血清TXNIP在2型糖尿病視網(wǎng)膜病變患者中的表達及其與氧化應(yīng)激的關(guān)系

陶琳，趙曉蓮，齊淑芳

目前，糖尿病視網(wǎng)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(jù)統(tǒng)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(fā)病機制尚無定論，有較多的觀點認為氧化應(yīng)激反應(yīng)在DR的發(fā)生、發(fā)展中起到了重要作用［4］。另有研究顯示，硫氧還蛋白系統(tǒng)對機體的氧化-抗氧化能力具有重要的調(diào)節(jié)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(jié)合來負向調(diào)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(guān)研究顯示，TXNIP可誘導(dǎo)胰島β細胞凋亡，參與糖尿病的發(fā)生、發(fā)展［6］。TXNIP在DR以及糖尿病腎病等糖尿病微血管并發(fā)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(yīng)激的關(guān)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(yī)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(jù)疾病嚴重程度分為增生性糖尿病視網(wǎng)膜病變（PDR）組42例，非增生性糖尿病視網(wǎng)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(wǎng)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(fā)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(tǒng)計學(xué)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(tài)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(lián)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(guān)試劑盒均購自美國R&D公司，相關(guān)檢測步驟均嚴格遵循對應(yīng)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，F(xiàn)PG）、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(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計量數(shù)據(jù)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(shù)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(fā)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(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)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(tǒng)計學(xué)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(tǒng)計學(xué)意義，見表3。

2.3 DR患者發(fā)生PDR的危險因素 以表3中組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義的SOD、GSH、MDA及TXNIP為自變量，以是否發(fā)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(fā)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(guān)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(guān)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(fā)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(fā)癥，其發(fā)病風(fēng)險會隨著糖尿病病程的延長而增大，且糖尿病患者數(shù)量增加也導(dǎo)致DR患者越來越多。目前研究證實，氧化應(yīng)激反應(yīng)在DR的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，在高糖壞境下會生成糖基化終末產(chǎn)物，其通過與受體結(jié)合激活細胞內(nèi)信號通路，可促進活性氧（reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生，導(dǎo)致機體出現(xiàn)氧化-抗氧化能力失衡［11］。動物實驗顯示，高糖可誘導(dǎo)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(chǎn)生，進而有效減輕DR造成的視力損傷［12］。此外，氧化應(yīng)激反應(yīng)還可促進視網(wǎng)膜色素上皮細胞中血管內(nèi)皮生長因子A的表達，促進新生血管生成，進而促進DR的發(fā)生、發(fā)展［13］。本研究結(jié)果顯示，DR患者氧化應(yīng)激產(chǎn)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(fā)生PDR的影響因素，證實了氧化應(yīng)激反應(yīng)參與了DR的疾病進展，這與相關(guān)研究結(jié)果相近［14］。

TXNIP是機體氧化應(yīng)激的重要調(diào)節(jié)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(wěn)定的二硫鍵，進而負向調(diào)控抗氧化因子硫氧還蛋白的表達，導(dǎo)致機體的抗氧化能力下降［15］。本研究結(jié)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(fā)生、發(fā)展。姚倩等［16］研究顯示，糖尿病大鼠視網(wǎng)膜中TXNIP蛋白表達上調(diào)，而在抑制TXNIP蛋白表達后活性氧生成減少，視網(wǎng)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(diào)節(jié)氧化應(yīng)激反應(yīng)，TXNIP還可以通過以下途徑促進DR的進展：（1）炎癥反應(yīng)也是DR的重要發(fā)病機制，TXNIP可激活NLRP 3炎癥小體以及核轉(zhuǎn)錄因子-κB信號通路，促進機體的炎癥反應(yīng)［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(jīng)病變等慢性并發(fā)癥的發(fā)展，而TXNIP可通過調(diào)節(jié)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(wǎng)膜Müller細胞自噬，并促進細胞凋亡，進而導(dǎo)致疾病的進展［19］。較長的糖尿病病程是公認的DR患者發(fā)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(jié)果亦證實，TXNIP水平過高是DR患者發(fā)生PDR的危險因素。由此可見，TXNIP可通過多種途徑促進DR的發(fā)生、發(fā)展，其有作為DR新型生物標志物的潛力。

DR可導(dǎo)致患者視力受損甚至失明，嚴重影響糖尿病患者的生活質(zhì)量，同時給患者家庭以及社會帶來嚴重的經(jīng)濟負擔。而在疾病早期進行干預(yù)則可有效改善患者預(yù)后，因此糖尿病患者需定期進行眼底檢查［21］。本研究結(jié)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(fā)生PDR的危險因素，高表達的TXNIP可能通過調(diào)節(jié)機體的氧化應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致DR的發(fā)生、發(fā)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(shù)較少，可能會導(dǎo)致血清TXNIP診斷DR的截斷值等數(shù)據(jù)存在一定的偏倚，有待大樣本量的研究進行驗證。