糖尿病性干眼患者血清炎癥細胞因子的變化及意義

張瑋瓊 ，吳正正 ，接傳紅 ，李軍 ，嚴京

干眼是眼表疾病中最常見的一類，是指任何原因引起淚液的質和量的異常，或流體動力學異常，造成淚膜穩定性下降，并伴有各種眼部不適癥狀和（或）眼表組織病變[1]。隨著干眼病程的延長，逐漸影響正常工作和生活。糖尿病患者正在成為干眼的好發人群[2]。全國至少73.6%的糖尿病患者可出現眼部癥狀，其中，干眼是在糖尿病患者中高發的眼表疾病[3]。臨床觀察發現，糖尿病患者出現干眼癥狀較為普遍，并且易被忽視。

糖尿病是引起干眼的最常見原因之一，長期高血糖狀態可大大加重干眼癥狀。2型糖尿病患者在炎癥感染期間，體內的多種炎癥因子水平紊亂，損傷眼表，是加重干眼癥狀的主要因素。本研究通過測定糖尿病性干眼患者血清炎癥細胞因子白細胞介素-1β（interleukin-1β,IL-1β）及腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的變化，探討糖尿病性干眼是否與慢性微炎癥狀態有關。

1 對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為2016年4月—2016年12月在中國中醫科學院眼科醫院糖尿病眼病中心的就診者，參照下述標準對其是否患有干眼或糖尿病進行診斷，共納入被檢者80人（160只眼）。其中糖尿病性干眼者（糖尿病干眼組）20人（40只眼），男10人，女10人，年齡44～72歲，平均60.4歲，糖尿病病程0.5～21年；糖尿病無干眼者（糖尿病組）20人（40只眼），男 8人，女12人，年齡 47～79歲，平均 61.2歲，糖尿病病程4～30年；干眼無糖尿病者 （干眼組）20人（40 只眼），男 12人，女 8人，年齡 38～84歲，平均59.9歲；無糖尿病無干眼者（正常人組）20人（40只眼），男12人，女8人，年齡30～74歲，平均50.8歲。

糖尿病診斷標準 采用2016年美國糖尿病學會（American Diabetes Association,ADA）糖尿病醫學診療標準[4]：（1）具有典型癥狀，空腹≥7.0 mmol/L（126 mg/dl）或餐后血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）；（2）沒有典型癥狀，僅有上述血糖變化者，重復1次，仍達以上值者；（3）沒有典型癥狀，僅空腹血糖≥7.0 mmol/L （126 mg/dl） 或餐后血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）或糖耐量實驗（OGTT）2 h血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）者，具有高血糖典型癥狀或存在高血糖危象者，隨機血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）。

干眼的診斷標準 采用2013年干眼臨床診療專家共識[5]：（1）主觀癥狀：眼干、眼癢、異物感等；（2）淚膜穩定性弱，淚膜破裂時間<10 s為異常；（3）淚液分泌減少，淚液分泌實驗<10 mm/5 min為異常；（4）眼表損害，角膜熒光素染色點數≥0個為異常。排除其它原因的情況下，主觀癥狀兩項陽性，或主觀癥狀1項強陽性，同時淚膜破裂時間≤5 s，淚液分泌實驗≤5 mm/5 min，可診斷為干眼。

1.2 檢測指標及方法

血清IL-1β及TNF-α檢測 被檢者隔夜空腹10 h取靜脈全血5 ml，靜置2 h，3000 r/min離心15 min，分離血清，按照分組，將編號標記于EP管上，置于-20℃冰箱冷凍保存備用。用酶聯免疫吸附雙抗體夾心法試劑盒測定IL-1β、TNF-α濃度，用酶標儀吸光度值在450 nm波長下測定讀數，根據標準血清濃度吸光度值計算出樣本濃度。兩種試劑盒均由北京奇松生物科技有限公司提供，嚴格按照試劑盒說明書操作。

客觀散射指數的測量 客觀散射指數（objective scatter index,OSI）[6]是一種評估視覺質量的標準，反映了屈光介質的混濁程度，淚膜是唯一一層不斷變化的光學介質，干眼患者的OSI變化更早、變異幅度更大，通過對客觀散射指數的檢查，可得出具體的量化數據。OSI值越大，表示淚膜不穩定性越大。本課題使用雙通道視覺質量分析系統（optical quality analysissystemⅡ,OQASTMⅡ）（西班牙 Visiometrics公司）測出OSI值。

1.3 統計學方法

采用SPSS19.0統計學軟件對數據進行統計學分析。計量資料的原始數據或對數轉換后的數據經正態性檢驗符合正態性分布，以xˉ±s表示。組間各指標比較采用單因素方差分析，兩兩比較比較采用LSD法。糖尿病性干眼者OSI與血清炎癥細胞因子濃度相關性采用Pearson相關性分析，并建立線性回歸方程。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 各組血清IL-1β、TNF-α濃度水平及OSI結果

糖尿病性干眼組、糖尿病組、干眼組的血清IL-1β、TNF-α， 以及 OSI均明顯高于正常人組 （P＜0.05），具體見表 1。

表1 各組被檢者血清TNF-α、IL-1β 濃度水平與OSI值比較（xˉ±s）

2.2 糖尿病性干眼OSI值與血清 IL-1β、TNF-α水平的關系

糖尿病性干眼者的OSI值與血清IL-1β呈正相關（r=0.771，R2=0.594，P<0.001），與血清 TNF-α 亦呈正相關（r=0.762，R2=0.581，P<0.001）（圖 1）。得到的回 歸 方 程 分 別 為 ：OSI=0.541+0.032 ×IL-1β （F=70.330，P ＜0.001）；OSI=-1.994+0.083 ×TNF-α （F=23.878，P=0.001）。

