血清TGF-β1、CTGF與增生性糖尿病視網膜病變的關系

魏菁，張明華

（河南科技大學第一附屬醫院，河南 洛陽 471003）

糖尿病是我國常見的慢性疾病之一，發病率高達11.6%，而微血管是糖尿病主要累及器官之一，當微血管病變累及視網膜時，就會產生糖尿病視網膜病變（diabetic retinopathy，DR）。有文獻顯示，在我國37.2%～51.3%糖尿病患者合并DR，其中1/4患者視力明顯受損，當視網膜血管持續病變產生新生血管時，則演變為增生性糖尿病性視網膜病變（proliferetive diabetic relatinopathy，PDR）[1]。相比于DR，PDR對患者的視力會產生更嚴重的影響，致盲率高達23.6%，預后較差，給患者的正常工作和生活帶來嚴重影響[2]。對于DR的發病機制，目前尚未形成統一定論。該病的發病機制研究一直是國內外相關領域研究重點。近5年國內外相關研究顯示，PDR的發病及病情演變過程與各類血清因子異常有重要聯系。血清轉化生長因子 β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）是一種多功能的細胞因子，在炎癥、損傷修復及纖維化中起重要作用。人體視網膜組織中的TGF-β1主要由血小板、視網膜色素上皮細胞及巨噬細胞等分泌，可促進視網膜色素上皮細胞分泌血小板衍生因子，從而引起膠原凝膠收縮、纖維黏連、蛋白分泌增加，并促成成纖維細胞合成膠原纖維，在增生性視網膜病變中發揮重要作用。結締組織生長因子（connective tissue growth factor，CTGF）是近年來新發現的多功能生長因子，是一種富含半胱氨酸的分泌性生長因子，在促進多種細胞生長、黏附及促進Ⅰ型膠原等胞外基質分泌中具有重要作用，與組織纖維環密切相關，在肺、腎臟、心肌纖維化、動脈粥樣硬化和腫瘤病變中都呈高表達[2]。本研究通過分析患者TGF-β1和CTGF的表達水平，探討其在PDR發病中的意義，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2013年8月-2015年11月在河南科技大學第一附屬醫院診療的2型糖尿病患者230例，所有患者符合1999年世界衛生組織所修定的2型糖尿病診斷標準[3]。排除標準：①合并有急性糖尿病并發癥；②合并有自生免疫性疾病、身體重要器官功能不全、惡性腫瘤等疾病；③合并有其他可能導致眼部疾患的疾病。并依據1984年全國眼底病學術會議所制定的PDR診斷標準[2]，判斷患者是否合并PDR，將所有患者分為非增生性糖尿病性視網膜病變（non proliferetive diabetic relatinopathy，NPDR）組和PDR組。其中，PDR組120例，其中，男性65例，女性55例；年齡47～71歲，平均（57.3±6.2）歲；NPDR組110例，其中，男性59例，女性51例；年齡48～69歲，平均（56.9±6.5）歲。本研究另挑選110例同期體檢正常的健康人作為對照組。其中，男性57例，女性53例；年齡43～70歲，平均（57.6±6.6）歲，對照組患者無心、肝、肺、腎等身體重要臟器疾病，并排除眼底疾病和內分泌疾病。

1.2 觀察指標

3組患者空腹抽取靜脈血5 ml，4℃低溫保存，并檢測空腹血糖（fasting plasma glucose，FPG）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（high denisity lipoprotein chilesterol，HDL-C）、三酰甘油（Triglyceride，TG），總膽固醇（Total cholesterol，TC）。將部分血液標本離心提血清后，采用ELISA法檢測血清標本中的TGF-β1和CTGF水平（試劑盒購自上海酶聯生物科技有限公司）。記錄3組患者的體重指數（body mass index，BMI），以及NPDR組和PDR組的病程。

1.3 統計學方法

數據分析采用SPSS 17.0統計軟件，計數資料以百分數表示，計量資料以均數±標準差（±s）表示，兩組比較用t檢驗，多組比較用單因素方差分析，兩兩比較用SNK-q檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組患者一般資料比較

