妊娠期糖尿病孕妇血清细胞焦亡因子的表达及其与妊娠结局的关系

韩 宁,赵红阳,孙培焱,魏团君,常鑫媛,陈莹莹

郑州大学第三附属医院妇产科 郑州 450052

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM) 是指妊娠期间首次发生或发现的糖耐量异常[1]，目前国内GDM的发生率为17.5%～18.9%[2]，且呈逐年上升趋势。GDM的发病机制尚未完全阐明，普遍认为与胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足有关。妊娠期胰岛素抵抗是GDM的发病基础，慢性炎症反应被认为是导致胰岛素抵抗的重要原因。细胞焦亡是一种新的细胞炎症性死亡方式，广泛参与炎症反应的发生[3]。关于GDM患者血清细胞焦亡因子表达及其与胰岛素抵抗关系的研究较少。本文通过分析GDM患者与正常糖耐量(normal glucose tolerance，NGT)孕妇血清细胞焦亡因子核苷酸结合寡聚域样受体蛋白3(nucleotide oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3)、半胱氨酸天冬氨酸酶1(cysteine aspartate-specific protease-1，Caspase-1)、白细胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)、白细胞介素-18(interleukin-18，IL-18)的表达情况，探讨GDM孕妇血清细胞焦亡因子与胰岛素抵抗及妊娠结局的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2020年12月至2021年8月在郑州大学第三附属医院产科门诊行孕中期(24～28周)75 g口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test，OGTT)并住院分娩的单胎妊娠孕妇265例，其中NGT孕妇123例，GDM孕妇82例，孕前糖尿病(pregestational diabetes mellitus，PGDM)孕妇60例。3组均排除肥胖(孕前BMI>25 kg/m2)，患自身免疫性疾病、甲状腺疾病、高血压、心脏病、肝肾疾病、良恶性肿瘤、传染性疾病及近期有急慢性感染性疾病者。本研究通过我院伦理委员会批准，并获得患者知情同意。

1.2 诊断标准依据文献[4]，孕24～28周75 g OGTT空腹、服糖后1 h、服糖后2 h的血糖水平分别以5.1、10.0和8.5 mmol/L为界值，任何1项血糖值达到或超过相应界值诊断为GDM；服糖后2 h血糖≥11.1 mmol/L诊断为PGDM。对确诊的GDM和PGDM孕妇立即给予医学营养治疗和运动指导，并进行血糖监测教育，血糖控制达不到标准时加用胰岛素治疗。妊娠期血糖控制标准[4]：患者无明显饥饿感，空腹血糖≤5.3 mmol/L，餐后2 h血糖≤6.7 mmol/L，夜间血糖不低于3.3 mmol/L，HbA1c<5.5%。

1.3 样本采集于妊娠24～28周空腹抽取孕妇肘静脉血约5 mL，室温下血液自然凝固10～20 min，3 000 r/min离心20 min，分离血清，置于-80 ℃冰箱冻存备用。

1.4 血清细胞焦亡相关指标的检测采用ELISA法检测血清中NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18水平，试剂盒购自江苏酶免实业有限公司，所有操作严格按照试剂盒说明书进行。全自动电化学发光免疫分析仪检测孕妇空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)和空腹胰岛素(fasting insulin，FIN)水平，并计算稳态模型胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment of insulin resistance，HOMA-IR)=FPG×FIN/22.5[5]。

1.5 妊娠结局本研究观察的妊娠结局包括：分娩孕周、妊娠期高血压、胎膜早破、剖宫产、早产、新生儿出生体重、巨大儿、新生儿低血糖等。以上均依据文献[6]的标准诊断。

1.6 统计学处理采用SPSS 26.0进行分析。3组孕妇临床资料年龄、孕次、孕前BMI、检测时孕周及血清NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、血糖的比较采用单因素方差分析和SNK-q检验，各种妊娠结局发生率的比较采用χ2检验；采用Pearson分析血清细胞焦亡因子与血糖及胰岛素抵抗的相关性，Logistic回归分析血清细胞焦亡因子与孕妇妊娠结局的关系。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 3组一般资料的比较3组孕妇年龄、孕次、孕前BMI、检测时孕周比较，差异均无统计学意义，见表1。

表1 3组孕妇一般资料的比较

2.2 3组血清学指标的比较3组FPG、服糖后1 h血糖、服糖后2 h血糖、FIN、HOMA-IR、NLRP3、Caspase-1、IL-1β及IL-18比较，差异均有统计学意义；与NGT组比较，GDM组和PGDM组血清NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18水平升高，且PGDM组高于GDM组，见表2。

表2 3组孕妇血清学指标的比较

2.3 GDM组孕妇血清细胞焦亡因子与血糖及胰岛素抵抗的相关性分析GDM组孕妇血清NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18水平与FPG、FIN、HOMA-IR、服糖后1 h血糖、服糖后2 h血糖呈正相关，见表3。

