血清淀粉样蛋白A 对2 型糖尿病及其常见并发症影响的研究进展

孙丽华，张永莉

(延安大学附属医院东关分院，陕西 延安)

0 引言

据流行病报告显示，老龄化的加剧和长期不良的生活方式使2 型糖尿病的患病率从1980 年的0.67%飙升2013 年的10.4%，患病率可能继续升高[1]。SAA 在感染、免疫等众多领域广泛研究，并被应用于临床辅助判断疾病活动期和恢复期等，SAA 对糖尿病及其并发症的作用机制尚不明确，故不断探索 SAA 在启动或加速疾病进展的 机制，使其成为早期诊断指标和靶向治疗的位点之一。本文主要从SAA 的概述、SAA作用于糖尿病及4 种常见并发症可能机制这2 大方面进行综述。

1 SAA 的概述

SAA 被分离、命名已有50 多年历史了，各生物的 SAA 基本结构并不完全相同，在进化的过程中具有显著保守性，但在人类 SAA 发生了多种较小的变异。人类的 SAA 基因都含有4 个外显子和3 个内含子的相同结构，并且SAA 家族聚集在一个160 kb 内11 p15.1 染色体区域，其包括急性期基因SAA1 和 SAA2，伪基因 SAA3 及结构基因 SAA4[2]。SAA 的单体由4 个α 螺旋体及 C-结构域构成，螺旋1 和螺旋3 具有亲水性和疏水性，可与螺旋2、螺旋4 相互作用，也可形成特殊的凹形疏水表面与脂蛋白结合，主要是高密度脂蛋白胆固醇( HDL)[3]。SAA 可作为一个枢纽，一边连接 HDL，一边通过C-结构域与糖胺聚糖连接，在动态 HDL 平台上介导各种蛋白质、脂类和蛋白聚糖之间的相互作用，进而实现细胞信号转导、运输等。SAA 还与许多其他不同的配体相互作用，如胆固醇、视黄醇、硫酸肝素蛋白聚糖、金属离子、各种蛋白质等，从而使 SAA 参与视黄醇转运、调节先天免疫以及动脉粥样硬化和某些癌症等多种疾病[4]。SAA 属于载脂蛋白家族中的高度异质类蛋白，是一种急性时相反应蛋白，当机体受到细菌、病毒、肿瘤等炎症刺激后引起单核细胞、巨噬细胞等释放炎症因子肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素6(IL-6)等作用于 SAA 表达通路，使其在4-6 小时内可迅速升高约1000 倍。

2 SAA 与2 型糖尿病(DM)

2.1 2 型糖尿病是以胰岛素抵抗为主逐渐进展为胰岛素缺乏的一种糖尿病类型，故认为胰岛素抵抗可能是多数2 型糖尿病发病的始发因素。胰岛素抵抗的发病机制至今未阐明，目前被广泛认可的机制是脂质超载和炎症反应这两个论点：一方面，脂肪细胞增大导致血液循环中游离脂肪酸(FAA)及其代谢产物水平增高，这些物质在非脂肪细胞主要是肌细胞、肝细胞、胰岛β 细胞内大量沉积，从而抑制胰岛信号转导；另一方面，增大的脂肪细胞可促进巨噬细胞分泌TNF、IL-6 等炎症因子，进一步通过 Jun 氨基酸激酶(JNK)阻断骨骼肌内胰岛信号转导，两者相互交叉，相互补充。另外，2型糖尿病是免疫系统长期活跃导致慢性炎症的疾病，2 型糖尿病的发展过程中，可能存在先天性免疫、获得性免疫或两者的异常相互影响，但免疫细胞在炎症和脂质代谢的启动部位、相互作用还未被完全了解[5]。

