血清VEGF及ICAM-1水平與糖尿病視網膜病變患者微血管損傷的關系

徐家窈 冼文光 劉俐娜

(中山大學中山眼科中心海南眼科醫院眼底病專科，海南 海口 570100)

血清VEGF及ICAM-1水平與糖尿病視網膜病變患者微血管損傷的關系

徐家窈 冼文光1劉俐娜2

(中山大學中山眼科中心海南眼科醫院眼底病專科，海南 海口 570100)

目的 探討血清中血管內皮生長因子(VEGF)及細胞間黏附分子(ICAM)-1水平與糖尿病視網膜病變(DR)患者微血管損傷之間的關系。方法 未應用抗凝類藥物治療的2型糖尿病(T2DM)患者120例，根據臨床及眼底檢查確診將其分為非DR(NDR)組(n=56)、非增生型DR(NPDR)組(n=30)、增生型DR(PDR)組(n=34)。比較各組微血管病變發生率；采用流式細胞儀檢測內皮細胞(ECs)、內皮祖細胞(EPCs)計數百分比；采用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測各組血清中VEGF及ICAM-1水平。結果 PDR組糖尿病腎病(DN)及神經病變的發生率明顯高于NDR組和NPDR組(均P<0.05)；與未發生微血管病變患者相比，發生微血管病變患者的EPCs水平明顯下降，而ECs、VEGF和ICAM-1水平均明顯升高(均P<0.05)；不管是否發生微血管病變，PDR組的ECs、VEGF和ICAM-1水平均高于NDR組和NPDR組，NPDR組均高于NDR組，PDR組EPCs水平低于NPDR組，NPDR組低于NDR組(均P<0.05)；PDR組VEGF、ICAM-1水平與ECs水平呈正相關(r=0.995，0.852，P<0.05)，與EPCs水平呈負相關性(r=-0.895，-0.920，P<0.05)。結論 VEGF和ICAM-1在DR患者微血管損傷中高表達，與ECs和EPCs密切相關，提示VEGF和ICAM-1在DR患者微血管損傷形成中與血管內皮功能密切相關。

糖尿病視網膜病變；微血管損傷；血管內皮生長因子；細胞間黏附分子-1

糖尿病常見的血管并發癥糖尿病視網膜病變(DR)的發病機制和病因不明確，其典型特點包括新生血管過度增殖、血管內皮細胞功能異常以及微血管瘤等病征。血管內皮生長因子(VEGF)屬于促血管生長因子的一種，其生理功能主要是推進血管內皮細胞的增殖與遷移，以達到維持血管通透性和完整性的目的〔1〕。細胞間黏附分子(ICAM)-1通過參與炎癥反應中細胞的活化、增生、分泌趨化和浸潤的過程，進而導致內皮細胞的凋亡〔2〕。研究表明在DR機制中，VEGF可以誘導ICAM-1的表達，使白細胞黏附，從而導致早期血-視網膜屏障破壞，內皮細胞遭到破環并死亡〔3〕。本研究擬分析DR患者血清中VEGF和ICAM-1在微血管損傷中的關系。

1 資料和方法

1.1 對象 選取中山大學中山眼科中心海南眼科醫院2015年1～12月診治的均未應用抗凝類藥物2型糖尿病(T2DM)患者120例，符合WHO糖尿病診斷及分型標準(1999年)〔3〕，DR診斷分期依據中國現行標準即1985年眼底病學組制定的DR標準〔4〕。120例患者均需要眼底及眼底熒光血管造影檢查，由同一眼科醫師做出診斷并分期。根據患者病變程度及是否伴DR分為3組，非DR(NDR)組56例，男30例，女26例，平均年齡(44.23±7.01)歲，病程(5.61±6.22)年；非增生型DR(NPDR)組30例，男16例，女14例，平均年齡(47.76±3.97)歲，病程(6.68±7.25)年；增生型DR(PDR)組34例，男18例，女16例，平均年齡(50.76±4.18)歲，病程(7.54±8.05)年。三組平均年齡和病程均無統計學意義(P>0.05)。本次實驗通過醫院倫理委員會審核批準，患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 VEGF、ICAM-1及微血管內皮功能的檢測 120例血樣來源于護士對其入院初清晨空腹采血肘靜脈5 ml，離心后將血清分裝后-80℃待檢。采用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測血清中VEGF及ICAM-1的水平，操作均按試劑盒(北京中杉生物科技有限公司)說明進行操作；采用美國畢地公司流式細胞儀檢測內皮細胞(ECs)、內皮祖細胞(EPCs)計數百分比。