2.4 3组妊娠结局的比较见表4。GDM组和PGDM组妊娠期高血压、胎膜早破、剖宫产、早产、新生儿低血糖、巨大儿的发生率均高于NGT组。

2.5 血清细胞焦亡因子水平与妊娠结局的关系见表5。校正孕妇年龄、孕次和孕前BMI等混杂因素后，采用Logistic回归分析的方法，对3组细胞焦亡因子水平进行哑变量设置，以NGT组作为参照，GDM孕妇和PGDM血清细胞焦亡因子NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18增加了孕妇妊娠期高血压、胎膜早破及早产发生的风险。

表3 GDM组孕妇血清细胞焦亡因子与血糖及胰岛素抵抗的相关性分析 r(P)

表4 3组妊娠结局的比较

表5 血清细胞焦亡因子与妊娠结局的关系[OR(95%CI)]

3 讨论

细胞焦亡是近年来新发现的一种炎症性细胞死亡，广泛参与炎症和感染性疾病的发生。经典的细胞焦亡途径通过NLRP3识别病原体相关分子模式和损伤相关分子模式，进一步引起Caspase-1的激活，活化的Caspase-1一方面可切割下游gasdermin D蛋白，在细胞膜上形成孔隙；另一方面可以引起IL-1β、IL-18等炎性因子的成熟与释放，而成熟的IL-1β、IL-18经细胞膜上的孔隙流出细胞外后又可进一步诱发炎症反应[7]。细胞焦亡是机体中一种重要的天然免疫反应，在抗感染中发挥重要作用。然而，如果机体受到持续的刺激，如葡萄糖过剩、脂质过度负荷和细菌病毒感染时，可诱发细胞焦亡过度活化，将进一步加重炎症反应，在一定程度上导致组织器官的损伤[8]。

本研究结果显示GDM组孕妇血清细胞焦亡因子NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18与空腹血糖、服糖后1 h血糖、服糖后2 h血糖、FIN、HOMA-IR均呈正相关，是胰岛素抵抗的危险因素，提示细胞焦亡因子可能有促进胰岛素抵抗的作用。研究[9]发现，NLRP3炎症小体参与的慢性炎症反应可能与糖尿病孕妇胰岛素拮抗及促进胰岛细胞损伤有关。炎症小体的活化可引起高血糖症和高胰岛素血症[10]。Jourdan等[11]发现内源性大麻素可以通过大麻素受体依赖方式激活NLRP3炎症小体，从而激活Caspase-1，加重胰岛素抵抗，导致糖耐量异常；并且IL-1β和IL-18过表达严重影响胰岛素分泌，导致胰岛素抵抗。本研究结果表明GDM组孕妇血清细胞焦亡因子增加孕妇妊娠期高血压、胎膜早破、早产发生的风险，可能与GDM患者体内抗胰岛素样物质增加，失代偿后胰岛素分泌增加，在高胰岛素环境下，氧化应激增强，促进炎症小体形成，发生细胞焦亡，进一步释放炎症因子有关。杨勇等[12]发现子痫前期孕妇胎盘组织中NLRP3、IL-1β过表达，细胞焦亡参与了子痫前期的发生发展。Ingrid等[13]研究发现，与正常妊娠孕妇比较，子痫前期孕妇外周血中NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18的表达量增多，可能通过激活NLRP3炎症小体诱导胎盘滋养细胞焦亡，释放炎症因子，使免疫细胞聚集，级联放大炎症反应，导致血管内皮细胞损伤，促进子痫前期的发生发展。

GDM患者机体不仅存在胰岛素抵抗，还长期处于慢性炎症状态。妊娠早期孕妇血清中炎症因子的分泌与胎盘种植和妊娠的维持密切相关。正常妊娠妇女机体促炎细胞因子的释放是可控的，并有利于胎儿抵御细菌或病毒的感染。然而，GDM患者促炎细胞因子的释放是失控的。有研究[14]发现GDM患者血清中促炎细胞因子表达增加了TNF-α、IL-6、IL-1β等的表达。母体内增加的促炎细胞因子一方面可促进促炎细胞因子的释放，另一方面可通过抑制多种葡萄糖转运蛋白的表达，抑制胰岛素信号的转导导致母体胰岛素抵抗的发生[15]。在细胞焦亡过程中，当IL-1β、IL-18被释放到细胞外后可进一步诱发级联放大的炎症反应。研究[16-18]表明IL-1β通过NF-κB、Fas信号通路诱发炎症因子的释放，IL-18主要通过MAPK、STAT3、PI3K/AKT、NF-κB等途径诱导炎症因子的释放。IL-1β、IL-18通过影响中性粒细胞、单核细胞等免疫细胞的释放而影响炎症反应过程；还可以引起其下游炎症因子的激活，进一步形成不同炎症因子之间互相交错激活的炎症反应。因此，GDM孕妇体内的慢性炎症状态可能是由细胞焦亡诱发炎症相关通路的激活而产生的，从而加重胰岛素抵抗。

综上所述，炎症是导致胰岛素抵抗的重要因素之一。GDM孕妇血清细胞焦亡因子NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18表达水平升高，并且可能通过增加孕妇体内慢性炎症过程参与胰岛素抵抗发生；而且GDM孕妇血清细胞焦亡因子可能与孕妇的不良妊娠结局有关。