白细胞介素-37与2型糖尿病肾脏病的相关性分析*

闫妮 李婧 刘玲娇 林燕

(陕西省人民医院 1. 风湿免疫科，2. 内分泌科，陕西 西安 710068)

2型糖尿病(Type 2 Diabetes mellitus，T2DM )是以慢性高血糖为特征的一组全身代谢性疾病。其具体发病机制尚未完全阐明，胰岛素分泌缺陷和外周组织胰岛素抵抗是其主要发病基础[1]。近年来认为T2DM是一种“慢性低度炎症状态”，慢性炎症及活化的免疫系统在T2DM的发病机制中起作用[2]。糖尿病肾脏病(Diabetic kidney disease，DKD)是糖尿病严重的微血管并发症，是终末期肾功能衰竭的主要原因[3]，我国约20%～40%的糖尿病患者合DKD[4]。近年大量研究[5-6]表明低水平的全身慢性炎症是导致胰岛素抵抗、肥胖、T2DM及其并发症的潜在机制。而且炎症反应在DKD的发生和发展中起关键作用[7]。许多炎症细胞因子如IL-1、IL-6、IL-18、TNF-α等与DKD的发病密切相关[8]。白细胞介素-37(Interleukin-37，IL-37)是一种新型的天然抗炎细胞因子[9]，已被证实参与多种自身免疫性疾病[10-13]、肥胖[14]、冠状动脉粥样硬化性心脏病[15]等的发生发展。然而IL-37在T2DM合并肾脏病中研究鲜少。本研究探讨疾病不同阶段IL-37浓度与DKD危险因素的相关性，分析其在T2DM合并DKD疾病中的作用。

1 资料和方法

1.1 一般资料 选取2018年12月～2019年12月于陕西省人民院内分泌科住院的T2DM患者228例，分为单纯DM组(正常蛋白尿组，80例)和T2DM合并DKD组(DKD组，148例)。DKD组又分为早期DKD组和临床DKD组。同时纳入同期本院体检中心年龄、性别匹配的60例健康者作为对照组。所有T2DM患者诊断均符合1999年WHO糖尿病诊断及分型标准。DKD诊断按2014年美国糖尿病协会(ADA)与美国肾脏病基金会(NKF)达成的共识，认为DKD是指由糖尿病引起的慢性肾病，主要包括肾小球滤过率(GFR)<60 mL·min-1·1.73 m-2或尿白蛋白/肌酐(UACR)>30 mg/g肌酐持续超过3个月。排除标准：1型糖尿病、糖尿病急性并发症、急性痛风发作、妊娠、发热、感染、恶性肿瘤、自身免疫性疾病、慢性炎症性疾病、肝肾功能异常、冠心病、心功能不全、原发性肾小球及继发性肾小球疾病的患者、近半年内有手术或创伤、以及任何原因服用糖皮质激素或免疫抑制剂的患者。本研究经医院伦理委员会通过，所有参与者均签署知情同意书。

白蛋白尿分期根据2012年KDIGO CKD分期，A1期UACR<30 mg/g肌酐，A2期UACR在30～300 mg/g肌酐，A3期UACR>300 mg/g肌酐。本研究根据患者的蛋白尿水平分为3组，正常蛋白尿组(单纯DM组)：UACR 在0～30 mg/g、微量白蛋白尿组(早期DKD组)：UACR 在30～300 mg/g、大量白蛋白尿组(临床DKD组)：UACR>300 mg/g。

1.2 资料采集 收集所有病例的年龄、性别、病程、血压、身高、体重，计算BMI。空腹抽取外周静脉血，检测尿素、肌酐、HDL-C、LDL-C、TG、糖化血红蛋白A1c (HbA1c)。肾小球滤过率(GFR)采用慢性肾脏病流行病学协作组(CKD-EPI)公式计算估算的肾小球过滤率(eGFR)。收集晨尿及24 h尿液，检测尿微量白蛋白(尿ALB)、尿α1微球蛋白(尿α1-MG)、尿β2微球蛋白(尿β2-MG)、尿微量白蛋白/尿肌酐比值(UACR)及尿蛋白总量。

1.3 IL-37检测 收集所有入选患者及健康对照组者的静脉血3 mL，将血液离心，并分别收集离心后的血清，置-80℃冰箱保存待检。用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清IL-37水平。购买美国AdipoGen公司IL-37 (human) ELISA 试剂盒 (Cat. NO. AG-45A-0041YEK-K101)，严格按照说明书操作。

