2型糖尿病與白細胞介素-10及其基因多態性的關系

唐小平 萬 沁 陳 楓 陳麗麗 陳 莊

(瀘州醫學院附屬醫院醫學實驗中心，四川 瀘州 646000)

糖尿病前期患病率約為24.5%〔1〕。同時糖尿病又可增加嚴重的老年性疾病風險，比如糖尿病能夠增加卒中風險2～5倍〔2〕，而2型糖尿病(T2DM)患者血糖波動也可以增加動脈粥樣硬化斑塊風險〔3〕。T2DM發病機制尚未完全闡明,近年來研究認為T2DM可能是細胞因子介導的炎癥反應,炎癥在糖尿病的發病機制中起媒介作用。血漿中白細胞介素(IL)-10主要來自Th2細胞的分泌，它參與機體的慢性炎性反應，同時以不同方式、不同途徑在胰島素敏感組織(脂肪、肌肉、肝臟等)調節著機體糖脂代謝，在T2DM的發生中起著重要作用。

1 炎癥因子紊亂與T2DM

T2DM患者存在著不同程度的免疫功能紊亂，是一種慢性低度炎癥狀態〔4〕。T2DM常伴有多種細胞因子濃度的改變，炎癥標志物能預測T2DM的發生〔5〕，經過抗感染治療或者降低免疫炎性因子的血清濃度，可明顯改善T2DM患者糖代謝的異常〔6〕。免疫系統活化早于T2DM發生〔7〕，因此其發病可能與諸多炎癥細胞因子相關〔8〕。①C反應蛋白(CRP)。西蘇格蘭冠心病預防研究(WOSCOPS)首次提出〔9〕：在中年男性中CRP是獨立于其他糖尿病危險因子的預測T2DM的重要指標。劉海行等〔10〕通過研究高敏CRP與5年糖尿病發病風險的關系，發現基線高敏CRP水平是糖尿病發病的獨立預測因素，并提示慢性炎癥在糖尿病發生的病理過程中發揮重要作用。②腫瘤壞死因子(TNF)-α。TNF-α可調節慢性炎癥和多種代謝紊亂，在胰島素抵抗(IR)中起著重要作用。Philip等〔11〕研究發現肥胖組脂肪組織分泌的TNF-α是非肥胖組的7.5倍，且TNF-α濃度與胰島素敏感指數(SI)呈負相關。Dominguez 等〔12〕使用TNF- α抑制劑治療T2DM患者，發現其血管并發癥和IR可以得到逆轉。③IL- 6。IL- 6是一種多效性的細胞因子，研究發現T2DM患者的血清IL-6濃度隨糖耐量受損程度增加及并發癥的出現而升高，并且認為IR與IL-6的異常增高有關，IL-6有可能成為臨床預測及判斷IR的指標之一〔13〕。同時，大量的IL-6可對胰島細胞產生直接的細胞毒作用，從而加速糖尿病的發生。④脂聯素。脂聯素不僅與肥胖、糖尿病、IR有關，也參與炎癥反應。Lindasy等〔14〕在前瞻性研究發現，比較70個糖尿病的病人及70個對照病人，在校正體質量指數(BMI)、年齡、性別等指標后發現糖尿病組基礎脂聯素水平仍較對照組低，認為高脂聯素水平組發展為T2DM較低水平組的相對危險度低。⑤其他因子。Tanis是近年發現的一種新的蛋白質，是血清淀粉樣蛋白A(SAA)受體，SAA是一種急性期炎癥反應蛋白，有研究發現Tanis與糖尿病、肥胖、炎癥有關。視黃醇結合蛋白- 4(RBP4) 是新發現的脂肪細胞因子，張敏等〔15〕研究發現，RBP4與脂聯素呈負相關，提示它參與IR的發生并促進糖尿病及其并發癥的發生和發展。由此可見，炎癥反應相關因子紊亂與T2DM的發病密切相關。

