孕早期血清IL-33和sST2及其比值與妊娠期糖尿病的相關(guān)性

李秀娟，張林林，于志娟

(1.赤峰市醫(yī)院產(chǎn)科，內(nèi)蒙古 赤峰 024000；2.阿魯科爾沁旗婦幼保健計(jì)劃生育服務(wù)中心產(chǎn)科，內(nèi)蒙古 赤峰 025550)

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM)是妊娠期常見(jiàn)的合并癥之一，相關(guān)流行病學(xué)調(diào)查顯示我國(guó)GDM的發(fā)病率約為17.5%[1]。GDM不僅影響母胎安全，增加早產(chǎn)、難產(chǎn)、巨大兒、新生兒低血糖等不良妊娠結(jié)局的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，也顯著增加了孕婦遠(yuǎn)期罹患2型糖尿病、心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[2]。目前，GDM的診斷主要依賴(lài)于孕24～28周時(shí)口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(oral glucose tolerance test，OGTT)檢查，缺乏早期評(píng)估GDM發(fā)病的有效手段。近年，多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外隊(duì)列研究對(duì)孕早期孕婦進(jìn)行了隨訪觀察，發(fā)現(xiàn)孕早期血常規(guī)指標(biāo)及生化指標(biāo)對(duì)GDM的發(fā)病具有預(yù)測(cè)價(jià)值，但不足之處是預(yù)測(cè)效能較差、靈敏度和特異度均較差[3-5]。因此，尋找孕早期預(yù)測(cè)GDM的標(biāo)志物不僅有助于GDM的早期篩查及干預(yù)，也有助于深入認(rèn)識(shí)GDM的發(fā)病機(jī)制。

微炎癥反應(yīng)的持續(xù)激活在GDM及2型糖尿病的發(fā)病中均起到重要作用，多種炎癥細(xì)胞因子的分泌紊亂介導(dǎo)了胰島素抵抗，進(jìn)而參與了GDM及2型糖尿病的發(fā)生發(fā)展。白介素(interleukin，IL)-33屬于IL-1家族，其生物學(xué)功能是通過(guò)識(shí)別膜受體腫瘤抑制素2(suppression of tumorigenicity 2，ST2)抑制炎癥反應(yīng)；可溶性ST2(soluble suppression of tumorigenicity 2，sST2)通過(guò)與膜受體ST2競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合IL-33的方式起到促炎作用[6]。有基礎(chǔ)研究報(bào)道，外源性給予IL-33可顯著改善糖尿病小鼠及糖尿病前期小鼠的糖代謝，提示IL-33在糖尿病發(fā)病中起保護(hù)作用[7]；但I(xiàn)L-33和糖尿病相關(guān)的臨床研究結(jié)果與基礎(chǔ)研究報(bào)道并不一致，GDM患者血清中IL-33水平均顯著升高[8]，異常升高的IL-33在糖尿病發(fā)病中起促進(jìn)作用還是代償性保護(hù)作用并不清楚。因此，為了系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)IL-33/ST2軸在GDM發(fā)病中的作用及評(píng)估價(jià)值，本研究以血清IL-33、sST2作為標(biāo)志物，分析孕早期母體血清IL-33、sST2水平及其比值與GDM的相關(guān)性。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇2017年4月至2020年12月期間在赤峰市醫(yī)院定期產(chǎn)檢的孕婦為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①孕8～12周時(shí)在本院早孕門(mén)診建檔，完成血常規(guī)及生化檢驗(yàn)；②單胎妊娠；③定期產(chǎn)檢，孕24～28周時(shí)完成75g OGTT；④臨床資料及樣本完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有糖尿病、高血壓、貧血、甲狀腺疾病等病史；②妊娠期合并妊娠期高血壓、肝內(nèi)膽汁淤積癥等并發(fā)癥。本次共納入244例孕婦，根據(jù)OGTT結(jié)果、參照《妊娠合并糖尿病診治指南(2014)》[9]中GDM的診斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分組，其中GDM組40例、正常葡萄糖耐量(normal glucose tolerance，NGT)組204例。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理[2017]第46號(hào))。

