2型糖尿病并發視網膜病變患者血清皮質醇、肌生成抑制素、SCUBE-1水平變化及臨床意義*

梁文濤,劉 暢,萬修華,司宇光

1.北京中醫醫院懷柔醫院眼科,北京 101400;2.北京同仁醫院眼科,北京 100005

2型糖尿病(T2DM)是一種常見的內分泌代謝疾病,由胰島素的絕對或相對不足引起[1-2]。T2DM并發糖尿病視網膜病變(DR)是由T2DM所致的微血管并發癥,其病理改變主要為微血管擴張、新生血管形成及視網膜出血[3-4],但其具體發病機制尚未完全明確。目前,臨床上通過眼底鏡檢查或眼底彩色照相檢查可以對DR進行確診[5],但對于病情的評估主要依據眼底改變,這種評估方式一方面受醫師主觀經驗的影響較大,另一方面部分患者眼底照片不清楚給臨床評估帶來困難,不具備預測價值。皮質醇也被稱為應激激素,是機體的一種重要的胰島素調節激素,通過影響機體對胰島素的敏感性參與胰島素抵抗,與T2DM的發病有密切關系[6]。肌生成抑制素(Mstn)也稱為生長分化因子8,是轉化生長因子β家族中的一員,存在于骨骼肌、心肌及脂肪、心臟、腦等多種組織器官中,能負向調控肌肉生長,通過參與糖代謝影響胰島素抵抗,與糖尿病等多種疾病的發生相關[7]。已有研究表明,在DR的發生、發展過程中血小板的活化狀態持續存在并逐漸增加,血小板的活化可能促進了DR的發生與發展[8]。信號肽-補體蛋白C1r/C1s、Uegf和Bmp1-表皮生長因子結構域包含蛋白1(SCUBE-1)是一種新型血小板活化蛋白的蛋白,其水平可反映血小板的活化狀態[9]。皮質醇、Mstn、SCUBE-1均與T2DM密切相關,但關于皮質醇、Mstn、SCUBE-1是否與DR有關,目前臨床上尚缺乏充分的證據。本研究探討DR患者血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1的水平及臨床意義,以期為DR的臨床治療方案制訂提供參考。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年3月至2021年12月于北京中醫醫院懷柔醫院治療的T2DM并發DR患者365例,根據有無新生血管分為增生型DR組(62例)和非增生型DR組(303例)。增生型DR組中,男34例,女28例;年齡26～83歲,平均(56.95±13.17)歲。非增生型DR組中,男162例,女141例;年齡25～82歲,平均(55.62±11.01)歲。選取同期北京中醫醫院懷柔醫院收治的單純T2DM患者51例作為T2DM組,其中男27例,女24例;年齡20～79歲,平均(53.75±10.53)歲。經眼底檢查明確是否為增生型DR:(1)以視網膜、視乳頭或視網膜其他區域出現新生血管為特點的增生早期,(2)以纖維增生膜為特點的增生高危期,(3)以發生視網膜脫離為特點伴或不伴玻璃體積血的增生晚期。非增生型DR眼底特點為點狀出血或血管瘤樣膨出、斑狀出血、棉絨斑、視網膜微血管異常。納入標準:(1)T2DM患者符合中華醫學會糖尿病學分會2017年發布的T2DM診斷標準,典型癥狀+隨機血糖≥11.1 mmol/L,或加上空腹血糖(FSG)≥7.0 mmol/L,或加上口服糖耐量試驗2 h血糖≥11.1 mmol/L[10];(2)DR患者符合中華醫學會眼科學會眼底病學組發布的DR診斷標準[11];(3)均為首次發現T2DM伴或不伴有DR,基線資料完整;(4)未使用過細胞毒制劑或免疫抑制劑。排除標準:(1)其他類型糖尿病患者;(2)合并急性感染、心腦血管疾病、惡性腫瘤及免疫系統疾病者;(3)合并其他眼部疾病者;(4)其他原因無法配合者。另外,選取同期于北京中醫醫院懷柔醫院體檢健康者51例作為健康對照組,男28例,女23例;年齡20～79歲,平均(54.18±9.39)歲。4組性別、年齡比較差異均無統計學意義(P>0.05)。所有對象均簽署知情同意書,研究經北京中醫醫院懷柔醫院倫理委員會審核通過。