2.2 SAA 在脂质代谢方面对胰岛素抵抗的影响

早期研究表明SAA 可通过影响脂质代谢参与胰岛素抵抗的进程。目前关于 SAA 对脂质代谢影响多集中于HLD- C、低密度脂蛋白胆固醇( LDL- C)，进而影响心脑血管等，对于直接影响甘油三酯(TG)及脂肪酸的研究报道相对较少。SAA可通过以下四种作机制影响脂肪组织脂质代谢[6-8]：(1)SAA可使过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)、胆固醇调节元件结合蛋白1 c( SREBP-1 c)、CCAAT/增强子结合蛋白a(C/EBPa)等与脂肪细胞储存相关的重要转录因子的基因表达降低，使脂肪细胞存储能力下降；(2)SAA 可使与脂肪生成相关主要酶如甘油醛-3-磷酸脱氢酶(G3 PDH)、脂肪合成酶(FAS)的基因表达减少，使得游离脂肪酸的消耗受抑制；(3)SAA 通过磷酸化激素敏感脂肪酶( HSL)和通过细胞外信号调节激酶(ERK)、蛋白激酶 A( PKA)依赖途径下调包被蛋白来诱导脂肪分解，增加游离脂肪酸的生成；(4)葡萄糖作为合成甘油磷酸盐的重要原料之一，而甘油磷酸盐可合成甘油三酯的骨架结构，当SAA 通过降低脂肪细胞中葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)的表达使葡糖糖摄取减少时，可能会导致脂肪细胞储备下降。由此可知，SAA 通过增加游离脂肪酸合成、减少消耗，降低脂肪细胞储备能力，使游离脂肪酸增加，导致胰岛素抵抗。

2.3 SAA 在炎症反应方面对胰岛素抵抗的影响

研究显示包括SAA 在内的多种炎症指标与胰岛素抵抗及糖尿病相关[9][10]。评估 SAA 对胰岛素抵抗潜在影响时发现应用重组人类 SAA 处理的3 T3- L1 脂肪细胞可减弱胰岛素敏感性、上调 JNK、下调胰岛素受体底物- 1( IRS-1)的酪氨酸激酶磷酸化和 GLUT4 的表达，用JNK 抑制剂对细胞进行预处理，则胰岛素抵抗可部分恢复，从而证实了 SAA 可能是胰岛素抵抗的一个标志物。SAA 可通过以下四种作机制参与炎症反应：1.SAA 可通过激活脂肪细胞、免疫细胞中的 NF- kB 和 MAPK 信号通路( p44/42，p38 和 p46- JNK)增加脂肪细胞产生 IL-6、IL-8、趋化因子(MCP-1)和免疫细胞产生 IL-6、IL-8、TNFa 等炎症介质，从而产生胰岛素抵抗[7]；2.Tanis 作为SAA 的结合受体，在糖尿病患者骨骼肌和脂肪组织中Tanis 的基因表达与SAA 呈正相关，故SAA 可能使Tanis 受体过表达而降低了葡萄糖摄取，减少基础糖原和胰岛素刺激的糖原合成，减弱了胰岛素对PEPCK 基因表达的抑制作用[11-12]；3.SAA 可与甲酰肽样受体1(FPRL-1)结合后可激活 NF-κB 和PPARγ 进而上调基质MMPs 等进而介导促炎反应[13]；4.SAA 作为脂肪细胞分泌的促炎症脂肪因子之一，可引起单核-巨噬细胞等分泌释放炎症因子，使炎症细胞驱化、聚集于肝脏、脂肪组织、骨骼肌，产生胰岛素抵抗[14]。肥胖、缺乏运动、吸烟、饮食习惯、心理压力、感染等被认为是先天免疫系统的激活因子，可导致慢性低度炎症，长期的微炎症和内在免疫系统活化的状态与糖尿病的发病机制密切相关[15]，SAA对不同类型的免疫细胞(T 细胞、B 细胞、NK 细胞等)的作用有待进一步研究。

