細胞間粘附分子-1水平與2型糖尿病腎病病變程度的關系

朱虹 劉鐵奇

[摘要] 目的 探討血清中細胞間粘附分子-1（Intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）的水平與2型糖尿病腎病（Diabetic nephropathy，DN）病變程度的關系。 方法 選擇2017年4月～2019年1月在我院住院2型糖尿病及健康體檢者共265例分為五組[對照組、非DN組、早期DN組、臨床期DN組（腎功能正常）、臨床期DN組（腎功能異常）]，觀察各組ICAM-1與UAER的關系。 結果 1.DN各組ICAM-1明顯增高，且隨著DN病情的加重，ICAM-1水平逐漸升高（對照組：48.00±13.10 ng/mL;非DN組：203.02±30.55 ng/mL;早期DN組：400.32±55.78 ng/mL;臨床期DN組（腎功能正常）：601.12±51.81 ng/mL;臨床期DN組（腎功能異常）：863.71±36.44 ng/mL）。2.DN各組UAER均與ICAM-1呈正相關（早期DN組：UAER與ICAM-1的相關系數r=0.789，臨床期DN組（腎功能正常）：UAER與ICAM-1的相關系數r=0.719，臨床期DN組（腎功能異常）：UAER與ICAM-1的相關系數r=0.510）。 結論 ICAM-1與DN病變程度相關，可作為反映DN病情嚴重程度的參考指標，也可作為DN早期篩查的參考指標。

[關鍵詞] ICAM-1;2型糖尿病;糖尿病腎病;尿白蛋白排泄率

[中圖分類號] R587.2 ? ? ? ? ?[文獻標識碼] A ? ? ? ? ?[文章編號] 1673-9701（2020）12-0022-04

[Abstract] Objective To investigate the relationship between the level of intercellular adhesion molecule-1（ICAM-1） in serum and the degree of lesions of type 2 diabetic nephropathy（DN）. Methods A total of 265 hospitalized patients with type 2 diabetes and healthy subjects in our hospital from April 2017 to January 2019 were selected and divided into five groups [control group， non-DN group， early DN group， clinical stage DN group（normal renal function）， clinical stage DN group（abnormal renal function）]. The relationship between ICAM-1 and UAER in each group was observed. Results 1.ICAM-1 was increased significantly in each group of DN， and the level of ICAM-1 was gradually increased with the worsening of DN disease （control group： 48.00±13.10 ng/mL; non-DN group： 203.02±30.55 ng/mL; early DN group： 400.32±55.78 ng/mL;clinical stage DN group（normal renal function）： 601.12±51.81 ng/mL; clinical stage DN group（renal dysfunction）： 863.71±36.44 ng/mL）. 2.The UAER of each group of DN was positively correlated with ICAM-1（early DN group： the correlation coefficient of UAER and ICAM-1 was r=0.789; clinical stage DN group （normal renal function）： correlation coefficient between UAER and ICAM-1 was r=0.719; clinical stage DN group（renal dysfunction）： the correlation coefficient between UAER and ICAM-1 was r=0.510）. Conclusion ICAM-1 is related to the degree of DN lesions， and can be used as a reference index to reflect the severity of DN disease. It can also be used as a reference index for early screening of DN.

[Key words] ICAM-1; Type 2 diabetes; Diabetic nephropathy（DN）; Urinary albumin excretion rate

糖尿病（Diabetes mellitus，DM）作為最常見的代謝性疾病，是一種受環境和遺傳因素影響的多因素性疾病，已經成為全球最昂貴的慢性疾病之一。糖尿病分類中2型糖尿病（Type 2 diabetes mellitus，T2DM）最為多見，目前全球患病人數約為4.25億，預計2045年將達6.29億。我國是全球糖尿病人數最多的國家，2017年糖尿病人數為1.14億，預計到2045年將達1.5億左右。隨著科技的不斷改進，糖尿病患者的生命明顯延長，然而糖尿病的各種慢性并發癥卻明顯增高，其中發病率較高的就是糖尿病腎病（diabetic nephropathy，DN）。DN可累及約35%的1型和2型糖尿病患者。DN的病理改變最初為腎臟肥大、腎小球血流量增加，接著腎小球系膜細胞增殖、系膜細胞外基質增加、腎小球基底膜增厚，最后發展成為腎小球硬化。早期改變時病情可逆，如病情進展出現持續蛋白尿、腎功能改變發展為尿毒癥被迫接受透析或腎移植治療，就會給個人、家庭、國家帶來沉重的負擔。因此，尋求早期診斷和有效的治療是當務之急。

