STK11遺傳多態性對二甲雙胍治療2型糖尿病療效的影響

張景旺，任鶴民，張志琴，薛 磊

(1 鶴壁市人民醫院藥學部，鶴壁 458030；2 河南大學淮河醫院內分泌科，開封 475000)

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)作為全球常見慢性非傳染性疾病，是威脅我國公共健康的因素之一[1]。隨著現代生活方式的變化和肥胖人數的增加，糖尿病發病率逐年升高，預防和治療T2DM已成為迫切需要解決的公共衛生問題[2]。臨床上對于T2DM患者的治療主要為生活方式干預及藥物治療，指南推薦首選藥物為二甲雙胍。二甲雙胍作為降糖藥物，雖不會顯著降低體重，但能有效降低血脂、血糖，減少心血管疾病的發病率[3]。已有研究指出[4]，二甲雙胍的臨床療效與多種因素相關，包括機體自身因素、藥物間相互作用、藥物劑型、遺傳因素等。基因是決定藥物代謝酶、藥物轉運蛋白和受體活性及功能表達的結構基礎，因此考慮藥物的吸收、轉運、分布、代謝等與基因多樣性相關[5]。絲氨酸-蘇氨酸激酶(STK11)作用于腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)，進而調節血糖和血脂，因此推測STK11的基因多態性可能會影響T2DM患者的臨床療效[6]。本研究對其進行了探究，以期為后期臨床治療提供參考。現分析報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年7月～2017年12月期間本院收治的400例T2DM患者為糖尿病組，400例患者中94例患者治療期間僅接受二甲雙胍治療，設為觀察組。其中32例患者經治療HbA1c水平降低值超過基線的0.5%以上設為應答組，其余62例患者設為無應答組。選取同期本院收治的200例健康志愿者為健康組。糖尿病組患者中，男性245例，女性155例；病程(5.96±2.43)年；治療時間為3個月至12年，平均(3.89±1.56)年。健康組中，男性111例，女性89例。

納入標準：① 經臨床診斷為T2DM患者；② 年齡≥18周歲；③ 自愿參加本項研究，并已簽署知情同意書。

排除標準：① 合并惡性腫瘤、卒中、心肌梗死、腦梗死等疾病者；② 合并嚴重臟器功能障礙患者；③ 合并免疫系統疾病者；④ 存在嘔吐脫水、消化道出血、嚴重感染性疾病者；⑤ 存在嚴重的精神疾病或認知功能障礙者。

1.2 臨床特征

記錄并比較患者的性別、年齡、體質量指數(body mass index，BMI)。抽取患者靜脈血5 ml，離心取上層血清，使用全自動生化分析儀檢測患者的空腹血糖(FBG)、餐后血糖(PBG)、胰島素(INS)、C肽(CPO)、餐后C肽(PCPO)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL)水平。抽靜脈血后，采取高壓液相離子交換層析法分離測定糖化血紅蛋白。

1.3 DNA分離和基因分型

使用EDTA抗凝管收集研究對象靜脈血3 ml，操作根據Wizard基因組DNA純化試劑盒(Promega，Madison，USA)流程。從外周血白細胞提取基因組DNA，并于-20 ℃存儲樣品。使用高通量MALDI-TOF技術對樣本進行基因分型，STK11rs2075604的PCR引物是ACGTTGGATGAAGGAGACGGGAAGAGGAG(正義鏈)and ACGTTGGATGATATATCCTTTCCGGTGTT(反義鏈)，PCR產物通過MassARRAY分析儀4.0(Sequenom Inc.)進行測序。

1.4 觀察指標

比較糖尿病組患者與健康組基線及治療前后的臨床特征與基因型和等位基因頻率分布；比較應答組和無應答組患者的臨床特征，并分析STK11rs2075604基因多態性和二甲雙胍的治療效果。

1.5 統計學方法

采用SPSS 20.0統計軟件進行數據分析。計量數據采用t檢驗，計數數據采用χ2檢驗。P<0.05表示有統計學差異。

2 結果

2.1 糖尿病組與健康組臨床特征比較

糖尿病組與健康組的性別、年齡、TC、TG和LDL水平比較差異無統計學意義(P>0.05)；糖尿病組患者的BMI、HbA1c、FBG、PBG、INS水平高于健康組，CPO、PCPO、HDL水平低于健康組，差異具有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 糖尿病組與健康組臨床特征比較

BMI:體質量指數;HbA1c:糖化血紅蛋白;FBG:空腹血糖;PBG:餐后血糖;INS:胰島素;CPO:C肽;PCPO:餐后C肽;TC:總膽固醇;TG:甘油三酯;LDL:低密度脂蛋白膽固醇;HDL:高密度脂蛋白膽固醇

2.2 糖尿病組與健康組基因型和等位基因頻率分布比較

糖尿病組與健康組人群均符合Hardy-Weinberg平衡，兩組患者的基因型頻率和等位基因頻率比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 糖尿病組與健康組基因型和等位基因頻率分布比較 n(%)

