瓜氨酸在增生型糖尿病視網(wǎng)膜病變患者房水中的濃度變化及其與炎癥因子表達(dá)的相關(guān)性△

唐寧寧 蔣 莉 陸 鵬 雷代在 黃光怡 劉玲娟 崔 凌 趙 昕 徐 帆 唐 芬

糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)是糖尿病患者最常見的微血管并發(fā)癥[1]。隨著糖尿病患者人數(shù)的逐年增加,DR已成為成年人視力損害的主要原因[2-3]。慢性高血糖會(huì)破壞血-視網(wǎng)膜屏障,導(dǎo)致患者血管通透性增加以及視網(wǎng)膜缺血。當(dāng)病變持續(xù)進(jìn)展,出現(xiàn)新生血管異常增殖,非增生型DR將發(fā)展為增生型DR(PDR),從而導(dǎo)致患者出現(xiàn)難以逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重視力損害并最終致盲[4]。

DR的病理機(jī)制尚未完全闡明,雖然已發(fā)現(xiàn)血糖控制不良及糖尿病病程是DR發(fā)生的危險(xiǎn)因素,但卻難以解釋為什么這些危險(xiǎn)因素相似的患者會(huì)表現(xiàn)出不同的DR進(jìn)程。研究發(fā)現(xiàn),瓜氨酸與糖尿病腎病及心肌損傷等糖尿病相關(guān)并發(fā)癥關(guān)聯(lián)密切[5-8]。此外,在DR患者血漿中瓜氨酸濃度也出現(xiàn)異常,提示瓜氨酸代謝失調(diào)可能與DR病理損傷相關(guān)。另外,研究顯示,DR患者眼內(nèi)液中炎癥相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)增加[9-10],提示炎癥可能是影響DR發(fā)生發(fā)展的重要因素。本研究探討瓜氨酸在PDR患者房水中的濃度變化及其與炎癥因子表達(dá)的相關(guān)性, 為深入理解PDR病理機(jī)制及其防治提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 分組

選取2021年11月至2022年8月于廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院眼科住院擬行玻璃體切割術(shù)的PDR患者24例納入研究組;選擇同期因年齡相關(guān)性白內(nèi)障擬行超聲乳化白內(nèi)障吸除術(shù)的無糖尿病史的患者24例納入對(duì)照組。兩組患者性別構(gòu)成、年齡、眼壓差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.05)(表1)。本研究通過了廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院倫理委員會(huì)審批(倫理編號(hào):KY-GZR-2019-053號(hào)),各項(xiàng)操作遵循《赫爾辛基宣言》所要求的倫理學(xué)原則,患者均知情同意并簽署知情同意書。

表1 兩組患者臨床資料比較

1.1.2 患者納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

患者納入標(biāo)準(zhǔn):(1)PDR患者均符合《中國(guó)糖尿病視網(wǎng)膜病變臨床診療指南(2014版)》診斷標(biāo)準(zhǔn)[11];(2)患者均行眼底照相和熒光素眼底血管造影檢查,經(jīng)主任醫(yī)師確診為PDR;(3)年齡大于18歲;(4)臨床資料完整;(5)簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)合并青光眼、葡萄膜炎、眼外傷等其他眼病;(2)既往內(nèi)眼手術(shù)史;(3)合并嚴(yán)重心、腦、肝、腎疾病;(4)合并全身免疫性疾病;(5)近期全身或局部使用免疫抑制劑、激素等藥物治療。

1.2 方法

1.2.1 房水采集

手術(shù)開瞼,沖洗患者結(jié)膜囊。研究組患者行球后阻滯麻醉,對(duì)照組患者行表面麻醉,之后使用0.5 mL 注射器在角膜緣內(nèi)1 mm處行前房穿刺,緩慢抽取房水約0.1 mL,細(xì)致操作,避免污染及損傷眼內(nèi)組織。隨后將房水樣本立即轉(zhuǎn)移至-80 ℃冰箱保存。

1.2.2 檢測(cè)瓜氨酸濃度

使用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)患者房水樣本中的瓜氨酸濃度,設(shè)定掃描模式為多反應(yīng)檢測(cè)掃描模式。房水樣品經(jīng)沉淀、振蕩離心預(yù)處理后,取上清液上機(jī)。采用ACQUITY UPLC I-Class超高效液相色譜(1.8 μm, 100.0 mm×2.1 mm,美國(guó) Waters 公司)串聯(lián)QTRAP 5500三重四級(jí)桿質(zhì)譜(美國(guó)SCIEX公司)組成的液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)分析。

1.2.3 檢測(cè)炎癥因子含量

采用多重微珠免疫法(Milliplex人細(xì)胞因子試劑盒,美國(guó)Millipore公司)檢測(cè)患者房水中白細(xì)胞介素(IL)-6、IL-8、IL-10、IL-1β、IL12-P70、IL-17A含量。每個(gè)反應(yīng)使用25 μL的房水樣品。根據(jù)試劑盒說明進(jìn)行操作,并使用Bio-Plex懸浮陣列系統(tǒng)(BioPlex200,美國(guó)Bio-Rad公司)進(jìn)行分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,兩組比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料用頻數(shù)表示,兩組間比較采用卡方檢驗(yàn)。采用Pearson相關(guān)分析確定變量間相關(guān)性。檢驗(yàn)水準(zhǔn):α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者房水中瓜氨酸濃度比較

