白细胞介素-22在2型糖尿病患者外周血中的表达及意义

钱 瑶,薛君力,曾姣娥

糖尿病(diabetes mellitus,DM)已达到全球流行水平，2010年有2.85亿人受到影响，预计到2030年将影响到4.4亿成年人[1]。在所有糖尿病病例中，2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)占近90%。T2DM的特征是胰腺β细胞功能失调和胰岛素抵抗，除了肥胖、高血压和血脂异常等传统的危险因素外，慢性低度炎性反应也是T2DM发病的主要机制[2-3]。白细胞介素-22(interleukin-22,IL-22)是IL-10家族中的一员，近年来，IL-22被认为是具有促炎及抗炎双重作用的细胞因子，它与2型糖尿病及其并发症的发生密切相关[4]。白细胞介素-22结合蛋白(interleukin-22 binding protein,IL-22BP)是Dumoutier et al[5]在2000年新发现并命名的一种受体蛋白, 它属于II型细胞因子受体，与IL-22的表达紧密相关, 但IL-22BP在T2DM中表达和作用情况以及与IL-22的表达变化是否相关等仍不清楚。该研究通过观察T2DM患者外周血中IL-22、IL-22BP水平的变化，探讨其在T2DM发生发展中的临床意义。

1 材料与方法

1.1 研究对象选取2017年9月～2018年9月在华中科技大学同济医学院附属荆州医院内分泌科住院部收治的T2DM患者90例作为T2DM组研究对象，年龄26～70(52.58±9.13)岁，其中男52例，女38例，病程1～20 年，糖化血红蛋白7%～11%，治疗方案为口服药物、经皮胰岛素注射或者口服药物联合经皮胰岛素注射治疗。T2DM组患者纳入标准为符合1999 年世界卫生组织(WHO)糖尿病诊断及分型标准，糖尿病慢性并发症的诊断标准参照《2017 年版中国2型糖尿病防治指南》。排除标准：1型糖尿病及特殊类型糖尿病；糖尿病急性并发症；孕妇及儿童；高血压及其他心脑血管疾病；自身免疫性疾病；肿瘤；肝炎、肝硬化、肺结核病史；心肝肾功能不全；各种急、慢性感染，最近1个月接受过抗炎药物，3个月内接受过免疫抑制或免疫调节药物。另选取来医院体检中心体检者40例作为对照组，年龄30～69(49.05±11.61)岁，其中男22例，女18例，血糖及尿糖正常，均无糖尿病、高血压病等慢性病史，两组年龄、性别匹配，差异无统计学意义。本研究经医院伦理委员会批准，所有受试者均签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1标本采集 研究对象禁食8～12 h，于次日清晨用EDTA抗凝管抽肘静脉血3 ml 2支，其中1支静置1 h，1 500 r/min离心5 min后取上层血清1 ml，分装入EP管中，-80 ℃冰箱保存待检(检测IL-22、IL-22BP水平)。另一支抽血后送华中科技大学同济医学院附属荆州医院检验科应用全自动生化分析仪测定一般指标。

1.2.2一般指标检测 测量所有参与者的身高、体重、腰围和臀围，计算体重指数(BMI=体重/身高2)及腰臀比(WHR=腰围/臀围)。全自动生化分析仪检测空腹血糖(fasting plasma-glucose，FPG)、总胆固醇(total cholesterols，TC)、三酰甘油(triglycerides，TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、糖化血红蛋白(glycated hemoglobin，HbA1C)、空腹血胰岛素(fasting insulin，FINS)。其中TC、TG、LDL-C采用酶法测定，FBG采用己糖激酶法，HbA1C采用高压液相法测定，FINS采用免疫放射测定法测定，全自动蛋白分析仪测定尿白蛋白及肌酐，计算二者比值(urine albumin to creatinine ratio，UACR)。用稳态模型(homeostasic model assessment，HOMA)计算胰岛素抵抗指数(homeostasic model assessment of insulin resistance, HOMA-IR)评估胰岛素敏感性情况。计算公式：HOMA-IR=(FBG×FINS)/22.5 (胰岛素单位为mU/L；血糖单位为mmol/L)。

