楊智茹,李家婕,劉文龍

0 引言

目前,糖尿病尤其是2型糖尿病(type 2 diabetes,T2DM)及其并發(fā)癥發(fā)病率呈逐步增加趨勢[1],其中糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy,DR)為高發(fā)并發(fā)癥之一,DR的主要病理改變?yōu)橐暰W(wǎng)膜出血、滲出、微血管擴張及新生血管形成,可分為非增殖性DR(nonproliferative DR,NPDR)、增殖性DR(proliferative DR,PDR)[2],其中PDR可導致患者視功能下降,甚至致盲,對患者生活造成不良影響[3]。目前關(guān)于DR并發(fā)癥的具體發(fā)病機制尚未明確,生物標志物在PDR進展中具有巨大潛力[4],其中人新飽食分子蛋白-1(nesfatin-1)、愛帕琳肽(apelin)作為新近發(fā)現(xiàn)的脂肪細胞因子參與T2DM等多種代謝疾病,apelin屬于血管緊張素受體相關(guān)蛋白,參與視網(wǎng)膜內(nèi)皮細胞增殖及血管新生全過程,apelin是由脂肪細胞分泌的蛋白質(zhì),在細胞生物學行為、免疫應(yīng)答及炎癥反應(yīng)方面均扮演重要角色。血紅素氧合酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)是血紅素代謝過程中的限速酶,能將血紅素轉(zhuǎn)化成膽綠素,且有抗炎反應(yīng)、抗氧化、抗血管損傷、抗細胞凋亡多種細胞保護作用。研究發(fā)現(xiàn),nesfatin-1、apelin、HO-1均與血管穩(wěn)態(tài)、細胞增殖、凋亡、機體炎癥及免疫反應(yīng)等多種病理生理過程有密切關(guān)系[5],但與DR的關(guān)系尚未明確。本研究旨在分析血清nesfatin-1、apelin、HO-1與DR及視網(wǎng)膜缺血程度的相關(guān)性。

1 對象和方法

1.1對象選取2020-09/2022-09貴州醫(yī)科大學非直屬附屬安順中心醫(yī)院內(nèi)分泌科收治的T2DM患者100例,根據(jù)眼底病變情況分為無DR(NDR)組(35例)、NPDR組(33例)、PDR組(32例)。納入標準:(1)無DR組患者均符合T2DM診斷標準,經(jīng)綜合檢查確定為無視網(wǎng)膜病變及其他并發(fā)癥,NPDR組和PDR組患者均符合T2DM并發(fā)DR診斷標準[6],經(jīng)眼底熒光造影、裂隙燈顯微鏡檢查等確診,其中PDR為Ⅳ～Ⅵ期;(2)無血液系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病,且白細胞計數(shù)正常;(3)眼壓正常;(4)依從性良好,按時隨訪復(fù)查。排除標準:(1)既往有細胞毒制劑或免疫抑制劑使用史;(2)合并急慢性感染、肝腎疾病、風濕結(jié)締組織疾病、心腦血管病者;(3)合并除外DR的其他眼部疾病(如青光眼、葡萄膜炎)或眼底病變無法分級者;(4)合并嚴重心肝腎功能不全者;(5)惡性腫瘤患者、妊娠期或哺乳期女性。另納入同期于本院進行健康體檢者30例作為對照組,排除嚴重心肝腎功能障礙者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審核批準,所有研究對象均對本研究知情同意并簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1基本資料采集收集各組研究對象的基本資料,包括年齡、身高、體質(zhì)量、病史、T2DM病程等,測量血壓(收縮壓、舒張壓)。

1.2.2血生化指標檢測所有研究對象隔夜空腹10h后于次日清晨取空腹靜脈血5mL,置于離心管,離心機上以3000r/min離心10min,取上層血清分為兩份,其中一份用于立即測定血糖、血脂指標,另一份保存于-80℃冰箱中待測,避免反復(fù)凍融。采用血糖檢測儀測定空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、餐后2h血糖(2 hours postprandial blood glucose,2hPG);采用金普LC-4000高效液相色譜儀以高效液相色譜法測定糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c,HbA1c)水平;采用Mindray全自動生化分析儀以直接一步法測定高密度脂蛋白膽固醇(high density liptein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(low density liptein cholesterol,LDL-C)水平;采用氧化酶法測定甘油三酯(triglyceride,TG)、總膽固醇(total cholesterol,TC)水平;采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assa,ELISA)測定血清nesfatin-1、apelin、HO-1水平。