3組患者的性別、年齡等基礎情況比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

2.2 3組患者臨床資料比較

3組血清FPG水平比較，經方差分析，差異有統計學意義（P＜0.05）；進一步兩兩比較，經SNK-q檢驗，PDR和NPDR組血清FPG水平高于對照組（q=50.316和、51.098，均P=0.000）。3組HbAlc水平比較，，經方差分析，差異有統計學意義（P＜0.05）；進一步兩兩比較，經SNK-q檢驗，PDR和NPDR組的HbAlc水平高于對照組（q=50.166和43.370，均P=0.000）。3組血清LDL-c表達水平比較，經方差分析，差異有統計學意義（P＜0.05）；進一步兩兩比較，經SNK-q檢驗，PDR組高于另外兩組（q=2.520和2.863，P=0.012和0.005）；PDR組和NPDR組的病程比較，采用t檢驗，差異有統計學意義（t=10.419，P=0.000），PDR組患者的病程長于NPDR組。3組患者其余臨床資料比較，采用方差分析，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

2.3 3組患者血清TGF-β1和CTGF表達水平比較

3組血清TGF-β1水平比較，經方差分析，差異有統計學意義（P＜0.05）；進一步兩兩比較，經SNK-q檢驗，PDR組血清TGF-β1水平高于NPDR組和對照組（q=81.986和84.088，均P=0.000）。3組CTGF水平比較，經方差分析，差異有統計學意義（P＜0.05）；進一步兩兩比較，經SNK-q檢驗，PDR組的CTGF表達水平也高于其余兩組（q=31.285和32.536，均P=0.000）。兩兩比較的SNK-q檢驗中，NPDR組與對照組TGF-β1和CTGF表達水平比較，差異無統計學意義（q=2.058和1.225，P=0.142和0.237）。見表3。

表1 3組患者一般資料比較

表2 3組患者臨床資料比較 （±s）

表2 3組患者臨床資料比較 （±s）

注：1）與對照組比較，P＜0.05；2）與NPDR組比較，P＜0.05

病程/年PDR 組（n=120） 6.73±0.481） 13.58±2.191） 3.17±0.821）2） 1.25±0.28 4.76±1.61 1.39±0.51 25.17±3.17 16.05±3.822）NPDR組（n=110） 6.81±0.401） 12.61±1.991） 2.81±1.31 1.30±0.38 4.51±1.34 1.43±0.55 24.91±3.16 10.28±4.57對照組（n=110） 4.59±0.48 5.28±0.72 2.75±1.36 1.29±0.37 4.65±1.67 1.48±0.39 25.42±3.12 -F/t值 851.125 735.683 4.317 0.686 0.749 0.974 0.721 10.419 P值 0.000 0.000 0.014 0.505 0.474 0.379 0.487 0.000組別 FPG/（mmol/L）HbAlc/%LDL-c/（mmol/L）HDL-c/（mmol/L）TC/（mmol/L）TG/（mmol/L）BMI/（kg/m2）

表3 3組患者血清TGF-β1和CTGF表達水平比較（ng/ml，±s）

表3 3組患者血清TGF-β1和CTGF表達水平比較（ng/ml，±s）

注：?與對照組、NPDR組比較

組別 TGF-β1 CTGF PDR組（n=120） 0.81±0.06? 2.07±0.21?NPDR 組（n=110） 0.42±0.04 1.57±0.16對照組（n=110） 0.41±0.05 1.55±0.13 F值 1769.78 224.553 P值 0.000 0.000

3 討論

DR是糖尿病性微血管病變中最重要的表現之一，是一種具有特異性改變的眼底病變，是糖尿病的嚴重并發癥[4]。臨床上根據是否出現視網膜新生血管為標志，將沒有視網膜新生血管形成的糖尿病視網膜病變稱為NPDR（或稱單純型或背景型），而將有視網膜新生血管形成的DR稱為PDR[2]。糖尿病患者主要是胰島素代謝異常，引起眼組織、神經及血管微循環改變，造成眼底營養和視功能的損壞。微血管是指直徑介于微小動脈和微小靜脈之間，管腔＜100μm的微小血管及毛細血管網，是組織和血液進行物質交換的場所。糖尿病患者血液成分的改變,而引起血管內皮細胞功能異常，使得血-視網膜屏障受損。視網膜毛細血管內皮細胞和色素上皮細胞間的聯合被破壞，造成小血管的滲漏[5]。

