糖尿病視網(wǎng)膜病變患者血清Metrnl和鳶尾素水平變化及其臨床意義△

劉翠明 馬學(xué)芹 唐正和 任金偉

糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)是糖尿病(DM)主要的微血管并發(fā)癥之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過(guò)60%的DM患者會(huì)并發(fā)DR[1]，是導(dǎo)致患者失明的主要原因之一。DR按疾病的進(jìn)程可分為非增生型DR(NPDR)和增生型DR (PDR)。NPDR患者主要表現(xiàn)為微血管瘤、出血和滲出等，而PDR患者主要以新生血管形成為特點(diǎn)[2]。DR進(jìn)展較快，若診治不及時(shí)極易導(dǎo)致視野缺損和視力下降，甚至視力喪失，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。DR發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，長(zhǎng)期血糖控制不佳、糖脂代謝紊亂和炎癥反應(yīng)等導(dǎo)致局部組織缺血，視網(wǎng)膜血管通透性增加，神經(jīng)元凋亡，內(nèi)皮細(xì)胞增生等，最終導(dǎo)致DR的發(fā)生[3-5]，現(xiàn)有的診治手段不能有效避免DR的進(jìn)展，因此，早期診斷和評(píng)估并及時(shí)采取針對(duì)性的治療措施具有重要指導(dǎo)意義。Metrnl是一種與代謝反應(yīng)有關(guān)的激素或脂肪因子，可改善糖脂代謝，并減輕胰島素抵抗[6]，還可通過(guò)抑制促炎細(xì)胞因子的表達(dá)在免疫炎癥調(diào)節(jié)中起到重要作用[7]，成為近幾年內(nèi)分泌代謝領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。另外，鳶尾素(Irisin)也是一種脂肪因子，參與糖脂代謝和炎癥反應(yīng)。研究顯示，血清Metrnl和Irisin水平在2型DM(T2DM)及其微血管并發(fā)癥中發(fā)揮重要作用[8-10]。但這2種血清因子水平在不同程度DR患者中的變化及對(duì)DR進(jìn)展影響的相關(guān)研究較少。因此，本研究探討血清Metrnl和Irisin在不同程度DR患者中的表達(dá)變化，并分析其與糖脂代謝和炎癥反應(yīng)的相關(guān)性，以期為DR的早期診斷和干預(yù)性治療提供新思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2020年3月至2021年9月于濟(jì)南市第八人民醫(yī)院內(nèi)分泌科和眼科住院的T2DM患者120例，根據(jù)是否合并DR和病變程度，分為非DR組(NDR組；n=39)、NPDR組(n=43)、PDR組(n=38)。另選取同期在我院體檢中心進(jìn)行健康檢查的年齡相匹配的健康人40名為正常對(duì)照組(NC組)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)T2DM患者符合《中國(guó)2型糖尿病防治指南》的診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]。(2)DR診斷標(biāo)準(zhǔn)符合美國(guó)眼科學(xué)會(huì)2019年發(fā)布的《糖尿病視網(wǎng)膜病變國(guó)際臨床分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》[12]，其中，NPDR診斷標(biāo)準(zhǔn)：僅見(jiàn)微動(dòng)脈瘤，或4個(gè)象限均發(fā)生嚴(yán)重的視網(wǎng)膜內(nèi)出血和微血管瘤，或2個(gè)及以上象限中有靜脈串珠樣改變，或1個(gè)及以上象限有中度的視網(wǎng)膜內(nèi)微血管異常；PDR診斷標(biāo)準(zhǔn)：新生血管形成、玻璃體積血或視網(wǎng)膜前出血，出現(xiàn)以上1種或多種體征。(3)入院前患者無(wú)眼部手術(shù)和外傷史。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)白內(nèi)障和青光眼患者；(2)合并因視盤(pán)周?chē)笱懿磺逦鷮?dǎo)致超過(guò)1/3眼底視野圖像無(wú)法分級(jí)、眼底檢查圖像模糊而不能確診的患者；(3)存在嚴(yán)重心臟、肝臟和腎臟功能異常者；(4)有明確感染史、心腦血管病、惡性腫瘤者；(5)存在嚴(yán)重DM并發(fā)癥者；(6)因各種原因無(wú)法配合檢查者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象均簽署知情同意書(shū)。

