成纤维细胞生长因子-21与老年糖尿病肾病的关系

朱虹

糖尿病(diabetes mellitus，DM)作为最常见的代谢性疾病，是一种受环境和遗传因素影响的多因素性疾病，已经成为全球最昂贵的慢性疾病之一。糖尿病分类中2型糖尿病(T2DM)最为多见。目前全球患病人数约为3.47 亿，预计到2045年将达到6.29亿。我国是全球糖尿病人数最多的国家，2019年糖尿病人数为1.6亿，预计到2045年将达到2.9亿左右。随着科技的不断改进，糖尿病患者的生命明显延长，存在各种并发症的老年糖尿病明显增多，治疗费用显著增多，其中发病率较高的糖尿病肾病(diabetic nephropathy，DN)一直困扰着老年糖尿病患者。DN的病理改变最初为肾脏肥大、肾小球血流量增加，接着肾小球系膜细胞增生、系膜细胞外基质增加、肾小球基底膜增厚，最后发展成为肾小球硬化。早期改变时病情可逆，如病情进展出现持续蛋白尿、肾功能改变发展为尿毒症被迫接受透析或肾移植治疗，个人、家庭、国家需支付较多的费用。因此，寻求早期诊断和有效的治疗是当务之急。

近年来研究者发现细胞因子对DN的作用[1]，其中成纤维细胞生长因子-21(fibroblast growth factor-21，FGF-21)备受关注，有研究表明炎症氧化应激可能是DN的重要病理生理机制[2]。FGF-21在这个过程中起了重要的作用，FGF-21与DN有着显著的联系[3]。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2017年10月至2019年10月在我院住院年龄＞60岁的2型糖尿病及健康体检者共266例分为五组，DN的分组按照Mogensen以尿白蛋白排泄率(UAER)作为分期标准[4]，肾功能异常组按照慢性肾衰竭分期标准，具体如下。A组：健康对照组56例，男28例，女28例；B组：非DN组57 例，男29 例，女28 例(UAER ＜20 μg/min)；C组：早期DN组56例，男28例，女28例(UAER 20～200 μg/min)；D组：临床期DN组(肾功能正常)53例，男26例，女27例(UAER＞200 μg/min，44 μmol/L≤Cr ＜133 μmol/L)；E 组：临 床 期DN组(肾 功 能 异常)44 例，男24 例，女20 例(UAER ＞200 μg/min，133 μmol/L≤Cr＜180 μmol/L)。

2型糖尿病及健康体检者对此次入选抽血检查情况均知情同意，并经过我院伦理委员会批准同意。

1.2 诊断标准 2型糖尿病患者的选择按照1999年WHO糖尿病专家委员会提出的诊断标准[5]，空腹血糖：指距离上次就餐至少8～10 h，没有热量摄入时监测血糖，如空腹血糖＞7.0 mmol/L；任意时间血糖：指无论上一次就餐时间，随时随地可检测血糖，如＞11.1 mmol/L；葡萄糖耐量试验：指患者服用75 g葡萄糖后，再检测2 h血糖，如≥11.1 mmol/L时，诊断为糖尿病。

糖尿病症状结合以上任意一个达到标准，可以诊断为糖尿病，如无症状常再重复一次检查，可确诊糖尿病。

1.3 排除标准 除外糖尿病急性并发症及1型、特殊类型及妊娠期糖尿病；除外可能引起肾功能异常的因素：急慢性肾炎，急性肾盂肾炎，肾盂积水，多囊肾，肾癌，肾结石；除外可能影响FGF-21水平的因素：发热、糖尿病足、手术、外伤或其他感染等情况；除外可能引起UAER增加的原因：发热、运动、高血压、乳酸酸中毒和心功能不全等。

1.4 方法

1.4.1 酶联免疫吸附剂法测定血清FGF-21 样品收集及保存：①血清。将每次收集到患者血液的试管，3 000 r/min离心10 min使血清和红细胞迅速小心地分离。②保存。样本收集后按一次用量分装，冻存于-20 ℃。待收集齐患者标本后统一在室温下解冻并确保样品均匀地充分解冻。