近年來研究者發現，細胞因子對DN的作用[1]，其中細胞間粘附分子-1（Intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）較受關注，最近的研究表明炎癥可能是DN的重要病理生理機制[1-2]。ICAM-1是炎癥的標志物，ICAM-1與DN有著顯著的聯系[3]。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1入組標準 ?選擇2017年4月～2019年1月在我院住院的2型糖尿病209例及健康體檢者56例共265例分為五組，糖尿病腎病（DN）的分組按照Mogensen以尿白蛋白排泄率（UAER）作為分期標準[4]，腎功能異常組按照慢性腎衰竭分期標準，具體如下：對照組： 選56例健康體檢者;非DN組（UAER<20 μg/min）56例，男29例，女27例;早期DN組（UAER 20～200 μg/min）56例，男28例，女28例;臨床期DN組（腎功能正常）（UAER≥200 μg/min，44≤Cr<133 μmol/L）53例，男26例，女27例，;臨床期DN組（腎功能異常）（UAER>200 μg/min，133≤Cr﹤180 μmol/L）44例，男24例，女20例。2型糖尿病及健康體檢者對此次入選抽血檢查情況均知情同意，并經過我院倫理委員會批準同意。

1.1.2 診斷標準 ?2型糖尿病患者的選擇按照1999年WHO糖尿病專家委員會提出的診斷標準[5]：空腹血糖：指距離上次就餐至少8～10 h，沒有熱量攝入時監測血糖。如空腹血糖>7.0 mmol/L;任意時間血糖：指無論上一次就餐時間，隨時隨地可檢測血糖，如>11.1 mmol/L;葡萄糖耐量試驗：指患者服用75g葡萄糖后，再檢測2 h血糖，如≥11.1 mmol/L 時，診斷為糖尿病。糖尿病癥狀+以上任意一個達到標準，可以診斷為糖尿病，如無癥狀常再重復一次檢查，可確診糖尿病。

1.1.3 排除標準 ?除外糖尿病急性并發癥及1型、特殊類型及妊娠期糖尿病;除外可能引起腎功能異常的因素：急慢性腎炎，急性腎盂腎炎，腎盂積水，多囊腎，腎癌，腎結石;除外可能影響ICAM-1水平的因素：發熱、糖尿病足、手術、外傷或其他感染等;除外可能引起UAER增加的原因：發熱、運動、高血壓、乳酸酸中毒和心功能不全等。

1.2 方法

1.2.1 酶聯免疫吸附劑法測定血清ICAM-1 ?樣品收集及保存：（1）血清：將每次收集到患者血液的試管，3000轉離心10 min使血清和紅細胞迅速小心分離。（2）保存：樣本收集后按一次用量分裝，凍存于-20℃。待收集齊患者標本后統一在室溫下解凍并確保樣品均勻地充分解凍。操作步驟及結果：（1）步驟：準備好試劑盒（ICAM-1、尿白蛋白、血糖、糖化血紅蛋白、尿素氮、肌酐試劑盒均為德國羅氏診斷有限公司）、緩沖液及板條;設置標準品孔和樣本孔;自動洗板機洗板;每孔加入底物A、B各50μL，充分搖勻，37℃避光孵育15 min;每孔加入終止液50 μL，充分搖勻，放入酶標儀中檢測ICAM-1值。記錄酶標儀自動計算的每個樣本的ICAM-1值。