1.2 檢測(cè)方法受檢者均記錄身高、體重，計(jì)算體重指數(shù)(BMI)，測(cè)量血壓，于第2天空腹?fàn)顟B(tài)下(禁食至少8 h)抽取靜脈血約10 mL，離心1 h，分離血清并置于-80 ℃冷藏器中保存以檢測(cè)血清Metrnl、Irisin、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)水平，剩余血液樣本用于檢測(cè)空腹血糖(FPG)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、空腹胰島素(FINS)、超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)受試者血清Metrnl、Irisin、TNF-α、IL-6和MCP-1水平，采用全自動(dòng)生化分析儀(Atellica Solution SCC，美國(guó)Siemens Healthcare Diagnostics 公司)檢測(cè)受試者FPG、血脂、FINS、hs-CRP，采用糖化血紅蛋白分析儀(VariantⅡ，美國(guó)，Bio-Rad公司)檢測(cè)受試者HbA1c。所有操作均嚴(yán)格按試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)，公式如下：HOMA-IR=FPG×FINS/22.5。由眼科醫(yī)生對(duì)患者散瞳后進(jìn)行眼底鏡檢查，并對(duì)有微動(dòng)脈瘤、視網(wǎng)膜出血和滲出的患者行眼底光學(xué)相干斷層掃描(OCT)(Spec-TR-04059，德國(guó)海德堡工程有限公司)和熒光素眼底血管造影(APS-CER，重慶康華瑞明科技股份有限公司)檢查確診為DR。

2 結(jié)果

2.1 各組受試者一般資料比較NC組、NDR組、NPDR組和PDR組受試者性別構(gòu)成比、年齡、BMI和血壓比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05)。PDR組患者DM病程均長(zhǎng)于NDR組和NPDR組，且NPDR組患者病程長(zhǎng)于NDR組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.05)(表1)。

表1 各組受試者一般資料比較

2.2 各組受試者生化指標(biāo)比較NC組、NDR組、NPDR組和PDR組受試者血清TC、LDL-C和HDL-C水平比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05)。NDR組、NPDR組和PDR組患者FPG、TG、HbA1c、FINS和HOMA-IR水平均高于NC組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.05)。NPDR組和PDR組患者FPG、TG、HbA1c、FINS、HOMA-IR水平均高于NDR組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.05)，且PDR組患者FPG、TG、HbA1c、FINS、HOMA-IR水平升高更明顯，NPDR組與PDR組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.05)(表2)。

表2 各組受試者生化指標(biāo)比較

2.3 各組受試者血清炎癥因子、Metrnl和Irisin水平比較NC組、NDR組、NPDR組和PDR組受試者血清hs-CRP水平比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。NDR組、NPDR組和PDR組患者血清MCP-1水平高于NC組，血清Metrnl和Irisin水平均低于NC組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.05)。NPDR組和PDR組患者的血清TNF-α、IL-6和MCP-1水平均高于NDR組，血清Metrnl和Irisin水平均低于NDR組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.05)。PDR組患者血清TNF-α、IL-6和MCP-1水平均高于NPDR組，血清Metrnl和Irisin水平均低于NPDR組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.05)(表3)。

表3 各組受試者血清炎癥因子、Metrnl和Irisin水平比較

2.4 患者血清Metrnl和Irisin水平與臨床指標(biāo)相關(guān)性分析Spearman相關(guān)分析顯示，血清Metrnl水平與Irisin水平呈正相關(guān)(r=0.612，P=0.000)，但與DM病程(r=-0.473，P=0.000)、TG(r=-0.286，P=0.021)、HbA1c(r=-0.347，P=0.007)、HOMA-IR(r=-0.179，P=0.034)、TNF-α(r=-0.328，P=0.018)、IL-6(r=-0.196，P=0.030)和MCP-1(r=-0.272，P=0.025)均呈負(fù)相關(guān)。

