譚惠文，李農(nóng)，向蔚婷

(1.四川大學(xué)華西醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科，成都 610041； 2.克拉瑪依市人民醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科，新疆 克拉瑪依 834000)

1型糖尿病(type 1 diabetes，T1DM)是一種主要由于免疫介導(dǎo)機(jī)制導(dǎo)致胰島β細(xì)胞遭到破壞，造成胰島素絕對缺乏和血糖紊亂為特征的自身免疫性疾病[1]。盡管T1DM自身免疫過程的確切觸發(fā)因素尚不完全清楚，但有可能是遺傳易患性和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果[2]。T1DM患者容易出現(xiàn)視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)病變和心血管疾病等并發(fā)癥或合并癥[3-4]。目前，還沒有藥物或醫(yī)學(xué)技術(shù)能夠在促進(jìn)胰島β細(xì)胞再生的同時(shí)抑制自身免疫、逆轉(zhuǎn)自身免疫過程，進(jìn)而治愈T1DM，長期皮下注射胰島素是T1DM患者維持生命的主要治療措施[5-6]。在全球范圍內(nèi)，T1DM的發(fā)病率正以每年約3%的速度增長，兒童和青少年患T1DM的風(fēng)險(xiǎn)很高，年齡越小，增長越快，5歲以下兒童T1DM的患病率增長速度最快[7-9]。既往研究表明，遺傳易患性和環(huán)境因素都可以觸發(fā)T1DM[10]。雖然基因和環(huán)境因素可能在胰島自身免疫的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用，但促進(jìn)或抑制自身免疫發(fā)展的環(huán)境因素可能是T1DM發(fā)展的關(guān)鍵[10-11]。研究表明，Omega-3多不飽和脂肪酸對人和動(dòng)物的炎癥和自身免疫具有抑制作用[12-13]。因此，補(bǔ)充Omega-3 多不飽和脂肪酸，特別是長鏈脂肪酸，有可能為預(yù)防和逆轉(zhuǎn)T1DM胰島自身免疫提供一種新的方向[14]?，F(xiàn)就Omega-3多不飽和脂肪酸預(yù)防T1DM發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的研究進(jìn)展予以綜述。

1 T1DM的發(fā)病機(jī)制以及與T淋巴細(xì)胞的關(guān)聯(lián)

1.1影響T1DM發(fā)病的遺傳學(xué)和環(huán)境因素 遺傳易患性和環(huán)境因素共同作用導(dǎo)致了T1DM的發(fā)生。研究表明，T1DM的發(fā)病與種族和遺傳有一定程度的聯(lián)系，它是一種與多種基因相關(guān)的組織特異性自身免疫性疾病，其發(fā)病率與特定的基因型有關(guān)[15-16]。超過50%的T1DM的遺傳特征來自人類白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)基因[15]。目前已知的T1DM分子遺傳機(jī)制表明，T1DM的遺傳效應(yīng)主要來自6p21染色體上的HLA編碼基因，HLA編碼基因DR3、DR4和DQB1是T1DM的易感基因[16]。與其他基因相比，HLA基因在跨代傳代中存在明顯的連鎖不平衡，HLA的連鎖不平衡現(xiàn)象使得子代與親代的HLA基因相比變化較大，故T1DM跨代遺傳不如2型糖尿病(type 2 diabetes，T2DM)明顯[17]。T1DM患者一級親屬患病率低于T2DM，同卵雙胞胎的共患病率也低于T2DM，說明環(huán)境因素在T1DM發(fā)病中比T2DM更重要[5,11,17-18]。環(huán)境因素中，病毒感染是T1DM的主要危險(xiǎn)因素，大約80%的兒童在發(fā)病前有明確的病毒感染史，包括呼吸道病毒和腎病毒[18-19]。另外，T1DM的發(fā)病機(jī)制、環(huán)境因素，特別是病毒感染和特定基因型的結(jié)合，有很強(qiáng)的致病能力，導(dǎo)致胰島β細(xì)胞功能障礙[20]。遺傳易患性和環(huán)境因素均可能導(dǎo)致T1DM的發(fā)生。

