妊娠期糖尿病母血及脐血血清和胎盘中YKL—40的表达及意义

荀生丽+胡金菊+陈剑+张玲玲+陆红梅+孔祥

DOI：10.16662/j.cnki.1674-0742.2017.10.052

[摘要] 目的 通過检测GDM患者母血血清、脐血血清和胎盘组织中人类软骨糖蛋白39（YKL-40）的表达情况，为探讨GDM的发病机理提供理论依据。方法 采用ELISA和免疫组化检测随机选取2015年1—12月于扬州市妇幼保健院产科病房分娩的对照组正常孕妇20名和GDM组GDM患者60例母血血清、脐血血清和胎盘组织中YKL-40的表达水平。结果 ①YKL-40蛋白主要表达于胎盘绒毛合体滋养细胞与血管内皮细胞的胞浆，胞核。YKL-40在对照组产妇静脉血清中的表达量为（0.369 2±0.003 2）pg/mL，脐静脉血清中的表达量为（0.336 7±0.003 1）pg/mL，GDM产妇血清中的表达量为（0.405 1±0.002 1）pg/mL，脐血中的表达量为（0.404 2±0.002 4）pg/mL，GDM患者母血血清、脐血血清中的YKL-40的表达水平均显著高于对照组，差异有统计学意义（P<0.01）。②GDM组胎盘组织中YKL-40表达水平显著高于对照组，差异有统计学意义（P<0.01）。 结论 GDM患者母血血清、脐血血清和胎盘组织中YKL-40的表达水平均明显高于正常对照组， YKL-40可能与GDM发病有关，GDM的发病可能与炎症刺激相关，为GDM的早期预测、诊断及治疗提供线索。

[关键词] GDM；胎盘；血清；免疫组化；ELISA；YKL-40

[中图分类号] R714 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2017）04（a）-0052-04

Expression and Significance of YKL-40 in Maternal Blood and Umbilical Cord Blood Serum and Placenta in Patients with Gestational Diabetes Mellitus

XUN Sheng-li1， HU Jin-ju1， CHEN Jian2， ZHANG Ling-ling1， LU Hong-mei3， KONG Xiang4

1.Department of Gynecology and Obstetrics， Yangzhou Maternal and Child Health-Care Center Affiliated to Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu Province， 225001 China；2.Department of Clinical Laboratory， Yangzhou Maternal and Child Health-Care Center Affiliated to Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu Province， 225001 China；3.Department of Pathology， Yangzhou Maternal and Child Health-Care Center Affiliated to Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu Province， 225001 China；4.Department of obstetrics， Subei people's Hospital Affiliated to Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu Province， 225001 China

[Abstract] Objective To detect the expression of 39（YKL-40）in the maternal blood and umbilical cord blood serum and placenta in patients with gestational diabetes mellitus and provide theoretical basis for studying the pathogenesis of GDM. Methods The YKL-40 expression levels in maternal blood and umbilical cord blood serum and placenta in 20 cases of normal delivery women in the control group and 60 cases of GDM patients in the GDM group in our hospital which randomly selected from January to December 2015 were tested by the ELISA and immunohistochemical test. Results The expression of YKL-40 protein was mainly in the cytoplasm and nucleus in the placental syncytiotrophoblast and vascular endothelial cells， the expression level of YKL-40 in the venous serum in the control group was（0.369 2±0.003 2）pg/mL and in the umbilical cord venous serum was （0.336 7±0.003 1）pg/mL， the expression level of YKL-40 in the venous serum in the GDM group was（0.405 1±0.002 1）pg/mL and in the umbilical cord venous serum was （0.404 2±0.002 4）pg/mL，and the expression level of YKL-40 in maternal blood and umbilical cord blood serum of GDM patients were obviously higher than that in the control group， and the difference was obvious with statistical significance（P<0.01）， and the expression level of YKL-40 in the placenta tissues in the GDM group was obviously higher than that in the control group， and the difference was obvious with statistical significance（P<0.01）. Conclusion The expression level of YKL-40 in maternal blood and umbilical cord blood serum and placenta in patients with gestational diabetes mellitus is obviously higher than that in the normal control group， and the YKL-40 may be related to the attack of GDM， and the attack of GDM is related to the disease incitement thus providing clue for the early prediction， diagnosis and treatment of GDM.