1.2 方法

1.2.1 血清IL-33和sST2水平的檢測(cè)

孕早期建檔時(shí)，采集空腹外周靜脈血5～6mL于生化采血管內(nèi)，靜置30min后凝血，以3 000r/min離心10min后分離上層血清，采用酶聯(lián)免疫吸附法試劑盒(上海西唐生物公司)檢測(cè)IL-33和sST2水平。

1.2.2 臨床資料的收集

孕早期建檔時(shí)，收集臨床資料：孕婦的年齡、孕次、產(chǎn)次、孕前體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)、孕早期增重、收縮壓(systolic blood pressure，SBP)、舒張壓(diastolic blood pressure，DBP)、血紅蛋白(hemoglobin，Hb)、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)(red blood cell，RBC)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)(white blood cell，WBC)、血小板計(jì)數(shù)(platelet，PLT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase，ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate transaminase，AST)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)、γ-谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶(γ-glutamyl transferase，GGT)、甘油三酯(triacylglycerol，TG)、總膽固醇(total cholesterol，TC)。

孕中期時(shí)，收集OGTT資料：空腹血糖(fasting plasma glucose，F(xiàn)PG)、空腹血胰島素(fasting insulin，F(xiàn)-Ins)，參照穩(wěn)態(tài)模型計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(homeostatic model assessment for insulin resistance，HOMA-IR)，HOMA-IR=FPG×F-Ins/22.5。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 GDM組與NGT組的一般資料

本研究共納入244例孕婦，有40例發(fā)生了GDM，發(fā)生率為16.39%。

GDM組的年齡、孕前BMI、孕早期增重均顯著高于NGT組(P<0.05)，而孕次、產(chǎn)次≥1次的分布與NGT組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表1。

表1 GDM組與NGT組一般資料的比較Table 1 Comparison of general data between the GDM group and the NGT

2.2 GDM組與NGT組孕早期的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)

GDM組孕早期的IL-33/sST2比值低于NGT組，Hb、RBC、WBC、TG、TC、GGT、ALP、IL-33、sST2水平均顯著高于NGT組(P<0.05)，而PLT、ALT、AST與NGT組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表2。

表2 GDM組與NGT組孕早期實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的比較Table 2 Comparison of laboratory indexes in the first trimester of pregnancy between the GDM group and the NGT

2.3 GDM組孕早期血清IL-33和sST2水平及其比值與孕中期OGTT結(jié)果的相關(guān)性

在GDM組，孕早期血清IL-33水平與孕中期OGTT時(shí)的FPG、HOMA-IR均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.434，P=0.005；r=-0.391，P=0.013)，孕早期血清sST2水平與孕中期OGTT時(shí)的FPG、HOMA-IR均呈正相關(guān)(r=0.373，P=0.018；r=0.343，P=0.030)，孕早期IL-33/sST2比值與孕中期OGTT時(shí)的FPG、HOMA-IR均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.546，P<0.001；r=-0.534，P<0.001)，見(jiàn)圖1。

2.4 GDM相關(guān)因素的Logistic回歸分析

以是否發(fā)生GDM為因變量，以?xún)山M間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素為自變量，在Logistic回歸模型中進(jìn)行分析，采用逐步回歸法篩選變量，最終IL-33、sST2、IL-33/sST2、孕前BMI、孕早期增重、Hb、TC、GGT納入模型，分析結(jié)果顯示：IL-33、IL-33/sST2、Hb、TC均是發(fā)生GDM的影響因素(P<0.05)，見(jiàn)表3。

表3 GDM相關(guān)因素的Logistic回歸分析Table 3 Logistic regression analysis of GDM related factors

2.5 血清IL-33水平及IL-33/sST2比值預(yù)測(cè)GDM的ROC曲線分析

血清IL-33水平及IL-33/sST2比值兩項(xiàng)指標(biāo)對(duì)GDM具有預(yù)測(cè)價(jià)值(P<0.05)，ROC曲線見(jiàn)圖2A、圖2B、表4。根據(jù)Logistic回歸分析得到回歸方程：-31.119+0.377×IL-33-24.840×IL-33/sST2+0.073×Hb-1.496×TC，以該方程為聯(lián)合指標(biāo)預(yù)測(cè)GDM的ROC曲線見(jiàn)圖2C，聯(lián)合指標(biāo)對(duì)GDM具有預(yù)測(cè)價(jià)值(P<0.05)，見(jiàn)表4。

