2型糖尿病患者高尿酸血癥與血管內皮細胞功能損傷關系的研究①

邱杰山 周子英 張文華 魏金芬 俞兆珍 郭永花 沈水娟

(甘肅省武威腫瘤醫(yī)院(武威醫(yī)學科學院)腎臟內科，武威733000)

糖尿病(DM)是一個全球性的重大公共衛(wèi)生問題，流行病學資料顯示，2014 年全球約有3.87億人罹患DM，到 2035 年人數(shù)估計可達6億，增長率為55%[1]。我國DM患病率呈快速上升趨勢，18歲以上成人DM患病率為11.6%，其中90%以上為2型糖尿病(T2DM)[2]。T2DM的心腦血管病相關死亡率風險是健康人群的2～4倍[3]。“中國2型糖尿病患者血管疾病危險因素——血壓、血糖、血脂的全國性評估研究”顯示，T2DM患者中14.6%合并心血管疾病，10.1%合并包括缺血性卒中在內的腦血管疾病[4]。T2DM之所以是心腦血管終點事件的高發(fā)人群，與其多種病理變化對血管內皮細胞(VEC)的損傷相關。而高尿酸血癥(HUA)即是導致VEC損傷的重要因素。HUA患者中尿酸(UA)通過增加細胞內活性氧簇(ROS)，抑制內皮型一氧化氮合酶(eNOS)活性[5]，上調血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)、血管緊張素受體-1(AT-1)、血管緊張素受體-2(AT-2) 的表達及尿酸鈉結晶在血管內膜沉積等途徑誘導VEC相關炎性因子的產生及功能障礙，而誘導了心腦血管終點事件的發(fā)生[6]。在我國T2DM患者中，女性和男性的HUA發(fā)病率分別為19.5%和12.6%[7]。UA水平與T2DM的發(fā)生發(fā)展呈正相關[8]，是預測T2DM患者死亡率的獨立危險因素，UA每升高0.1 mmol/L，T2DM患者的死亡率將增加9%[9]。

反應性充血指數(shù)(RHI) 是反映VEC功能的指標，與多種心腦血管危險因素相關[10]。而在心腦血管疾病患者中，炎癥介質參與了VEC的損傷過程。T2DM患者是心腦血管疾病的高危人群，但關于伴HUA的T2DM患者中UA對VEC損傷機制的研究罕見。本研究通過測定T2DM患者CRP、MCP-1、IL-6、TNF-α及RHI并分別做相關性分析，旨在探討伴HUA的T2DM患者中UA與VEC功能損傷的關系及可能機制。

1 資料與方法

1.1資料

1.1.1病例選擇 收集2016年10月～2018年4月就診及住院確診為T2DM≥1年，且已戒煙戒酒≥6個月的患者530例，其中HUA者360例，non-HUA者170例。入選患者均符合1999年世界衛(wèi)生組織T2DM的診斷標準。

1.1.2HUA診斷標準 根據(jù)2013年高尿酸血癥和痛風治療的中國專家共識[11]：正常嘌呤飲食狀態(tài)下非同日兩次空腹血尿酸水平男性>420 μmol/L，女性>360 μmol/L。

1.1.3排除標準 ①2型糖尿病以外類型的糖尿病；②糖尿病急性并發(fā)癥；③引起核酸代謝亢進導致繼發(fā)性血尿酸升高性疾病患者，如白血病、急慢性腎炎等；④既往明確診斷為痛風或HUA，或目前應用影響尿酸代謝的藥物如別嘌醇、利尿劑等；⑤急慢性感染、傳染病、腫瘤、風濕類疾病；⑥嚴重心、肝、肺功能異?；颊?；⑦妊娠或哺乳期女性；⑧其他應激因素，如劇烈運動、外傷等。

1.2方法

1.2.1臨床數(shù)據(jù)及血標本檢測 收集所有患者血壓、身高及體重等數(shù)據(jù)。留取空腹血標本測定患者血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)、總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、空腹血糖(FPG)、C反應蛋白(CRP)及血清白細胞趨化因子-1(MCP-1)、白細胞介素-6(IL-6)及腫瘤壞死因子-α(TNF-α)；Scr、BUN、TC、TG、FPG及CRP采用日立7180型全自動生化儀檢測。MCP-1、IL-6及TNF-α采用ELISA法檢測。MCP-1試劑盒購自美國eBioscience公司；IL-6試劑盒購自上海酶聯(lián)生物科技有限公司;TNF-α試劑盒購自深圳晶美生物工程有限公司。

1.2.2體質指數(shù)(BMI)計算 BMI=體重(kg)/身高(m)2。

1.2.3VEC功能檢測 VEC功能用RHI評估，采用Endo-PAT2000分析儀(Itmar Mdeical Inc.公司)進行檢測并用專用軟件計算得出RHI。以RHI≥1.67為參考值，RHI越高提示血管內皮功能越好。