2 结果

2.1 4组研究对象各临床资料比较 4组在年龄、性别、血压、血脂(TG、TC、HDL-C、LDL-C)方面差异无统计学意义(P>0.05)。然而BMI、HbA1C、FBG、SCre、BUN、eGFR、尿ALB、尿β2-MG、尿α1-MG在4组间差异均有统计学意义(P<0.05)。BUN、Scre、尿ALB、尿α1-MG、尿β2-MG均随蛋白尿增加而增加，eGFR呈下降趋势(均P<0.05)。进一步分析3组病例组之间实验室检查资料，发现早期DKD组和临床DKD组患者eGFR 显著低于单纯DM组(P<0.001)，临床DKD组显著低于早期DKD组(P=0.003)；尿蛋白定量在临床DKD组显著高于单纯DM组、早期DKD组(P<0.001)；尿α1-MG在临床DKD组显著高于单纯DM组(P=0.028)；尿ALB在临床DKD组显著高于单纯DM组及早期DKD组(P<0.001)，早期DKD组显著高于单纯DM组(P<0.01)；尿β2-MG在临床DKD组均显著高于单纯DM组及早期DKD组(P<0.001)；FBG在临床DKD组显著高于单纯DM组(P=0.032)，早期DKD组显著高于单纯DM组(P=0.031)；HbA1C在临床DKD组显著高于单纯DM组(P=0.039)。见表1。

表1 4组研究对象临床资料比较Table 1 Comparison of clinical data among the four groups

2.2 4组研究对象血清IL-37水平比较 ELISA法检测4组研究对象IL-37血清浓度在对照组、单纯DM组、早期DKD组及临床DKD组分别为66.48±37.84 pg/mL、92.47±38.32 pg/mL、98.78±43.73 pg/mL、118.41±34.31 pg/mL。与对照组相比，单纯DM组、早期DKD组及临床DKD组患者血清IL-37蛋白水平均显著升高(P<0.05)；临床DKD组患者血清IL-37较早期DKD组显著升高，差异有统计学意义(t=2.056，P=0.043)；早期DKD组患者血清IL-37浓度虽高于与单纯DM组，但差异无统计学意义(t=0.641，P>0.05)。见图1。

2.3 血清IL-37水平与各临床指标的相关性 采用Spearman秩相关分析血清IL-37浓度与上述组间有统计学差异实验室指标的相关性，结果显示血清IL-37浓度与尿蛋白定量、尿ALB、尿α1-MG、尿β2-MG、HbA1C呈显著正相关(均P<0.05)，与eGFR呈显著负相关(P<0.05)，见表2。

表2 各项指标与血清IL-37水平的相关性分析Table 2 Correlation analysis of each index and serum IL-37 level

2.4 影响T2DM合并DKD的Logistics多因素回归分析 以有无DKD为因变量，年龄、BMI、HbA1C、IL-37为自变量行二分类Logistics回归分析。结果显示：HbA1C和IL-37是影响T2DM合并DKD的主要因素。HbA1C是T2DM合并DKD的独立危险因素(OR=2.745，95%CI：1.736-5.536，P=0.027)，IL-37是其保护性因素(OR=0.822，95%CI：0.702-0.962，P=0.015)。

3 讨论

DKD是最常见的糖尿病微血管并发症，近年来随着我国糖尿病患病率的增加，DKD的患病率逐年上升，我国DKD在终末期肾病(ESRD)中占16.4%[16]，成为糖尿病患者的主要死亡原因。其发病机制较复杂，与多种因素有关，慢性炎症反应是DKD发生发展的重要环节[17]。参与DKD炎症反应的细胞不仅包括肾脏固有细胞(如肾小球内皮细胞、系膜细胞、足细胞、肾小管上皮细胞、成纤维细胞与间质细胞)，还包括进入肾脏的外来细胞(如中性粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞等)[17]。上述细胞分泌细胞因子(包括促炎和抗炎细胞因子)通过复杂的细胞因子网络共同参与DKD发病。机体中炎症相关细胞及细胞因子可能会成为糖尿病及其并发症的潜在治疗靶点。

