血清irisin與chemerin在非肥胖型初診2型糖尿病患者中的變化

王亞楠 范志宏 羅 靜 丁明輝 武少華 景田濤 張曉艷

糖尿病及其對眼、腎、神經、心臟、血管所造成的損害引起的各種并發癥已成為患者致殘及早亡的主要原因，也為家庭及國家帶來沉重的經濟負擔。早期識別和干預在延遲和(或)預防2型糖尿病(T2DM)進展方面是至關重要的一步，需進行深入的探索。近年來大量研究表明，肌肉及脂肪組織所分泌的多種細胞因子，與機體代謝平衡及胰島素抵抗(IR)間存在密切關聯，細胞因子irisin、chemerin就是其中的兩種。目前關于irisin、chemerin與初診2型糖尿病之間的研究較少。本研究旨在檢測血清irisin、chemerin水平在初診T2DM患者體內的變化情況，以探討兩者之間的相關性及其與胰島素抵抗的關系，為irisin、chemerin參與糖尿病的早期診斷與治療做初步探索。

對象與方法

1.研究對象：選取2018年3～8月就診于山西醫科大學第二醫院內分泌科，經OGTT實驗(75g 無水葡萄糖)確診的初診2型糖尿病患者(T2DM組)50例,其中，男性25例，女性25例，患者平均年齡50.40±11.47歲；同期納入筆者醫院體檢中心與其年齡、性別相匹配的正常糖耐量者(NGT組)50例，其中，男性25例，女性25例，患者平均年齡50.88±11.58歲。T2DM患者均符合1999年WHO糖尿病診斷及分型標準。各組均符合以下排除標準：肥胖(體重指數BMI≥28kg/m2)、院外曾予以降糖治療的患者、其他類型糖尿病、糖尿病合并急性并發癥、急慢性感染、心腦血管疾病、惡性腫瘤、妊娠、甲狀腺疾病、嚴重肝、腎功能不全、應激狀態等。

2.研究方法：一般臨床資料的采集：記錄所有受試者的性別、年齡、身高、體重、收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)。生化檢測指標的測定：所有研究對象均過夜空腹8h以上，于次日清晨抽取靜脈血，即刻3000r/min 離心5min 后留取血清，-70℃ 低溫冰箱保存，待測；葡萄糖氧化酶法測定空腹血糖(FPG)和餐后2h血糖(2h PG)，放射免疫法測定空腹胰島素(FINS)，高效液相色譜法測定糖化血紅蛋白(HbA1c)，全自動生化儀測定總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)，酶聯免疫分析法(ELISA)測定血清irisin和chemerin。計算體重指數(BMI)=體質量(kg)/身高2(m2)；胰島β細胞功能指數(HOMA-β)=FINS×20/(FPG-3.5)；穩態模型評估胰島素抵抗指數(HOMA-IR)=FPG×FINS/22.5。

結 果

1.兩組間基本臨床資料比較：兩組間的性別、年齡、BMI、SBP、DBP、HOMA-β、TC水平差異無統計學意義(P>0.05)，T2DM組的FPG、2h PG、FINS、HbA1c、HOMA-IR、TG、LDL-C水平均明顯高于NGT組(P<0.05或P<0.01)，HDL-C水平明顯低于NGT組(P<0.05,表1)。

表1 兩組一般臨床觀察指標的比較或M(Q25,Q75)]

與NGT組比較，*P<0.05，**P<0.01

2.兩組間血清irisin、chemerin水平比較： T2DM組的血清irisin水平明顯低于NGT組(3.34±0.59μg/ml vs 3.99±0.71μg/ml，P<0.01)；chemerin水平明顯高于NGT組[237.77(200.74, 279.95)ng/ml vs 120.08(99.64, 136.82)ng/ml，P<0.01]。

表2 兩組間血清irisin、chemerin的水平比較或M(Q25,Q75)]

與NGT組比較，*P<0.01

3.irisin、chemerin與相關指標的Spearman相關分析(表3)：Spearman相關分析顯示，irisin與FPG、2h PG、HbA1c、FINS、HOMA-IR呈負相關，與HDL-C呈正相關；chemerin與FPG、2h PG、HbA1c、FINS、HOMA-IR、LDL-C、TG呈正相關，與HDL-C呈負相關；irisin與chemerin呈負相關。