1.2.3踝/臂血压比值 (ankle brachial index，ABI)、颈动脉内膜中层厚度(intima media thickness，IMT)测定 ABI[6]测定：受检者在安静环境中休息10 min后取平卧位，由专人使用BIO-THESIOMETER-4729LP多普勒血管探测仪测量双侧肱动脉、胫后及足背动脉收缩压(systolic blood pressure，SBP)。下肢与上肢SBP最大值的比值读数即为ABI, 测定2次取平均值。IMT测定：受检者在安静环境中休息10 min后取仰卧位，颈部向后弯曲，由专人使用美国西门子S2000型彩色多普勒超声仪，测量两侧颈总动脉、颈内动脉、颈外动脉厚度的平均值作为IMT，连续测量3次取平均值。

1.2.4IL-22、IL-22BP测定 按照ELISA试剂盒步骤检测所有参与者血清中的IL-22、IL-22BP水平，利用试剂盒提供的标准品梯度稀释后检测获得标准曲线来计算血清IL-22、IL-22BP浓度。ELISA检测试剂盒购自武汉ELK Biotechnology公司，IL-22所用试剂盒为ELK2748，IL-22BP所用试剂盒为ELK3403。

2 结果

2.1 参与者的一般临床特征、IL-22及IL-22BP水平比较与对照组相比，T2DM组参与者的BMI、WHR均较高(P<0.01)，T2DM组LDL-C、FBG、HbA1C均高于对照组(P<0.005)。T2DM组较对照组IL-22表达水平降低(P<0.001)，而IL-22BP水平升高(P<0.01)，见表1、图1。

表1 参与者的一般临床特征

图1 参与者的IL-22及IL-22BP水平比较与对照组比较：*P<0. 05

2.2 2型糖尿病患者血浆IL-22、IL-22BP水平与一般指标的相关性分析Spearman相关分析显示，T2DM患者外周血清中IL-22表达水平与ABI、IL-22BP呈负相关(ρ=-0.312、-0.273，P<0.01)，与WHR、FPG、HbA1C、HOMA-IR呈正相关(ρ=0.209、0.282、0.243、0.241，P<0.05)，IL-22BP与HbA1C、LDL-C呈负相关(ρ=-0.290，-0.208，P<0.05)，见表2。

表2 2型糖尿病组IL-22及IL-22BP与临床特征的Spearman相关分析

2.3 血浆IL-22、IL-22BP水平与2型糖尿病发病的Logistic回归分析以是否患有糖尿病作为因变量，以IL-22、IL-22BP、FPG、WHR、BMI、LDL-C、性别等指标作为自变量，行Logistic回归分析，结果显示，IL-22、IL-22BP、FPG是T2DM患者的危险因素(P<0.05)，见表3。

表3 血浆IL-22、IL-22BP表达水平与2型糖尿病发病的Logistic回归分析

2.4 2型糖尿病患者血浆IL-22、IL-22BP水平与慢性并发症的关系对T2DM组参与者根据有无合并糖尿病慢性并发症(糖尿病肾脏病变、糖尿病视网膜病变、糖尿病周围神经病变及糖尿病大血管病变)进行分组, 分析T2DM组患者IL-22及IL-22BP表达水平在各组别间有无差异。结果显示在合并糖尿病肾脏病变较无糖尿病肾脏病变患者血清IL-22表达水平降低而IL-22BP表达水平升高(P<0.05)，IL-22及IL-22BP表达水平在是否合并糖尿病视网膜病变、糖尿病周围神经病变及糖尿病大血管病变的患者中表达差异无统计学意义(P>0.05)，见表4、表5。

表4 2型糖尿病患者血浆IL-22表达水平与慢性并发症的关系[M(P75,P25)]

表5 2型糖尿病患者血浆IL-22BP表达水平与慢性并发症的关系[M(P25,P75]