正常人組的血清IL-1β、TNF-α濃度與OSI均無明顯相關性（圖1）。

圖1 散點圖。1A.OSI值與血清 IL-1β濃度；1B.OSI值與血清TNF-α 濃度 OSI：客觀散射指數 IL-1β：白細胞介素-1β TNF-α：腫瘤壞死因子-α

3 討論

干眼的發生機制較復雜，炎癥、細胞凋亡及性激素水平的改變等均可引起干眼的發生。糖尿病患者高血糖狀態通過炎癥因子，可以導致干眼的發生并加重干眼癥狀。隨著分子生物學的發展，人們對于干眼的發病機制有更深刻的認識，在臨床采集分析中[7]，發現干眼患者的淚液中TNF-α和IL-1β等炎癥細胞因子的濃度明顯高于健康人群[8]，與角膜上皮的受損程度呈正相關，這與我們此次的實驗結果相一致。

3.1 IL-1β在糖尿病性干眼發病機制中的作用

細胞因子具有調節細胞功能的作用，是由淋巴細胞、巨噬細胞等免疫細胞產生。細胞因子中的促炎癥性因子，可以介導炎癥反應，主要指腫瘤壞死因子、白細胞介素等。白細胞介素-1（IL-1）來自于淋巴細胞和單核細胞，能夠始動炎癥的級聯反應，而IL-1β是IL-1的基因編碼亞型之一，是IL-1的主要活性形式，也是一種特異性的促炎癥細胞因子[9]，可以對神經遞質的釋放進行下調，阻礙神經對腺體的調控。IL-1β不僅作為內生性致熱源參與炎癥反應，而且能夠通過誘導環氧化酶2、IL-6等其他因子的表達，加劇炎癥反應。IL-1β還參與免疫調節作用，誘導其他細胞因子的表達，加重炎癥反應。此外，IL-1β能夠與胰島β細胞受體相結合，使胰島β細胞產生大量的一氧化氮而凋亡，加速糖尿病進程，發展為糖尿病視網膜病變[10]。大量IL-1β還可以刺激胰島β細胞表達Fas-mRNA，這種mRNA與由T淋巴細胞表達的配體相結合，導致β細胞凋亡[11]。

3.2 TNF-α在糖尿病性干眼發病機制中的作用

TNF-α是一種細胞激動劑，由單核巨噬細胞分泌，也是一種重要的炎癥相關因子[12]。全身的炎癥反應都有TNF-α的參與，它是一種內源性的致熱源，引起細胞的凋亡，其不僅本身是一種重要的炎癥介質，還可以促進其他炎性介質的作用[13]。TNF-α能結合內皮細胞來增加過氧化物陰離子的生成，進而增加IL-1等其他炎癥因子的表達，炎癥反應的同時，活化中性粒細胞，調控炎癥細胞的遷移，造成局部炎癥反應的發生[14]。TNF-α可以通過增加淚腺組織中的膠原酶和基質金屬蛋白酶Ⅱ來破壞腺泡的結構；與此同時，TNF-α激活淋巴細胞，介導細胞與體液免疫，誘發炎癥發生，產生更多的包括TNF-α在內的炎癥因子，形成惡性循環，使眼部的慢性炎癥持續擴散[15]。TNF-α參與胰島素抵抗的發生，加快糖尿病和糖尿病并發癥的發展[16]。

3.3 IL-1β和TNF-α在糖尿病性干眼發病過程中的相互作用

淚膜和結膜上皮細胞中存在高濃度的炎癥因子（IL-1、IL-6、TNF-α 等）， 其中 IL-1 和 TNF-α 對角膜和結膜上皮細胞有正性調節作用。在結膜鱗狀上皮化生中，上皮細胞的異常分化和杯狀細胞密度逐漸減少，與分化相關的抗原表達也開始減少。IL-1β和TNF-α的濃度與結膜鱗狀上皮化生程度顯著相關[17]。雖然糖尿病患者干眼的病因學尚未明確，但已經有證據支持炎性因子存在于各種類型干眼的假設。選擇IL-1β和TNF-α是因為它們是刺激細胞產生的其他因子放大炎癥反應的第一批細胞因子，且二者有協同作用[18]。在炎癥反應過程中，它們不僅各自可以介導炎癥反應，而且二者均能夠激活淋巴細胞，發動體液免疫和細胞免疫兩大免疫系統，同時因為本身的內源性致熱源，更加擴大了炎癥反應的規模，產生更多的炎癥因子，如此反復，炎癥反應持續存在且不斷發展[19]。二者通過介導炎癥反應的信號轉導，導致胰島素靶細胞發生選擇性功能失調，阻止胰島素的信號轉導，加重糖尿病的發生。動物模型實驗表明，環境壓力刺激眼表上皮細胞產生炎性細胞因子（如IL-1β和TNF-α），并激活增殖蛋白激酶信號通路[20]。另一項研究表明高滲狀態的淚液刺激角膜和結膜上皮細胞，并釋放促炎因子[21]。

本研究發現糖尿病性干眼組、糖尿病組、干眼組的IL-1β和TNF-α的血清濃度明顯高于正常組，并且在糖尿病性干眼中，兩項炎癥細胞因子的血清濃度與視覺質量呈正相關。這說明TNF-α和IL-1β作為炎癥因子參與了干眼以及糖尿病的發生和發展過程，在糖尿病性干眼的發病機制中起重要作用。本研究對IL-1β和TNF-α濃度的測定，對糖尿病性干眼的早期診斷提供一定的依據和思路，可及早發現糖尿病合并干眼患者，治療方面，提醒臨床醫生不僅要積極控制血糖，而且要改善微炎癥狀態，有助于改善患者眼表情況，降低干眼發生率。

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