胰島素抵抗與兒童哮喘急性期血清炎性因子的相關性

胰島素抵抗與兒童哮喘急性期血清炎性因子的相關性*

陳小建1馬超2

(海口市人民醫院兒科, 海南 海口 570100;2深圳市兒童醫院兒科, 廣東 深圳 518000)

【摘要】目的研究支氣管哮喘兒童急性發作期胰島素抵抗與血清炎性因子的關系及其對哮喘發作狀態的影響。 方法收集我院2013年1月至2014年5月就診的支氣管哮喘急性發作期兒童54例作為觀察組，3個月內未全身使用過激素及茶堿類藥物的慢性持續期兒童55例作為疾病對照組，檢測其TNF-α、IL-6、CRP、胰島素抵抗指標、肺功能，并進行比較分析。結果兒童哮喘急性發作期與疾病對照組、正常對照組相比較，胰島素抵抗指數升高，差異具有統計學意義(P<0.05)；TNF-α、IL-6、CRP等炎癥因子分泌增多，差異也具有統計學意義(P<0.05)。多元逐步回歸分析結果表明，TNF-α、IL-6、CRP水平升高是支氣管哮喘兒童胰島素抵抗的主要因素，相關系數依次為(r1=0.514，P1=0.025；r2=0.487，P2=0.032；r3=0.589，P3=0.028)。采用Pearson相關分析結果表明，支氣管哮喘兒童急性發作期胰島素抵抗與哮喘發作程度成正相關(r=2.145，P=0.012)。結論胰島素抵抗在兒童支氣管哮喘急性發作中起著重要作用，有待進一步探討。

【關鍵詞】支氣管哮喘； 胰島素抵抗； 白介素-6； 腫瘤壞死因子-α； C-反應蛋白

【中圖分類號】R 720.597【文獻標志碼】A

基金項目：深圳市科技計劃項目(200902102)

收稿日期：( 2014-09-04； 編輯： 張文秀)

A Correlation of insulin resistance, inflammatory cytokines and acute asthma in childrenCHEN Xiaojian1,MA Chao2

(1.HaikouPeople'sHospital，Haikou570100; 2.Children'sHospitalofShenzhen，Shenzhen518000,Guangdong)

Abstract【】ObjectiveTo study on the correlation of insulin resistance, inflammatory cytokines and acute asthma in children. MethodsThere were 54 acute asthma recruited as observation group, 55 persistent asthma recruited as disease control group and 54 healthy children recruited as control group. The insulin resistance index，pneumonia function(FEV1，FEV1/FVC%)，inflammatory cytokines such as TNF-α，IL-6 and CRP were detected and analyzed. ResultsCompared to the disease control group and the control group，the insulin resistance index, significant elevation of observation group were significantly increased(P<0.05). Multiple stepwise regression analysis resulted in that inflammatory cytokines such as TNF-α，IL-6 and CRP could be major factors increased insulin resistance. The increased insulin resistance was correlated to more severe asthma(r=2.145，P=0.012). ConclusionInsulin resistance caused by inflammatory cytokines could play an important role in asthma state，which deserved further developing.

【Key words】Asthma; Insulin resistance; Interleukin-6； Tumor necrosis factor-alpha; C-reactive protein

哮喘的發病機制非常復雜，支氣管哮喘是由嗜酸性粒細胞、肥大細胞和淋巴細胞等多種炎性細胞共同參與的氣道慢性炎癥，發病機制非常復雜[1]。慢性氣道炎癥可引起氣道損傷，進而出現氣道修復和重塑平滑肌增厚的疾病進展過程中，有多種細胞因子和炎癥細胞一起參與，交互作用--支氣管哮喘病的發生、發展以及疾病的嚴重程度與許多細胞因子，尤其是炎性因子相關[2]。近年來的研究表明胰島素抵抗、高胰島素血癥會加重支氣管炎癥反應，加速支氣管哮喘的進展[3]。但是兒童支氣管哮喘急性發作期胰島素抵抗及其與相關炎癥因子之間的可能關系，目前鮮有報道[4]。因此本研究主要探討兒童支氣管哮喘急性發作期胰島素敏感性的變化及其與哮喘發展狀態之間的關系。