1.2方法

1.2.1血標本采集與處理 所有對象均禁食8～12 h,采用不含抗凝劑的真空采血管采集清晨空腹肘靜脈血5 mL,靜置1 h后以3 000 r/min離心10 min,分離血清,分成3份存入EP管,將帶有患者信息及采樣時間的耐低溫編碼標簽貼于管壁,保存于-80 ℃冰箱待測,采用Excel軟件對樣本信息進行存儲及管理,包括流水號編碼、原裝號、分裝號、樣本量、日期及對應的患者信息。

1.2.2血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1水平檢測 采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測納入研究者血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1水平。人皮質醇ELISA試劑盒購自上海鈺博生物科技有限公司(檢測范圍117.19～15 000.00 pg/mL,批內和批間變異系數均<10%);人Mstn ELISA試劑盒購自上海康朗生物科技有限公司(檢測范圍0.25～8.00 ng/mL,批內和批間變異系數均<10%),人SCUBE-1 ELISA試劑盒購自上海化邦生物科技有限公司(檢測范圍156.25～5 000.00 pg/mL,批內變異系數<8%,批間變異系數<10%),操作過程嚴格按照試劑盒說明書進行。所有試劑盒均購自同一批次,每個樣本做3個重復試驗取均值,根據試劑盒標準品制作標準曲線,標準曲線擬合度R<0.980則視為檢測無效。

1.2.3臨床資料及臨床實驗室指標檢測結果的收集 收集納入研究者的性別、年齡、體重指數(BMI)、糖尿病病程等一般資料。采用高效液相色譜法測定空腹糖化血紅蛋白(HbA1c),采用葡萄糖氧化酶法測定FSG。采用電化學發光法測定空腹胰島素(FINS),計算胰島素抵抗指數(HOMA-IR),HOMA-IR=FSG×FINS÷22.5[12],HOMA-IR>2.69表示存在胰島素抵抗。采用雅培i2000全自動免疫分析儀檢測甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)。采用日立7600全自動生化分析儀及配套試劑檢測血尿素(Urea)和血肌酐(Cr)水平,方法分別為酶偶聯速率法和酶法。收集患者24 h尿液,準確記錄尿量,應用日立7180全自動生化分析儀采用免疫比濁法測定尿液中微量清蛋白水平,并計算尿清蛋白排泄率(UAER)。所有臨床實驗室指標檢測均由北京中醫醫院懷柔醫院檢驗科完成,嚴格按照儀器操作規范及試劑盒說明書進行檢測。

1.2.4試驗質量控制 包括臨床數據采集質量控制及實驗室分析質量控制兩部分內容。臨床數據采集質量控制有專人負責,本科室主任為負責人,參與人除本文作者外,還增加護士2人,住院醫師1人,均實時紀錄,1人采集1人核對。實驗室分析質量控制主要包括空白對照測試、儀器設備的標定、平行樣分析及使用質量控制圖等,北京中醫醫院懷柔醫院檢驗科的標準為控制樣本誤差(標準偏差)不大于樣本平均水平的5%。平行樣分析結果均進行離群檢驗,離群結果經測試人員2人以上復核并報備。

2 結 果

2.1各組血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1水平比較 血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1水平的組間比較,增生型DR組、非增生型DR組、T2DM組均高于健康對照組(P<0.05),增生型DR組、非增生型組均高于T2DM組(P<0.05),增生型DR組高于非增生型組(P<0.05)。見表1。

表1 4組血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1水平比較

2.2增生型DR組與非增生型DR組基線資料比較 兩組年齡、性別、TC、HDL-C、LDL-C比較差異無統計學意義(P>0.05);增生型DR組糖尿病病程長于非增生型DR組(P<0.05);增生型DR組BMI、HbA1c、FSG、FINS、HOMA-IR、TG、Urea、Cr、UAER水平高于非增生型DR組(P<0.05)。見表2。

