血清TXNIP在2型糖尿病視網膜病變患者中的表達及其與氧化應激的關系

陶琳，趙曉蓮，齊淑芳

目前，糖尿病視網膜病變（diabetic retinopathy，DR）已成為我國20~79歲人群視力損傷的首要原因，也是中老年人致盲的主要疾病之一［1］。據統計，我國人群中DR的患病率為1.62%~1.70%，而糖尿病人群的DR患病率則為20.68%~22.40%［2-3］。目前，DR的具體發病機制尚無定論，有較多的觀點認為氧化應激反應在DR的發生、發展中起到了重要作用［4］。另有研究顯示，硫氧還蛋白系統對機體的氧化-抗氧化能力具有重要的調節作用［5］。其中，硫氧還蛋白互作蛋白（thioredoxin-interacting protein，TXNIP）可通過與硫氧還蛋白結合來負向調控硫氧還蛋白的表達，進而影響機體的氧化-抗氧化能力。相關研究顯示，TXNIP可誘導胰島β細胞凋亡，參與糖尿病的發生、發展［6］。TXNIP在DR以及糖尿病腎病等糖尿病微血管并發癥動物模型中均存在異常高表達［7-8］。本研究分析了血清TXNIP在DR患者中的表達情況及其與氧化應激的關系，以進一步明確TXNIP在DR中的臨床意義。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2020年1月—2021年3月于佳木斯市中心醫院診治的單純2型糖尿病患者（糖尿病組）50例以及DR患者（DR組）82例，82例DR患者根據疾病嚴重程度分為增生性糖尿病視網膜病變（PDR）組42例，非增生性糖尿病視網膜病變（NPDR）組40例。納入標準：（1）2型糖尿病、DR的診斷標準均分別參考《中國2型糖尿病防治指南（2017年版）》［9］、《糖尿病視網膜病變防治專家共識》［10］。（2）未合并糖尿病大血管病變以及糖尿病急性并發癥。（3）臨床資料完整。排除標準：（1）患有青光眼、葡萄膜炎等眼部疾病。（2）合并有惡性腫瘤。（3）合并有自身免疫性疾病、血液疾病、精神疾病。（4）心、肺、肝、腎等重要臟器存在明顯的功能障礙。另選取同期在我院健康體檢者50例為對照組。3組年齡、性別比例、收縮壓及舒張壓差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。本次研究通過了我院倫理委員會的批準，患者或家屬均簽署知情同意書。

1.2 研究方法 取所有研究對象空腹狀態下的肘正中靜脈血5 mL，3 000 r/min離心10 min，提取上層血清。采用酶聯免疫吸附試驗檢測血清TXNIP的水平，黃嘌呤氧化酶法檢測超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的水平，二硫代二硝基苯甲酸比色法測定還原型谷胱甘肽（Glutathione，GSH）的水平，硫代巴比妥法檢測血清丙二醛（malondialdehyde，MDA）的水平；相關試劑盒均購自美國R&D公司，相關檢測步驟均嚴格遵循對應試劑說明書進行。采用日立7600型全自動生化分析儀測定糖化血紅蛋白（hemoglobin A1C，HbA1c）、空腹血糖（fasting blood sugar，FPG）、三酰甘油（triglyceride，TG）和總膽固醇（total cholesterol，TC）。

Tab.1 Comparison of general data between the three groups表1 各組基線資料比較

1.3 統計學方法 采用SPSS 22.0軟件進行數據分析。符合正態分布的計量數據以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間多重比較用LSD-t檢驗，2組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料以例或例（%）的形式表示，組間比較用χ2檢驗。采用非條件Logistic二分類回歸分析DR患者發生PDR的危險因素。采用受試者工作特征（ROC）曲線分析血清TXNIP對DR的診斷價值。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 對照組、糖尿病組及DR組的一般資料比較 DR組糖尿病病程長于糖尿病組（P＜0.05）。與對照組比較，糖尿病組和DR組TG、TC升高（P＜0.05），但后2組間差異無統計學意義。對照組、糖尿病組及DR組HbA1c、FPG、MDA及TXNIP依次增加，而SOD和GSH依次降低（均P＜0.05），見表2。