1對象與方法

1.1研究對象經我院倫理委員會批準，于2013年1月至2014年5月期間收集我院就診的支氣管哮喘急性發作期兒童作為觀察組，3個月內未全身使用過激素及茶堿類藥物的慢性持續期兒童作為疾病對照組。病例入選標準[5]:診斷標準參考根據2003年制定兒童哮喘防治常規 (試行) 標準；年齡6～14歲。合并糖尿病、肝腎功能疾病、自身免疫性疾病等兒童均不納入本研究。共入選觀察組兒童54例，其中包括男性28例，女性26例；年齡6～13歲，中位年齡7.5歲，平均年齡(6.8±1.5)歲；病程1年～7年，平均(4.1±1.9)年，BMI(體重指數)13～26kg/m2，平均(17.5±2.1)kg/m2。疾病對照組兒童55例，其中包括男性27例，女性28例，年齡6～14歲，中位年齡7.3歲，平均年齡(6.6±2.1)歲，病程1.5年～8年，平均(4.3±2.3)年，BMI(體重指數)15～22kg/m2，平均(17.1±2.8)kg/m2。隨機選擇同期健康體檢兒童作為正常對照組，選擇年齡、性別、居住地域相匹配的健康志愿者54例為對照組，男26例，女28例，年齡6～13歲，中位年齡7.1歲，平均年齡(6.3±2.4)歲，BMI(體重指數)14～24kg/m2，平均(17.9±2.6)kg/m2。本研究所有操作均向兒童監護人明確告知，并征得其同意，并簽署相關文件。三組兒童年齡、性別、體重指數等一般資料均具有可比性(P>0.05)。

1.2研究方法

1.2.1研究指標兒童入選后均取清晨空腹抽取肘靜脈血5ml，其中2 000 g離心10min，留取上層血清，置于-70℃冰箱保存，統一檢測TNF-α、IL-6、CRP。TNF-α、IL-6測定采用酶聯免疫吸附法，ELISA盒由Sigma-Aldrich生物技術公司生產提供，CRP測定用散射比濁法，檢測試劑盒由上海基蛋生物技術公司提供，檢測儀器為FIA8000免疫定量分析儀。第二日清晨進行口服葡萄糖耐量試驗(75g葡萄糖)及胰島素釋放試驗，測定空腹血糖(FPG)、空腹胰島素(Fins)、服75 g葡萄糖后30、60、120、180 min時的血糖(PG)和胰島素(Ins)，血糖測定采用葡萄糖氧化酶法，胰島素測定采用電化學發光法。

1.2.2胰島素抵抗指數的計算[6](1)OGTT葡萄糖曲線下面積用公式AUCG=15×FPG+30×(PG30min+PG180min)+45×PG60min+60×PG120min計算；OGTT胰島素曲線下面積(AUCI)由此類推。(2)胰島素抵抗指標：胰島素抵抗指數和穩態模型胰島素抵抗指數(HOMA-IR)來評價胰島素抵抗，IR=AUCI/AUCG，HOMA-IR=FPG×FIns/22.5。

1.2.3肺功能檢測方法采用美國麥加菲ULTIMA PF常規肺功能測試系統肺功能儀測定第1秒用力呼氣容積(FEV1)、第1秒用力呼氣容積占用力肺活量比值(FEV1/FVC%)。

2結果

2.1兒童哮喘急性發作胰島素抵抗與炎性因子改變兒童哮喘急性發作期與疾病對照組、正常對照組相比較，胰島素抵抗指數升高，差異具有統計學意義(P<0.05)；TNF-α、IL-6、CRP等炎癥因子分泌增多，差異也具有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1　兒童哮喘急性發作胰島素抵抗與炎性因子改變

注：①與疾病對照組相比較，P<0.05；②與正常對照組相比較，P<0.05。

2.2支氣管哮喘兒童急性發作期胰島素抵抗與血清炎性因子的關系多元逐步回歸分析結果表明，TNF-α、IL-6、CRP水平升高是支氣管哮喘兒童胰島素抵抗的主要因素，相關系數依次為(r1=0.514，P1=0.025；r2=0.487，P2=0.032；r3=0.589，P3=0.028)。

2.3支氣管哮喘兒童急性發作期胰島素抵抗與哮喘發作程度之間的關系采用Pearson相關分析結果表明，支氣管哮喘兒童急性發作期胰島素抵抗與哮喘發作程度成正相關(r=2.145，P=0.012)。