表3 irisin、chemerin與其他指標的相關性分析

4.多元逐步回歸分析血清irisin、chemerin的影響因素：分別以血清irisin、chemerin為因變量，以年齡、BMI、FPG、2h PG、FINS、HbA1c、HOMA-IR、HOMA-β、TG、TC、LDL-C、HDL-C、SBP、DBP為自變量，行多元逐步回歸分析，結果顯示2h PG、HDL-C是血清irisin水平的獨立影響因素(P<0.01或P<0.05)，回歸方程為Y=3.812-0.052X1+0.292X2(X1=2h PG，X2=HDL-C)。2h PG、HOMA-IR、TG是血清chemerin水平的獨立影響因素(P<0.01或P<0.05)，回歸方程為Y=27.698+10.880X1+4.532X2+18.114X3(X1=2h PG，X2=HOMA-IR，X3=TG)。在初診T2DM患者中，多元逐步回歸分析結果顯示，FINS是血清chemerin的獨立影響因素(P<0.05)，回歸方程為Y=222.049+1.119X1(X1=FINS)，而在NGT人群中這種關系則不存在。

5.糖尿病相關因素的Logistic回歸分析(表4)：以是否存在糖代謝異常為因變量，行二分類Logistic回歸分析結果顯示，血清irisin是影響糖代謝的保護因素(OR=0.265, 95% CI:0.126～0.556,P<0.01)，血清chemerin是影響糖代謝的危險因素(OR=1.088, 95% CI:1.047～1.131,P<0.01)。校正年齡、BMI為混雜因素后，差異仍有統計學意義。

表4 irisin、chemerin的Logistic回歸分析

討 論

肥胖癥及其相關病癥，包括胰島素抵抗(IR)和2型糖尿病正在全球范圍內增加，研究表明脂肪組織可以分泌大量對胰島素敏感度和代謝有正負作用的脂肪因子，對這些脂肪因子作用及其機制的研究有可能成為開發新型糖尿病治療藥物的潛在靶點。

irisin是一種主要由脂肪和肌肉組織分泌的肽，在體育鍛煉或寒冷刺激下，受過氧化物酶體增殖受體γ輔助激活因子α(PGC-1α)調控，由Ⅲ型纖連蛋白域蛋白5(FNDC5)裂解而成[1]。Duan等[2]研究發現，給糖尿病小鼠模型腹腔注射不同濃度的重組irisin后，小鼠的血糖均顯著降低，其中1.0mg/kg為降低血糖的最佳劑量，且與對照組(0.9%NaCl處理的糖尿病小鼠)比較，經1.0mg/kg irisin注射治療后，糖尿病小鼠口服葡萄糖耐量明顯提高，血清胰島素含量顯著升高，能量及代謝相關基因表達亦顯著增加；提示irisin通過誘導能量和代謝基因的表達，可在一定程度上降低胰島素缺乏型糖尿病小鼠的血糖水平。Bostrom等[1]將表達FNDC5的腺病毒轉染至通過喂食高脂肪飲食而變得肥胖和IR的小鼠體內后，也發現能量消耗增加，體重下降，葡萄糖耐量提高，空腹胰島素減少。這些實驗表明irisin可改善IR。目前研究表明，irisin改善IR的可能機制有轉化白色脂肪組織為棕色脂肪組織，促進骨骼肌和心臟葡萄糖攝取，改善肝臟糖脂代謝及促進胰島β細胞再生等[3]。

本研究發現，與對照組比較，初診T2DM組的血清irisin水平顯著下降，這與以往研究結果一致[4,5]。Spearman相關分析顯示，血清irisin水平和FPG、2h PG、HbA1c、FINS、HOMA-IR呈負相關，進一步行多元逐步回歸分析顯示2h PG是irisin的獨立危險因素，提示irisin與糖尿病的發生、發展密切相關，且下降水平可能受血糖高低影響。本實驗發現，irisin與BMI之間無顯著相關性，而既往研究中關于irisin與BMI之間的關系存在爭議，可能歸因于研究中分析的不同人群，因為有些肥胖者可能患有代謝性疾病，而本實驗納入人群中并不含肥胖患者(BMI≥28kg/m2)[4,6～9]。