2.2 PDR組和NPDR組一般資料比較 與PDR組比較，NPDR組糖尿病病程縮短，MDA和TXNIP降低，而SOD和GSH升高（P＜0.05）；2組HbA1c、FPG、TG及TC差異無統計學意義，見表3。

2.3 DR患者發生PDR的危險因素 以表3中組間差異有統計學意義的SOD、GSH、MDA及TXNIP為自變量，以是否發生PDR（是＝1，否＝0）為因變量，Logistic回歸分析顯示，較高水平的MDA和TXNIP是DR患者發生PDR的危險因素，而較高水平的SOD和GSH則是保護因素（P＜0.05），見表4。

2.4 血清TXNIP、SOD、GSH及MDA對DR的診斷價值 TXNIP診斷DR的特異度較高，MDA診斷DR的敏感度較高，見表5、圖1。

Tab.2 Comparison of general data between the control group,the diabetes group and the DR group表2 對照組、糖尿病組和DR組一般資料比較 （±s）

Tab.2 Comparison of general data between the control group,the diabetes group and the DR group表2 對照組、糖尿病組和DR組一般資料比較 （±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；a與對照組比較，b與糖尿病組比較，P＜0.05。

組別對照組糖尿病組DR組t或F n 50 50 82糖尿病病程（a）-6.48±2.32 10.17±3.48 6.646＊＊HbA1c（%）4.92±0.96 7.66±1.42a 9.56±1.63ab 166.819＊＊FPG（mmol/L）5.29±0.86 7.73±1.12a 8.96±1.59ab 124.060＊＊TG（mmol/L）1.43±0.53 1.86±0.61a 1.94±0.65a 11.547＊＊TC（mmol/L）4.82±0.83 5.76±1.01a 5.85±1.04a 18.918＊＊SOD（U/L）96.34±11.48 73.68±9.34a 61.28±8.52ab 204.862＊＊GSH（mg/L）215.36±25.87 175.69±20.35a 143.67±16.98ab 184.360＊＊MDA（μmol/L）4.01±1.02 5.45±1.26a 6.38±1.41ab 53.891＊＊TXNIP（μg/L）1.67±0.56 2.49±0.88a 3.58±1.02ab 76.880＊＊

Tab.3 Comparison of relevant data between the PDR group and the NPDR group表3 PDR組和NPDR組的相關資料比較（±s）

Tab.3 Comparison of relevant data between the PDR group and the NPDR group表3 PDR組和NPDR組的相關資料比較（±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01。

組別PDR組NPDR組t n 42 40糖尿病病程（a）11.06±3.53 9.24±3.21 2.439＊HbA1c（%）9.84±1.68 9.27±1.59 1.576 FPG（mmol/L）8.99±1.62 8.93±1.56 0.171 TG（mmol/L）1.98±0.66 1.90±0.61 0.569組別PDR組NPDR組t TC（mmol/L）5.97±1.12 5.72±0.97 1.078 SOD（U/L）55.89±8.06 66.94±8.86 5.912＊＊GSH（mg/L）134.26±13.97 153.55±18.48 5.348＊＊MDA（μmol/L）6.84±1.52 5.90±1.36 2.946＊TXNIP（μg/L）4.03±1.13 3.11±0.92 4.031＊＊

Tab.4 Analysis of risk factors for PDR in DR patients表4 DR患者發生PDR的危險因素分析

Tab.5 Diagnostic values of TXNIP,SOD,GSH and MDA in DR表5 TXNIP、SOD、GSH及MDA對DR的診斷價值分析

3 討論

Fig.1 Analysis of diagnostic value of TXNIP,SOD,GSH and MDA for DR圖1 TXNIP、SOD、GSH及MDA對DR的診斷價值分析