2 IL-10的生物活性及抗炎機制

2.1IL-10的生物活性 隨著研究的深入，目前認為IL-10可作用于多種細胞，不僅可以誘導外周耐受和免疫抑制，而且在免疫調節中起關鍵作用。IL-10是Th2型細胞因子中最重要的抗炎細胞因子之一，研究表明IL-10顯示出對Th1淋巴細胞和抗原呈遞細胞(APCs)的較強調節作用〔16〕。IL-10可以下調MHCⅡ型抗原、共刺激分子B7以及APCs的黏連分子的表達，在此基礎上對抗原呈遞起抑制作用。同時，IL-10直接抑制由T細胞產生的IL-2和IFN-γ及粒-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)，并減少由中性粒細胞和NK細胞分泌的細胞因子，還可減少TNF受體的表面表達，以及提高TNF受體進入系統循環的量。而且IL-10也可減少如一氧化氮、自由基和前列腺素等炎性調節因子的分泌〔17〕。另一方面，IL-10也顯示了免疫刺激的特性，特別是針對B細胞和抗體的產生。在不同動物模型中的研究表明，IL-10在調控由Th2細胞介導的免疫過程中起一定的作用〔18〕。最近研究顯示，IL-10誘導抗原特異性調節T細胞和抗原特異性免疫耐受之間的關系，反復地應用抗原和IL-10刺激，可以誘導不同于Th0、Th1、Th2和Th3細胞的特異性調節T細胞克隆〔19〕。新生的CD4+調節T細胞(Tr1)通過分泌IL-10來抑制增殖反應，并預防體內的炎性反應。因而，IL-10具有多種免疫功能，其中以免疫抑制作用為主：①抑制單核細胞依賴性Th細胞增生，并抑制Th1類淋巴因子如IL-2、IL-1β、IFN-γ、TNF-α等的合成及其活性。②抑制炎癥和細胞免疫反應，加強與適應性免疫和清除功能相關的耐受性，抑制由單核細胞和巨噬細胞產生的促炎因子。③抑制NK細胞的活性。④抑制T細胞的凋亡。⑤抑制反應性氮氧化物的產生。

2.2IL-10的抗炎機制 IL-10 屬于細胞因子中的干擾素家族,研究發現內源性和外源性的IL-10均能在轉錄水平上強烈抑制IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α、GM-CSF的合成。近幾年來,研究認為IL-10的抗炎機制主要是通過抑制IκB的激酶(IKK)的激活或NF-κB的DNA結合能力,從而抑制NF-κB啟動相關前炎癥因子基因的轉錄〔20〕。另一方面,最近隨著對核苷酸結合的寡聚結構域(NOD)家族成員NOD2及其同源異構體的深入研究,有證據表明IL-10對的作用可能不僅局限在IKK(IκB的激酶)及其下游的水平上,而且IL-10可以通過提高NOD2-S的表達,從而有效地抑制胞壁酞二肽(MDP)誘導的NF-κB的活化，從而在NF-κB活化上游造成影響〔21〕。同時國外也有報道〔22〕，IL-10抑制炎癥細胞因子如TNF-α的合成可能與NF-κB無關,而與活化蛋白轉錄因子-1(AP-1)、細胞因子信號抑制子-3(SOCS-3)等其他蛋白相關。

3 IL-10與T2DM的關系

糖尿病發病機制研究新觀點表明，免疫調節和細胞因子的不平衡性，引起胰島素漸進性自身免疫性損害，引發糖尿病。越來越多的證據表明低度的炎癥狀態與肥胖和IR、T2DM和代謝綜合征共存狀態之間的發展有關聯〔23〕。IL-10是免疫系統調節的重要的抑制因子，是與肥胖和T2DM相關的主要抗炎細胞因子，其血清水平變化與T2DM發病密切相關〔24〕。有研究證實通過提高IL-10表達可控制糖尿病的發生發展，揭示胰島細胞保護作用可通過免疫調解使失衡的免疫過程發生轉化，IL-10可能是作用的關鍵環節。IL-10具有增強胰島素敏感性作用，其水平降低與胰島素抵抗的發生有關〔25〕。Van Exel等〔26〕對荷蘭599例社區老年男性的一項橫向研究發現，IL-10水平的降低與高血糖、糖化血紅蛋白(HbA1c)、血脂紊亂相關，表明IL-10水平降低在代謝綜合征和糖尿病的發生發展中有一定作用，提示IL-10通過抑制炎性反應，可以預防代謝綜合征和糖尿病的發生。在這一研究中對象都是85歲以上的老年人，普通人群是否也有這些相關性尚不明確。白琳等〔27〕研究發現，新發T2DM患者血清IL-10水平明顯低于正常對照組，因此IL-10可能在T2DM高血糖發生前就已經降低，并參與了T2DM的發生發展。另有研究表明〔28〕，IL-10可以保護脂肪細胞免受TNF-α的損傷，低水平的IL-10與高血糖癥、高糖化血紅蛋白、血脂障礙和糖尿病有關聯。還有類似報道認為，IL-10抑制T2DM高血糖及其他炎性因子的水平，可能對于T2DM的發病具有一定的保護作用。綜上所述，IL-10可在胰島素作用敏感的主要組織中，通過不同的方式、途徑引起糖脂代謝改變，血清IL-10水平的降低與T2DM有關，但很多機制尚不清楚，有待進一步研究。