研究組和對(duì)照組患者房水中瓜氨酸濃度分別為(17.946±11.354)μmol·L-1和(28.612±7.135)μmol·L-1,兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.896,P<0.001)。

2.2 兩組患者房水中炎癥因子含量比較

研究組患者房水中IL-6、IL-8、IL-1β含量均高于對(duì)照組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.05);兩組患者房水中IL-10、IL12-P70含量差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05)(表2)。兩組患者房水中均未檢測(cè)到IL-17A。

2.3 瓜氨酸濃度與房水炎癥因子含量相關(guān)性分析

Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示:研究組患者房水中瓜氨酸濃度與IL-8含量呈負(fù)相關(guān)性(r=-0.609,P=0.036),而與其他炎癥因子含量無明顯相關(guān)性(均為P>0.05)。

表2 兩組患者房水中炎癥因子含量比較

3 討論

目前,炎癥及代謝譜異常在DR發(fā)生發(fā)展中的作用備受關(guān)注。本研究結(jié)果顯示,研究組患者房水中IL-6、IL-8、IL-1β含量均高于對(duì)照組,這些因子是重要的促炎細(xì)胞因子,參與多途徑炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)[12-15],其表達(dá)升高提示炎癥反應(yīng)與PDR發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。與此同時(shí),瓜氨酸濃度下降,相關(guān)分析顯示瓜氨酸濃度與IL-8含量呈負(fù)相關(guān)性,提示眼內(nèi)微環(huán)境中的炎癥反應(yīng)可能與瓜氨酸代謝失調(diào)有關(guān)。炎癥反應(yīng)及瓜氨酸代謝失調(diào)共同參與了PDR的病理過程。

瓜氨酸是多個(gè)代謝途徑中的關(guān)鍵分子,在體內(nèi)有多種代謝途徑,因此其與DR及炎癥反應(yīng)的關(guān)系極為復(fù)雜。瓜氨酸是內(nèi)源性精氨酸合成的前體和限制性因素。在正常條件下,瓜氨酸在精氨基琥珀酸合酶及精氨基琥珀酸裂解酶的催化下,轉(zhuǎn)化為精氨酸[16],體內(nèi)可利用的瓜氨酸含量直接限制了上述精氨酸合成過程[17-18]。此外,精氨酸在體內(nèi)一氧化氮合酶的催化下,可轉(zhuǎn)化為瓜氨酸和一氧化氮 (NO)。NO是氧化應(yīng)激損傷修復(fù)及炎癥反應(yīng)過程中的重要因子,具有調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖及清除氧自由基的功能[19],其合成受到炎癥反應(yīng)強(qiáng)度影響。

研究顯示,在動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病、高膽固醇血癥、缺血性心臟病和高血壓等多種疾病氧化應(yīng)激狀態(tài)下,瓜氨酸轉(zhuǎn)化合成的內(nèi)源性精氨酸減少,精氨酸可利用率下降, 一氧化氮合酶-3解偶聯(lián),NO合成減少并形成超氧化物,從而導(dǎo)致代謝及氧化應(yīng)激損傷。而在炎癥反應(yīng)過程中,腫瘤壞死因子-α、IL-1、IL-6、IL-8等細(xì)胞因子表達(dá)上調(diào),一氧化氮合酶-2被激活,NO過度產(chǎn)生并形成過氧亞硝酸鹽等,從而干擾細(xì)胞代謝、誘導(dǎo)血管滲漏[20]。通過補(bǔ)充外源性瓜氨酸,可有效改善體內(nèi)的精氨酸代謝及NO平衡,從而改善多種急慢性炎癥病理損傷過程[21-23]。因此,我們推測(cè),在炎癥因子的影響下瓜氨酸的代謝過程可能會(huì)出現(xiàn)紊亂,從而影響精氨酸及NO的代謝,導(dǎo)致DR的發(fā)生與發(fā)展。

多項(xiàng)研究顯示,在DR患者的不同類型組織液中瓜氨酸濃度呈現(xiàn)顯著差異。研究報(bào)道,相較于非DR患者,DR患者血漿[24]及玻璃體液[25-26]中瓜氨酸表達(dá)上調(diào),而在房水[27]中,瓜氨酸表達(dá)則相對(duì)下降,本研究患者房水中瓜氨酸濃度的變化與文獻(xiàn)報(bào)道相符。這提示瓜氨酸代謝過程較為復(fù)雜,其在DR發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果顯示,PDR患者房水中瓜氨酸濃度下降,并與IL-8含量呈負(fù)相關(guān)性,提示瓜氨酸表達(dá)失調(diào)可能參與了DR的發(fā)生發(fā)展過程,這為深入理解DR的病理機(jī)制提供了依據(jù)。但本研究樣本量小,未能對(duì)比不同DR分期患者組織液中瓜氨酸的濃度變化,未來仍需更大樣本的研究以進(jìn)一步闡明相關(guān)代謝機(jī)制。