2.5 患者血清Metrnl和Irisin水平對(duì)DR的診斷效能ROC曲線顯示，血清Metrnl診斷DR的ROC曲線下面積為0.762(95%CI：0.683～0.841)；血清Irisin診斷DR的ROC曲線下面積為0.674(95%CI:0.591～0.757)。血清Metrnl和Irisin聯(lián)合診斷DR的ROC曲線下面積為0.858(95%CI:0.799～0.917)，對(duì)DR的診斷效能明顯優(yōu)于血清Metrnl或Irisin單獨(dú)診斷(Z=3.162、4.174，均為P<0.05)，靈敏度和特異度均高于血清Metrnl或Irisin單獨(dú)診斷(表4)。

表4 患者血清Metrnl和Irisin水平對(duì)DR的診斷價(jià)值

2.6 logistic回歸分析DR發(fā)生的影響因素以DM患者是否發(fā)生DR(是=1，否=0)為因變量，以DM病程、FPG、TG、HOMA-IR、HbA1c、TNF-α、IL-6、MCP-1、Irisin、Metrnl為自變量，logistic回歸分析結(jié)果顯示，DM病程、HbA1c、MCP-1、Irisin和Metrnl均為DR發(fā)生的獨(dú)立影響因素(均為P<0.01,表5)。

表5 logistic回歸分析DR發(fā)生的影響因素

3 討論

DR為DM患者常見(jiàn)的微血管并發(fā)癥之一，其發(fā)生率可隨著DM患者病程延長(zhǎng)而增高。統(tǒng)計(jì)顯示，對(duì)于T2DM患者，病程10年以上者的DR發(fā)生率為23%，病程15年以上者為60%，其中10%為嚴(yán)重的PDR患者[13]。DR發(fā)病早期無(wú)明顯視力損害，常不被重視，隨著病情進(jìn)展，可出現(xiàn)視物模糊和視力下降，若錯(cuò)失最佳治療時(shí)機(jī)，可導(dǎo)致患者永久性失明[14]，嚴(yán)重影響患者生存質(zhì)量。目前，眼底檢查是臨床常用的確診方法，但該方法受主觀因素影響較大，且對(duì)醫(yī)師的診斷水平要求高。因此，探尋與DR病情相關(guān)的特異性血清學(xué)指標(biāo)對(duì)DR的早期篩查與防治具有重要意義。

血清Metrnl是一種在白色脂肪組織中高表達(dá)的新型脂肪因子，可降低體重，改善糖脂代謝，因此成為最近研究的熱點(diǎn)[15]。Lee等[16]研究發(fā)現(xiàn)，DM患者的血清Metrnl水平降低，這與血糖水平和胰島素抵抗呈負(fù)相關(guān)。Wang等[17]研究發(fā)現(xiàn)，血清Metrnl水平與腎功能和DM腎病呈負(fù)相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，血清Metrnl水平在NC組、NDR組、NPDR組和PDR組患者中依次降低，PDR組患者中降低最明顯，提示患者血清Metrnl可能參與了DR發(fā)生發(fā)展，同時(shí)與視網(wǎng)膜病變程度有關(guān)。相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，血清Metrnl水平與DM病程、TG、HOMA-IR和HbA1c呈負(fù)相關(guān)，提示血清Metrnl可能在糖脂代謝和胰島素抵抗方面影響DR的發(fā)生發(fā)展。血清Metrnl水平降低對(duì)DR病程進(jìn)展有一定促進(jìn)作用，故血清Metrnl可能成為DR治療的新靶點(diǎn)。血清Irisin也是一種脂肪細(xì)胞因子，能促使白色脂肪棕色化，能夠改善葡萄糖耐量，在維持葡萄糖穩(wěn)態(tài)和脂質(zhì)代謝中起重要作用[18]。El-Lebedy等[19]研究發(fā)現(xiàn)，T2DM患者血清Irisin水平低于健康人群。另外，丁紅萍等[20]研究發(fā)現(xiàn)，DR患者血清Irisin水平降低，與微血管損傷密切關(guān)聯(lián)，是DR進(jìn)展至PDR的影響因素。本研究發(fā)現(xiàn)，血清Irisin水平在NC組、NDR組、NPDR組和PDR組患者中依次降低，PDR患者中降低最明顯，與上述研究結(jié)果一致，這也說(shuō)明了不同程度DR患者血清Irisin水平不同，PDR患者中降低更明顯，進(jìn)一步證實(shí)血清Irisin對(duì)DR有保護(hù)作用，可延緩DR的進(jìn)展。