1.2.3視網(wǎng)膜缺血程度評估采用Image J軟件2.0.0版本手動勾畫DR患者超廣角眼底熒光素血管造影(ultra wide-field fluoresceinangiography,UWFFA)圖像中視網(wǎng)膜邊界及無灌注區(qū)域,參考文獻[7]中的方法勾畫以黃斑為中心,半徑分別為10、15mm的同心圓,將視網(wǎng)膜分為后極部、中周部及遠周部,測量2次取平均值,計算各區(qū)域內(nèi)的視網(wǎng)膜缺血指數(shù)(ischemic index,ISI),ISI=無灌注區(qū)視網(wǎng)膜面積/可視視網(wǎng)膜面積,最終以后極部、中周部及遠周部平均ISI作為全視網(wǎng)膜ISI。

2 結(jié)果

2.1各組研究對象基本資料比較四組研究對象性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、血壓等基線資料差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),但NDR組、NPDR組、PDR組患者T2DM病程差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表1。

表1 四組研究對象基本資料比較

2.2各組研究對象血生化指標比較四組研究對象各項血生化指標水平差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.001),其中PDR組FPG、2hPG、HbA1c、LDL-C、TG、TC水平最高,而HDL-C水平最低,各組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表2。

表2 四組研究對象血生化指標比較

2.3各組研究對象血清nesfatin-1和apelin及HO-1水平比較四組研究對象血清nesfatin-1、apelin、HO-1水平差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.001),其中PDR組血清nesfatin-1、HO-1水平最低,而apelin水平最高,各組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表3。

表3 四組研究對象血清nesfatin-1和apelin及HO-1水平比較

2.4DR患者全視網(wǎng)膜缺血程度比較NPDR組、PDR組全視網(wǎng)膜ISI分別為2.05±0.29、4.56±0.57,差異有統(tǒng)計學意義(t=22.477,P<0.001)。

2.5相關(guān)性分析Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示,DR患者血清nesfatin-1、HO-1水平與FPG、HbA1c、LDL-C水平、T2DM病程及全視網(wǎng)膜ISI均呈負相關(guān),而血清apelin與FPG、HbA1c、LDL-C水平、T2DM病程及全視網(wǎng)膜ISI均呈正相關(guān),見表4。

表4 Pearson相關(guān)性分析結(jié)果 r

2.6血清nesfatin-1和apelin及HO-1水平對PDR的預(yù)測價值血清nesfatin-1、apelin、HO-1預(yù)測PDR的曲線下面積分別為0.842、0.833、0.807,敏感度分別為0.84、0.77、0.79,特異度分別為0.81、0.78、0.72,臨界值分別為0.97ng/mL、8.26ng/mL、26.15mmol/L,見圖1。

圖1 血清nesfatin-1和apelin及HO-1預(yù)測PDR的ROC曲線。

3 討論

DR發(fā)病機制包括氧化應(yīng)激、細胞凋亡等多方面[8-9],血清nesfatin-1、apelin是新近發(fā)現(xiàn)的由脂肪細胞分泌的細胞因子,參與細胞增殖及遷移過程,其可與體內(nèi)胰島素相互作用而對糖尿病微血管病變起促進作用[10-11],另有研究發(fā)現(xiàn),鼠李糖素通過NRF2/HO-1/NF-κB信號通路對DR氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)有明顯影響,內(nèi)源性抗氧化應(yīng)激通路激活后可轉(zhuǎn)入細胞核內(nèi)同抗氧化反應(yīng)元件(anti-oxidative response element,ARE)結(jié)合,并啟動HO-1等下游抗氧化因子轉(zhuǎn)錄,減輕氧化應(yīng)激損傷[12],但目前關(guān)于nesfatin-1、apelin、HO-1與DR發(fā)病關(guān)系的研究較少。

