2型糖尿病患者輔助性T細胞和調節性T細胞水平及其與胰島素抵抗、胰島B功能的相關性

曹 潔 朱亦堃 焦玉睿 李 青 李喜全

(山西醫科大學第二醫院內分泌科，太原市 030001，電子郵箱：1436280728@qq.com)

長期慢性炎癥狀態對胰島B的損傷是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者發生胰島素抵抗的重要機制[1]。既往研究表明，這種炎癥損傷主要累及人體的先天免疫功能，通過先天性免疫細胞釋放炎癥因子而導致胰島素抵抗[2-3]。但近年來有學者認為，適應性免疫調節，特別是CD4+T細胞亞群的調節，在T2DM的發生發展過程中起著非常重要的作用[4]。動物和臨床研究均表明，脂肪組織中CD4+T細胞亞群在調節體重、胰島素抵抗程度中發揮了重要作用[5-6]。但國內外關于CD4+T細胞與T2DM之間關系的研究多集中在脂肪組織中的CD4+T細胞亞群，而鮮有關于外周血CD4+T細胞與胰島素抵抗及脂代謝關系的研究。CD4+T細胞分為抗炎細胞調節性T細胞(regulatory T cell,Treg)、Th2，以及促炎細胞Th1、Th17。本文主要探討T2DM患者外周血Th17、Treg水平與胰島素抵抗、胰島B功能的相關性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 納入2016年10月至2018年5月在我院內分泌科診治的35例T2DM患者(T2DM組)，均符合1999年世界衛生組織制定的診斷標準。排除存在影響免疫功能疾病的研究對象，疾病包括風濕系統疾病，1型糖尿病，T2DM急性并發癥(酮癥酸中毒、感染等)，腫瘤，炎癥性疾病及嚴重肝、腎疾病患者，并除外服用對血糖影響藥物的患者，包括性激素、糖皮質激素、利尿劑、精神類藥物等。選取同時間段在我院體檢中心進行體檢的30例健康者作為對照組。兩組基本資料差異均無統計學意義(均P>0.05)，見表1。

表1 兩組基本資料的比較

1.2 資料收集

1.2.1 基本資料：包括年齡、性別、身高、體重等，同時計算體重指數。

1.2.2 實驗室指標：所有研究對象均空腹8 h后采集靜脈血；采用葡萄糖氧化酶法測定空腹血糖；采用化學發光法測定空腹胰島素(fasting insulin,FINS)；采用酶聯免疫吸附法測定糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c，HbA1c)；采用流式細胞術檢測Treg及Th17水平，并計算Th17/Treg比值。正常值范圍：空腹血糖<6.1 mmol/L，HbAlc<7%，FINS為5～20 mIU/L,Th17為3.07～14個/UL,Treg為17.70～54.20個/UL，Th17/Treg為0.09～0.47。

1.2.3 T2DM患者胰島素抵抗及胰島功能的評估：計算穩態模型胰島素抵抗(homeostasis model assessment-insulin resistance，HOMA-IR)指數，HOMA-IR指數=FINS×空腹血糖/22.5，以HOMA-IR指數>2.69為存在胰島素抵抗；應用穩態模型胰島B功能(homeostasis model assessment-islet β function,HOMA-β)指數評價胰島B功能，HOMA-β=FINS×20/(空腹血糖-3.5)。

1.3 統計學分析 采用SPSS 22.0軟件進行統計分析。計量資料以(x±s)表示，組間比較采用t檢驗；計數資料以例數表示，組間比較采用χ2檢驗。采用Pearson相關系數分析相關性。以P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1 兩組觀察指標的比較 與對照組相比，T2DM組空腹血糖、HbA1c、HOMA-IR指數、Th17水平、Th17/Treg比值升高,HOMA-β指數及Treg水平減低(均P<0.05 )。見表2。

表2 兩組觀察指標的比較(x±s)

2.2 T2DM患者血清免疫細胞水平與血糖、胰島素代謝指標的相關性 Treg水平與HOMA-IR指數呈負相關，與HOMA-β指數呈正相關(P<0.05)，與空腹血糖、HbA1c、FINS無相關性(均P>0.05)；Th17/Treg比值、Th17水平與HOMA-IR指數、HbA1c呈正相關，與HOMA-β指數呈負相關(均P<0.05)，與空腹血糖、FINS均無相關性(均P>0.05)。見表3。

表3 T2DM患者血清免疫細胞水平與血糖、胰島素代謝指標的相關性

3 討 論

胰島素抵抗的發生涉及胰島素與受體結合發揮作用中的多個環節，最重要的分子機制是靶細胞胰島素受體后信號傳導通路的缺陷[7]。近年來的研究顯示,胰島素受體后信號通路與炎癥因子的信號傳導存在交叉作用,單核細胞、巨噬細胞、抗原提呈B淋巴細胞、樹突細胞、內皮細胞等非特異性細胞及其所產生的炎癥因子(白細胞介素6、白細胞介素1、腫瘤壞死因子α等)，可干擾胰島素受體底物/磷脂酰肌醇-3激酶信號傳導通路,而這是導致胰島素抵抗的主要分子機制[8-9]。

