糖尿病前期与膳食炎症指数的相关性及研究进展

刘珊，杜林娜，郭艳，王敏娟

(1.西安医学院，陕西 西安 710068；2.西安医学院第一附属医院，陕西 西安 710068)

0 引言

近年来，随着饮食结构、生活方式及运动习惯的改变，中国糖尿病患病率逐年上升，随之而来的疾病管理及并发症等严重影响着患者的生活质量，亦加重个人经济负担及国家的公共卫生管理压力。糖尿病前期现以引起临床工作者的重视，越来越多的研究实了糖尿病前期干预的重要性。DII是一种新的评估饮食炎症潜能的工具，DII与各种癌症的相关性研究近年来是国内外的研究热点，而DII与糖尿病前期的研究较少，本文章将探讨DII与糖尿病前期的关系。

1 糖尿病前期的概述

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一组由多病因引起的以慢性高血糖为特征的代谢性疾病，是由于胰岛素分泌和(或)作用缺陷引起[1]。糖尿病广泛流行于全球，严重威胁着全人类的健康，成为全世界共同面临的公共卫生问题之一。中国糖尿病患者基数大，近年来，随着饮食结构、生活方式及环境等的改变，糖尿病患病率逐年上升，我国已经成为全球糖尿病患者最多的国家[2]。我国居民面临着由糖尿病所带来的巨大威胁和挑战，而国家用于糖尿病管理的公共医疗费用压力也愈发增大。糖尿病前期(pre-diabetes，Pre-DM)包括空腹血糖受损、糖耐量受损和/或糖化血红蛋白升高[3]。有研究表明，Pre-DM患病人数在全球范围内不断增加，而我国成年人中Pre-DM发生率高达50.1%[4]，且呈逐年上升趋势，Pre-DM患者中每年约有5-10%发展为糖尿病[5]。

Pre-DM这一特殊人群，应是我国以及全球关注的重点。有流行病学证据显示[6]，人体一旦进入Pre-DM，其对人体的危害就己经开始了。Pre-DM不仅预示糖尿病的发生风险增加，还与心血管疾病、高血糖所导致的肾病、神经病变等发生风险增加相关[7-9]。有研究表明，Pre-DM与心血管疾病和某些类型癌症的风险增加有关，特别是肝癌、子宫内膜癌、胃癌和结直肠癌[10-11]。持续的高血糖会导致并发症，这些并发症是发病率、死亡率和成本的主要来源。因此，早期识别Pre-DM人群并及时进行有效干预对糖尿病的管理和预防起关键作用。

根据2010年美国糖尿病学会(The American Diabetes Association，ADA)诊断标准[12]，满足以下条件之一可以诊断为糖尿病：(1)既往经医生明确诊断为糖尿病且服用降糖药物；(2)空 腹 血 糖(fasting plasma glucose，FPG)≥7.0mmo1/L；(3)餐 后 血 糖(postprandial plasma glucose，PPG)≥11.1 mmol/L；(4)糖化血红蛋白(HbAlc)≥6.5%。

根据2010年ADA糖尿病前期诊断标准，排除糖尿病诊断后，满足以下条件之一可以诊断为糖尿病前期：(1)5.6≤FPG＜7.0mmol/L；(2)7.0≤PPG＜11.1mmol/L；(3)5.7% ≤HbAlc＜6.5%。FPG与PPG的 单 位 换 算 为：1mmol/L=1mg/dL*0.0555。

2 膳食炎症指数(DII)

2.1 DII的概述

膳食炎症指数(Dietary Inflammation Index，DII)[13,14]最初是在美国南卡罗来纳州哥伦比亚大学癌症防治项目中得来的由文献衍生的，基于人群的评价指标，目的是量化饮食对炎症潜能的总体影响。其研发团队从1950年截至2010年，共筛选出1943篇文章，包括细胞培养、动物和流行病学研究等，根据食物对炎症的影响进行了审阅和评分。DII共由45种食物参数(即食物、营养素和其他食物成分)组成，不仅限于微量营养素和大量营养素，还包含了日常饮食中常见的消费成分，包括黄酮类化合物、香料和茶[13]。

根据在炎症中的重要性以及相关文献的稳健性，选择以下6项炎症标记物作为研究的重点：IL-1b、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-A和CRP[13]。根据食物参数对上述炎症指标的不同影响，将其分成以下3种情况：1)促炎饮食：如果效应是促进炎症的(显著升高IL-1b、IL-6、TNF-a或CRP，或显著降低IL-4或IL-10)，赋予+1评分；2)抗炎饮食：如果效应是抑制炎症的(显著降低IL-1b、IL-6、TNF-a或CRP，或显著升高IL-4或IL-10)，赋予-1评分；3)无效效应：如果食物参数没有引起炎症标志物的任何显著变化，则评分为0。在某些情况下，在一项单独的研究中，同一食物参数被证明具有不同的影响。则它们被分别评分。

2.2 DII的计算

DII的计算基于饮食摄入量数据，然后将这些数据与具有区域代表性的11个综合世界数据库相关联，该数据库提供了对每个参数的平均值和标准偏差的可靠估计[13,14]。具体计算公式为：Z评分=(该种膳食成分或营养素日摄入量-该种膳食成分或营养素全球人均日摄入量均数)/(该种膳食成分或营养素全球人均日摄入量标准差×该种膳食成分或营养素炎症效应指数)。最后将该值转换为百分位数制以减小右倾的影响，将每个百分位数分数加倍后再减去1以实现以“0”为中心的对称分布。最后，将所有食物参数特定的DII得分相加，得到每个参与者的整体DII总得分[13,14]。在构成标准全球平均值的11个数据集中，DII得分在-8.87(最大抗炎)到+7.98(最大促炎性)之间，中位数为+0.23，在大多数研究中，这些值的范围约为-4.5到+4.5[13,14]。

