2型糖尿病患者高尿酸血症与血管内皮细胞功能损伤关系的研究①

邱杰山 周子英 张文华 魏金芬 俞兆珍 郭永花 沈水娟

(甘肃省武威肿瘤医院(武威医学科学院)肾脏内科，武威733000)

糖尿病(DM)是一个全球性的重大公共卫生问题，流行病学资料显示，2014 年全球约有3.87亿人罹患DM，到 2035 年人数估计可达6亿，增长率为55%[1]。我国DM患病率呈快速上升趋势，18岁以上成人DM患病率为11.6%，其中90%以上为2型糖尿病(T2DM)[2]。T2DM的心脑血管病相关死亡率风险是健康人群的2～4倍[3]。“中国2型糖尿病患者血管疾病危险因素——血压、血糖、血脂的全国性评估研究”显示，T2DM患者中14.6%合并心血管疾病，10.1%合并包括缺血性卒中在内的脑血管疾病[4]。T2DM之所以是心脑血管终点事件的高发人群，与其多种病理变化对血管内皮细胞(VEC)的损伤相关。而高尿酸血症(HUA)即是导致VEC损伤的重要因素。HUA患者中尿酸(UA)通过增加细胞内活性氧簇(ROS)，抑制内皮型一氧化氮合酶(eNOS)活性[5]，上调血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、血管紧张素受体-1(AT-1)、血管紧张素受体-2(AT-2) 的表达及尿酸钠结晶在血管内膜沉积等途径诱导VEC相关炎性因子的产生及功能障碍，而诱导了心脑血管终点事件的发生[6]。在我国T2DM患者中，女性和男性的HUA发病率分别为19.5%和12.6%[7]。UA水平与T2DM的发生发展呈正相关[8]，是预测T2DM患者死亡率的独立危险因素，UA每升高0.1 mmol/L，T2DM患者的死亡率将增加9%[9]。

反应性充血指数(RHI) 是反映VEC功能的指标，与多种心脑血管危险因素相关[10]。而在心脑血管疾病患者中，炎症介质参与了VEC的损伤过程。T2DM患者是心脑血管疾病的高危人群，但关于伴HUA的T2DM患者中UA对VEC损伤机制的研究罕见。本研究通过测定T2DM患者CRP、MCP-1、IL-6、TNF-α及RHI并分别做相关性分析，旨在探讨伴HUA的T2DM患者中UA与VEC功能损伤的关系及可能机制。

1 资料与方法

1.1资料

1.1.1病例选择 收集2016年10月～2018年4月就诊及住院确诊为T2DM≥1年，且已戒烟戒酒≥6个月的患者530例，其中HUA者360例，non-HUA者170例。入选患者均符合1999年世界卫生组织T2DM的诊断标准。

1.1.2HUA诊断标准 根据2013年高尿酸血症和痛风治疗的中国专家共识[11]：正常嘌呤饮食状态下非同日两次空腹血尿酸水平男性>420 μmol/L，女性>360 μmol/L。

1.1.3排除标准 ①2型糖尿病以外类型的糖尿病；②糖尿病急性并发症；③引起核酸代谢亢进导致继发性血尿酸升高性疾病患者，如白血病、急慢性肾炎等；④既往明确诊断为痛风或HUA，或目前应用影响尿酸代谢的药物如别嘌醇、利尿剂等；⑤急慢性感染、传染病、肿瘤、风湿类疾病；⑥严重心、肝、肺功能异常患者；⑦妊娠或哺乳期女性；⑧其他应激因素，如剧烈运动、外伤等。

1.2方法

1.2.1临床数据及血标本检测 收集所有患者血压、身高及体重等数据。留取空腹血标本测定患者血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、空腹血糖(FPG)、C反应蛋白(CRP)及血清白细胞趋化因子-1(MCP-1)、白细胞介素-6(IL-6)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)；Scr、BUN、TC、TG、FPG及CRP采用日立7180型全自动生化仪检测。MCP-1、IL-6及TNF-α采用ELISA法检测。MCP-1试剂盒购自美国eBioscience公司；IL-6试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司;TNF-α试剂盒购自深圳晶美生物工程有限公司。

1.2.2体质指数(BMI)计算 BMI=体重(kg)/身高(m)2。

1.2.3VEC功能检测 VEC功能用RHI评估，采用Endo-PAT2000分析仪(Itmar Mdeical Inc.公司)进行检测并用专用软件计算得出RHI。以RHI≥1.67为参考值，RHI越高提示血管内皮功能越好。