1.2.2 電化學發光法檢測尿白蛋白 ?樣品收集及保存：尿標本：囑患者棄晨尿，喝500 mL水后，取隨意尿，分裝保存于-20℃的冰箱。待收集齊標本后統一在室溫下解凍并確保樣品均勻充分地解凍。操作步驟及結果：（1）分別將校準品、標本加20 μL，發光標記物加40 μL，熒光素標記物加40 μL，磁性微球溶液加20 μL，混勻，37℃溫育15 min，上磁分離器分離4 min，倒去上清。（2）沿試管壁加工作洗液400 μL，靜置60 s，倒去上清。（3）重復兩次步驟。（4）直接上機測試。（5）記錄化學發光測定儀自動地計算出的每一個標本尿白蛋白值，結果以μL/mL表示。

1.2.3 計算UAER ?根據尿白蛋白濃度計算UAER的值，以 μg/min表示，計算方法為：UAER=（白蛋白尿濃度×尿量）/1440 min。

1.2.4 其他化驗項目的檢測 ?FPG、PBG、HbA1c及BUN、Cr的測定：使用ROCHE MODULAR P 分析儀及ROCHE配套試劑采用葡萄糖氧化酶法測定清晨FPG及PBG，采用動力學紫外法測定BUN及酶比色法測Cr，采用免疫抑制比濁法測定HbA1c的值。

1.3 觀察指標

觀察各組ICAM-1水平的變化及各組UAER、ICAM-1、FPG、2 hPG及HbA1c之間的相關性。

1.4 統計學方法

應用SPSS15.0軟件包進行數據處理，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，多組間比較使用單因素方差分析（one-way ANOVA），兩組間比較采用SNK，并做相關分析，應用Stepwise行回歸分析，計數資料比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義，P<0.01為差異有高度統計學意義。

2 結果

2.1 各組患者FPG、PBG、HbA1c、UAER、BUN、Cr比較

各組間性別、年齡無統計學差異（P=0.989>0.05）;各組間FPG、2 hPG、HbA1c與對照組比較顯著增高（P<0.01），非DN組、早期DN組、臨床期DN組（腎功能正常）、臨床期DN組（腎功能異常）之間無統計學差異（P>0.05）。各組間UAER比較：差異有統計學意義（P<0.01）。各組間BUN比較：與對照組比較，其余四組顯著增高（P<0.01）;與非DN組比較，后三組顯著增高（P<0.01）;與早期DN組比較，臨床期DN組（腎功能正常）與其無統計學差異（P>0.05），臨床期DN組（腎功能異常）比早期DN組顯著增高（P<0.01）;與臨床期DN組（腎功能正常）比較，臨床期DN組（腎功能異常）顯著增高（P<0.01）。各組間Cr比較：與對照組比較，其余四組顯著増高（P<0.01）;與非DN組比較，早期DN組與其無統計學差異（P>0.05），臨床期DN組（腎功能正常）、臨床期DN組（腎功能異常）兩組則較非DN組顯著增高（P<0.01）;與早期DN組比較，后兩組顯著增高（P<0.01）;與臨床期DN組（腎功能正常）比較，臨床期DN組（腎功能異常）顯著增高（P<0.01）。見表1。

2.2 各組ICAM-1水平的比較

五組間ICAM-1比較，有顯著性差異（F=204.63，P=0.0001<0.01）。見表2。

2.3 各組UAER、ICAM-1、FPG、2 hPG及HbA1c之間的相關分析 ?

對照組：UAER與ICAM-1呈負相關（r=-0.274）。非DN組：UAER與ICAM-1、HbA1c呈正相關（r值分別為0.321、0.378）;ICAM-1與FPG、2 hPG、HbA1c呈正相關（r值分別為0.597、0.470、0.265）。早期DN組：UAER與ICAM-1呈正相關（r=0.789）。臨床期DN組（腎功能正常）：UAER與ICAM-1、HbA1c呈正相關（r值分別為0.719、0.366）;ICAM-1與HbA1c呈正相關（r=0.280）。臨床期DN組（腎功能異常）：UAER與ICAM-1、FPG、2 hPG及HbA1c呈正相關（r值分別為0.510、0.337、0.365、0.357），ICAM-1與HbA1c呈正相關（r=0.288）。見表3～4。

