单核细胞与高密度脂蛋白胆固醇比值在糖尿病相关性研究中的进展

2020-12-25朱丽梅李显丽

实用临床医学 2020年4期

朱丽梅，李显丽

(昆明医科大学第四附属医院内分泌科，昆明 650012)

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一种长期的慢性低度炎症性疾病，炎症、氧化应激、内皮细胞功能障碍等参与了DM的发生、发展[1]。而炎性指标，如白细胞介素-1、单核细胞趋化蛋白-1、肿瘤坏死因子、超敏C反应蛋白等的检测费用较昂贵，且都不是能反映上述机制的综合指标。近期发现，单核细胞与高密度脂蛋白胆固醇比值(ratio of monocytes to high-density lipoprotein cholesterol，MHR)是一种可以通过计算单核细胞(monocyte，M)绝对值与高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)比值而得到的一种新型炎症标志物[2]，其与高血压[3]、心血管疾病[4]、肥胖[5]、糖尿病肾病(diabetic nephropathy，DN)[6]等疾病密切相关，而DM患者也常伴发这些疾病。本文就MHR在DM中的研究做一综述，为综合评价DM病情提供参照。

1 单核细胞

M来源于骨髓中的造血干细胞，是DM和非DM患者体内，如白介素-1β、肿瘤坏死因子-α、白介素-6和内皮细胞生长因子、胰岛素样生长因子-1和转化生长因子-β等炎性因子的最主要产生者[1]。M根据其表面受体表达，可分为不同亚群[7]：1)经典型：人CD14++CD16-，对应小鼠Ly6Chigh、Ly6Cmid，高表达趋化因子(c-c基序)受体2，低表达CX3C受体1，具有吞噬作用；2)非经典型：人CD14+CD16++，对应小鼠Ly6Clow，低表达趋化因子(c-c基序)受体2，高表达CX3C受体，主要沿血管内皮巡游，参与组织修复；3)中间型：人CD14++CD16+,中等水平表达趋化因子(c-c基序)受体2、高表达CX3C受体和表达趋化因子(c-c基序)受体5,具有促炎症作用。

在对青少年1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)患者中的研究[8]发现:非经典型和中间型M亚群数量较多，且其频率也与糖化血红蛋白显著相关，明显升高的非经典型和中间型M亚群的数量与糖化血红蛋白的大小显著相关，特别是非经典型M亚群升高的患者，多合并视网膜病变，除了考虑长期的高血糖作用外，CD16+M还可能通过CX3C受体1-不规则趋化因子途径进入血管壁，加速微血管的损害；且辅助性T细胞17的数量也与外周血的中间型M亚群数量呈显著正相关。故猜测M水平升高可能是T1DM早期发生视网膜病变的原因之一。另外，在T1DM的研究[9]中还发现，相比无并发症的T1DM患者来说，除了CD16+M的增多，白介素-1β和白介素-1Ra都有所增加，能反映内皮细胞活化和功能障碍的标记物，如血浆中的纤溶酶原激活物抑制剂、多配体蛋白聚糖-1、内皮细胞生长因子和巨噬细胞炎性蛋白1β等也是增多的，考虑到可能是因为乙酰肝素酶的过度表达损害了M向组织的迁移，也可能对CD16+M的水平也产生了影响。单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1,MCP-1)基因的多态性在糖尿病足(diabetic foot，DF)中的研究[10]发现，携带rs1024611SNP GG基因型的个体更可能高表达MCP-1，并发生糖尿病足溃疡(diabetic foot ulcers，DFU)。另一项研究[11]发现，2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)患者的M2细胞(被定义为表达CD163或CD206的CX3CR的细胞)较健康对照组明显减少(P=0.000 05)，而M1(被定义为表达CD68+CCR2+的细胞)无明显变化(P=0.79)，故在T2DM患者中，M1/M2比值升高(P<0.001)；由于M2细胞的缺乏，无论是在校正年龄混杂因素后或选择在病程较短的才开始药物治疗的DM患者，仍发现T2DM影响了M1/M2的比值，主要是M2细胞的缺乏。另外，有研究[12]发现，在DM合并微血管病变(如合并肾脏病变或视网膜病变)的患者中也发现M2细胞是呈明显下降趋势的，而骨髓中M2细胞相对过剩，且用粒细胞集落刺激因子能逆转DM中M1/M2的变化，并且该研究证实由于粒细胞集落刺激因子受体CD114在M1细胞和M2细胞中的表达数量不同；该研究还支持将CD68+CCR2+细胞定义为经典CD14++CD16-M亚群，CXC3CR1+CD206+细胞定义为非经典CD14+CD16++M。