[Key words] GDM； Placenta； Serum； Immunohistochemical； ELISA； YKL-40

妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus，GDM）是指妊娠期发生的或者妊娠期首次发现的不同程度的糖耐量异常[1]，其定义包括了少数妊娠前已存在血糖增高、但被漏诊的患者。随着GDM诊断标准降低，GDM发病率增加明显，发生率约15%～20%。GDM是一种常见的妊娠合并症，GDM母儿近、远期并发症明显增加，其中最常见的孕期并发症是巨大儿，也有少数孕妇并发胎儿生长受限（fetal growth restriction，FGR），其他常见并发症如流产、胎儿畸形、妊娠期高血压疾病、羊水过多等，产时产后并发症如新生儿肩难产、臂丛神经损伤、锁骨骨折、低血糖、钙镁代谢异常等，产妇软产道裂伤、产后出血、酮症酸中毒、感染等；GDM患者远期糖尿病、子代远期糖尿病发生率高。炎性因子YKL-40，是多种疾病研究的热门因子，主要由炎症组织中的巨噬细胞和中性粒细胞产生，在炎症反应疾病中，血清YKL-40水平显著升高。已有多种研究证实其与T2DM的发病存在关系。该文通过检测2015年1—12月分娩的GDM患者母血血清、脐血血清和胎盘组织中YKL-40的表达，研究GDM的可能发病机制，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

随机选取入住扬州市妇幼保健院产科病房分娩的单胎妊娠足月孕妇，其中诊断为GDM患者60例作为研究组，另随机选取20名正常妊娠孕妇为对照组。GDM筛查及诊断标准参考8年制第3版《妇产科学》[2]。研究组孕妇孕期均未接受正规胰岛素治疗，接受营养治疗及运动治疗[3]，孕期随访监测餐前餐后血糖均超出正常范围；所有孕妇排除免疫性疾病、心脏肝脏肾脏疾病、哮喘等慢性疾病、原发高血压或妊娠期高血压、胎膜早破及感染性疾病等合并症、并发症，均无烟酒毒等不良嗜好，既往无手术、外伤、输血史。所有产妇均接受剖宫产分娩，排除早产及过期妊娠，剖宫产指征包括：巨大儿、疤痕子宫、臀位、头盆不称等，禁食禁饮6 h后接受腰硬联合麻醉，行子宫下段剖宫产术，手术均顺利。

1.2 方法

在胎儿娩出后，立即分别留取产妇外周静脉血、脐静脉血5 mL置干净试管，应用ELISA检测其YKL-40的数值，术中检测产妇与新生儿末梢血快速血糖；胎盘娩出后，立即在无菌条件下于胎盘母面无钙化处，靠近脐带附着部位，用锐器取约1 cm×1 cm×1 cm大小立方形组织块，分别用作HE染色、免疫组化。

1.3 观察指标

分别采用ELISA法检测血清YKL-40表达量。胎盘组织HE染色后镜下观察胎盘绒毛、绒毛滋养细胞以及绒毛内间质、血管等结构，蜕膜中滋养细胞浸润及螺旋小动脉扩张情况；免疫组化测定胎盘绒毛和蜕膜YKL-40的表达。

1.4 统计方法

应用SPSS 17.0统计学软件进行数据处理，计数资料采用χ2检验用[n（%）]表示，计量资料用（x±s）表示，采用单因素方差分析，两两比较采用独立样本t检验，两者间的相关性用Pearson相关分析及Spearman等级相关分析，以α=0.05作为差异显著性水准，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料

两组孕妇的年龄、孕周比较差异无统计学意义（P>0.05）；GDM患者的BMI、空腹血糖、糖化血红蛋白、产妇血糖、新生儿出生体重高于对照组（P<0.05），见表1，两组新生儿均未出现低血糖，新生儿5～10Apgar评分：对照组均为10～10分，GDM患者仅1例6～10分，余均为10～10分。

2.2 YKL-40在正常妊娠和GDM患者血清中的表达

YKL-40在GDM组母血血清、脐血血清中的表达显著高于正常组（P<0.01） 。

2.3 YKL-40在正常妊娠和GDM胎盘组织中的表达

YKL-40主要表达于胎盘绒毛合体滋养细胞与血管内皮细胞的胞浆、胞核，少量表达于间质细胞的胞浆。GDM组患者胎盘组织中YKL-40的表达水平较对照组明显升高，差异有统计学意义（χ2=19.756，P<0.01） 。