IL-37是新发现的IL-1家族(IL-1 family，IL-1F)第7个成员，也称IL-1F7，是一种天然的免疫应答抑制物，能够抑制多种炎症因子的表达发挥显著的抗炎效应。IL-37有5种亚型(IL-37a-e)，其中IL-37b是IL-37最长的序列，也是其功能性亚型[18]。IL-37发挥抗炎作用主要有胞外和胞内两种途径：①胞外IL-37与其受体的结合主要有以下机制：胞外IL-37与IL-18受体α链(IL-18Rα)链结合继之招募IL-1受体8(IL-1R8，主要包括TIR8/SIGIRR)，后者可以作为“负性”附属链激活抗炎反应[19]；IL-37与IL-18结合蛋白(IL-18BP)结合，阻止IL-18Rα招募IL-18Rβ，以及后续的炎症基因的转录。②IL-37能转移到细胞内作为核转录的调节因子与Smad3相互作用，从而下调炎症反应；也可以通过抑制信号传导与转录活化因子(STAT)、丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)p38α功能起到显著抗炎的效应[9]。IL-37在生理状态下表达极少，在某些诱因如炎症状态下，炎性因子如IFN-γ、IL-6、IL-1β能显著上调IL-37表达。

最近众多的研究已证实IL-37通过抑制炎症参与了自身免疫性疾病如类风湿关节炎(RA)、系统性红斑狼疮(SLE)、炎症性肠病(IBD)、以及代谢综合征等的发生发展，发现上述疾病患者外周血清IL-37蛋白水平显著高于正常对照，IL-37升高幅度与疾病严重度或活动性相关，对自身免疫病提供一定保护作用[10-14]。然而，IL-37与糖尿病及糖尿病相关并发症的研究较少。本研究结果发现，IL-37蛋白在单纯DM (正常蛋白尿组)、早期DKD (微量蛋白尿组)及临床DKD组(大量蛋白尿组)患者血清中的浓度均显著高于正常对照组，且在临床DKD患者血清中浓度显著高于早期DKD患者。这与彭晶[20]研究结果相一致，即IL-37在糖尿病肾病微量蛋白尿、大量蛋白尿组均显著升高，血清升高的 IL-37可以作为DKD严重程度及预测预后的有效指标。还发现早期DKD组患者IL-37浓度虽高于单纯DM组，但无统计学差异，这与彭晶的结论不相同，可能与样本例数偏少及选择糖尿病病程不同相关。此外，莫春艳[21]发现在T2DM合并增殖性糖尿病视网膜病变患者血清中IL-37显著高表达，且随着视网膜病情严重程度的增加IL-37表达增强。然而，Borzouei S等[22]发现在伊朗人群未治疗的T2DM合并糖尿病肾病患者血清中IL-37表达显著低于对照组，经过8个月的西格列汀单药或西格列汀联合维生素D3治疗，T2DM合并糖尿病肾病患者血清中IL-37水平明显升高，但具体机制尚未阐明。我们从血清蛋白层面说明体内IL-37水平与DKD蛋白尿相关，当T2DM患者肾脏出现微量或大量蛋白尿，体内炎症水平增加，IL-37蛋白水平表达也随之升高，从而抑制炎症因子的产生，对糖尿病及DKD有保护作用。需要关注的是IL-37蛋白浓度在不同疾病或同种疾病不同实验室情况下检测结果也不同，推测造成这种差异的原因可能与检测试剂盒、所选择的检测人群不同有关。

此外，Spearman相关分析发现IL-37浓度与尿蛋白定量、尿ALB、肾小管损伤指标(尿α1-MG、尿β2-MG)、HbA1C呈显著正相关，与eGFR呈显著负相关，部分结果与彭晶[20]研究相一致。Logistics回归分析发现IL-37可能是T2DM并发DKD的保护性因素，HbA1C是T2DM合并DKD的危险因素。DKD危险因素包括糖尿病病程、高血糖、高血压、血脂异常、超重、肥胖等。本研究结果发现血脂、血压在单纯DM、早期DKD及临床DKD3组间比较无显著性差异，推测与已接受降压、降脂等药物等因素有关；然而BMI在3组间比较存在统计学差异。本研究还发现HbA1C在单纯DM组高于其他组，也可能是由于微量、大量蛋白尿组患者随访频繁，血糖监测及降糖药物使用依从性更好所致。Ballak DB[23]等发现表达人IL-37的转基因鼠在高脂饮食喂养后，胰岛素抵抗、血糖水平及脂肪浸润均明显改善，也支持IL-37对于T2DM有治疗作用这一观点。以上结果更近一步说明IL-37在糖尿病及DKD中起抗炎作用，可能成为治疗T2DM及其并发症的潜在靶点。

4 结论

本研究结果发现，T2DM合并DKD患者血清IL-37浓度升高，且与尿蛋白量及血糖控制相关，IL-37可能是DKD的保护因素。本研究进一步丰富了DKD的发病机制，IL-37可作为治疗T2DM合并DKD的潜在新途径。但DKD是多因素疾病，本次研究样本量较小，仍需大样本及体内外试验进一步阐明IL-37在T2DM合并DKD中的具体作用机制。