenitor cells and angiogenic factors in diabetes complicated diabetic foot and without foot complications〔J〕.J Diabetes Complications，2015；29(5)：686-90.

〔2016-12-22修回〕

(编辑 袁左鸣/滕欣航)

冼文光(1962-)，男，硕士，主任医师，主要从事玻璃体视网膜疾病的研究。

徐家窈(1982-)，女，硕士，主治医师，主要从事玻璃体视网膜疾病白内障的研究。

R587.1

A

1005-9202(2017)08-2000-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.08.080

1 中山大学中山眼科中心海南眼科医院眼底外科

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