Betatrophin影响妊娠期糖尿病母儿糖脂代谢的研究

朱 珍，王富荣，国林林，徐风森，胡海燕

(1.青岛市市立医院产科，山东 青岛 266011；2.连云港市第一人民医院，江苏 连云港 222000；3.济宁医学院附属医院，山东 济宁 272000)

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM)是妊娠期发生的或首次发现的不同程度的糖耐量异常。据统计，我国GDM发病率高达18.9%[1]，其发病原因主要归于内在的遗传基因和外在的环境因素的协同作用，其中胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)和胰腺β细胞功能缺陷是关键因素。Betatrophin是一种由198个氨基酸组成的肽类激素，分子量22kDa，在人类由C19orf80编码，主要表达在肝脏和脂肪组织，属于分泌型蛋白，可以强有力地诱导β细胞的增殖[2]。近年来有研究证实Betatrophin不仅与IR相关，而且对肥胖和2型糖尿病患者的糖脂代谢起调节作用[3]。正常妊娠下，受激素水平和母胎能量需求的影响，不同孕期的糖脂代谢会进行适应性调节。GDM作为特殊时期的糖代谢异常疾病，Betatrophin是否影响不同时期的糖脂代谢变化需要进一步研究。

1研究对象与方法

1.1研究对象

随机选取2016年9月至2019年1月在青岛市市立医院产检并分娩的孕妇，常规于孕24～28周行75g葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test，OGTT)，诊断为GDM孕妇设为GDM组，同期正常孕妇设为正常组。GDM孕妇进行医学营养饮食+运动指导，监测血糖小轮廓，1次/周，血糖控制合格标准为：空腹血糖<5.1mmol/L，餐后2h血糖<6.7mmol/L(血糖仪校准1次/月)。随访至分娩，最终纳入正常组和GDM组各50例。排除患有急慢性传染病、肝肾疾病、心脑血管疾病、甲状腺疾病及孕期口服激素类药物者等；排除随访中发生妊娠期高血压疾病、早产、胎盘早剥、胎儿生长受限、各种感染、血糖控制不佳需胰岛素治疗者。本研究通过医院医学伦理委员会审批通过，征得研究对象的知情同意。

GDM诊断标准依据《2014年妊娠合并糖尿病诊治指南》：妊娠24～28周行75g OGTT，空腹及服糖后1h、2h三项血糖值应分别低于5.1mmol/L、10.0mmol/L、8.5mmol/L，任何一项血糖值达到或超过上述标准即诊断为GDM。

1.2方法

1.2.1一般资料收集

一般资料包括孕周、年龄、孕前身体质量指数(body mass index，BMI)、晚孕期增加体重、新生儿出生体重。

1.2.2糖脂代谢指标测定

分别于中孕期孕24～27+6周、晚孕期孕37～41+6周留取静息状态下孕妇空腹肘静脉血和分娩时胎儿脐血，一部分置于EDTA管内离心后取血浆，置于-80℃冰箱保存；一部分全自动生化仪检测空腹胰岛素(fasting insulin，FINS)、空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)，计算胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment of insulin resistance，HOMA-IR)。HOMA-IR=(FPG×FINS)/22.5。

1.2.3 Betatrophin测定

采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)集中检测血浆和脐血Betatrophin水平，Betatrophin试剂盒购自上海酶联科技有限公司(货号m1513706-2)。操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.3统计学方法

2结果

2.1一般资料比较

两组年龄、孕周、孕前BMI、新生儿出生体重无明显差异，GDM组晚孕期体重增加显著低于正常组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 GDM组与正常组一般资料比较

2.2母体血浆及脐血Betatrophin水平的比较

中孕期GDM组母体血浆及脐血Betatrophin水平均显著高于正常组，差异均有统计学意义(均P<0.05)，晚孕期两组差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表2 两组母体血浆及脐血Betatrophin水平比较

2.3 GDM孕妇Betatrophin与糖脂代谢指标的相关性分析

中孕期血浆Betatrophin水平与FPG、HOMA-IR、TG均呈正相关(相关系数r分别为0.31、0.63、0.58，均P<0.05)，晚孕期血浆Betatrophin水平与FPG、HOMA-IR均呈正相关(相关系数r分别为0.67、0.61，均P<0.05)，见表3。

表3 GDM孕妇不同孕期Betatrophin与各指标的相关性

2.4脐血Betatrophin与糖脂代谢指标的相关性分析

GDM组脐血Betatrophin水平与晚孕期母体血浆Betatrophin水平呈正相关(相关系数r=0.32，P<0.05)，与脐血FPG、HOMA-IR、TG均呈正相关(相关系数r分别为0.32、0.30、0.27，均P<0.05)，见表4。

表4 脐血Betatrophin与糖脂代谢指标的相关性

3讨论

作为妊娠期常见并发症之一，GDM随着生育年龄增加和生活水平提高，发病率日益增加。孕期血糖控制不良可导致流产、早产、胎儿发育畸形、羊水过多、巨大儿，甚至胎死宫内等，因此针对GDM发病机制的早期干预和系统性管理或许可以改善妊娠结局。IR是GDM的主要发病机制之一，研究发现脂肪细胞具有复杂的内分泌功能，可调节代谢且在代谢综合征和GDM的发病中发挥关键作用。脂肪细胞分泌的细胞因子通过影响机体的能量摄入、存储和代谢等多种途径干扰胰岛素的生理作用，参与IR的发生发展，从而对GDM产生影响[4]。Betatrophin作为一种新型的脂肪因子，在小鼠模型研究中发现其对诱导胰岛β细胞增生具有显著性和特异性，影响肥胖和1型糖尿病、2型糖尿病的糖脂代谢[5-7]。本研究以GDM和正常孕妇作为研究对象，探讨Betatrophin对GDM母儿糖脂代谢的影响，以期指导临床干预和管理GDM。