准备好试剂盒、缓冲液及板条；设置标准品孔和样本孔；自动洗板机洗板；每孔加入底物A、B各50 μL，充分摇匀，37 ℃避光孵育15 min；每孔加入终止液50 μL，充分摇匀，放入酶标仪中检测FGF-21值。记录酶标仪自动计算的每个样本的FGF-21值。

1.4.2 电化学发光法检测尿白蛋白 样品收集及保存：嘱患者弃晨尿，喝500 mL水后，取随意尿，分装保存于-20 ℃的冰箱。待收集齐标本后统一在室温下解冻并确保样品均匀充分地解冻。

操作步骤及结果：①分别将校准品、标本加20 μL，发光标志物加40 μL，荧光素标志物加40 μL，磁性微球溶液加20 μL，混匀，37 ℃温育15 min，上磁分离器分离4 min，倒去上清。②沿试管壁加工作洗液400 μL，静置60 s，倒去上清。③重复两次步骤②。④直接上机测试。⑤记录化学发光测定仪自动地计算出的每一个标本尿白蛋白值，结果以μL/mL表示。

1.4.3 计算UAER 根据尿白蛋白浓度计算UAER的值，以μg/min表示，计算方法为：UAER＝(白蛋白尿浓度×尿量)/1 440 min。

1.4.4 其他化验项目的检测 FPG、PBG、HbA1c及BUN、Cr的测定：使用ROCHE MODULAR P 分析仪及ROCHE配套试剂采用葡萄糖氧化酶法测定清晨FPG及PBG，采用动力学紫外法测定BUN及酶比色法测Cr，采用免疫抑制比浊法测定HbA1c的值。1.5 观察指标 观察各组FGF-21水平的变化及各组UAER、FGF-21、FPG、2 hPG及HbA1c 之间的相关性。

1.6 统计学方法 应用SPSS 15.0软件包进行数据处理，计量资料采用(±s)表示，多组间比较使用单因素方差分析(one-way ANOVA)，两组间比较采用SNK，并做相关分析，应用Stepwise行回归分析，计数资料比较采用χ2检验。结果以P＜0.05为差异有统计学意义，P＜0.01为差异有高度统计学意义。

2 结果

2.1 各组患者FPG、PBG、HbA1c、UAER、BUN、Cr比较(见表1) 各组间性别、年龄差异无统计学意义(χ2＝0.302，P＝0.978＞0.05)；各组间FPG、2 hPG、HbA1c与A组比较显著增高(P＜0.01)，B、C、D、E组之间差异无统计学意义(P＞0.05)。各组间UAER比较：各组间P＜0.01，差异有高度统计学意义。各组间BUN 比较：与A 组比较，其余四组显著增高(P＜0.01)；与B组比较，后三组显著增高(P＜0.01)；与C组比较，D组与其差异无统计学意义(P＞0.05)，E组比C组显著增高(P＜0.01)；与D组比较，E组显著增高(P＜0.01)。各组间Cr比较：与A组比较，其余四组显著增高(P＜0.01)；与B组比较，C组与其差异无统计学意义(P＞0.05)，D、E两组则较B组显著增高(P＜0.01)；与C组比较，后两组显著增高(P＜0.01)；与D组比较，E组显著增高(P＜0.01)。

表1 各组患者FPG、PBG、HbA1c、UAER、BUN、Cr比较(±s)

表1 各组患者FPG、PBG、HbA1c、UAER、BUN、Cr比较(±s)

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续表1 各组患者FPG、PBG、HbA1c、UAER、BUN、Cr比较(±s)

续表1 各组患者FPG、PBG、HbA1c、UAER、BUN、Cr比较(±s)

注：各组性别卡方检验结果：χ2＝0.302，P＝0.978＞0.05；各组年龄方差分析结果：F＝1.480，P＝0.209＞0.05；与对照组比较，*P＜0.01

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2.2 各组FGF-21 水平的比较(见表2) 五组间FGF-21差异有高度统计学意义(F＝196.23，P＝0.000 1＜0.01)。