2 结果

2.1HUA与non-HUA患者一般临床情况、CRP、MCP-1、IL-6、TNF-α及RHI比较 由于男性与女性HUA诊断的临床界值不同，本研究分别对男性和女性HUA与non-HUA患者的所有指标分别进行比较。结果发现，男性HUA组BMI、WC、SBP、DBP、Scr、BUN、TC、TG、FPG、CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α均较non-HUA组高，而RHI较non-HUA组低(P<0.05)；女性HUA组BMI、WC、Scr、BUN、TC、TG、FPG、CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α高于non-HUA组，RHI低于non-HUA组(P<0.05，表1)。

2.2T2DM患者HUA发生的危险因素分析 为了探讨一般临床指标即年龄、BMI、WC、SBP、DBP、Scr、BUN、TC、TG及FPG是否为T2DM患者发生HUA的危险因素，我们做了多因素回归分析，结果发现，BMI、WC、Scr、BUN、TC及TG水平升高均是诱发HUA的危险因素(P<0.05，表2)。

2.3HUA患者UA与CRP、MCP-1、IL-6、TNF-α及RHI的相关性分析 相关性分析发现，HUA患者UA与CRP(r=0.739，P<0.01)、MCP-1(r=0.659，P<0.01)、IL-6(r=0.732，P<0.01)及TNF-α(r=0.708，P<0.01)呈正相关，与RHI(r=-0.472，P<0.01)呈负相关(表3)。

2.4HUA患者RHI与CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α的相关性分析 对HUA患者RHI与血清炎性标记物做相关性分析发现，HUA患者RHI与CRP(r=-0.483，P<0.01)、MCP-1(r=-0.391，P<0.01)、IL-6(r=-0.316，P=0.011)及TNF-α(r=-0.535，P<0.01)均呈负相关(表4)。

表1 HUA与non-HUA患者指标比较

Tab.1 Comparision of parameters between HUA and non-HUA patients

IndexMaleHUAnon-HUAPFemaleHUAnon-HUAPn1948316687-Age(Year,x±s)49.10±12.0648.92±14.440.07352.50±17.6151.68±8.140.061BMI(kg/m2)26.50±3.1224.75±2.93<0.00126.72±2.4922.90±0.96<0.001WC(cm)96.85±11.8991.16±8.96<0.001100.13±6.6680.19±4.21<0.001SBP(mmHg)128.70±13.94125.04±12.850.023133.00±17.51130.33±16.570.687DBP(mmHg)84.40±10.6781.06±10.490.01782.17±10.7979.00±8.840.401Scr(μmol/L)81.60±13.4176.34±12.74<0.00172.14±12.1864.67±7.840.010BUN(mmol/L)6.09±1.335.53±1.19<0.0016.94±2.615.43±1.21<0.001TC(mmol/L)4.93±1.024.56±0.73<0.0015.35±0.764.39±1.090.003TG(mmol/L)2.71±0.282.33±0.11<0.0012.86±2.491.39±0.510.025FPG(mmol/L)5.18±1.144.99±0.88<0.0015.38±0.824.66±0.420.005CRP(mg/L)3.81±1.212.26±0.94<0.0014.13±1.542.43±1.07<0.001MCP-1(pg/ml)103.10±15.5689.78±11.36<0.00197.65±12.1882.72±10.75<0.001IL-6(pg/ml)37.04±5.9428.33±4.77<0.00141.06±6.1233.27±4.84<0.001TNF-α(pg/ml)122.46±10.39114.57±9.13<0.001124.33±10.25106.74±7.16<0.001RHI1.44±0.172.07±0.22<0.0011.52±0.202.12±0.25<0.001

表2 T2DM患者HUA发生的危险因素分析

Tab.2 Analysis of risk factors for HUA in patients with T2DM

IndexMaleOR95%CIPFemaleOR95%CIPBMI(kg/m2)1.471.01-2.020.0371.591.05-2.450.027WC(cm)1.541.05-2.410.0281.631.07-2.480.022Scr(μmol/L)1.721.03-2.840.0381.171.07-1.260.001BUN(mmol/L)1.381.18-1.62<0.0011.350.80-2.180.043TC(mmol/L)1.121.01-1.28<0.0011.621.56-1.79<0.001TG(mmol/L)1.171.14-1.82<0.0011.351.27-1.430.011

表3 HUA患者UA与CRP、MCP-1、IL-6、TNF-α及RHI的相关性分析

Tab.3 Correlation analysis between UA and CRP,MCP-1,IL-6,TNF-α and RHI in HUA patients

CRPMCP-1IL-6TNF-αRHIr0.7390.6590.7320.708-0.472P<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01