2 結果

2.1HUA與non-HUA患者一般臨床情況、CRP、MCP-1、IL-6、TNF-α及RHI比較 由于男性與女性HUA診斷的臨床界值不同，本研究分別對男性和女性HUA與non-HUA患者的所有指標分別進行比較。結果發(fā)現(xiàn)，男性HUA組BMI、WC、SBP、DBP、Scr、BUN、TC、TG、FPG、CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α均較non-HUA組高，而RHI較non-HUA組低(P<0.05)；女性HUA組BMI、WC、Scr、BUN、TC、TG、FPG、CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α高于non-HUA組，RHI低于non-HUA組(P<0.05，表1)。

2.2T2DM患者HUA發(fā)生的危險因素分析 為了探討一般臨床指標即年齡、BMI、WC、SBP、DBP、Scr、BUN、TC、TG及FPG是否為T2DM患者發(fā)生HUA的危險因素，我們做了多因素回歸分析，結果發(fā)現(xiàn)，BMI、WC、Scr、BUN、TC及TG水平升高均是誘發(fā)HUA的危險因素(P<0.05，表2)。

2.3HUA患者UA與CRP、MCP-1、IL-6、TNF-α及RHI的相關性分析 相關性分析發(fā)現(xiàn)，HUA患者UA與CRP(r=0.739，P<0.01)、MCP-1(r=0.659，P<0.01)、IL-6(r=0.732，P<0.01)及TNF-α(r=0.708，P<0.01)呈正相關，與RHI(r=-0.472，P<0.01)呈負相關(表3)。

2.4HUA患者RHI與CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α的相關性分析 對HUA患者RHI與血清炎性標記物做相關性分析發(fā)現(xiàn)，HUA患者RHI與CRP(r=-0.483，P<0.01)、MCP-1(r=-0.391，P<0.01)、IL-6(r=-0.316，P=0.011)及TNF-α(r=-0.535，P<0.01)均呈負相關(表4)。

表1 HUA與non-HUA患者指標比較

Tab.1 Comparision of parameters between HUA and non-HUA patients

IndexMaleHUAnon-HUAPFemaleHUAnon-HUAPn1948316687-Age(Year,x±s)49.10±12.0648.92±14.440.07352.50±17.6151.68±8.140.061BMI(kg/m2)26.50±3.1224.75±2.93<0.00126.72±2.4922.90±0.96<0.001WC(cm)96.85±11.8991.16±8.96<0.001100.13±6.6680.19±4.21<0.001SBP(mmHg)128.70±13.94125.04±12.850.023133.00±17.51130.33±16.570.687DBP(mmHg)84.40±10.6781.06±10.490.01782.17±10.7979.00±8.840.401Scr(μmol/L)81.60±13.4176.34±12.74<0.00172.14±12.1864.67±7.840.010BUN(mmol/L)6.09±1.335.53±1.19<0.0016.94±2.615.43±1.21<0.001TC(mmol/L)4.93±1.024.56±0.73<0.0015.35±0.764.39±1.090.003TG(mmol/L)2.71±0.282.33±0.11<0.0012.86±2.491.39±0.510.025FPG(mmol/L)5.18±1.144.99±0.88<0.0015.38±0.824.66±0.420.005CRP(mg/L)3.81±1.212.26±0.94<0.0014.13±1.542.43±1.07<0.001MCP-1(pg/ml)103.10±15.5689.78±11.36<0.00197.65±12.1882.72±10.75<0.001IL-6(pg/ml)37.04±5.9428.33±4.77<0.00141.06±6.1233.27±4.84<0.001TNF-α(pg/ml)122.46±10.39114.57±9.13<0.001124.33±10.25106.74±7.16<0.001RHI1.44±0.172.07±0.22<0.0011.52±0.202.12±0.25<0.001

表2 T2DM患者HUA發(fā)生的危險因素分析

Tab.2 Analysis of risk factors for HUA in patients with T2DM

IndexMaleOR95%CIPFemaleOR95%CIPBMI(kg/m2)1.471.01-2.020.0371.591.05-2.450.027WC(cm)1.541.05-2.410.0281.631.07-2.480.022Scr(μmol/L)1.721.03-2.840.0381.171.07-1.260.001BUN(mmol/L)1.381.18-1.62<0.0011.350.80-2.180.043TC(mmol/L)1.121.01-1.28<0.0011.621.56-1.79<0.001TG(mmol/L)1.171.14-1.82<0.0011.351.27-1.430.011

表3 HUA患者UA與CRP、MCP-1、IL-6、TNF-α及RHI的相關性分析

Tab.3 Correlation analysis between UA and CRP,MCP-1,IL-6,TNF-α and RHI in HUA patients

CRPMCP-1IL-6TNF-αRHIr0.7390.6590.7320.708-0.472P<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01