3 讨论

3.1 YKL-40的生物学特性

YKL-40是哺乳动物酶蛋白中的一种肝素和几丁质的结合蛋白，其多肽链含有383個氨基酸，起始氨基酸依次为络氨酸、赖氨酸和亮氨酸（Y、K、L），相对分子量约为40 000，故称为YKL-40。目前有很多研究均已证实：YKL-40能够在人体多个器官中参与多种组织及细胞活动，既可以在很多正常组织中表达，如肝、肾、肺、淋巴结、神经组织、子宫、宫颈、胎盘、血管等，也在很多肿瘤组织中有高表达，如人体的一些恶性实体肿瘤细胞包括乳腺癌、子宫内膜癌、宫颈癌、黑色素瘤、卵巢癌、骨肿瘤、恶性胶质细胞瘤及胰腺癌等。这些疾病的血清中YKL-40也有表达，如风湿性关节炎、哮喘、COPD、T2DM、T1DM、炎症性肠病、心血管疾病等。YKL-40可以刺激人体结缔组织细胞如滑膜细胞、软骨细胞及成纤维细胞的增殖，同时还可以通过启动MARK和PI3K介导有丝分裂过程，促进血管平滑肌及内皮细胞形态改变，因此有研究推测其可能参与胚胎的形成。YKL-40在人类胚胎外、中、内3个胚层均有高水平表达，这和该次试验结果也是吻合的。且YKL-40的这种活性在肿瘤发生及发展中也起着关键性的作用。YKL-40虽然不具有甲壳质酶的活性，但与甲壳质具有高度结合的能力，从而发挥甲壳质酶的活性，在促进炎症反应的过程中发挥作用。

3.2 YKL-40与炎性疾病

YKL-40作为1种炎症因子，在炎症、异常细胞增殖、异常细胞重构、异常组织重建等一系列疾病中均有较高的表达。YKL-40是血液中的1种急性期反应蛋白，在炎性疾病中分泌增高，是急慢性炎症的标记物。在类风湿性关节炎、骨关节炎、巨细胞动脉炎等炎症性疾病患者的血清和组织中，YKL-40的水平显著高于正常人，YKL-40可以反映关节软骨破坏、滑膜炎症和组织损伤的程度。关节疾病的组织结构重塑过程中，炎症性疾病释放炎症因子。YKL-40在人体中主要表达于不同炎症组织的平滑肌细胞，尤其是巨噬细胞表面。血清YKL-40水平与炎症性疾病的严重程度呈正相关，经过积极治疗处理，YKL-40的水平逐渐下降至正常范围。

3.3 YKL-40和T2DM的关系

T2DM患者存在胰岛素抵抗（ insulin resistence，IR），T2DM患者存在先天性免疫系统异常，并异常分泌炎症因子，导致机体发生亚临床的炎性反应，而炎症反应可引起IR及胰岛B细胞结构和功能的障碍。炎性因子抑制胰岛素受体，促进脂肪细胞分解，使其产生IR，最终引起胰岛素B细胞凋亡而导致糖尿病的发生[4]。YKL-40与IR具有相关性，参与炎症反应及新生血管形成等病变的发展。在目前的研究中， YKL-40与肥胖、炎症、IR和T2DM有关，肥胖与IR密切相关，T2DM患者肥胖者居多，肥胖患者的内脏脂肪组织巨噬细胞增多，巨噬细胞能够合成并分泌大量的炎症因子，其CD68mRNA表达水平显著上升，YKL-40与CD68mRNA有相关性，故认为YKL-40也参与IR，对血糖产生影响。T2DM患者内脏脂肪组织中的YKL-40mRNA、血清YKL-40水平均偏高， T2DM患者不论是否肥胖，较正常对照组以及非糖尿病肥胖者，其内脏脂肪组织中的YKL-40mRNA、血清YKL-40水平均偏高，糖尿病和糖耐量受损患者中YKL-40水平增加。血清YKL-40水平不随血浆葡萄糖急性变化而波动，在糖耐量受损中可以作为一个独立的心血管风险预测因素。