表4 HUA患者RHI与CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α的相关性分析

Tab.4 Correlation analysis between RHI and CRP,MCP-1,IL-6 and TNF-α

CRPMCP-1IL-6TNF-αr-0.483-0.391-0.316-0.535P<0.01<0.010.011<0.01

3 讨论

UA是体内嘌呤代谢的终产物，其生成增多和(或)排泄减少均可使血UA浓度增高，引起HUA[11]。HUA与肥胖、高血压、血脂异常及心脑血管疾病的发生密切相关[12]。HUA与代谢紊乱存在紧密联系的可能机制为慢性炎症，当UA水平超过生理浓度时会形成尿酸盐结晶，其是重要的炎症刺激物，尿酸转运蛋白1等有机阴离子运载体将尿酸转入细胞引起氧化应激，激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)及核转录因子-κB(NF-κB)等上游炎症介质，激活单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)，引起IL-6及TNF-α等下游细胞因子合成增多，从而启动炎性反应[13]。胰岛素抵抗(IR)是T2DM的核心发病机制，也是心血管疾病及动脉粥样硬化等心血管疾病的共同病理基础，而微炎症状态下炎症因子是导致IR的重要因素[14]。

UA主要通过肾脏清除，其随着GFR的下降而升高。有研究发现，HUA患者体内预测肾功能的标志物如Scr及BUN水平较non-HUA者高[7]。此外，血尿酸水平与代谢综合征多种组分如肥胖、高脂血症及黑棘皮病等相关，且尿酸加速了肥胖的发展[15]。在腹型肥胖者中，内脏脂肪酸更易通过门静脉进入血循环，导致TG水平升高并通过磷酸戊糖途径加速嘌呤的再合成，加速了UA的合成。而脂肪蓄积诱导的IR是肥胖与HUA相互促进的主要机制[16]。HUA还与高血压的发生相关。研究显示，正常人群中血尿酸每升高1 μmol/L发生高血压的风险增加0.3%，而在HUA患者中这种风险会更高[17]。我们的研究收集了530例T2DM患者，多因素回归分析显示，BMI、WC、Scr、BUN、TC及TG升高均是诱发T2DM患者HUA的危险因素，与上述研究结果相似。

VEC在调节血管张力、平滑肌细胞生长和炎性反应等方面具有关键性作用，其功能损伤与多种心血管疾病的发生、发展密切相关[18]。CRP可激活动脉粥样斑块内的补体，使硬状斑块逐渐向混合性、脂质斑块转变[19]。其还可通过促进VEC释放内皮素及IL-6，下调一氧化氮合酶mRNA表达等机制损伤VEC，是急性心肌梗死患者发生心力衰竭的独立危险因素[20]。MCP-1通过趋化单核细胞向血管内皮下间隙的炎症部位聚集，加剧巨噬细胞渗透进入血管壁形成泡沫细胞，诱导血小板集聚，血管平滑肌细胞增殖，参与VEC内胆固醇的转运等途径，参与了动脉粥样硬化(AS)的起始炎症反应[21]，与大血管并发症及糖尿病视网膜病变的风险增加相关[22]。IL-6可趋化中性粒细胞和单核细胞，增加VEC黏附分子的表达而加速其他炎症递质的释放[23]。其还可通过血管紧张素Ⅱ诱导VEC功能障碍[24]。血清CRP、IL-6及UA水平与T2DM患者并发症的发生发展呈正相关[25]。TNF-α通过激活NF-κB和MAPK信号通路而损伤VEC，并可诱导白细胞、单核细胞在动脉粥样硬化斑块局部浸润，从而造成斑块不稳定，最终导致斑块破裂、血栓形成及冠心病的炎性反应[26]。

基于上述研究，本研究试图探讨伴HUA的T2DM患者中UA介导VEC损伤的机制。对HUA与non-HUA患者炎性介质及RHI比较发现，男性和女性HUA患者CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α均高于non-HUA患者。相关性分析发现，HUA患者UA与CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α均呈正相关，与RHI呈负相关，提示在伴有HUA的T2DM患者中，UA可激活CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α等炎性介质，且参与了VEC功能的损伤。为了进一步研究VEC损伤的可能机制，我们对RHI与CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α做相关性分析，发现HUA患者RHI与CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α均呈负相关。提示在伴有HUA的T2DM患者中，UA通过上调CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α等炎性介质的表达而诱导了VEC功能的损伤。

本研究显示，在T2DM患者中，BMI、WC、Scr、BUN、TC及TG均是诱发HUA的危险因素。而在伴有HUA的T2DM患者中，UA可能通过激活CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α等炎症介质参与了VEC的损伤。而引起这种损伤的具体分子学机制有待进一步研究。