3.1不同孕期Betatrophin与GDM孕妇糖脂代谢的关系

正常妊娠过程中，母体血脂变化始于早孕期，晚孕期达到高峰,以TG、TC变化显著，其中TG可以增加2～4倍，因此一定水平的血脂升高起积极作用。但GDM孕妇脂代谢以TG显著升高为特征,其他代谢指标变化仍存在争议。本研究发现中孕期GDM孕妇的Betatrophin水平明显高于正常孕妇，且与FPG、HOMA-IR、TG均呈正相关(均P<0.05)。母体的高血糖水平可进一步促进脂肪合成而抑制脂质转运，潜在形成一种高血脂状态，由于GDM孕妇胰岛素分泌不足和IR的存在，脂肪细胞代偿性分泌Betatrophin增加，可以通过调节蛋白激酶-糖原合成酶激酶-3β信号通路缓解IR状态。同时，有体外实验发现转染Betatrophin mRNA组可明显上调糖代谢关键基因GLUT2的表达，是否也可以通过负责肝脏葡萄糖的转运的GLUT2来调控血糖，尚需进一步研究[8-9]。此外，晚孕期GDM孕妇的Betatrophin水平与HOMA-IR、FPG亦呈正相关，HOMA-IR是反映机体胰岛素功能状态的敏感指标，由中晚孕期Betatrophin水平与HOMA-IR的正向关系，我们推测血浆Betatrophin水平或许可以作为GDM的预测和评估的一种标记物。需要提及的是，在同期的GDM胰岛素治疗研究中，我们也发现了不同的治疗方案中Betatrophin与HOMA-IR的关系虽然不同，但仍存在紧密关系(r分别为0.63、0.61、-0.387，均P<0.05)，进一步说明Betatrophin与GDM孕妇不同孕期的IR有关[10]，并影响糖代谢的变化。

机体糖代谢和脂代谢处于相互影响的状态，GDM孕妇中孕期Betatrophin水平虽然与FPG呈正相关(r=0.31)，但与脂代谢指标TG的相关性更为紧密(r=0.58),这可能与Betatrophin通过影响脂蛋白脂肪酶抑制脂肪分解，也可正性调节胰岛素将过剩的葡萄糖转化为脂肪有关，以此达到代偿性降低血糖的目的[11]。随着孕周的增加，孕妇体内激素水平的变化和晚孕期IR的增加，以及生理性的高TG水平，糖脂代谢的协调关系发生改变。GDM作为一种病理状态，基于伦理进行了临床干预[12]。医学营养饮食的目的旨在减少脂肪摄入量，增加膳食纤维占比，以提高胰岛素敏感性，有助于降低血脂，进一步调整血糖水平以达到正常状态；同时合理运动可增加胰岛素受体数目，增强对葡萄糖的利用度，降低体脂肪，本研究中晚孕期GDM组的体重增长明显低于正常组(P<0.05)。或许由于干预措施的作用，晚孕期GDM组Betatrophin水平与TG的相关性消失。有报道称敲除Betatrophin基因小鼠的脂肪组织增生受到抑制，体重增长缓慢，而针对肥胖人群体重变化的研究也发现，Betatrophin水平与体重改变和脂肪组织的多少有关[13-14]。虽然Trebotic等[15]认为晚孕期GDM孕妇血浆Betatrophin与TG仍存在相关性，但我们推测本研究中不同孕期Betatrophin水平与TG关系的改变可能受体重和脂肪量变化的影响，由此猜想Betatrophin与TG的关系或许是在体重变化的前提下所发生的调节关系，这种关系的确定需要进一步的设计研究。

3.2 Betatrophin与GDM孕妇新生儿糖脂代谢的关系

GDM孕妇即使血糖控制良好，其血脂水平仍可以作为新生儿血脂代谢和生长发育的预测因子。正常情况下，胎儿虽然体内多数脂肪来源自母体，但中晚孕期的胆固醇主要由内源性合成。目前由于胎儿脐血采样的差异和样本量的限制，GDM新生儿血脂代谢研究的结论仍存在争议。本研究发现，GDM组脐血Betatrophin水平较正常组显著升高，与既往研究一致[16]，不同之处在于，GDM组脐血Betatrophin与母体血浆Betatrophin水平呈正相关。胎盘作为母胎营养交换的器官，在母体影响胎儿发育方面起决定性作用，母体的血脂代谢指标TG、TC及磷脂并不能直接通过胎盘，需要借助胎盘相关受体、结合蛋白和酶进行转运。推测脐血Betatrophin或许由胎盘转运或胎儿脂肪细胞分泌，并与母体GDM的发生相关，影响着胎儿的糖脂代谢。进一步分析发现，脐血Betatrophin水平与FPG、HOMA-IR、TG均呈正相关(相关系数r分别为0.32、0.30、0.27，均P<0.05)。基于GDM胎盘脂质转运功能的异常，胎儿处于超负荷营养状态，这种高血脂、高血糖环境可以代偿性引起胰岛素分泌过多，与母体Betatrophin的作用相似，胎儿所处的高血糖、高血脂及潜在的IR，诱导其Betatrophin水平增加，从而促进胰腺β细胞生长，胰岛素分泌量增多，代偿性改善胎儿的糖耐量状态。由于本研究系GDM临床干预后得出结论，而未治疗的GDM孕妇在孕晚期Betatrophin水平与糖脂代谢的关系，以及母体对胎儿的影响，需要进一步结合动物实验去探讨。

因此，GDM孕妇孕期的Betatrophin参与母体和胎儿的糖脂代谢，Betatrophin或许可以作为临床系统管理GDM的一种监测指标，也可以评价新生儿的糖脂代谢状态。