炎癥、神經(jīng)退行性病變和血管交替再生與損傷共同促進(jìn)DR的發(fā)生發(fā)展[21]。血清Metrnl是一種由活化的M2型巨噬細(xì)胞分泌的蛋白，其高表達(dá)一方面可使TNF-α、IL-6、hs-CRP等促炎因子表達(dá)降低，另一方面還能促進(jìn)IL-10等抗炎因子表達(dá)增加，在體內(nèi)炎癥動(dòng)態(tài)平衡中發(fā)揮重要作用[22]。本研究發(fā)現(xiàn)，IL-6和MCP-1水平在NC組、NDR組、NPDR組和PDR組患者中依次升高。有研究顯示，MCP-1水平升高可導(dǎo)致視網(wǎng)膜血管滲漏[3]。本研究發(fā)現(xiàn)，血清Metrnl水平與IL-6和MCP-1呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明血清Metrnl與MCP-1炎癥因子相互拮抗，導(dǎo)致視網(wǎng)膜微血管穩(wěn)態(tài)失衡，進(jìn)而導(dǎo)致DR的發(fā)生發(fā)展。本研究還發(fā)現(xiàn)，患者血清Metrnl與血清Irisin呈正相關(guān)。患者血清Irisin除在代謝性疾病中有重要作用外，還具有調(diào)節(jié)免疫和抗炎作用[23]。血清Irisin可通過(guò)影響炎癥反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子，減少促炎因子表達(dá)和分泌。結(jié)合本研究結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明，DR患者血清Metrnl和Irisin表達(dá)降低，導(dǎo)致機(jī)體抗炎因子減少，促炎因子增多，加之兩者協(xié)同作用，加重了機(jī)體炎癥反應(yīng)，共同促進(jìn)DR進(jìn)展。

目前，DR診斷缺乏有效的血清學(xué)指標(biāo)，現(xiàn)有的診治手段不能有效避免DR進(jìn)展，早期篩查在DR的診治中具有重要的意義。本研究ROC曲線結(jié)果顯示，血清Metrnl和Irisin對(duì)DR診斷均有較好預(yù)測(cè)價(jià)值，兩者聯(lián)合對(duì)DR診斷有更好的預(yù)測(cè)價(jià)值，可作為DR早期預(yù)測(cè)的良好血清學(xué)指標(biāo)，為下一步DR早期篩查提供理論依據(jù)。同時(shí)，PDR主要通過(guò)玻璃體切割和視網(wǎng)膜激光光凝、玻璃體內(nèi)注射抗血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子藥物等治療，雖可改善患者視功能，但副作用較大，復(fù)發(fā)率高[24]，故探尋DR的有效治療藥物成為亟待解決的問(wèn)題。本研究回歸分析顯示，血清Irisin和Metrnl為DR發(fā)生的影響因素，進(jìn)一步證實(shí)血清Metrnl和Irisin參與了DR的發(fā)生，可作為治療DR的新靶點(diǎn)。

綜上所述，DR患者血清Metrnl和Irisin水平降低，且在PDR患者中更低，與DR嚴(yán)重程度有關(guān)，其可能通過(guò)調(diào)節(jié)糖脂代謝和炎癥反應(yīng)等途徑參與DR的發(fā)生發(fā)展，可用于DR早期篩查和病情進(jìn)展評(píng)估，為臨床治療提供新思路，有望成為治療DR的潛在靶點(diǎn)。本研究尚存在一定缺陷，樣本量較小，且參與DR的影響因素較多，未來(lái)將擴(kuò)大樣本量或通過(guò)基礎(chǔ)研究進(jìn)一步闡述血清Metrnl和Irisin相關(guān)的信號(hào)通路在DR發(fā)生發(fā)展中的作用，為更好地防治DR找到新的突破點(diǎn)。