DR是糖尿病常見的慢性并發癥，其發病風險會隨著糖尿病病程的延長而增大，且糖尿病患者數量增加也導致DR患者越來越多。目前研究證實，氧化應激反應在DR的發生、發展中起重要作用，在高糖壞境下會生成糖基化終末產物，其通過與受體結合激活細胞內信號通路，可促進活性氧（reactive oxygen species，ROS）的產生，導致機體出現氧化-抗氧化能力失衡［11］。動物實驗顯示，高糖可誘導RAC1-NOX2-ROS信號通路激活，而在采用抑制劑抑制信號通路活性后則可減少ROS的產生，進而有效減輕DR造成的視力損傷［12］。此外，氧化應激反應還可促進視網膜色素上皮細胞中血管內皮生長因子A的表達，促進新生血管生成，進而促進DR的發生、發展［13］。本研究結果顯示，DR患者氧化應激產物MDA異常升高，抗氧化因子SOD和GSH在DR患者中異常降低，且MDA、SOD和GSH均是DR患者發生PDR的影響因素，證實了氧化應激反應參與了DR的疾病進展，這與相關研究結果相近［14］。

TXNIP是機體氧化應激的重要調節因子，TXNIP的第247位半胱氨酸殘基與硫氧還蛋白的第32位半胱氨酸殘基可形成穩定的二硫鍵，進而負向調控抗氧化因子硫氧還蛋白的表達，導致機體的抗氧化能力下降［15］。本研究結果顯示，DR患者血清中的TXNIP較對照組異常升高，提示TXNIP可能參與了DR的發生、發展。姚倩等［16］研究顯示，糖尿病大鼠視網膜中TXNIP蛋白表達上調，而在抑制TXNIP蛋白表達后活性氧生成減少，視網膜細胞凋亡減少，表明抑制TXNIP蛋白表達可改善糖尿病大鼠的視力損傷。除了調節氧化應激反應，TXNIP還可以通過以下途徑促進DR的進展：（1）炎癥反應也是DR的重要發病機制，TXNIP可激活NLRP 3炎癥小體以及核轉錄因子-κB信號通路，促進機體的炎癥反應［17-18］。（2）自噬是機體的一種重要防御機制，可延緩DR、糖尿病腎病、糖尿病周圍神經病變等慢性并發癥的發展，而TXNIP可通過調節絲氨酸/蘇氨酸激酶/雷帕霉素靶蛋白信號通路的活性來抑制小鼠視網膜Müller細胞自噬，并促進細胞凋亡，進而導致疾病的進展［19］。較長的糖尿病病程是公認的DR患者發生PDR的危險因素［20］。因此，本文在分析危險因素時未將其納入回歸，回歸分析結果亦證實，TXNIP水平過高是DR患者發生PDR的危險因素。由此可見，TXNIP可通過多種途徑促進DR的發生、發展，其有作為DR新型生物標志物的潛力。

DR可導致患者視力受損甚至失明，嚴重影響糖尿病患者的生活質量，同時給患者家庭以及社會帶來嚴重的經濟負擔。而在疾病早期進行干預則可有效改善患者預后，因此糖尿病患者需定期進行眼底檢查［21］。本研究結果顯示，血清TXNIP診斷DR的ROC曲線下面積為0.803（95%CI：0.730~0.875），當截斷值取3.01μg/L時，血清TXNIP診斷DR的特異度較高，可作為排除DR疑似病例的可靠生物標志物。

綜上所述，TXNIP在DR患者血清中呈異常高表達，血清TXNIP水平過高是DR患者發生PDR的危險因素，高表達的TXNIP可能通過調節機體的氧化應激反應導致DR的發生、發展。血清TXNIP診斷DR的特異度較高，可作為臨床診斷DR時的輔助指標。然而，本研究納入的病例數較少，可能會導致血清TXNIP診斷DR的截斷值等數據存在一定的偏倚，有待大樣本量的研究進行驗證。