2.3 應答組與無應答組臨床特征比較

應答組與無應答組患者的性別、年齡、BMI、二甲雙胍劑量、二甲雙胍治療后FBG和PBG水平比較差異無統計學意義(P>0.05)。應答組患者基線HbA1c、FBG和PBG水平低于無應答組患者，二甲雙胍治療后HbA1c水平低于無應答組，且應答組患者治療前后的FBG和PBG變化均低于無應答組，HbA1c治療前后的變化低于無應答組，差異具有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 應答組與無應答組臨床特征比較

2.4 STK11 rs2075604基因多態性和二甲雙胍的療效

根據年齡、性別和體重指數進行調整后，STK11rs2075604多態性對二甲雙胍的療效有顯著影響，TK11rs2075604GT攜帶者的二甲雙胍療效優于無應答組，T等位基因者二甲雙胍療效更好(P<0.05)。使用STK11rs2075604GG基因型作為參照，GT/TT基因型與二甲雙胍的療效顯著相關(P<0.05)。隱性模型中，GT/TT基因型與TT基因型沒有顯著差異。見表4。

表4 STK11 rs2075604基因多態性和二甲雙胍的治療效果 n(%)

3 討論

糖尿病作為世界上最常見的慢性疾病，盡管臨床上治療方法眾多，但仍然對患者的生活產生嚴重影響。二甲雙胍作為臨床中治療T2DM的首選藥物，其臨床療效也與多種因素相關[7]。STK11基因全長23 kb，包含11個內含子和10個外顯子，mRNA全長2.4 kb，由433個氨基酸構成蛋白，分子量為 48 kDa[8]。SKT11基因編碼蛋白LKB1在胚胎組織和成人中廣泛表達，主要存在于骨骼肌、睪丸、胰腺和肝臟內。本研究發現STK11rs2075604基因多態性與二甲雙胍治療T2DM患者的療效有一定相關性。

胰島β細胞內TG和脂肪酸聚集能夠產生脂毒性，進而抑制細胞對葡萄糖誘導的胰島素分泌過程。SKT11可抑制脂肪酸合成酶和內源性膽固醇調節元件結合蛋白1C的編碼基因表達，因此逆轉基因過度表達，造成TG堆積，進而降低脂毒性對胰島β細胞的損害[9]。因此，SKT11編碼蛋白LKB1可激活AMPK，進而緩解脂毒性，抑制胰島β細胞凋亡，改善β細胞功能[10]。同時在內源性膽固醇調節元件結合蛋白1C過表達的β細胞脂毒性模型中，LKB1-AMPK表達上調能促進脂肪酸合成的限速酶乙酰輔酶A羧化酶磷酸化，進而抑制酶活性，降低脂肪酸的合成量，增加游離脂肪酸(free fatty acid，FFA)的氧化，改善葡萄糖對胰島素分泌過程的調節[11]。LKB1與β細胞形態有一定相關性，β細胞數量與胰島素含量增大，胰島素釋放增多，而β細胞內線粒體功能和形態發生變化，這說明LKB1能維持胰島β細胞的線粒體和糖代謝穩定[12]。提示LKB1-AMPK通路能夠調節胰島α細胞，血糖變化能夠調節LKB1-AMPK通路，促進釋放胰升血糖素。本研究結果顯示，應答組患者基線HbA1c、FBG和PBG水平低于無應答組患者，二甲雙胍治療后HbA1c水平低于無應答組，且應答組患者FBG和PBG水平平均變化均低于無應答組，HbA1c水平平均變化高于無應答組，差異具有統計學意義(P<0.05)。根據年齡、性別和體重指數進行調整后，STK11rs2075604多態性對二甲雙胍的療效有顯著影響，TK11rs2075604GT攜帶者使用二甲雙胍的療效優于無應答組，T等位基因者的二甲雙胍療效更好(P<0.05)。這是由于患者肌肉組織中LKB1-AMPK被激活后，TG和脂肪酸合成量降低，脂肪酸氧化增多，所攝取葡萄糖量增加。肝臟組織中LKB1-AMPK被激活后，葡萄糖-6-磷酸酶下調，降低了肝糖輸出量[13]。已有研究指出[14]，在胰島素抵抗(insulin resistance，IR)大鼠模型中，上調LKB1-AMPK通路能降低FFA和TG水平，增加高密度脂蛋白膽固醇含量，提示STK11能改善IR。本研究仍存在一些缺陷。首先，二甲雙胍的療效差異可能與多種遺傳因素相關。其他基因、單核苷酸多態性(SNPs)、患者生活環境不同等因素或許也會對二甲雙胍的臨床療效產生影響。其次，雖然二甲雙胍的劑量并沒有明顯差異，但由于安全性和醫學原因，二甲雙胍劑量不同可能會影響HbA1c水平的變化。最后，本研究樣本量有限，研究樣本容量越大，越能驗證STK11rs2075604對更廣泛人群的療效。

綜上所述，STK11rs2075604多態性會影響二甲雙胍治療T2DM患者的臨床療效，主要與其T等位基因相關，GT+TT基因型比GG基因型對減少HbA1c的作用更顯著。