表2 各组FGF-21水平的比较(±s) 单位：ng/mL

表2 各组FGF-21水平的比较(±s) 单位：ng/mL

注：与A组比较，aP＜0.05，bP＜0.01；与B组比较，cP＜0.05，dP ＜0.01；与C组比较，eP＜0.05，fP＜0.01；与D组比较，gP＜0.05，hP＜0.01

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2.3 各组UAER、FGF-21、FPG、2 hPG及HbA1c之间的相关分析(见表3～4) A组：UAER与FGF-21呈 负 相 关(r＝-0.264)。B 组：UAER 与FGF-21、HbA1c呈正相关(r分别为0.301、0.398)；FGF-21与FPG、2 hPG、HbA1c呈正相关(r分别为0.577、0.470、0.255)。C组：UAER与FGF-21呈正相关(r＝0.789)。D组：UAER 与FGF-21、HbA1c 呈 正 相 关(r分 别 为0.609、0.376)；FGF-21 与HbA1c 呈 正 相 关 (r＝0.270)。E组：UAER与FGF-21、FPG、2 hPG及HbA1c呈 正 相 关(r分 别 为0.512、0.326、0.374、0.348)，FGF-21与HbA1c呈正相关(r＝0.278)。

表3 各组UAER与FGF-21、FPG、2 hPG及HbA1c的相关系数(r)值

表4 各组FGF-21与FPG、2 hPG及HbA1c的相关系数(r)值

3 讨论

DN是糖尿病最常见的微血管并发症，目前全球血液透析最常见的病因已由几十年前的肾小球肾炎变为目前的DN，这给全世界带来了沉重的负担。然而早期DN可逆转，因此早期的诊断指标对临床工作医务者至关重要。

在内分泌中起重要作用的FGFs是个大家族，由150～300个氨基酸组成，核心结构为120个氨基酸。FGFs有非常广泛的作用：细胞增生、胚胎形态发生阶段的分化和器官生成，细胞保护、修复、调节生长、代谢，器官发生、修复等[6]。FGFs共有22个成员，其中FGF-21基因位于人类19号染色体上，有3个外显子，编码209个氨基酸肽，分子量约21 kDa。FGF-21的蛋白质高度保守，动物和人类有89%的同源性，小鼠和人类相似的比例为75%[7]。本研究观察结果显示：B组FGF-1较A组高，但差异无统计学意义，考虑与B组患者为单纯糖尿病患者有关。C、D、E组FGF-21水平较A、B组升高差异有统计学意义，考虑C、D、E组为DN组，此时肾小球滤过率逐渐增加，导致FGF-21 排泄减少。与Esteghamati A等[8]研究结果有相同之处。机制考虑与机体对FGF-21的排泄与灭活机制有关：FGF-21主要通过肾小球毛细血管从肾小球滤过、肾小管重吸收从尿液中排出。除了肾清除外，FGF-21也可以被成纤维细胞活化蛋白(FAP)裂解和灭活。根据Gómez-Sámano M[9]的研究表明：胰岛素抵抗、代谢综合征、慢性炎症、氧化应激均可增加慢性肾脏疾病的发生，会导致血清中FGF-21水平升高。

本研究通过相关分析发现：FGF-21与UAER具有相关性，相关系数具有统计学意义。在A组中FGF-21与UAER呈负相关，考虑此组为健康人群，在健康人群中FGF-21受年龄的影响较大，因本研究均选年龄＞60岁的老年人，因此总体FGF-21水平偏高。在B组中，FGF-21与UAER的相关程度(r＝0.321)没有HbA1c与UAER(r＝0.378)的大，在C、D、E组中FGF-21与UAER均表现出显著的相关。

尽管血清FGF-21水平与DN更快的进展相关，然而赵大号等[10]的研究发现FGF-21具有治疗DN的潜力。但是，由于FGF-21固有的生物稳定性低，因此阻碍了其向治疗剂的开发。但通过定点诱变和固相PEG化开发的重组人FGF-21(rhFGF21)变异体可用于治疗小鼠的DN。

综上所述，FGF-21在DN的发生发展过程中扮演了重要角色，并可产生持久影响。FGF-21与2型糖尿病肾病的严重程度相关，可作为DN早期的筛选指标。然而FGF-21的其他作用机制还需我们进一步研究发现。