目前，有關DR的發病機制，國內外學者尚未形成統一定論，其確切的發病機制尚未得到肯定性闡述。FRANK等[6]等認為，患者的年齡、血壓、血糖、血脂水平與與該病的發生具有重要聯系，患者年齡越大、血壓越高、空腹血糖水平越高、病程越長，其合并DR的概率就越高，上述指標是DR發病的重要危險因素。在PDR中，視網膜損害刺激新生血管生長。新生血管生長對視網膜有害無益，可引起纖維增生，有時還可導致視網膜脫離。新生血管亦有可能長入玻璃體，引起玻璃體出血。與NPDR相比，PDR對視力的危害性更大，會導致嚴重視力下降甚至完全失明。弓欣等[7]通過回顧性分析136例合并有視網膜病變的糖尿病患者的臨床資料發現，患者是否合并糖尿病腎病、糖尿病周圍神經性疾病、病程長短、FPG水平、餐后2 h血糖水平、HbA1c、血壓水平、TC、TG、UAER、是否堅持鍛煉、是否堅持降血糖治療、血清肌酐、尿素氮水平等，均影響NPDR向PDR進展的過程。

目前，有關DR發病機制的研究重點已從常規生化指標檢測轉移到特殊的血清因子的檢測中。陳薇等[8]研究發現，維生素D、游離脂肪酸水平在DR患者中具有特異性表達。SAFI等[9]通過對比分析58例糖尿病未合并DR和67例糖尿病合并DR患者的血清視黃醇結合蛋白4、D-二聚體、血清載脂蛋白B及血清載脂蛋白A1比值等臨床資料，發現上述血清指標均能起到很好的早期篩查DR的作用。由于長期的高血糖、高血壓、缺氧刺激，PDR患者的特征性病理變化是視網膜表面新生蔓延微血管，隨著病程的進展，新生血管長入玻璃體中，而新生血管質地脆弱，容易破裂、出血、纖維化、最終產生牽拉性視網膜剝離，嚴重影響患者視力[10]。因此，PDR患者血清和血管新生有關的血清因子是該領域的研究重點。李若琳等[11]研究結果表明，在PDR患者的血清中，血管內皮生長因子均上升，這也為闡述PDR的發病機理提供新的方向。

作為一種多效能血清生長因子，TGF-β1在細胞外基質的產生和沉淀方面有著重要作用，其通過Smads蛋白將信號由細胞外傳導到細胞內，可以在細胞水平方面發揮其生物學效益，無論是誘導細胞凋亡、新生血管形成、胚胎形成、骨形成，還是調控細胞遷移、調節細胞周期、血細胞新生以及免疫應答，TGF-β1均發揮著重要的生理作用；在多種組織纖維化疾病、腫瘤產生、炎癥進展等方面，TGF-β1也與其密切先關[12]。KIM等[13]應用雙抗體夾心酶聯免疫吸附法檢測89例PDR患者的視網膜增生膜上面的TGF-β1受體Ⅱ，發現相比于DR患者，其表達水平上升，這意味著患者血清中的TGF-β1也有著較高的表達水平，說明TGF-β1能加速PDR患者視網膜上新生血管和增生膜的產生[14]。CTGF在人體多個器官都有表達，是一種多功能的分泌性多肽，由TGF-β通過Smads蛋白信號誘導表達，其在調節細胞增殖、分化、黏附爬行等細胞生物學活性方面均起著重要作用，并廣泛參與細胞組織的發育和分化、血管的新生、傷口修復愈合、纖維化性疾病、腫瘤的發生和發展、炎癥、骨細胞破壞和新生、雌性個體生殖系統發育等生理病理過程。CTGF的表達與糖尿病微血管病變有著重要聯系。WANG等[15]通過檢測糖尿病患者的尿液樣本發現，患者尿中CTGF水平異常升高，且患者尿蛋白水平越高，CTGF水平越高，這說明CTGF是診斷糖尿病和評估病情的重要指標。