2 高密度脂蛋白胆固醇

高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)是异质颗粒，根据其大小、密度、脂质等可分为三类，1)小HDL(7.3～8.2 nm):HDL3c和HDL3b；2)中HDL(8.2～8.8 nm):HDL3a；3)大HDL(8.8～13.0 nm):HDL2a和HDL2b[13]。而临床上往往测定的是HDL-C，虽然HDL-C的测定是由HDL中许多不同的胆固醇和胆固醇酯的结合浓度来评估的，但高密度脂蛋白颗粒可能含有标准的HDL-C测试中没有测量的数百种不同的脂类[14]。HDL-C是一种有效的炎症抑制剂[15]，除具有逆向转运胆固醇的作用外，还有抗炎、抗氧化、抗细胞凋亡、抗血栓、抗血小板、保护内皮细胞、舒张血管、抗感染等作用[16]，HDL-C的基础成分载脂蛋白AI及其受体的调节，可能通过抑制全身炎症反应、保护胰岛β细胞、促进胰岛素分泌和外周葡萄糖摄取的作用来避免或延缓DM的发生[17]。CHIESA等研究[18]以体检报告数据为基础，构建DM(诊断标准：空腹血糖>7.0 mmol·L-1)的风险评分模型，除HDL-C对DM的预防因素外，低密度脂蛋白胆固醇、体重指数、舒张压、总胆固醇等危险因素高于相应临界时，患DM的风险较高，HDL-C可以作为保护因子，可作为DM的预测指标。但也有相反的研究[19]提出,患有T1DM的青少年,其升高的HDL与全身性炎症存在时的内皮功能障碍有关，可能是存在T1DM时，HDL的组成和功能存在着不利的变化，该研究还用HDL介导的内皮型一氧化氮生物利用度、超氧化物歧化酶的产生和血清对氧磷酶的活性来评估内皮细胞功能障碍，进一步的多变量回归分析发现：反应肾功能受损程度的尿蛋白与肌酐比值，还与HDL介导的一氧化氮生物利用度呈反向独立相关关系，而超氧化物歧化酶产生与炎症风险评分增加有关，当用HDL水平和炎症程度对T1DM患者进行分层时，仅在HDL水平在1.5～2.5 mmol·L-1和炎症风险评分高时，发现T1DM的内皮舒张功能明显降低，提示当伴有肾功能不全和慢性炎症时，HDL水平升高可能对T1DM患者的血管健康有害。

3 单核细胞与高密度脂蛋白胆固醇的关系

既往研究[20]发现，在脓毒症患者中，外周血检测到的M的组织相容性抗原D相关位点的表达与HDL、载脂蛋白AI、载脂蛋白CI呈正相关，与载脂蛋白E呈负相关，而HDL与载脂蛋白AI能抑制M的活化，载脂蛋白CI则能增强M对脂多糖的反应性，载脂蛋白E能结合脂多糖，从而介导其与肝细胞结合而降低M活性。在一项小鼠的研究[21]中发现，低HDL-C可诱导造血干细胞增殖，特别是M的增多。既往很多研究多在一次的单血测量中发现，血清HDL-C水平与外周血M计数之间存在显著的负相关关系，但在最近一项系列血液测量的研究中，仍发现M与HDL-C存在负相关[22]，并指出导致这种关系的可能机制：1)血清HDL-C水平升高表明HDL颗粒逆向胆固醇转运增强，从而减少M和巨噬细胞清除动脉壁胆固醇沉积的需要；2)更多的HDL颗粒可通过降低F-肌动蛋白含量而抑制血管细胞间黏附分子的产生，或通过HDL颗粒相关的对氧磷酶防止脂质过氧化和低密度脂蛋白氧化而减少M的合成；3)HDL3颗粒具有抗炎作用，能够与某些炎症介质结合，中和白细胞趋化活性，从而抑制M的聚集。HDL-C抑制了血管细胞间黏附分子的产生可进一步控制M祖细胞的激活和增殖，进而保护内皮细胞免受炎症和氧化应激[22-23]。

4 单核细胞/高密度脂蛋白胆固醇在DM中的研究

4.1 微血管病变

DN是发展为终末期肾病的重要病因，而白蛋白尿是临床上诊断DN的必要依据，但早期DN往往没有白蛋白尿，尽早发现那些因白蛋白尿正常但肾小球滤过率已下降而被漏诊的DN是重要的。KARATAS等[6]研究发现，白蛋白尿正常的DM患者与正常人的MHR无明显差异，但相比正常白蛋白尿的DM患者和健康对照者，DN患者的MHR值明显升高，合并有大量白蛋白尿的DM患者的MHR升高最明显，进一步的多元线性回归分析表明：MHR与尿白蛋白与肌酐比值呈独立相关关系(P=0.016)。DM患者，特别是合并急性冠脉综合征的患者，常会面临造影剂肾病(contrast-induced nephropathy，CIN)的风险，严重时可造成死亡，对于早期发现具有高CIN风险的患者进行干预是及其重要的，但目前没有术前预测风险模型的指标。KARANFIL等[24]研究发现，MHR预测CIN的临界值具有中等的敏感性和特异性(分别为66%和64%)，还发现MHR与CIN在住院期间和1～6个月随访期间的不良事件发生率增加相关，但不是总体死亡率的独立预测因子。另一重要的微血管并发症——DM性视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)是造成全人类失明的重要疾病。其中，视网膜分支静脉阻塞(branch retinal vein occlusion，BRVO)是常见的视网膜血管疾病，与MHR显著相关的动脉粥样硬化也是BRVO的危险因素。考虑到动脉粥样硬化条件下，由于视网膜动脉壁硬化，可能中断静脉血流，出现动静脉交叉口的局灶性狭窄，导致静脉淤滞、内皮功能障碍和血液高凝，而这些参与了BRVO的发病机制[25]，该研究发现，BRVO组的MHR明显高于对照组(13.4±5.2比8.1±2.2,P<0.001)，且最佳截断值为9.5，ROC曲线下面积为0.862(灵敏度为76%，特异性为70.8%)，提示MHR水平升高可能是评估BRVO发展的有用指标。