1.2.2 病變篩查〔4〕(1)糖尿病腎病(DN)：按尿常規篩查尿蛋白陽性者，須測定尿白蛋白排泄率。測定3次從晚9：00至次日晨7：00的蛋白排泄率，計算其平均值，根據Mogensen分期，蛋白排泄率≥20 μg /min 者即可判斷為DN。(2)糖尿病神經類病變：須檢查常規肌電圖，對正中神經、腓淺神經等重要神經的電生理參數進行觀察。采用表面皮膚電極順行性測定感覺神經傳導，采用盤狀表面電極記錄測定運動神經傳導，不在常規肌電圖學正常值范圍內者可診斷為糖尿病神經類病變。

1.3 統計學方法 應用SPSS13.0軟件進行方差分析、LSD-t檢驗、χ2檢驗、Fisher確切概率法和Pearson相關分析。

2 結 果

2.1 微血管病變發生率 PDR組DN及神經病變的發生率〔20例(58.82%)、14例(41.15%)〕顯著高于NDR組〔均為4例(7.14%)〕和NPDR組〔6例(20.00%)，4例(13.33%)〕(χ2=6.279，5.974，P<0.05)；而NDR組與NPDR組比較差異無統計學意義(P>0.05)。

2.2 各組內皮功能、VEGF和ICAM-1水平比較 與無DN及神經病變患者比較，有DN及神經病變患者的ECs、VEGF和ICAM-1水平明顯升高，EPCs水平顯著下降(均P<0.05)。不管是否發生微血管病變，PDR組ECs 、VEGF和ICAM-1水平高于NPDR組，NPDR組亦高于NDR組(均P<0.05)；PDR組EPCs低于NPDR組，NPDR組亦低于NDR組(均P<0.05)。見表1。

2.3 相關性分析 PDR組VEGF、ICAM-1水平與ECs水平呈正相關性(r=0.995，0.852，P<0.05)，與EPCs水平呈負相關性(r=-0.895，-0.920，P<0.05)。NDR組和NPDR組VEGF、ICAM-1水平與ECs水平和EPCs水平均未表現明顯相關性。

表1 各組內皮功能、VEGF和ICAM-1水平比較

與無微血管病變比較:1)P<0.05；與NDR組比較:2)P<0.05；與NPDR組比較:3)P<0.05

3 討 論

目前DR已經成為糖尿病微血管最主要的并發癥之一，它是一種由于缺血而誘導的視網膜微血管損傷病變，其主要特征是視網膜新生血管的形成〔5〕。從微血管并發癥的病理性特征方面來考慮，DR與DN、糖尿病神經病變等具有相似之處，主要表現為毛細血管周細胞喪失，微血管瘤形成，早期高灌注損傷，局部出血、滲出等〔6〕。從微血管發病機制方面考慮，DR 的發生和發展與VEGF也密切相關，當機體VEGF過度表達，導致新生血管的形成，促進DR等新生血管形成性疾病的發生發展〔7〕。研究表明，當糖尿病患者出現DN、糖尿病神經病變等并發癥時，DR患病率增高〔8〕。本研究結果提示DN和糖尿病神經病變與DR病變程度密切相關，隨著DR嚴重程度的加深，VEGF與抑制血管生成因子動態失衡，隨著VEGF過度分泌，全身血管內皮細胞相應出現的增殖、移行等刺激反應，導致增殖期視網膜新生血管增殖伴隨著纖維組織的增生，提高DN和糖尿病神經病等患者微血管損傷類患病率。

有研究者認為DR患者微損傷的發病機制或許與ICAM-1和VEGF有關，或者與這兩種物質共同作用有關〔9，10〕。VEGF主要的生物功能是特異性地參與新生血管的生長，在促進內皮細胞增生、遷移，在增加血管通透性等生理作用中扮演著重要角色〔8〕。當細胞出現損傷或炎癥增生時，VEGF表達上調，刺激新血管增生。當血清中VEGF異常升高時，ICAM-1作為免疫球蛋白超家族的成員，它可以介導大量炎性因子，使白細胞附著在毛細血管內皮上，相互傳遞信號。由于它可以引起內皮血管的損傷，故研究者把它看作血管功能障礙的標志物〔9〕。有研究顯示ICAM-1濃度的增加可以加劇DR的病情〔10〕。本研究提示血清中VEGF、ICAM-1的水平可以作為臨床檢測糖尿病患者出現微血管損傷類疾病并發癥的標準。本研究還說明VEGF和ICAM-1在單純糖尿病時存在高表達狀態，預示VEGF和ICAM-1的異常表達可能是形成DR微血管損傷的重要因素。有研究表明抗凝藥物的高低可以影響ICAM-1的表達，故本研究資料來源于未用過任何抗凝藥物治療患者〔9，10〕。