3 討論

DN是糖尿病常見的微血管并發癥，目前全球血液透析最常見的病因就是DN，這給世界各國都帶來沉重的經濟負擔。然而早期DN是可逆轉的，因此尋找一種早期的診斷指標一直是研究者和醫療工作者們的共同目標。

ICAM-1是一個跨膜糖蛋白分子的免疫球蛋白超家族，505個氨基酸長度，分子量取決于糖基化水平、細胞類型和環境之間的變化，介于80 KDa和114 kDa之間，是一個內源性抗氧化劑。在血管內皮細胞和白細胞中表達，其在穩定細胞間相互作用和促進白細胞內皮細胞調節及穩定白細胞相關的跨膜蛋白中起到重要作用[6]。ICAM-1在體內分布較廣，但在血管內皮細胞表面表達最強，正常情況下血管內皮細胞不表達或輕微表達ICAM-1[7]。在正常腎臟中，ICAM-1以低水平表達在腎小球系膜細胞、血管內皮細胞、腎小管和間質細胞病理情況下，其在血管內皮細胞及其他細胞的表達明顯升高，使白細胞與血管內皮細胞之間的粘附力增加;后者釋放一些炎癥介質與細胞因子，吸引更多的白細胞粘附于血管壁，起始了炎癥反應，改變了局部的血流動力學環境;粘附聚集的白細胞釋放氧自由基和蛋白水解酶，導致局部血管內皮細胞水腫變形，甚至壞死。在DN的發生發展過程中ICAM-1起著介導白細胞與內皮細胞粘附、促進血管硬化和腎小球硬化的作用[8]。Watanabe等[9]研究表明：激活ERK，p38和JNK的級聯參與了糖尿病腎小球內皮細胞ICAM-1的表達。Ashcroft FM等[10]研究就表明：如ICAM-1的水平增高，可促進炎癥介質釋放，誘導白細胞遷移至腎臟小血管及系膜區，使DN病變加重。Chow FY等[11]研究結果表明：ICAM-1促進巨噬細胞在糖尿病腎病時的聚集，而巨噬細胞是2型糖尿病腎病腎功能損害和纖維化的關鍵介質，它能分泌可誘發促進腎損傷的各種因素（如一氧化氮、活性氧、IL-1、TNF-α、金屬蛋白酶等），并得出結論：抑制ICAM-1在糖尿病大鼠腎臟中的表達，有可能減少巨噬細胞介導的損傷，延緩糖尿病腎病的進展。

本試驗結果顯示，DN患者的ICAM-1水平較健康對照組及糖尿病患者顯著升高，DN腎功能異常組ICAM-1較腎功能正常組顯著升高，表明ICAM-1在DN的發生發展過程中扮演了重要角色，并可產生持久影響。這與多項研究結果相同：Gu HF等[12]的研究顯示：DN患者有ICAM-1基因表達，在蛋白尿逐漸增加的患者組中，血清ICAM-1水平亦逐漸增加。另有實驗表明，抑制ICAM-1基因表達可能會改善DN的進展。Karimi Z等[13]的研究顯示：微量白蛋白尿患者的ICAM-1高于沒有蛋白尿的患者。Potra AR等[14]研究同樣表明：ICAM-1水平在糖尿病腎病患者中升高，且與2型糖尿病患者蛋白尿預后相關。更多項的研究[15-16]表明，血清ICAM-1濃度還會影響糖尿病其他并發癥的發生包括糖尿病周圍神經病變、視網膜病變。

綜上所述，ICAM-1與DN病變程度相關，可作為反映DN病情嚴重程度的參考指標，也可作為DN早期篩查的參考指標。ICAM-1的遺傳多態性與2型糖尿病腎病的發生發展有關聯，并可能成為一個最有用的預測指標。

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（收稿日期：2019-11-18）