3 討論

GDM的發(fā)病機(jī)制未明，也缺乏孕早期評(píng)估GDM發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)志物[10]。本研究以IL-33/ST2軸為切入點(diǎn)，以孕中期(24～28周)時(shí)75g OGTT作為診斷GDM的金標(biāo)準(zhǔn)，分析GDM孕早期的篩查標(biāo)志物，旨在為臨床上孕早期評(píng)估GDM發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行干預(yù)提供參考依據(jù)，也為今后深入認(rèn)識(shí)GDM的發(fā)病機(jī)制提供思路。本研究共納入244例孕婦，有40例發(fā)生了GDM，發(fā)生率占16.39%，接近相關(guān)流行病學(xué)調(diào)查報(bào)道17.5%的GDM發(fā)病率[1]。

3.1 IL-33/ST2軸的研究現(xiàn)狀

IL-33/ST2軸具有抗炎活性，IL-33與細(xì)胞膜受體ST2結(jié)合后，通過(guò)調(diào)控下游叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子p3(forkhead box protein 3，F(xiàn)oxp3)、腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TNF receptor associated factor 6，TRAF6)、髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)、核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)等表達(dá)的方式，減少促炎因子釋放、增加抗炎因子釋放，進(jìn)而在炎癥反應(yīng)的激活中起抑制作用[11]。Hasan等[12]研究顯示，糖尿病前期及2型糖尿病患者脂肪組織中IL-33和ST2表達(dá)降低與炎癥基因TRAF6、MyD88、NF-κB等，以及促炎因子CCL2、IL-1β表達(dá)增加有關(guān)，提示IL-33/ST2軸在糖尿病的發(fā)病過(guò)程中起抗炎作用。sST2是膜受體ST2裂解后釋放進(jìn)入血液循環(huán)的產(chǎn)物，能夠與ST2競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合IL-33，拮抗IL-33/ST2軸的抗炎作用，進(jìn)而介導(dǎo)促炎效應(yīng)，并參與胰島素抵抗的發(fā)生[13]。多項(xiàng)臨床研究證實(shí)，血清中sST2的增多與2型糖尿病及相應(yīng)的大血管并發(fā)癥、微血管并發(fā)癥發(fā)病有關(guān)[14-16]。

3.2 GDM發(fā)病過(guò)程中IL-33/ST2軸的變化

GDM的發(fā)病與2型糖尿病及肥胖存在共同的病理、生理特征，即胰島素抵抗，炎癥反應(yīng)的激活是影響胰島素敏感性、加重胰島素抵抗的關(guān)鍵生物學(xué)環(huán)節(jié)。已有研究證實(shí)，2型糖尿病及肥胖患者血清IL-33和sST2均有增加，但在相關(guān)性分析中顯示，具有抗炎作用的IL-33與胰島素抵抗程度呈負(fù)相關(guān)，具有促炎活性的sST2與胰島素抵抗程度呈正相關(guān)[13,17]。另有妊娠相關(guān)研究證實(shí)，孕早期sST2的檢測(cè)可作為評(píng)價(jià)子癇前期的標(biāo)志物[18-19]。本研究將IL-33、sST2作為孕早期篩查GDM的標(biāo)志物，與NGT孕婦比較，GDM患者孕早期的血清IL-33和sST2水平均明顯升高，且孕早期血清IL-33水平與孕中期OGTT時(shí)血糖水平及胰島素抵抗程度均呈負(fù)相關(guān)，孕早期血清sST2水平與與孕中期OGTT時(shí)血糖水平及胰島素抵抗程度均呈正相關(guān)，提示孕早期血清IL-33和sST2水平的增高與GDM的發(fā)病及胰島素抵抗的程度有關(guān)。