既往文獻顯示，糖尿病患者病變是否累及眼部，與其血糖、血脂異常程度密切先關[2]。本研究結果顯示，在血清FPG和HbAlc的表達水平比較方面，PDR和NPDR組患者要高于對照組；在血清LDL-c表達水平方面，PDR組患者高于另外兩組研究對象，這說明較高水平的FPG、HbAlc和LDL-c是糖尿病患者發生增生性視網膜病變的重要危險因素。HUGENSCHMIDT等[16]通過長期跟蹤收集76例糖尿病患者的臨床資料，發現患者病程越長、胰島素治療越不規律，越容易并發DR。本研究中，PDR組患者平均病程長于另外NPDR組患者，這說明較長的病程亦是患者并發PDR的危險因素。PDR組血清TGF-β1和CTGF表達水平高于NPDR組和對照組，NPDR組和對照組在TGF-β1和CTGF表達水平方面差異無統計學意義，這很好地解釋了PDR發病與血清TGF-β1、CTGF表達水平上升的相關性。

綜上所述，PDR患者血清TGF-β1和CTGF表達水平較高，TGF-β1和CTGF是提示PDR發病的重要輔助指標。

[1]周楊琳,陳雪燕,陳雪藝.糖尿病視網膜病變患者相關生化指標測定及其預測意義[J].中國全科醫學,2014(15): 1715-1718.

[2]楊贊章,李靜,李志金.早期糖尿病視網膜病變發病機制中相關因子的研究進展[J].廣東醫學,2014(9): 1455-1457.

[3]張艷敏,張萌,蔣曉忠,等.甘油三酯對2型糖尿病患者新發非酒精性脂肪肝的預測價值[J].實用預防醫學,2015,22(4): 438-441.

[4]CHEW E Y,DAVIS M D,DANIS R P,et al.The effects of medical management on the progression of diabetic retinopathy in persons with type 2 diabetes,the action to control cardiovascular risk in diabetes (ACCORD) eye study[J].Ophthalmology,2014,121(12):2443-2451.

[5]楊宇,田敏,呂紅彬.糖尿病視網膜病變的治療進展[J].眼科新進展,2015,35(5): 497-500.

[6]FRANK R N.Systemic therapies for diabetic retinopathy: the accord eye study[J].Ophthalmology,2014,121(12): 2295-2296.

[7]弓欣,徐國興.糖尿病視網膜病變致病危險因子控制與藥物干預[J].國際眼科雜志,2014,14(12): 2165-2167.

[8]陳薇,童秀峰,黎安玲,等.不同分期糖尿病腎病患者血清游離脂肪酸、同型半胱氨酸和胱抑素C水平變化[J].微循環學雜志,2014(3): 38-41.

[9]SAFI S Z,QVIST R,KUMAR S,et al.Molecular mechanisms of diabetic retinopathy,general preventive strategies,and novel therapeutic targets[J].Biomed Research International,2014,2014(3): 801269.

[10]薛尚才,李惠榮,范勇,等.糖尿病視網膜病變眼軸軸長與中心視網膜厚度的相關性研究[J].眼科新進展,2014,34(3):253-256.

[11]李若琳,陳楠.血管內皮生長因子和結締組織生長因子在增生型糖尿病視網膜病變中的研究進展[J].臨床眼科雜志,2015,23(6): 573-576.

[12]單俊杰,袁志蘭,曹國平.血清中轉化生長因子2β1和bFGF水平與糖尿病視網膜病變關系的臨床研究[J].臨床眼科雜志,2014,22(1): 77-79.

[13]KIM Y J,KIM J G,LEE J Y,et al.Development and progression of diabetic retinopathy and associated risk factors in Korean patients with type 2 diabetes: the experience of a tertiary center[J].Journal of Korean Medical Science,2014,29(12):1699-1705.

[14]馬俊起.血管內皮生長因子基因多態性與2型糖尿病視網膜病變相關性的Meta分析[J].中國中醫眼科雜志,2015(1): 46-49.

[15]WANG B,WANG F,ZHANG Y,et al.Effects of RAS inhibitors on diabetic retinopathy: a systematic review and meta-analysis[J].Lancet Diabetes Endocrinology,2015,3(4): 263-274.

[16]HUGENSCHMIDT C E,LOVATO J F,AMBROSIUS W T,et al.The cross-sectional and longitudinal associations of diabetic retinopathy with cognitive function and brain MRI findings:the action to control cardiovascular risk in diabetes (ACCORD)trial[J].Diabetes Care,2014,37(12): 3244-3252.