3 SAA 与糖尿病肾病(DN)

糖尿病肾病是2 型糖尿病常见并发症之一，是终末期肾病的主要原因。目前临床上主要用肾小球滤过率(GFR)和尿白蛋/肌酐比值(AER)对糖尿病肾病进行诊断及分期，但约有20%的2 型糖尿病患者在使用ACEI/ARB 类药物后即使发展到3 期或以上的 CKD 仍可保持正常蛋白尿。AER 和GFR 的变化逐渐被认为是糖尿病CKD 的补充而非强制性表现，故早期糖尿病肾病应被更加重视[16]。研究发现SAA 与尿白蛋白呈显著正相关， 提示 SAA 与 DN 严重程度相关[17]。SAA 引起DN 可能的机制如下：(1)SAA 可能是足细胞炎症基因转录的重要调控因子，其可上调足细胞促炎基因如 C3、Ccl2、 Ccl5、 Itgb2、 Il1 rn、 Cxcl1 的 表 达，使 得 足 细 胞 通 过NF- KB 通路促进了趋化因子和细胞因子的生成[18]。(2)SAA增加可能是足细胞内JAK2 信号传导的结果和原因，形成恶性循环，并且发现肾脏中存在的主要是局部产生SAA3，而不是全身产生的SAA1 与SAA2[19]。(3)SAA 能在调理素作用下增加中性粒细胞的氧代谢率，使活性氧产生增加对微血管损伤；(4)SAA 可引起反应性系统性淀粉样变性，长期升高的循环 SAA 会形成淀粉样纤维而沉积在肾小球内，从而造成不可逆转的肾脏结构损伤，将SAA 水平降低到参考范围内的治疗可防止淀粉样蛋白沉积的进一步积累，可导致淀粉样蛋白退化并且改善与淀粉样蛋白相关的器官功能障碍，显著提高长期生存率[20]。Brad P.等人[21]对2 型糖尿病和 DKD 患者的纵向队列研究中发现血清 SAA 水平越高，死亡和终末期肾病的风险越高，认为 SAA 可成为非常有价值的 DKD 靶向性生物标志物。

4 SAA 与糖尿病视网膜病变病(DR)

AAO 在最新的DR 临床指南显示DR 已经成是成年人视力损害的主要原因。目前临床上常用眼底照相筛查，主要根据微血管病变将 DR 分为非增殖期视网膜病变( NPDR)与增殖期视网膜病变( PDR)。对角膜、房水、玻璃体、视网膜这些研究样本利用蛋白质组学方法分析显示包括SAA 在内的几种物质具有良好的特征，可作为DR 的生物标志物[22]。一项研究[23]显示与对照组糖尿病患者相比较，NPDR 和PDR 组患者血清及玻璃体腔内SAA 水平均随着视网膜病变的加重进一步升高，并且发现血清中SAA 水平与病程、肥胖、血糖、血脂和微血管病变相关，提示 SAA 可能参与了 DR 疾病的发生、发展，并与病情的严重程度成正比，使SAA 水平的检测成为DR 的早期诊断和药物干预的潜在依据。目前关于SAA 与DR 多为相关性研究，对于SAA 引起DR 的机制研究甚少，可能的机制是SAA 可能通过刺激内皮细胞及单核细胞中细胞因子的表达，加剧血栓形成，并和内脏脂肪素协同促进TNF-α 分泌，三种物质的异常表达促进了眼内动脉重塑和新生内膜的生长作用，加速疾病的进展[24]。目前认为糖尿病视网膜病变不只是一种微血管并发症，视网膜微血管系统与神经元和神经胶质有密切的关系，并且前者可能后者控制，但SAA 是如何作用于糖尿病患者的神经元、神经胶质细胞而促进DR 进展仍然不确定，可能是通炎症反应相互沟通[25]。