1.2T1DM發(fā)生的免疫學(xué)機(jī)制 在T1DM的發(fā)生和發(fā)展過程中，某些亞組T淋巴細(xì)胞參與執(zhí)行了對胰島β細(xì)胞的自身免疫性攻擊，進(jìn)而導(dǎo)致其功能衰竭，表現(xiàn)為T1DM與HLAⅡ類位點(diǎn)的強(qiáng)相關(guān)性可觸發(fā)CD4+T細(xì)胞的活化，進(jìn)一步導(dǎo)致自反應(yīng)CD8+T細(xì)胞滲透至胰島β細(xì)胞，最終導(dǎo)致胰島β細(xì)胞的死亡和功能衰竭[2]。CD8+T細(xì)胞參與T1DM的發(fā)病機(jī)制，主要是通過對胰島β細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用，而不是細(xì)胞因子的分泌[21]。針對胰島的靶向自身免疫攻擊包括T細(xì)胞和B細(xì)胞的紊亂及功能障礙，T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫對β細(xì)胞的直接損傷和炎性損傷均有作用[22]。另外，多種免疫細(xì)胞的變化在T1DM的病因?qū)W中也起著重要作用。近年來，T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫在炎癥調(diào)節(jié)中所起的作用引起了越來越多的重視，其中輔助性T細(xì)胞(helper T cell，Th)1、Th2、Th17和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell， Treg細(xì)胞)亞群的變化是至關(guān)重要的[23]。Th1細(xì)胞可以誘導(dǎo)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫和吞噬細(xì)胞依賴的炎癥反應(yīng)；Th2細(xì)胞可以誘導(dǎo)強(qiáng)抗體反應(yīng)，但抑制吞噬細(xì)胞依賴炎癥反應(yīng)；Treg細(xì)胞是T淋巴細(xì)胞的一個(gè)亞群，其特征性標(biāo)志分子為白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-2受體的α鏈(CD25)和叉頭框轉(zhuǎn)錄因子P3，Treg細(xì)胞能夠降低體內(nèi)炎癥反應(yīng)的水平，誘導(dǎo)和維持機(jī)體的免疫耐受[24]。目前的研究認(rèn)為，內(nèi)臟脂肪組織的Treg細(xì)胞數(shù)量和功能的缺陷在肥胖導(dǎo)致的炎癥及胰島素抵抗過程中起重要作用[25-26]。Th1細(xì)胞主導(dǎo)反應(yīng)決定了器官特異性自身免疫性疾病的發(fā)病機(jī)制[27]。Th1和Th17細(xì)胞主要分泌炎癥因子(如γ干擾素和IL-17)，它們單獨(dú)或協(xié)同作用，可加速T1DM的進(jìn)展[28]。從本質(zhì)上來講，T1DM的發(fā)生是由于免疫系統(tǒng)對胰島β細(xì)胞的特異性攻擊破壞，導(dǎo)致了胰島β細(xì)胞分泌胰島素的功能受損而發(fā)病。因此，調(diào)整和改變這些Th細(xì)胞的特異表達(dá)(調(diào)節(jié)異常)是干預(yù)停止自身免疫發(fā)展和炎癥攻擊胰島β細(xì)胞的關(guān)鍵。

2 Omega-3多不飽和脂肪酸與T1DM自身免疫

2.1Omega-3多不飽和脂肪酸的生成途徑 飲食和環(huán)境因素在T1DM的發(fā)病中起著重要的作用。研究結(jié)果顯示，飲食中Omega-3長鏈多不飽和脂肪酸的攝入量與胰島β細(xì)胞自身免疫的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)[28]。另外，Omega-3多不飽和脂肪酸對T1DM可能有預(yù)防作用。Omega-3多不飽和脂肪酸是指第一個(gè)不飽和鍵位于碳鏈末端(甲基端)第三位碳原子上的多不飽和脂肪酸，它在哺乳動(dòng)物體內(nèi)不能合成，或合成有限，不能滿足機(jī)體需要，而必須由飲食獲得，因而被稱為必需脂肪酸，其結(jié)構(gòu)最簡單的是α-亞麻酸，α-亞麻酸在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸和二十二碳六烯酸[29]。α-亞麻酸是一種十八碳三烯酸的直鏈多不飽和脂肪酸，可從植物的綠葉、亞麻籽油、核桃和大豆中獲得。其次常見的Omega-3多不飽和脂肪酸是二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸，它們存在于脂肪含量較高的魚類中[30]。二十二碳五烯酸在西方飲食中不常見，因?yàn)樗闹饕獊碓词呛１?，僅在魚類中可以發(fā)現(xiàn)少量的二十二碳五烯酸。α-亞麻酸可作為二十碳五烯酸和二十二碳五烯酸的前體，完全合成為肉蒄豆酸，再將酶延伸至二十碳五烯酸和二十二碳五烯酸(圖1)[31]。

圖1 Omega-6和Omega-3長鏈多不飽和脂肪酸的代謝途徑

亞油酸是膳食中最豐富的Omega-6脂肪酸，主要存在于堅(jiān)果、種子和植物油(菜籽油)中[32]。亞麻酸在飲食中較少，主要來源為月見草油、琉璃苣油和黑加侖子籽油[33]?；ㄉ南┧崾且环NOmega-6脂肪酸，僅存在于肉類和家禽中，與亞麻酸一樣，花生四烯酸可以通過亞油酸的飽和延伸得到[34]。