表2 各組基線資料比較或n/n)

2.3相關性分析 T2DM并發DR患者血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1水平與年齡、TC、HDL-C、LDL-C水平無明顯的相關性(P>0.05),與BMI、糖尿病病程、HbA1c、FSG、FINS、HOMA-IR、TG、Urea、Cr、UAER均呈正相關(P<0.05)。見表3。

表3 血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1與各指標的相關性(n=365)

2.4血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1對增生型DR的診斷價值 以增生型DR組(62例)為陽性樣本,非增生型DR組(303例)為陰性樣本,建立ROC曲線診斷評估模型。分析結果顯示,血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1、兩兩聯合(皮質醇+Mstn、皮質醇+SCUBE-1、Mstn+SCUBE-1)及3項指標聯合檢測診斷增生型DR的曲線下面積(AUC)分別為0.695、0.747、0.742、0.768、0.758、0.771、0.838,3項聯合應用的診斷效能較高。見表4和圖1。

圖1 血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1單獨及聯合檢測診斷增生型DR的ROC曲線

表4 血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1單獨及聯合檢測對增生型DR的診斷效能

3 討 論

T2DM是臨床常見病,本研究前瞻性選擇符合《中國2型糖尿病防治指南(2017年版)》診斷標準的患者,與2020年最新版診斷指南推薦的輔助HbA1c≥6.5%的診斷標準并無沖突。DR是糖尿病進行性微血管并發癥,位居工作年齡人群不可逆致盲性疾病的首位[13],嚴重危害了人們的健康及生活質量。在DR的臨床治療中,準確評估DR病情是采取有效治療措施的關鍵,對改善預后有重要意義。目前,臨床上對DR病情評估通常是通過眼底彩色照相觀察患者眼底改變進行評估,這樣的評估方式不利于早期發現病變,且部分患者眼底照片不清晰,增加了評估的難度及漏診的風險。血清學指標在疾病診斷、病情評估等方面具有方便、快捷的優勢,但目前臨床上尚無關于評估DR病情嚴重程度的敏感指標,因此尋找能夠有效評估DR病情進展情況的敏感指標具有重要意義。

皮質醇是下丘腦-垂體-腎上腺軸中的一種重要激素,可通過促進糖原分解、刺激糖異生等影響機體血糖水平,還能夠作用于胰島素β細胞控制胰島素分泌,影響機體胰島素水平[14-15]。本研究中,增生型DR組血清皮質醇水平高于非增生型DR組,提示增生型DR患者血清皮質醇水平升高,其原因可能是增生型DR患者慢性應激反應更激烈,慢性應激反應損傷了海馬區結構與功能,導致海馬對下丘腦-垂體-腎上腺軸的抑制作用減弱或功能紊亂,使血清皮質醇水平升高[16-17]。健康對照組、T2DM組、非增生型DR組、增生型DR組的皮質醇水平依次升高,表明皮質醇參與了T2DM及DR的發病過程。關于血清皮質醇參與增生型DR發病過程的具體機制目前尚不明確,本研究的相關性分析顯示,血清皮質醇水平與BMI、糖尿病病程、HbA1c、FSG、FINS、HOMA-IR、TG、Urea、Cr、UAER具有相關性。病程越長,機體慢性應激反應可能就越嚴重,導致海馬對下丘腦-垂體-腎上腺軸的抑制作用越弱,導致皮質醇分泌過于旺盛,血清皮質醇水平增加[18-19];FSG和FINS水平升高導致HOMA-IR值增大,當HOMA-IR值過大時提示機體存在胰島素抵抗[20-21]。基于此,筆者推測增生型DR患者血清皮質醇水平升高可能與患者糖脂代謝異常和胰島素抵抗程度有關,增生型DR患者由于存在糖脂代謝異常和胰島素抵抗使血糖水平進一步升高,進而使蛋白激酶C被激活,從而使氧化應激因子、生長激素、炎癥因子釋放增加,促進皮質醇的分泌[17]。