4 IL-10基因多態性與T2DM

4.1IL-10基因多態性 體內IL-10的效應不僅取決于IL-10本身的分泌和代謝，還通過與其特異性受體結合,調節基因的表達發揮生物學效應。IL-10分泌水平主要由遺傳基因所決定，IL-10轉錄起始位上游1.3 kb的啟動子區域內存在數個正調控和負調控啟動子序列，正向調控序列位于-1 100/-900之間，負性的調控序列位于-800/-300之間。目前在IL- 10基因啟動子區已發現10余個單核苷酸多態位點( SNP)，位于轉錄調控區，且相互連鎖影響IL-10的基因表達。目前研究較多的-1082G/A、-819C/T和-592C/A三個SNPs〔29，30〕，這三個位點的基因型多態性與IL-10基因的轉錄活性以及血漿中IL-10的水平相關。由于IL-10存在與基因多態性相關的蛋白表達水平差異，結合其抑制細胞免疫和抗炎的生物學活性，這種與等位基因相關聯的血漿水平差異勢必與免疫、炎癥反應的程度相連鎖，進而對疾病的發生發展產生影響。另外，流行病學和臨床研究發現〔31〕，IL-10基因啟動子區多態性與自身免疫系統疾病和病毒性肝炎等疾病有關，而這些疾病在我國和西歐國家的發病率存在顯著差異，這是因為不同的遺傳背景可能導致了種族間疾病譜的分布差異。

4.2IL-10基因多態性與T2DM易感性 在基因多態性方面，關于IL-10基因啟動子位點多態性與T2DM相關研究的報道較少，Chang等〔32〕較早研究IL-10啟動子多態性與T2DM的相關性，提示：IL-10基因多態性對于T2DM的易感性可能起到重要作用，但是在T2DM的臨床表現中的意義還需進一步研究。王江東等〔33〕通過唐山地區符合條件的244例糖尿病的分析，認為IL-10-592基因型頻率在2型糖尿病組與正常對照組中存在顯著性差異，IL-10基因多態性可能是T2DM易感的危險因素之一，并且它對于T2DM的預后康復也具有密切關系。Mtiraoui等〔34〕研究發現，IL-10基因多態性對于T2DM并發癥中的糖尿病腎病的發病以及預防具有影響作用。Ezzifdi等〔35〕通過對-1082G/A、-819C/T和-592C/A的研究發現IL-10啟動子基因多態性與T2DM腎病相關，但Kazemi等〔36〕通過對糖尿病患者、糖尿病腎病患者、正常對照各100例的研究認為，IL-10啟動子-592C/A基因多態性在糖尿病發病機制起重要作用，而與糖尿病腎病無關。因此，目前國內外關于細胞因子IL-10基因多態性與T2DM易感性關系的研究工作相對較少，樣本量相對偏小，同時由于不同種族或地域人群差異、實驗對照的設計等因素不同，研究結果存在一定程度的分歧，要確定IL-10基因多態性與T2DM的關系需要進一步應用大樣本的前瞻性研究予以證實。

越來越多的證據表明，炎癥反應在糖尿病的發生、發展及并發癥的發病機制中起到重要作用。IL-10作為一種重要的免疫因子，其血清水平及其基因多態性與T2DM的關系正在不斷地被探討，深入研究該領域對于理解T2DM發病機制以及拓展T2DM的防治思路具有重要意義。

5 參考文獻

1Yang W，Lu J，Weng J,etal.Prevalence of diabetes among men and women in China〔J〕.N Engl J Med，2010；362(12):1090-101.