4.2 大血管病变

DM是动脉粥样硬化性心脑血管疾病的独立高危因素，MHR被证明是心血管疾病的重要预后指标[4]。颈动脉内膜中层厚度(carotid intima media thickness，CIMT)被认为是能反映亚临床动脉粥样硬化的指标，对预测心脑血管事件的发生具有重要预测价值。KANBAY等[26]的一项前瞻性研究发现，CIMT的分布随MHR四分位数的增加呈上升趋势，尤其是DM患者MHR第四分位数的CIMT明显高于前2个四分位数的CIMT，非DM患者的CIMT也高于MHR的第四个四分位数，MHR在未调整和经过调整的DM人群中都与CIMT升高独立相关，且基线MHR比传统的血脂参数与CIMT在1年随访时的变化有更大的相关性。在对脑血管疾病的研究[27]中发现，急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke，AIS)入院时较高的MHR值是预测患者30 d病死率的独立预测指标，其截断值为17.52(敏感性94.4%，特异性84.8%)，且入院时M较高的患者预后可能比其他患者差，较低的HDL水平与AIS患者的死亡率有关。当发生AIS时，小胶质细胞被激活，在既往的AIS的鼠实验模型中发现[28]，促炎型的Ly6Chigh(相当于人经典CD14++CD16-M)在外周血循环中明显增加，而第7天开始下降，但抗炎型的M亚型(Ly6Clow，相当于人非经典亚型)在缺血脑组织中的吸收和浸润显著增加，与脑梗死的进展和严重程度密切相关。

4.3 神经病变

DM最常见的神经病变是糖尿病周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy，DPN)，虽然目前检测DPN的方法很多，但目前没有诊断DPN的“金标准”，也没有预测DPN发展的相关指标。DPN的发生发展不仅涉及晚期糖基化终末产物的形成及其诱导的氧化应激反应，还和M介导的复杂免疫反应也相关，而通常DM的血脂特点是以HDL-C降低为特点的。有研究[29]发现，在DPN患者与非DPN患者中并未发现MHR有显著差异性(P>0.05)，但观察到T2DM病程(>8.6年)及血清CRP水平对DPN的发生有显著预测作用，但并未证明MHR与DPN的关联，这种结果可能是由于全身炎症、氧化应激、微血管和大血管三者在DPN发病机制中的复杂相互作用所致有关。DPN与进行性远端轴病有关，另一项研究[30]发现，HDL-C与胫后神经复合肌动作电位波幅呈显著正相关，胫后神经复合肌动作电位的波幅均与M计数和MHR水平呈负相关，MHR在非DPN患者、无多发性神经病的DM患者和健康人之间无显着性差异(P>0.05)，DPN组的MHR值明显高于非DPN组、DM无多发性神经病组和对照组(P=0.001)，但相比非DPN组、无多发性神经病的DM组和对照组，DPN组的MHR值是明显升高的(P=0.001)，DM患者较高的MHR水平倾向于具有较低的复合肌动作电位幅度,更有可能发展为DM轴索性多发性神经病。

4.4 其他伴发疾病

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)可伴发DM，DM也可导致PCOS。在一项PCOS患者的研究[31]中发现，PCOS组的MHR值明显高于对照组(P=0.001 8)，且肥胖型PCOS患者的MHR值明显高于瘦型PCOS患者，在进一步的单因素Logistic回归分析中胰岛素抵抗指数、超敏C反应蛋白、MHR均有统计学意义，而在多因素Logistic回归分析中，只有MHR是预测PCOS的独立指标。同样，DM可作为代谢综合症(metabolic syndrome，Mets)的组分，MHR可以作为评价Mets严重程度的有效指标。肥胖型DM患者，还可能合并阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea syndrome，OSAS)[32]，在OSAS患者中，MHR随着病情的加重而增加。将OSAS依据呼吸暂停低通气指数(apnea hypopnea index，AHI)组分为轻度(AHI 5～15)、中度(15～30)、重度(>30)组，发现中重度OSAS亚组MHR明显高于对照组，而轻度OSAS亚组在此参数上与对照组相似，且MHR随AHI、快相睡眠-AHI、非快相睡眠-AHI、90%饱和度下时间的增加而增加，但这并不是一项前瞻性研究[33]。