除此之外，患者微血管內皮功能可以監測ECs、 EPCs等指標來直接反映，高糖會使內皮功能紊亂，ECs水平升高，EPCs水平下降〔11〕。本研究說明糖尿病患者患有DR，就會使血管皮功能遭到破壞，并且伴隨出現DN、糖尿病神經病變等微血管并發癥，DR越加重，內皮功能受損更加嚴重。研究表明VEGF、ICAM-1水平與內皮細胞通透性相關，VEGF通過細胞旁途徑，調節血管內皮的功能通透性；ICAM-1通過影響白細胞與血管內皮的黏附，激活粒細胞跨內皮遷移，釋放細胞毒性物質及大量的細胞因子等，導致內皮功能直接改變〔10〕。本研究結果說明VEGF和ICAM-1在DR患者微血管損傷形成中與血管內皮功能密切相關，由此可以推斷當DR由非增殖型向增殖型過渡時，血清中VEGF和ICAM-1表達增加，激活白細胞使其釋放更多活性物質，如炎性因子1、腫瘤壞死因子等，導致微血管內皮損傷加劇，修復功能收到抑制，致使大量視網膜新血管生成，血管基底膜增厚，微血管通透性增加，血流瘀滯導致糖尿病微血管病變加重。

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2 Fan WY，Liu NP.Meta-analysis of association between K469E polymorphism of the ICAM-1 gene and retinopathy in type 2 diabetes〔J〕.Int J Ophthalmol，2015；8(3)：603-7.

3 張 倩，萬 倩，孫 丹，等.住院2型糖尿病患者合并糖尿病腎臟疾病的危險因素分析〔J〕.中華內分泌代謝雜志，2015；31(5)：390-4.

4 邊菁哲.初診2型糖尿病患者糖尿病視網膜病變及微血管病變相關性研究〔J〕.河北醫學，2013；19(12)：1866-8.

5 Moriya T，Ochi R，Imagawa Y，etal.A Case of uveal colobomas showing marked left-right difference in Diabetic Retinopathy〔J〕.Case Rep Ophthalmol，2016；7(1)：167-73.

6 Tajiri K，Otsuki K，Sato T，etal.Vitrectomy for proliferative diabetic retinopathy associated with klinefelter syndrome〔J〕.Case Rep Ophthalmol，2015；6(3)：420-6.

7 Olsen TW.Anti-VEGF Pharmacotherapy as an Alternative to Panretinal Laser Photocoagulation for Proliferative Diabetic Retinopathy〔J〕.JAMA，2015；314(20)：2135-6.

8 Hwang JW，Pyun SB，Kwon HK.Relationship of vascular factors on electrophysiologic severity of diabetic neuropathy〔J〕.Ann Rehabil Med，2016；40(1)：56-65.

9 鄭亞萍，康紅鈺.赤芍對糖尿病腎病大鼠腎臟TNF-α、MCP-1、ICAM-1表達及巨噬細胞浸潤的影響〔J〕.中國中醫基礎醫學雜志，2013；19(6)：637-9.

10 李 昕，鄭曰忠.糖尿病視網膜病變患者血清腫瘤壞死因子-α白細胞介素-2和細胞間黏附分子-1水平檢測意義〔J〕.中國實用眼科志，2013；31(2)：111-4.

11 Kulwas A，Drela E，Jundzill W，etal.Circulating endothelial progenitor cells and angiogenic factors in diabetes complicated diabetic foot and without foot complications〔J〕.J Diabetes Complications，2015；29(5)：686-90.

〔2016-12-22修回〕

(編輯 袁左鳴/滕欣航)

冼文光(1962-)，男，碩士，主任醫師，主要從事玻璃體視網膜疾病的研究。

徐家窈(1982-)，女，碩士，主治醫師，主要從事玻璃體視網膜疾病白內障的研究。

R587.1

A

1005-9202(2017)08-2000-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.08.080

1 中山大學中山眼科中心海南眼科醫院眼底外科

2 中山大學中山眼科中心海南眼科醫院準分子激光中心