2Goldstein LB，Adams R，Alberts MJ,etal.Primary prevention of ischemic stroke：a guideline from the American Heart Association/American Stroke Association Stroke Council：cosponsored by the Atherosclerotic Peripheral Vascular Disease Interdisciplinary Working Group；Cardiovascular Nursing Council；Clinical Cardiology Council；Nutrition，Physical Activity，and Metabolism Council;and the Quality of Care and Outcomes Research Interdisciplinary Working Group：the American Academy of Neurology affirms the value of this guideline〔J〕.Stroke，2006；37(6):1583-633.

3邵 紅，謝立凱，呂 丹.2型糖尿病患者血糖波動與頸動脈粥樣硬化斑塊的相關性〔J〕.中國老年學雜志，2011；31(23)：4518-20.

4Barzilay JI，Abraham L,Heckbert SR,etal.The relation of markers of inflammation to the development of glucose disorders in the elderly：the cardiovascular health study 〔J〕.Diabet，2001；50(10)：2384-9.

5Bertoni AG，Burke GL，Owusu JA，etal.Inflammation and the incidence of type 2 diabetes：the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) 〔J〕.Diabet Care，2010；33(4)：804-10.

6Ziccardip P，Nappo F，Giugliano G，elal.Reduction of inflammatory cytokine concentrations and improvement of endothelial functions in obese women after weight loss over one year〔J〕.Circulation，2002；105(7)：804-9.

7陳 香，翁建平.2型糖尿病與天然免疫系統激活〔J〕.中國實用內科雜志，2006；26 (20):1578-80.

8Cruz M，Maldonado-Bernal C，Mondragon-Gonzalez R,etal.Glycine treatment decreases proinflammatory cytokines and increases interferon-gamma in patients with type 2 diabetes〔J〕.J Endocrinol Invest,2008；31(8)：694-9.

9Zick Y.Uncoupling insulin signaning by serine/threonine phosphorylation:a molecular basis for insulin resistance〔J〕.Biochem Soc Trans，Nov 2004;32(5)：812-6.

10劉海行，趙 冬，王 薇，等.血清高敏C反應蛋白水平與五年累積糖尿病發病風險的關系〔J〕.中華流行病學雜志，2011；32(1)：1-4.

11Philip A，Subramanian R，Chunling L，etal.Adipose tissue tumor necrosis factor and interleukin-6，expression in human obesity and insulin resistance〔J〕.Am J Physiol Endocrinol Metab，2001；280(5)：E745-51.

12Dominguez H，Storgaard H，Rask-Madsen C,etal.Metabolic and vascular effects of tumor necrosis factor- alpha blockade with etanercept in obese patients with type 2 diabetes 〔J〕.J Vasc Res，2005；42(6):517.

13侯春蘭，李步榮,劉 靜,等.2 型糖尿病及胰島素抵抗與細胞因子的相關性研究〔J〕.第四軍醫大學學報，2006；27(11)：997-8.

14Lindsay RS，Funahashi T，Hanson RL，etal.Adiponectin and development of type 2 diabetes in the Pima Indian population〔J〕. Lancet，2002；360(9326)：57-8.

15張 敏，田浩明,陳 樹，等.血清腫瘤壞死因子α、白介素-6、脂聯素以及視黃醇結合蛋4與2型糖尿病患者胰島素抵抗的關系〔J〕.四川醫學，2008；12(29):1610-2.

16Ashour HM，Niederkorn JY.Gammadelta T cells promote anterior chamber-associated immune deviation and immune privilege through their production of IL-10〔J〕.J Immunol，2006；177(12):8331-7.

17Dokka S，Malanga CJ，Shi X,etal.Inhibition of endotoxin-induced lung inflammation by interleukin-10 gene transfer in mice〔J〕.Am J Physiol Lung Cell Mol Physio，2000；279(5):L872-7.

18Cottrez F，Hurst SD，Coffman RL.T regulatory cells 1 inhibit a Th2-specific response in vivo〔J〕.J Immunol，2000；165 (9):4848-53.