2.3 DII的相关应用

自开发以来，大量研究表明较高的DII评分可能与各种癌症风险相关，包括结直肠癌[15]、胃癌[16]、妇科癌症尤其是卵巢癌和子宫内膜癌[17]、乳腺癌[18,19]、前列腺癌[20]等。且在一项DII与癌症预后之间关系的荟萃分析中指出，在不同癌症类型、研究人群和研究设计中，较高的DII与癌症发病率和死亡率之间存在一致且显著的正相关关系[21]。许多研究表明较高的DII评分与几种慢性疾病相关，包括慢性肾病的进展[22]、糖尿病前期和糖尿病[23,24]、心血管事件[25]、记忆功能[26]、白内障[27]、髋部骨折[28]。一项多民族队列研究显示，DII评分越高，男性和女性的全因、心血管疾病和癌症死亡率的风险越高[29]。在日本老年人中，较高的DII得分与较高的综合结果(意外功能性残疾或死亡)风险显著相关[30]。来自对伊朗妇女孕妇的病例对照研究表明，促炎饮食较抗炎饮食的人流产的几率更高[31]。有研究指出，较高的DII评分与抑郁风险的增加独立相关，特别是在女性中[32]。

3 Pre-DM与DII的相关性

DM是一种复杂的多基因遗传病，涉及遗传易感性和环境因素，这两个方面目前还只是部分了解。全基因组关联策略为研究该病的发病机制提供了巨大的机会。然而，相关研究表明与DM相关的常见遗传变异对未来DM的预测仅起到了很小的改善作用[33,34]。2型糖尿病其发病机制是胰岛素抵抗(Insulin resistance，IR)和胰岛β细胞功能下降，导致血糖水平逐渐升高，这也是Pre-DM发病机制的重要环节。研究显示，炎症诱发IR产生高血糖，而高血糖亦促进炎症导致各种并发症的发生发展[35]。Pre-DM时期，绝大多数患者即有轻微的血管炎性反应，炎性反应可以激活蛋白β抗体，导致胰岛素信号转导受阻，从而引起IR。当发生高血糖或IR时，机体内肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达增多，白细胞介素-1 (IL-1)、白细胞介素-6(IL-6) 等分泌增加，致使肝脏细胞受损，进而导致C-反应蛋白(CRP)进一步升高[36]。机体在健康状况下，胰岛素能够有效阻断肝脏合成CRP，但当IR时，胰岛素的生物作用降低，使CRP合成增多。IL-6升高后诱导糖异生增加，导致高血糖的发生和胰岛素代偿性增高，并降低机体组织对胰岛素的敏感性。而高血糖又可促进胰岛 β 细胞分泌 IL-6，如此恶性循环，进而促使糖尿病的发生[37]。Saukkonen 等[38]基于芬兰人群的一项横断面研究表示，与正常血糖受试者比较，Pre-DM患者的 TNF-α、IL-4、 TNF-α 相关激活蛋白(CD40L)等炎性细胞因子的数值明显更高。另有研究显示[39]，低IL-10与代谢综合征和2型糖尿病之间存在横向关联。Brahimaj 等[40]的研究 发现，除 CRP 之外，新型的炎性因子如 IL-13、补体因子H(CFH)、IL-18 也与Pre-DM发生相关。上述研究指出，在Pre-DM时，就已经发现炎性因子及其介导的慢性低度炎性，并伴随着糖尿病发生发展的全过程。有越来越多的证据表明，慢性炎症在2型糖尿病、癌症和心血管疾病的发展中起着重要作用[40-44]。预防糖尿病的有效干预措施，如减肥、运动或二甲双胍，都显示出抗炎作用[44-48]。根据之前的研究[49]，炎症与肥胖、心血管疾病和胰岛素抵抗有关，饮食在慢性炎症的调节中起着重要作用。伊朗的一项研究指出[50]，DII评分与总体代谢综合总及空腹血糖相关。综上所述，我们有理由相信DII与Pre-DM之间存在相关性。

4 小结

RP、TNF-α、IL-6及其他炎性因子与Pre-DM密切相关，为了避免刺激因素，我们通常对他们的生活方式进行干预，包括调整饮食结构及适当运动，维持健康体重等，预防与之相关的炎症因子的产生，可能成为Pre-DM的有效干预手段。其中饮食作为可调节的因素，它很可能有强大的与炎症有关的作用，即抗炎及促炎。DII是一种新的评估饮食炎症潜能的工具[13]，可以应用于任何已收集饮食数据的人群，还可以用于评估和指导个人制定饮食目标，帮助减少炎症水平，并可能降低某些慢性疾病的风险。随着世界范围内Pre-DM发病率的迅速上升，早期诊断Pre-DM，并制定更有效的饮食干预措施及公共卫生政策，通过降低机体炎症达到延缓或阻止其进展为糖尿病，可以提高Pre-DM患者的生活质量，缓解国家慢病管理压力。