3.3 IL-33/ST2軸與GDM病情的關(guān)系

Pavlovic等[7]研究顯示，IL-33具有改善炎癥反應(yīng)及胰島素抵抗的生物學(xué)活性。本研究中血清IL-33水平與血糖水平及胰島素抵抗程度均呈負(fù)相關(guān)的結(jié)果符合IL-33的生物學(xué)活性，基于此推測(cè)GDM患者孕早期血清IL-33水平升高可能是機(jī)體自身代償?shù)恼{(diào)控機(jī)制，通過(guò)代償性增加IL-33水平的釋放來(lái)減輕炎癥反應(yīng)及胰島素抵抗。已有研究證實(shí)了sST2的促炎活性，妊娠過(guò)程中sST2生成增加可能與肥胖因素、飲食因素等有關(guān)，孕早期增多的sST2水平通過(guò)其促炎作用影響胰島素敏感性，并在孕期逐步加重胰島素抵抗，最終導(dǎo)致GDM的發(fā)生[13]。因?yàn)镮L-33的抗炎作用和sST2的促炎作用相互影響、相互調(diào)控，所以本研究通過(guò)IL-33/sST2比值來(lái)反映IL-33抗炎作用與sST2促炎作用的平衡關(guān)系。GDM患者孕早期IL-33/sST2比值低于NGT孕婦，且與血糖水平及胰島素抵抗程度均呈負(fù)相關(guān)，表明雖然GDM孕早期血清IL-33、sST2水平均有增加，但通過(guò)比值的分析可以推測(cè)sST2的增加程度較IL-33更為顯著，IL-33/sST2的平衡向sST2所介導(dǎo)的促炎作用偏移；隨著IL-33/sST2平衡向sST2偏移的加重，IL-33/sST2比值降低且胰島素抵抗程度加重。

3.4 IL-33/ST2軸預(yù)測(cè)GDM的價(jià)值

有研究顯示，孕早期血常規(guī)指標(biāo)Hb、RBC、WBC，以及生化指標(biāo)TG、TC、GGT、ALP的異常均與GDM的發(fā)病有關(guān)[3-5,20]。本研究比較了GDM患者與NGT孕婦孕早期的臨床資料，結(jié)果顯示GDM患者的年齡、孕前BMI、孕早期增重及Hb、RBC、WBC、TG、TC、GGT、ALP均與NGT孕婦存在顯著性差異，與已有研究結(jié)果一致。本研究進(jìn)一步在Logistic回歸模型中分析GDM的影響因素可知，IL-33、IL-33/sST2、Hb、TC均是發(fā)生GDM的影響因素；經(jīng)ROC曲線驗(yàn)證，單一使用IL-33和IL-33/sST2檢測(cè)均對(duì)GDM的發(fā)病具有預(yù)測(cè)價(jià)值，但預(yù)測(cè)效能較低，曲線下面積均不足0.70；根據(jù)Logistic回歸分析得到回歸方程，將該方程作為檢測(cè)IL-33、IL-33/sST2、Hb、TC的聯(lián)合指標(biāo)，其對(duì)GDM的發(fā)病具有預(yù)測(cè)價(jià)值，且預(yù)測(cè)效能理想，曲線下面積接近0.85，靈敏度和特異度均超過(guò)80%。

綜上所述，孕早期母體血清IL-33、sST2水平及其比值的變化與GDM的發(fā)病有關(guān)。GDM患者孕早期血清IL-33和sST2水平增加、IL-33/sST2比值降低，結(jié)合IL-33與胰島素抵抗程度呈負(fù)相關(guān)，sST2與胰島素抵抗程度呈正相關(guān)的相關(guān)性結(jié)果分析，GDM孕早期血清IL-33水平增高是自我保護(hù)的代償機(jī)制，代償性分泌不足會(huì)使其代償妊娠過(guò)程中胰島素抵抗的功能減弱，進(jìn)而造成GDM的發(fā)生。同時(shí)，本研究還初步探索了GDM的預(yù)測(cè)模型，聯(lián)合使用IL-33、IL-33/sST2、Hb、TC指標(biāo)，根據(jù)回歸方程對(duì)GDM進(jìn)行預(yù)測(cè)，具有較好的預(yù)測(cè)效能和價(jià)值。