2.2Omega-3多不飽和脂肪酸的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制 Omega-3多不飽和脂肪酸在T1DM自身免疫預(yù)防中的作用尚不完全清楚，炎癥在T1DM的發(fā)展中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，Omega-3多不飽和脂肪酸具有抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用，可以逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致T1DM胰島β細(xì)胞的自身免疫[35]。近年來開展的臨床基因治療和營養(yǎng)干預(yù)治療，特別是補(bǔ)充營養(yǎng)劑Omega-3多不飽和脂肪酸二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸，預(yù)防和逆轉(zhuǎn)T1DM胰島自身免疫研究取得了顯著的進(jìn)展。Omega-3多不飽和脂肪酸二十碳五烯酸衍生的代謝物二十二碳六烯酸對Th1和Th17細(xì)胞分化有較強(qiáng)的抑制作用，并能促進(jìn)Th2和Treg細(xì)胞的增殖，Omega-3 多不飽和脂肪酸可以通過平衡Th1和Th2細(xì)胞的比例、減少Th17細(xì)胞、增加Treg細(xì)胞、降低炎癥細(xì)胞因子的循環(huán)水平來降低T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫，最終達(dá)到抑制胰島β細(xì)胞自身免疫的目的[35]。值得注意的是，在營養(yǎng)干預(yù)后，研究人員觀察到，患病的NOD小鼠胰島功能完全恢復(fù)，幾乎沒有淋巴細(xì)胞浸潤到再生胰島[36]。這是第一個(gè)既可以抑制自身免疫，同時(shí)又可以全面恢復(fù)胰島β細(xì)胞功能的治療方法[37-39]。此外，有研究報(bào)道，增加胰臟中內(nèi)源性合成的Omega-3多不飽和脂肪酸的水平，可以防止脂肪-1轉(zhuǎn)基因小鼠中多次小劑量鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病的發(fā)生，而且這種效應(yīng)與炎癥反應(yīng)標(biāo)記的激活程度較低有關(guān)，這種對脂肪-1轉(zhuǎn)基因小鼠發(fā)生T1DM風(fēng)險(xiǎn)的抑制作用與Omega-3脂肪酸抗炎衍生物的形成、核因子κB和p65的下調(diào)以及胰臟組織中促炎細(xì)胞因子的表達(dá)下降有關(guān)；此外，研究還發(fā)現(xiàn)，長鏈Omega-3多不飽和脂肪酸被整合到細(xì)胞膜中，它還可以作為一種抗炎類二十烷酸與花生四烯酸產(chǎn)生的促炎類二十烷酸競爭底物，改變促炎細(xì)胞因子的作用，抑制炎癥，減少氧化應(yīng)激[40]。表明在脂肪-1轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)產(chǎn)生的Omega-3脂肪酸完全可以預(yù)防高血糖的發(fā)生。

3 Omega-3多不飽和脂肪酸預(yù)防T1DM發(fā)生的臨床研究

胰島β細(xì)胞的自身免疫導(dǎo)致了T1DM的發(fā)病，免疫機(jī)制在人類T1DM發(fā)病機(jī)制中扮演著重要角色。胰島自身免疫作為T1DM的標(biāo)志，對T1DM的發(fā)病具有很強(qiáng)的預(yù)測作用，并貫穿始終。由于T1DM是一種免疫介導(dǎo)的疾病，故免疫干預(yù)可改變疾病的發(fā)生和發(fā)展過程。通過PubMed匯總了2003年1月至2019年2月以來公開發(fā)表的有關(guān)Omega-3多不飽和脂肪酸預(yù)防T1DM發(fā)生的研究論文或論文摘要共9篇(表1)。

綜合上述研究結(jié)果，有多項(xiàng)隊(duì)列研究和病例對照研究結(jié)果顯示，兒童飲食結(jié)構(gòu)中Omega-3多不飽和脂肪酸的攝入量和紅細(xì)胞膜中Omega-3多不飽和脂肪酸的水平與伴隨T1DM高風(fēng)險(xiǎn)因素的兒童胰島β細(xì)胞自身免疫風(fēng)險(xiǎn)的是否降低有關(guān)，飲食中Omega-3脂肪酸攝入越多、紅細(xì)胞膜中Omega-3脂肪酸水平越高，胰島β細(xì)胞發(fā)生自身免疫的風(fēng)險(xiǎn)越低[41-44]。其中最有代表性的是DAISY(Diabetes Autoimmunity Study in the Young)研究，該研究從1993年開始，在美國科羅拉多州丹佛市跟蹤觀察了2 547例出生時(shí)就存在T1DM遺傳風(fēng)險(xiǎn)增加的兒童，其中188例兒童攜帶有T1DM自身免疫抗體，研究者對這一群體進(jìn)行了多項(xiàng)有關(guān)Omega-3多不飽和脂肪酸與T1DM