本研究發(fā)現(xiàn),T2DM患者血清nesfatin-1、HO-1水平低于對照組,而apelin水平高于對照組,且PDR組血清nesfatin-1、HO-1水平最低,而apelin水平最高,PDR組全視網(wǎng)膜ISI高于NPDR組,與Dai等[13]報道的糖尿病患者血清和玻璃體nesfatin-1濃度更低,尤其是PDR患者nesfatin-1濃度最低的研究結(jié)果相似,表明DR患者血清nesfatin-1、HO-1呈低表達,而apelin呈高表達,視網(wǎng)膜缺血程度嚴重。Sun等[14]研究發(fā)現(xiàn),nesfatin-1在高葡萄糖濃度下可增強ARPE-19細胞活力并抑制炎癥、氧化應(yīng)激和細胞凋亡,NF-κB/NLRP3炎癥小體信號的激活和高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1 protein,HMGB1)的表達可被nesfatin-1抑制,此外HMGB1過表達可部分消除由nesfatin-1引起的NF-κB/NLRP3炎癥小體途徑失活,表明nesfatin-1可通過調(diào)節(jié)HMGB1抑制NF-κB/NLRP3炎癥小體信號的激活,并對ARPE-19細胞發(fā)揮保護作用,抵抗高糖誘導的炎癥、氧化應(yīng)激和細胞凋亡。趙宇等[15]研究發(fā)現(xiàn),血清nesfatin-1與DR的發(fā)展及進展呈負相關(guān),多因素分析結(jié)果顯示,nesfatin-1為DR的保護性因素。PDR的發(fā)生與血管病變有關(guān),apelin的受體是APJ內(nèi)源性特異性配體,在視網(wǎng)膜內(nèi)皮細胞增殖和新生血管形成過程中有apelin參與,高血糖狀態(tài)使糖基化產(chǎn)物在視網(wǎng)膜累積,阻礙氧在視網(wǎng)膜基底細胞間的流通,引發(fā)缺氧,而視網(wǎng)膜基底細胞缺氧會使apelin表達增加[16]。林靜娜等[17]也發(fā)現(xiàn),血清apelin高水平、HO-1低水平為PDR的危險因素,血清apelin、HO-1水平檢測有助于預(yù)測DR分型。趙媛等[18]報道,DR患者血清apelin水平顯著升高,apelin高水平表達與DR的發(fā)生、進展密切相關(guān)。李瑩瑩等[19]報道,apelin可能參與DR發(fā)生發(fā)展,apelin可能在糖脂代謝、胰島素抵抗方面發(fā)揮作用,血清apelin可能對是否發(fā)生DR起到一定的預(yù)測作用。HO-1則是目前發(fā)現(xiàn)最易被誘導的蛋白,又稱熱休克蛋白32,在炎癥因子、氧化應(yīng)激、細胞因子等多種因素誘導下,HO-1表達增強,是反映氧化損傷的早期生物標志物[20],因此與DR的發(fā)生發(fā)展也有一定關(guān)系。

本研究中,相關(guān)性分析結(jié)果顯示,DR患者血清nesfatin-1、HO-1水平與FPG、HbA1c、LDL-C水平、T2DM病程均呈負相關(guān),而apelin水平與FPG、HbA1c、LDL-C水平、T2DM病程均呈正相關(guān),與陳建志等[21]研究結(jié)果相似,本研究也發(fā)現(xiàn)PDR組各項相關(guān)系數(shù)絕對值均高于NPDR組,提示PDR組血清nesfatin-1、HO-1、apelin水平與全視網(wǎng)膜ISI的相關(guān)性更明顯,表明隨著DR病變進展尤其是發(fā)展為PDR后,血清nesfatin-1、HO-1、apelin水平與血生化指標、T2DM病程及視網(wǎng)膜缺血程度的相關(guān)性更顯著。nesfatin-1是一種新型的攝食相關(guān)神經(jīng)多肽,其在下丘腦、腦干等參與攝食調(diào)節(jié),其在胃腸道、胰腺、脂肪等廣泛分布,與DR病情進展有密切關(guān)系[22]。正常情況下,apelin可在血管內(nèi)皮生長因子參與下促進內(nèi)皮細胞增殖及血管形成,隨著血管內(nèi)皮受損程度增加,視網(wǎng)膜缺血程度加重,apelin收縮血管作用增強,舒張血管作用減弱,導致血管相關(guān)并發(fā)癥進展[23]。HO-1在多種組織中均可表達,炎癥因子、氧化應(yīng)激及細胞因子等多種因素可誘導并使其表達增強,PDR患者體內(nèi)高血糖水平誘導活性氧增加,通過激活多信號級聯(lián)通路而使轉(zhuǎn)錄因子激活,并與HO-1基因序列上順式作用元件結(jié)合,最終誘導HO-1表達[24]。

此外,本研究結(jié)果顯示,血清nesfatin-1、apelin、HO-1預(yù)測PDR的ROC曲線下面積分別為0.842、0.833、0.807,臨界值分別為0.97ng/mL、8.26ng/mL、26.15mmol/L,與Wu等[25]報道結(jié)果相近。nesfatin-1是胰島素的敏感分泌肽,既往研究發(fā)現(xiàn),nesfatin-1能抑制食欲、減輕體質(zhì)量,通過激活胰島β細胞L型Ca2+通道直接作用于胰島β細胞促進胰島素分泌,apelin則為脂肪細胞因子,由人體脂肪細胞分泌,apelin通過作用于心血管平滑肌而參與血壓的調(diào)節(jié),也可抑制Ang-Ⅱ的表達以達到減緩由Ang-Ⅱ介導的粥樣硬化過程的目的[26]。Huang等[27]發(fā)現(xiàn),HO-1與大鼠DR發(fā)生發(fā)展有關(guān),可作為治療DR的靶點,因此聯(lián)合檢測血清nesfatin-1、apelin、HO-1對PDR有一定的預(yù)測價值。

綜上,本研究發(fā)現(xiàn)DR患者血清nesfatin-1、HO-1呈低表達,而apelin呈高表達,尤其是在PDR患者中這種差異更明顯,且血清nesfatin-1、apelin、HO-1與全視網(wǎng)膜ISI具有相關(guān)性,聯(lián)合檢測血清nesfatin-1、apelin、HO-1對PDR具有一定預(yù)測價值。