2007 年Bozaoglu 等發現脂肪組織高表達Chemerin，其作為無活性的相對分子質量為18000的前體蛋白pro-chemerin被分泌，通過凝血、纖溶和炎癥級聯反應的纖溶酶、羧肽酶、絲氨酸蛋白酶水解去除羧基端氨基酸，形成相對分子質量為16000的具有生物活性的chemerin[10]。目前許多研究已將其與糖脂代謝、IR及各種炎性標志物疾病聯系起來。有研究用腺病毒介導的短發夾RNA敲除成熟脂肪細胞中的趨化因子表達，導致葡萄糖穩態和IR發病機制中重要的表達基因減少，提示chemerin可能間接參與IR[11]。給予外源性chemerin可加重肥胖/糖尿病小鼠葡萄糖不耐受，降低血清胰島素水平，并降低組織葡萄糖攝取，但對血糖正常小鼠的葡萄糖耐量、胰島素水平以及組織葡糖糖攝取則無明顯影響，表明chemerin可能是通過降低血清胰島素水平和組織中葡萄糖攝取來加重葡萄糖不耐受[10]。

有研究表明，在男性人群中，T2DM患者與NGT對比，其血清chemerin水平是升高的[12]。另一項研究則發現對照組和T2DM女性受試者之間的chemrin水平沒有差異，而T2DM男性受試者的血清chemerin水平顯著低于對照組[13]。也有研究發現T2DM患者與NGT患者之間的chemerin水平比較差異無統計學意義[14]。這些研究結果的不同可能是由研究群體內糖尿病患者病程長短不同、治療差異、地區差異而引起。本研究發現，與對照組比較，初診T2DM的血清chemerin水平是升高的。相關分析顯示chemerin水平與FPG、2h PG、HbA1c、FINS、HOMA-IR呈正相關，多元逐步回歸分析顯示，2hPG、HOMA-IR是血清chemerin的獨立危險因素，提示血清chemerin與IR可能存在一定關聯，并受糖代謝的影響。進一步研究初診T2DM，多元回歸分析顯示FINS是這類人群中血清chemerin的獨立危險因素，即隨著FINS的增加，chemerin水平亦增加，考慮因2型糖尿病的始發因素為IR而非胰島素絕對缺乏，機體會產生更多的胰島素來保證自身正常糖代謝，進而可能會應激性產生更多的chemerin來降低血清胰島素水平。

糖尿病患者較血糖正常者動脈粥樣硬化發生率高，病情進展快，而LDL-C是最重要的致粥樣硬化因子，HDL-C則可以通過膽固醇逆向轉運機制清除動脈壁的膽固醇、防止動脈粥樣硬化的發生。有實驗顯示，irisin使脂肪細胞中脂質積累減少[15]；chemerin與內臟脂肪組織呈正相關，無論在糖尿病還是非糖尿病人群[16]。本研究發現，初診T2DM組的LDL-C、TG均明顯高于NGT組，HDL-C水平明顯低于NGT組；Spearman相關分析顯示，irisin與HDL-C呈正相關；chemerin與LDL-C、TG呈正相關，與HDL-C呈負相關,提示irisin、chemerin可能參與糖尿病患者的脂代謝調節，進而在糖尿病大血管并發癥的發生、發展中起重要作用。

國內外關于irisin及chemerin在同一疾病中的研究報道少見。本實驗通過Logistic回歸分析發現，irisin是影響糖代謝的保護因素，而chemerin則為影響糖代謝的危險因素，且Spearman相關分析發現，irisin與chemerin呈負相關，這提示irisin與chemerin可能共同參與2型糖尿病的發展，并在2型糖尿病時存在相互作用。但相關機制尚不明確，需要進一步研究。

綜上所述，本研究觀察了初診T2DM患者血清irisin、chemerin與正常糖耐量對照者之間的變化，并分析了其與糖脂代謝指標的相關關系。然而本研究也存在一定不足，樣本量較少，未納入運動因素、肥胖差異等不同分組對脂肪因子水平產生的影響，可能會對研究結果造成偏差，因此，希望以后能通過更大樣本量的研究進行深入地探討。