3討論

作為一種變態反應性疾病，支氣管哮喘的慢性炎癥有多種炎癥細胞、炎性介質和細胞因子參與，其中白細胞介素(Interleukin，IL)、腫瘤壞死因子-α(Tumor Necrosis Factor-alpha，TNF-α)、C-反應蛋白(C-Reactive Protein，CRP)等在哮喘的發病中扮演的角色日益受到重視[7]。近年來研究發現胰島素抵抗、高胰島素血癥與支氣管哮喘的慢性炎癥狀態發生發展密切相關[8]。肺組織內有大量胰島素受體分布，其中以支氣管上皮杯狀細胞、巨噬細胞、嗜酸粒細胞為主。研究表明氣道變應性炎癥反應時肺組織內浸潤的炎癥細胞表面及支氣管壁分泌細胞胰島素受體增多。動物實驗研究發現，糖尿病大鼠的氣道變應性炎癥水平降低，氣道變應性炎癥反應受抑制與胰島素缺乏有關，炎癥狀態下機體胰島素分泌增多，炎癥細胞表而胰島素受體表達增多，而且胰島素受體與炎癥反應程度呈正相關[9]。提示胰島素受體與炎癥反應程度密切相關。目前多項研究發現，糖尿病患者中哮喘患病率明顯低于普通人群[9,10]。

隨著哮喘程度的加重，胰島素抵抗逐漸加重，胰島素敏感性逐漸下降，胰島素抵抗往往伴隨高胰島素血癥[11]。胰島素是一種前炎性激素，具有較強誘發和促進炎癥的作用，具能使過敏性炎癥局部的滲出增加，增加炎癥細胞與血管內皮細胞相互作用，促進炎癥細胞、尤其嗜酸性粒細胞的游走和趨化，從而使迷走神經所致的氣道反應性明顯增強，而且研究已證明在炎癥反應局灶發現胰島素受體的相對表達增加。動物試驗研究結果表明，在抗原激發前給予經胰島素予處理的大鼠在受到過敏原刺激示，氣道炎癥顯著加重，同時糾正血糖濃度并不能影響胰島素的致炎作用，表明胰島素增強變應性氣道炎癥反應與其促進血糖吸收利用的功能無關[12]。此外，尚有研究證實胰島素可以影響Th1/Th2的淋巴細胞相關因子表達平衡，連續接受胰島素處理后的NOD小鼠出現Th2表達則增強的優勢漂移[13]。

本研究結果表明兒童支氣管哮喘患兒同樣存在不同程度的胰島素抵抗，且急性發作期胰島素抵抗明顯增加，與哮喘發作程度呈正相關。胰島素通過胰島素受體底物(Insulin receptor substrate，IRS)傳遞信號，不僅參與機體代謝、血糖調節，而且參與調節細胞增殖和抗凋亡，影響多種激酶參與哮喘的發病機制。近年來研究更發現IRS與氣道炎癥密切相關。本研究也證實兒童支氣管哮喘急性發作期同樣存在較高水平的TNF-α、IL-6、CRP等炎癥因子，多元逐步回歸分析結果表明是胰島素抵抗的主要因素。目前研究發現支氣管效果胰島素抵抗發生的機制包含多條信號轉導途徑及多種炎癥因子多數途徑IRS作用，主要為非特異性炎癥所產生的炎癥因子與胰島素受體后的信號通路存在交叉作用，胰島素受體底物/磷脂酰肌醇-3-激酶(IRS/PI-3-K)信號傳導通路不能正常發揮作用[14]。TNF-α由單核細胞/巨噬細胞分泌，屬于一種多效應的細胞因子，在免疫系統和非免疫系統中均發揮十分重要的作用。多項研究表明哮喘病人TNF-α水平增加，而 TNF-α作為前炎癥因子影響胰島素抵抗、糖脂代謝和血管內皮功能。TNF-α水平與胰島素抵抗具有相關性，隨著哮喘發作程度加重，患者的胰島素抵抗情況會有所加重，胰島素敏感性因此下降，導致機體胰島素分泌代償性增加[15]。同時，TNF-α亦可能抑制與感染胰島素自身作用，相對降低胰島素敏感性。TNF-α作用的具體機制包括可以抑制胰島素受體的自身磷酸化和胰島素受體底物-1的磷酸化，干擾胰島素作用的信號；同時還有抑制葡萄糖轉運因子-4并其它細胞因子協同的細胞毒性因子產生NO損傷胰島β細胞[16]。IL-6可以刺激Fas基因轉錄，誘導β細胞凋亡，還可與其它細胞因子共同作用，對胰島β細胞產生細胞毒作用[17]。CRP是一種急性時相炎癥反應蛋白，由肝臟合成，會隨著炎癥組織受損而增加。CRP能夠抑制胰島素受體酪氨酸激酶活性使胰島素受體底物磷酸化，觸發氧化應激反應，引起脂肪細胞釋放大量游離脂肪酸影響內皮功能[18]。

4結論

本研究結果提示，胰島素抵抗在兒童支氣管哮喘急性發作時起著極其重要的作用，有待進一步研究。

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