3.4 GDM与YKL-40

GDM患者的发病机制与T2DM患者存在相似，且远期发展成T2DM的可能性极大。GDM发病病因目前主要包括：遗传因素、IR、炎症因子、脂肪因子等[5]，IR与慢性亚临床系统性炎症密切相关。GDM与T2DM存在的共同病理生理是IR，慢性炎症反应同样也参与GDM的发生发展。YKL-40刺激成纤维细胞增长，激活蛋白激酶、经PI3K信号通路，发挥凋亡抑制、血管生成[6]的功能，参与先天免疫应答。该实验研究发现：GDM患者和正常孕妇的胎盘及血清中均有YKL-40表达，但是GDM组YKL-40的表达水平显著高于对照组，查阅国内外多种文献，均认同肥胖、脂肪因子与GDM有关，肥胖患者内脏脂肪组织中的YKL-40mRNA、血清YKL-40水平明显偏高，肥胖状态、慢性炎症反应与IR、GDM的关系不可分割。YKL-40与孕前BMI高度相关，其原因可能为脂肪细胞分泌过量的细胞因子IL-6、MCP-1等，促进脂肪、肝脏等组织大量合成YKL-40增多，并影响胰岛素代谢。该文发现GDM组BMI 28.94，对照组25.36，GDM组BMI偏高，产妇血清及脐血血清YKL-40表达水平增加，探索GDM、肥胖、炎症与IR之间的可能机制：患者的脂肪细胞尤其是内脏脂肪细胞合成分泌的大量炎性因子，包括YKL-40等，参与肥胖介导的IR，损害胰岛B细胞功能，致使血糖升高。该文研究发现，GDM组血清YKL-40表达增加，可能与GDM患者IR有关：胰岛素细胞分泌IL-6增多，IL-6使肝脏细胞合成YKL-40增多， IL-6与YKL-40互相促进，进一步增加YKL-40的合成分泌。同时，大量的IL-6促进β细胞产生过量的IgG，促进T淋巴细胞增殖，触发氧化应激反应导致脂肪产生过多FFA，引起胰岛B细胞死亡，间接促进IR。肥胖、慢性炎症和IR之间关系密切，均参与了T2DM、GDM的发生发展，且肥胖患者脂肪组织高表达的多种免疫活性细胞与YKL-40相互影响，共同促进IR；YKL-40与IGF-1有相关性，系统代谢紊乱患者的YKL-40参与炎症反应及新生血管形成等病变的发展。该研究也认同此类异常分泌的炎症因子以及YKL-40等细胞因子进一步加重IR，导致GDM的发生。孕期胰岛素、胰岛B细胞增多，肾上腺分泌的糖皮质激素明显升高，胎盘分泌的激素中仅胰岛素具有降糖作用，PRL、P、皮质醇、胎盘胰岛素酶、胰高血糖素、E2、E3、甲状腺激素、GCS等均有明显的拮抗胰岛素的作用[7]，妊娠期妇女脂肪储蓄增多，尤其是内脏脂肪细胞的存在，出现明显的慢性炎症反应，YKL-40合成增多，TNF-α、瘦素等均升高，导致IR，IR使胰岛B细胞代偿不足，出现糖代谢异常，血糖代谢紊乱，血糖值明显升高，发生GDM。IR存在亚临床炎症反应，炎症组织及细胞分泌的因子TNF-α、IL-6、YKL-40、MCP-1等，均影响机体能量的摄入和代谢，从而影响胰岛素的分泌，并损害胰岛素功能，参与IR的发生发展，对GDM病情产生重要影响。该研究也证实YKL-40与GDM发病机理有关。

4 结论

GDM的病因和发病机制非常复杂，目前认为它是在一定的遗传因素和环境因素影响下，使患者在妊娠这一特殊的生理条件时，发生的以糖代谢异常为主要病理生理特征的综合征，该实验研究证实了YKL-40与GDM发病机理有关，在临床上，研究GDM必须与T2DM相结合，GDM远期有发展为T2DM的可能，故对GDM的跟踪研究有助于对T2DM病因、发病机制和发病过程的进一步探索。

[参考文献]

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[4] 沈寒蕾，王小蕊，肖常青.内脂素、YKL-40在2型糖尿病中的炎症作用[J].广西医科大学学报，2012，29（3）：486-488.

[5] 张娅，徐先明.妊娠期糖尿病病因学研究进展[J].中国实用妇科与产科杂志，2013，29（4）：299-302.

[6] 周言，黄红光.人软骨糖蛋白39在心血管疾病作用中的研究进展[J].中国心血管杂志，2013，18（5）：383-386.

[7] 刘莹.探讨围产儿并发症与妊娠期糖尿病的关系[J].实用糖尿病杂志，2014，10（1）：49-50.

（收稿日期：2017-01-08）