5 SAA 与糖尿病大血管病变

糖尿病患者较正常人更易发生动脉粥样硬化，并且发展迅速，导致心脑血管意外事件发生率大大增加。动脉粥样硬化由脂质代谢、炎症细胞浸润、免疫反应等多个复杂因素和环节所致。目前关于 SAA 与大血管病变的研究较多，长期升高的 SAA 会增加小鼠的动脉粥样硬化，即使伴随 SAA 增加的短期炎症反应也可能增加心脑血管疾病的风险[26]。SAA 引起大血管病变的机制如下：(1)SAA 可与动脉硬化斑块周围的内皮细胞及单核巨噬细胞等细胞表面的 Toll 样受体TLR2、TLR4、以及 FPRL1 相结合，激活下游相关的级联信号转导通路如NF- KB 信号通路、 JNK/ AP-1 信号通路，活化核转录因子，启动相关靶基因的转录，促进炎症相关细胞因子表达[13]；(2)SAA 可与巨噬细胞表面的清道夫受体受体 B1( SR- B1)和CD36 相结合，激活下游的 JNK 及 P38 MAPK 信号通路，上调 IL-1、IL-8、IL-23、TNF-α 等炎症相关因子的表达[27-28]，炎症因子促进单核巨噬细胞的粘附、迁徙，加速动脉硬化的进展；(3)动脉硬化斑块内 IL-6、TNF-α 随 SAA 升高而升高，一方面 IL-6 可导致组织缺氧和自由基产生增加，激发氧化应激，致血管内皮功能失调，TNF-α 可直接损伤内皮细胞，使其通透性增加，消弱了内皮细胞的屏障功能，另一方面二者可协同进一步增强对巨噬细胞的趋化作用和吞噬作用，从而加速动脉粥样硬化的发生；(4)SAA 可能通过自身或上调驱化黏附相关因子单核细胞趋化蛋白(MPC-1)及血管细胞粘附分子(VCAM-1)的表达驱化、诱导巨噬细胞至病变区域吞噬异常沉积的脂质成为泡沫细胞，加速斑块形成[29-30]；(5)SAA 可促进胆固醇酯水解酶的增加，导致细胞内游离胆固醇的增加，并且 SAA 会降低巨噬细胞 ACAT 的活性，这促进 SAA 置换与 HDL 结合的 Apro1，形成 SAA/ HDL 复合物，从而抑制胆固醇的逆向转运，加速巨噬细胞的吞噬清除能力，增加泡沫细胞的形成，使脂质在病变区域沉积[4]；(6)SAA 可诱导血管平滑肌细胞的表型从静止收缩型向合成增殖型转变，合成增殖型的平滑肌细胞影响动脉粥样硬化的发生和增殖，对局部组织重塑起重要作用[31]；(7)SAA 可通过诱导金属蛋白酶9(MMP-9)的表达，促进动脉粥样硬化斑块中细胞外基质(ECM)的降解，从而影响粥样斑块的稳定性[32]。上述表明SAA 在大血管病变中发挥重要作用，可作为的大血管病变的标志物之一。

6 SAA 与糖尿病周围神经病变(DPN)

DPN 是糖尿病常见并发症之一，随着病情进展，甚至可能导致足部溃疡及截肢。目前临床主要采用电生理检查、多种感觉检查、影像学检查及血清学等多种手段，但对早期诊断欠佳。研究显示细胞因子、驱化因子、Toll 样受体、淋巴细胞等通过多种慢性炎症通路对DPN 的进展产生不同的影响。目前认为DPN 发病机制主要是由高血糖症引发的代谢通路(如多元醇通路、己糖胺通路、蛋白激酶 C(PKC) 通路等) 导致细胞内物质氧化还原，以及糖基化终末产物(AGEs)的堆积等[33]，AGEs 作为SAA 的受体之一，但关于DPN 患者的研究甚少，SAA 是否作用于代谢通路、引起AGEs 堆积尚不确定，有待进一步研究。

综上，SAA 主要通过调节脂质代谢、介导炎症反应导致胰岛素抵抗参与2 型糖尿病的发生发展。SAA 是否可通过免疫系统对糖尿病产生影响有待进一步研究。众所周知，胰岛素抵抗与糖尿病各种并发症有密切的联系，可进一步促进疾病发展。另外，SAA 对于血管相关并发症影响较大，通过多个信号通路介导细胞因子释放，导致炎症反应和代谢异常，主要表现为血管通透性改变、脂质或淀粉样物质沉积、血管重塑等。目前对于SAA 直接导致神经变性研究很少，SAA 是如何对神经细胞、胶质细胞等产生作用需要更多的研究证明。由于糖尿病及其并发症的发病是复杂而缓慢的过程，不能排除其他因素与SAA 相互作用，目前SAA 还没有被广泛接受作为有效的生物标志物来监测糖尿病及其并发症以及评估严重程度等，随着对其基础研究的不断深入，SAA 有希望为2 型糖尿病及其并发症的早期诊断、靶向治疗提供更多新的思路。