Mstn被認為是肌肉生長的負向調節因子,成年人個體所有骨骼肌中都能檢測到Mstn[22-23]。有研究顯示Mstn與糖代謝受損之間存在明顯的關系[24]。本研究顯示增生型DR組血清Mstn水平高于非增生型DR,提示血清Mstn同樣參與了T2DM及DR的發病過程,其可能的機制如下。(1)骨骼肌作為人體最大的糖原儲備庫和胰島素敏感組織[25],增生型DR患者骨骼肌對葡萄糖的清除能力更弱,導致胰島素抵抗更加激烈;(2)Mstn水平升高可導致炎癥反應因子增多[26],炎癥因子可破壞胰島素β細胞直接誘發糖尿病,同時促進脂肪分解使游離脂肪酸水平升高,誘發胰島素抵抗。關于Mstn與增生型DR發病的具體機制目前尚不十分清楚,本研究結果顯示,血清Mstn與BMI、糖尿病病程、HbA1c、FSG、FINS、HOMA-IR、TG、Urea、Cr、UAER具有相關性,推測Mstn通過影響帶脂代謝及炎癥反應參與增生型DR的進展過程。氧化應激、炎癥反應及內皮功能障礙是增生型DR發病機制的關鍵環節[27],增生型DR患者的高血糖和炎癥反應激活了維A酸相關的孤兒受體γT(ROR-γT),啟動核移位,與炎癥因子結合,引發視網膜神經結細胞功能障礙。

血小板的活化可能促進了DR的發生與發展,活化的血小板可引起血小板黏附、聚集和增強其釋放功能,可導致血管內凝血及微血栓形成,而微血栓又能進一步促進血小板活化[8]。SCUBE-1是一種新型的血小板活化蛋白,表達于內皮細胞和血小板中,主要儲存在未活化的血小板ɑ顆粒中,隨著血小板活化而轉移至血小板表面,已有研究證實SCUBE-1參與了血栓形成[28-29]。然而,SCUBE-1在糖尿病或DR中的表達情況尚不清楚。本研究顯示,從健康對照組、T2DM組、非增生型DR組到增生型DR組,血清SCUBE-1水平和皮質醇、Mstn相似,也依次增加,表明SCUBE-1同樣參與了T2DM及DR的病情進展過程。增生型DR組血清SCUBE-1水平高于非增生型DR組,其可能原因如下。首先,增生型DR患者微血管功能障礙更為嚴重,其所引起的黃斑灌注缺陷、血管內皮功能紊亂也更嚴重[30],過度激發了血小板活化,促進SCUBE-1的釋放。其次,增生型DR患者機體的炎癥反應更激烈,進一步促進了血小板活化狀態,血小板ɑ顆粒持續釋放使血清SCUBE-1水平增加。

以上結果表明DR患者血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1水平異常升高,與病情嚴重程度有關。這可能與三者均參與了T2DM患者糖代謝紊亂的發生有關,而且SCUBE-1與DR形成過程中的視網膜微血栓形成有關,共同導致病情加重,但尚無確切證據證明三者之間的具體聯系。本研究選用功能獨立且對T2DM糖代謝過程或微血管病變有重要影響的3個因子進行檢測,探討這3個因子單獨和聯合檢測對于增生型DR的診斷價值,旨在為臨床提供診斷效能更高的血清標志物。ROC曲線分析顯示,血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1、兩兩聯合(皮質醇+Mstn、皮質醇+SCUBE-1、Mstn+SCUBE-1)及3項指標聯合檢測診斷增生型DR的AUC分別為0.695、0.747、0.742、0.768、0.758、0.771、0.838,表明血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1對增生型DR具有一定的診斷價值,而3項指標聯合檢測可提高診斷效能。

綜上所述,T2DM型DR患者血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1水平升高,與DR病情密切相關,也是增生型DR的影響因素,三者聯合檢測對增生型DR的診斷效能良好,為臨床中DR的診斷提供了新的方法。然而,目前臨床上血清皮質醇、Mstn、SCUBE-1與DR具有相關性的證據還相對較少,還需大量研究予以進一步證實,三者之間的內在聯系也需要深入探究。