表4 HUA患者RHI與CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α的相關性分析

Tab.4 Correlation analysis between RHI and CRP,MCP-1,IL-6 and TNF-α

CRPMCP-1IL-6TNF-αr-0.483-0.391-0.316-0.535P<0.01<0.010.011<0.01

3 討論

UA是體內嘌呤代謝的終產物，其生成增多和(或)排泄減少均可使血UA濃度增高，引起HUA[11]。HUA與肥胖、高血壓、血脂異常及心腦血管疾病的發(fā)生密切相關[12]。HUA與代謝紊亂存在緊密聯(lián)系的可能機制為慢性炎癥，當UA水平超過生理濃度時會形成尿酸鹽結晶，其是重要的炎癥刺激物，尿酸轉運蛋白1等有機陰離子運載體將尿酸轉入細胞引起氧化應激，激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)及核轉錄因子-κB(NF-κB)等上游炎癥介質，激活單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)，引起IL-6及TNF-α等下游細胞因子合成增多，從而啟動炎性反應[13]。胰島素抵抗(IR)是T2DM的核心發(fā)病機制，也是心血管疾病及動脈粥樣硬化等心血管疾病的共同病理基礎，而微炎癥狀態(tài)下炎癥因子是導致IR的重要因素[14]。

UA主要通過腎臟清除，其隨著GFR的下降而升高。有研究發(fā)現(xiàn)，HUA患者體內預測腎功能的標志物如Scr及BUN水平較non-HUA者高[7]。此外，血尿酸水平與代謝綜合征多種組分如肥胖、高脂血癥及黑棘皮病等相關，且尿酸加速了肥胖的發(fā)展[15]。在腹型肥胖者中，內臟脂肪酸更易通過門靜脈進入血循環(huán)，導致TG水平升高并通過磷酸戊糖途徑加速嘌呤的再合成，加速了UA的合成。而脂肪蓄積誘導的IR是肥胖與HUA相互促進的主要機制[16]。HUA還與高血壓的發(fā)生相關。研究顯示，正常人群中血尿酸每升高1 μmol/L發(fā)生高血壓的風險增加0.3%，而在HUA患者中這種風險會更高[17]。我們的研究收集了530例T2DM患者，多因素回歸分析顯示，BMI、WC、Scr、BUN、TC及TG升高均是誘發(fā)T2DM患者HUA的危險因素，與上述研究結果相似。

VEC在調節(jié)血管張力、平滑肌細胞生長和炎性反應等方面具有關鍵性作用，其功能損傷與多種心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關[18]。CRP可激活動脈粥樣斑塊內的補體，使硬狀斑塊逐漸向混合性、脂質斑塊轉變[19]。其還可通過促進VEC釋放內皮素及IL-6，下調一氧化氮合酶mRNA表達等機制損傷VEC，是急性心肌梗死患者發(fā)生心力衰竭的獨立危險因素[20]。MCP-1通過趨化單核細胞向血管內皮下間隙的炎癥部位聚集，加劇巨噬細胞滲透進入血管壁形成泡沫細胞，誘導血小板集聚，血管平滑肌細胞增殖，參與VEC內膽固醇的轉運等途徑，參與了動脈粥樣硬化(AS)的起始炎癥反應[21]，與大血管并發(fā)癥及糖尿病視網(wǎng)膜病變的風險增加相關[22]。IL-6可趨化中性粒細胞和單核細胞，增加VEC黏附分子的表達而加速其他炎癥遞質的釋放[23]。其還可通過血管緊張素Ⅱ誘導VEC功能障礙[24]。血清CRP、IL-6及UA水平與T2DM患者并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展呈正相關[25]。TNF-α通過激活NF-κB和MAPK信號通路而損傷VEC，并可誘導白細胞、單核細胞在動脈粥樣硬化斑塊局部浸潤，從而造成斑塊不穩(wěn)定，最終導致斑塊破裂、血栓形成及冠心病的炎性反應[26]。

基于上述研究，本研究試圖探討伴HUA的T2DM患者中UA介導VEC損傷的機制。對HUA與non-HUA患者炎性介質及RHI比較發(fā)現(xiàn)，男性和女性HUA患者CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α均高于non-HUA患者。相關性分析發(fā)現(xiàn)，HUA患者UA與CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α均呈正相關，與RHI呈負相關，提示在伴有HUA的T2DM患者中，UA可激活CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α等炎性介質，且參與了VEC功能的損傷。為了進一步研究VEC損傷的可能機制，我們對RHI與CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α做相關性分析，發(fā)現(xiàn)HUA患者RHI與CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α均呈負相關。提示在伴有HUA的T2DM患者中，UA通過上調CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α等炎性介質的表達而誘導了VEC功能的損傷。

本研究顯示，在T2DM患者中，BMI、WC、Scr、BUN、TC及TG均是誘發(fā)HUA的危險因素。而在伴有HUA的T2DM患者中，UA可能通過激活CRP、MCP-1、IL-6及TNF-α等炎癥介質參與了VEC的損傷。而引起這種損傷的具體分子學機制有待進一步研究。