19Bellinghausen I，Brand U，Steinbrink K,etal.Inhibition of human allergic T-cell responses by IL-10-treated dendritic cells：differences from hydrocortisone-treated dendritic cells〔J〕.J Allergy Clin Immunol，2001；108(2):242-9.

20Mikael M,Pelle A,Gonzalez W,etal.IL-10 inhibits vascular smooth muscle cell activation in vitro and in vivo〔J〕.Am J Physiol Circ Physiol，2004；287(2):866-71.

21Rosenstiel P，Huse K，Till A,etal.A short isoform of NOD2/CARD15，NOD2-S，is an endogenous inhibitor of NOD2/receptor-interacting protein kinase 2-induced signaling pathways〔J〕.PNAS，2006；103(9)：3280-5.

22Ward C，Murray J，Cluqston A,etal.Interleukin-10 inhibits lipopolysaccharide-induced survival and extracellular signal-regulated kinase activation in human neutrophils〔J〕.Eur J Immunol，2005；35(9):2728-37.

23Esposito K，Pontillo A，Dipalo C，etal.Effect of weight loss and lifestyle changes on vascular inflammatory markers in obses women：a randomized trial〔J〕.JAMA，2003；289(14)：1799-804.

24Bluher M，Fasshauer M，Tonics A，etal.Association of interleukin-6，C-reactive protein，interleukin-10 and adiponectin plasma concentrations with measures of obesity，insulin sensitivity and glucose metabolism〔J〕.Exp Clin Endocrinol Diabet，2005；113(9)：534-7.

25葉建紅，李治臻，李 焱，等.代謝綜合征患者血清白介素-10與胰島素抵抗的關系〔J〕.南方醫科大學學報，2006；26(4)：428-30.

26Exel EV，Gussekloo J，Craen AMD，etal.Low production capacity of interleukin-10 associates with the metabolic syndrome and type 2 diabetes.The Leiden 85-plus study〔J〕.Diabetes，2002；51(4)：1088-92.

27白 琳，周麗芹.新發DM2患者血清sCD40L、IL-10的變化〔J〕.放射免疫學雜志，2011；24(1)：89-90.

28Lumeng CN，Bodzin JL，Saltiel AR，etal.Obesity induces a phenotypic switch in adipose tissue macrophage polarization〔J〕.J Clin Invest，2007；117(1)：175-84.

29Olivieri F，Antonicelli R，Cardelli M,etal.Genetic polymorphisms of inflammatory cytokines and myocardial infarction in the elderly 〔J〕.Mech Ageing Dev，2006；127(6)：552-9.

30盧 斌，盧大儒，鄒大進.白細胞介素-10基因對非肥胖糖尿病鼠1型糖尿病發病率的影響〔J〕.中國臨床康復，2005；9(3):98-100.

31Khoa PD，Sugiyama T，Yokochi T.Polymorphism of interleukin-10 promoter and tumor necrosis factor receptor II in Vietnamese patients with systemic lupus erythematosus〔J〕.Clin Rheumatol，2005；24(1):11-3.

32Chang YH，Huang CN，Wu CY,etal.Association of interleukin-10 A-592C and T - 819C polymorphisms with type 2 diabetes mellitus〔J〕.Hum Immunol，2005；66(12):1258-63.

33王江東，房 輝,閆全志，等.2型糖尿病患者血清白介素10水平及其基因啟動子592位點多態性與2型糖尿病的關系〔J〕.中國全科醫學，2010；13(11):1185-7.

34Mtiraoui N， Ezzidi I， Kacem M，etal.Predictive value of interleukin-10 promoter genotypes and haplotypes in determining the susceptibility to nephropathy in type 2 diabetes patients〔J〕.Diabetes Metab Res Rev,2009；25(1)：57-63.

35Ezzidi I，Mtiraoui N，Kacem M,etal.Interleukin-10-592C/A，-819C/T and -1082A/G promoter variants affect the susceptibility to nephropathy in Tunisian type 2 diabetes (T2DM) patients〔J〕.Clin Endocrinol (Oxf)，2009;70(3)：401-7.

36Arababadi MK，Reza Mirzaei M，Ali Sajadi SM,etal.Interleukin (IL)-10 gene polymorphisms are associated with type 2 diabetes with and without nephropathy：A study of patients from the Southeast Region of Iran〔J〕.Inflammation,2012；35(3):797-802.