表1 Omega-3多不飽和脂肪酸預(yù)防T1DM發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)臨床研究一覽表

T1DM：1型糖尿病；RR：相對危險(xiǎn)度

發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的隊(duì)列研究和巢式病例對照研究，結(jié)果顯示，胰島自身免疫與嬰幼兒從1歲開始飲食中Omega-3多不飽和脂肪酸的攝入量有關(guān)，飲食中攝入Omega-3多不飽和脂肪酸能夠降低T1DM遺傳風(fēng)險(xiǎn)增加的兒童胰島β細(xì)胞發(fā)生自身免疫的風(fēng)險(xiǎn)[42]。但有研究顯示，血清中的Omega-3多不飽和脂肪酸水平與伴有T1DM高風(fēng)險(xiǎn)因素兒童的胰島β細(xì)胞自身免疫的風(fēng)險(xiǎn)是否降低無關(guān)[45]。攜帶有T1DM發(fā)病高風(fēng)險(xiǎn)基因的兒童，其飲食中Omega-3多不飽和脂肪酸的攝入量和紅細(xì)胞膜中Omega-3多不飽和脂肪酸的含量與是否發(fā)展為T1DM無關(guān)[46]。多項(xiàng)研究結(jié)果顯示，孕婦飲食中攝入Omega-3多不飽和脂肪酸的量以及其血清中Omega-3多不飽和脂肪酸的水平與其后代胰島β細(xì)胞是否發(fā)生自身免疫無關(guān)[47-48]。芬蘭、德國、瑞典和美國四國聯(lián)合開展的TEDDY研究(The Environmental Determinants of Diabetes in the Young)，共對8 676例T1DM遺傳風(fēng)險(xiǎn)增加的兒童進(jìn)行了前瞻性隨訪，調(diào)查孕婦在妊娠期間服用維生素D和Omega-3多不飽和脂肪酸(n-3 FAs)補(bǔ)充劑與子代胰島自身免疫風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系，結(jié)果表明，在妊娠期間補(bǔ)充Omega-3多不飽和脂肪酸對胰島自身免疫風(fēng)險(xiǎn)沒有有益的影響，妊娠期間服用Omega-3多不飽和脂肪酸補(bǔ)充劑與胰島β細(xì)胞自身免疫的風(fēng)險(xiǎn)無關(guān)(HR=1.19，95%CI0.98～1.45)[49]。另外，營養(yǎng)干預(yù)預(yù)防試驗(yàn)(The Trial-Net Nutritional Intervention to Prevent，NIP)調(diào)查攜帶有T1DM發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)基因的幼兒胰島自身免疫的發(fā)展變化，該研究設(shè)計(jì)將妊娠24周的孕婦采用隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照的方法分為2組，在嬰兒出生前的最后3個(gè)月到嬰兒出生后的頭幾年，一組口服Omega-3多不飽和脂肪酸二十二碳六烯酸，另一組口服安慰劑，觀察分娩攜帶有T1DM發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)基因的嬰幼兒胰島自身免疫抗體的變化情況，到目前為止，試驗(yàn)已經(jīng)完成，尚未發(fā)表試驗(yàn)結(jié)果，在該研究相對較短的隨訪期間，研究對象胰島自身免疫沒有發(fā)生變化，也未能證實(shí)之前的假設(shè)，需繼續(xù)隨訪觀察[50]。

4 小 結(jié)

治愈T1DM是一個(gè)世界范圍內(nèi)的重大醫(yī)學(xué)科學(xué)難題，迄今尚無有效的方法來逆轉(zhuǎn)T1DM患者的自身免疫性。在過去的數(shù)十年中，臨床科學(xué)家嘗試胰島的同種異體移植和胰島β細(xì)胞的干細(xì)胞移植以及使用谷氨酸脫羧酶-65抗體、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原-4抗體抗CD3的免疫療法[51-55]。但存在抑制供體不足、移植胰島纖維化、免疫抑制劑的各種不良反應(yīng)、免疫療法無法達(dá)到終點(diǎn)以及C肽濃度無法維持等局限性[53-57]。而Omega-3多不飽和脂肪酸提供了一個(gè)干預(yù)T1DM自身免疫發(fā)生、發(fā)展的新思路[58-60]。有必要開展多中心、標(biāo)準(zhǔn)化、隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)和更多的干預(yù)試驗(yàn)來驗(yàn)證Omega-3多不飽和脂肪酸預(yù)防T1DM發(fā)生的效果。