既往針對T2DM胰島素抵抗的研究多集中在先天免疫功能上，即巨噬細胞通過分泌促炎細胞因子誘導胰島素抵抗[10]。但最近有研究表明，適應性免疫功能也在T2DM的發生發展中起重要作用。有學者發現，高脂飲食誘導的肥胖小鼠在誘導5周后即出現胰島素抵抗及內臟脂肪組織CD4+T淋巴細胞浸潤，而巨噬細胞浸潤較CD4+T淋巴細胞延遲，提示炎性T淋巴細胞的浸潤早于巨噬細胞[11]。此外，另有動物實驗結果顯示，CD4+T細胞亞群比例失衡促使巨噬細胞向不同方向分化，炎性細胞Th1、Th17的比例增高可促使巨噬細胞向炎性巨噬細胞極化，并增強其釋放促炎性介質白細胞介素6、白細胞介素1、腫瘤壞死因子α的功能，進一步導致炎性胰島素抵抗；而Treg、Th2的比例增高時，具有抗炎作用的白細胞介素4和白細胞介素13可促進巨噬細胞向M2型分化[12-14]。因此，胰島素抵抗的起始可能并非首先由先天免疫細胞直接觸發。CD4+T細胞亞群能更早、更直接地影響胰島素抵抗，其可通過影響先天免疫細胞的極化來調節胰島素抵抗。

CD4+T細胞亞群與許多炎癥性疾病的發生相關，許多自身免疫性疾病或慢性炎癥性疾病存在Th17和Treg失衡[15]。有研究表明，Th17可通過分泌白細胞介素17來激活核因子-κB通路，從而上調炎癥因子基因的表達，刺激促炎因子(白細胞介素6、腫瘤壞死因子α等)的產生，而腫瘤壞死因子α又可激活c-Jun氨基末端激酶和抑制核因子-κB激酶導致胰島素受體底物的絲氨酸磷酸化，從而誘導胰島素抵抗[16-17]。Treg及其分泌的細胞因子可以調節脂肪細胞表面轉運載體-4的表達和對葡萄糖的代謝，從而阻止胰島素抵抗的發生[18]。本研究結果顯示，T2DM患者HOMA-IR指數增高(P<0.05)，HOMA-β指數降低(P<0.05)，提示T2DM患者存在胰島素抵抗及胰島B功能障礙。兩組的Th17及Treg水平、Th17/Treg均在正常范圍，但與健康人群相比，T2DM患者外周血Th17水平、Th17/Treg比值增高，Treg水平降低(均P<0.05)，提示相對于正常人群，T2DM患者的Th17/Treg平衡相對失調，CD4+T細胞的促炎性極化可幫助區分T2DM患者與健康人群。此外，T2DM患者的Th17、Th17/Treg比值與HOMA-IR指數呈正相關，Treg細胞與HOMA-IR呈負相關(均P<0.05)。這一結果為適應性免疫調節與T2DM患者發生胰島素抵抗提供了另一種解釋，即胰島素抵抗并非單純由Th17細胞增高所致，可能同時是由于Treg細胞的免疫抑制功能降低引起的，而Th17與Treg的失衡可能是導致胰島素抵抗最重要的原因之一。

T2DM的另一個重要環節是胰島素分泌缺陷，而胰島素分泌缺陷的原因是胰島B功能受損。既往多數學者認為免疫炎癥在胰島素靶組織(脂肪、肝臟等)中發揮重要作用[19-20]。近年來，有研究表明，在T2DM患者的胰島中也存在炎癥因子表達、免疫細胞浸潤[10]。浸潤胰島的免疫細胞產生的白細胞介素6、白細胞介素1β可破壞胰島細胞，而CD4+T細胞亞群與炎癥因子密切相關，這提示細胞免疫可能在T2DM患者的胰島功能破壞中發揮著重要作用[21-22]。本研究中，T2DM患者外周血Treg水平與HOMA-β呈正相關，Th17水平與HOMA-β呈負相關(均P<0.05)，提示T2DM患者Th17與Treg的失衡不僅可加重胰島素抵抗，還可影響胰島B功能。

綜上所述，相對于正常人群，T2DM患者的Th17/Treg平衡相對失調，這可能與T2DM患者胰島素抵抗、胰島B功能受損可能有關。維持促炎性T細胞和抗炎性T細胞的平衡，對于控制T2DM的發生和發展具有重要作用。因此，可將T細胞失衡作為治療T2DM患者的新靶點，通過調節CD4+T細胞平衡從而改善胰島B功能并降低胰島素抵抗。