3 讨论

IL-22是IL-10家族的成员之一，主要是由活化的T细胞分泌，在银屑病，类风湿性关节炎等由T淋巴细胞引起的疾病中可以看到该细胞因子水平的升高[7]。IL-22BP是IL-22的可溶性拮抗剂，是由Dumoutier et al[5]在筛选Ⅱ型细胞因子受体家族基因组DNA数据库时发现的该受体家族新成员，基于其结合IL-22的能力，故将该蛋白命名为IL-22BP。大多数研究证实在T2DM患者外周血清中IL-22表达的水平低于正常对照组[4,8-9]，Gong et al[3]则发现相反的研究结果，Wang et al[10]发现实验组与对照组患者外周血清中IL-22的水平无明显差异，考虑原因可能与种族、诊断标准、疾病进展情况等有关，本研究与大多数结果一致。本研究在证实IL-22在T2DM患者外周血清中表达的水平低于正常对照组的基础上发现与IL-22匹配的IL-22BP表达水平高于正常对照组，二者相关性方面存在一定负相关，推测IL-22表达下降可能与IL-22BP抑制作用有关[11]。

IL-22可以保护内皮细胞免受高糖及溶血磷脂酰胆碱诱导的损伤[3]，本研究相关性分析显示，IL-22表达水平与ABI呈负相关，提示IL-22参与了动脉硬化的过程。IL-22可以通过调节JAK-STAT3途径导致肥胖、外周胰岛素及瘦素抵抗[12]，与此结果相似的是，本研究发现IL-22与FPG、HbA1C、HOMA-IR呈正相关，进一步证实了IL-22与血糖控制及胰岛素抵抗有关，但本研究发现IL-22与BMI无明显相关，与WHR相关，WHR为腹型肥胖重要指标，推测IL-22可能与腹型肥胖相关。IL-22BP与HbA1C、LDL-C呈负相关，目前对于IL-22BP与血糖血脂控制研究较少，其作用可能与调控IL-22表达有关，具体机制有待进一步研究。

在对血浆IL-22、IL-22BP表达水平与T2DM发病的相关性logistic回归分析中发现，IL-22及IL-22BP的表达水平与T2DM发病具有一定的相关性。有研究[13]发现，内质网应激使胰岛素原错误折叠，增加血清胰岛素原-胰岛素比率而造成糖耐量异常。IL-22可以通过信号转导和转录激活因子(STAT)1和STAT3途径上调抗氧化基因和下调氧化应激诱导基因来预防小鼠和人胰岛β细胞内质网的氧化应激，当用IL-22BP阻断IL-22的作用后，健康小鼠的离体胰岛抗氧化基因表达则较低，具有较高的内质网应激[14]。

在对IL-22及IL-22BP与糖尿病慢性并发症的相关性分析中发现，IL-22及IL-22BP表达水平与糖尿病肾脏病变相关，合并糖尿病肾脏病变患者较无糖尿病肾脏病变患者中IL-22表达下降而IL-22BP增加，IL-22可以下调肾脏NLRP3/caspase-1/IL-1β通路，改善肾病小鼠的肾损伤和肾小球系膜基质扩张，从而对糖尿病肾病有治疗作用[8]。另有研究[15]发现，IL-22促进糖尿病肾病发生、发展， IL-22BP通过抑制肾小管上皮细胞中Snail1信号分子的高表达，减轻微量白蛋白尿，延缓糖尿病肾病的进展。本研究证实了IL-22、IL-22BP与糖尿病肾病的相关性，但基于IL-22双重促炎及抗炎的性质，目前仍有许多争议。

综上所述，本研究发现IL-22在T2DM患者外周血清中表达的水平降低，而IL-22BP表达水平增加，IL-22、IL-22BP表达水平与血糖控制、T2DM及糖尿病肾病发生相关。在T2DM患者外周血清中，IL-22减少、IL-22BP增加的原因以及IL-22、IL-22BP是否对T2DM血糖控制及并发症改善存在可能的作用是下一步研究的要点。