白細胞介素—37在增殖性糖尿病視網膜病變中的表達的研究

李君君　張奕霞

[摘要] 目的 探討IL-37是否在玻璃體中表達以及在增殖性糖尿病視網膜病患者血清及玻璃體中的表達情況。 方法 選取2016年12月～2017年11月在石河子大學醫學院第一附屬醫院眼科確診為增殖性糖尿病視網膜病變且需行玻璃體切除手術治療的患者30例30只眼作為PDR組，確診為非糖尿病視網膜病（如：特發性黃斑裂孔、原發性視網膜脫離等）非糖尿病且需行玻璃體切除手術治療的患者30例30只眼作為對照組，分別留取兩組研究對象的血清及玻璃體標本，用酶聯免疫吸附測定法測定標本中IL-37的表達量。對一般臨床資料及標本中IL-37表達量的測量結果行統計學分析。 結果 ①兩組研究對象一般臨床資料行組間分析：性別、年齡、淋巴細胞計數（L）差異無統計學意義（P>0.05），FBG、WBC、N、NLR均具有統計學差異（P<0.05）；②PDR組與對照組患者的血清及玻璃體中均可檢測到IL-37的表達；③PDR組患者的血清中IL-37的表達量高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）；④PDR組患者的玻璃體中IL-37的表達量高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）；⑤PDR組、對照組患者玻璃體中IL-37的表達量高于其血液中IL-37的表達量。 結論 ①IL-37在玻璃體中有表達；②IL-37可能參與了糖尿病視網膜病變的發病。

[關鍵詞] 白細胞介素-37；糖尿病視網膜病變；增殖性糖尿病視網膜病變；血清；玻璃體

[中圖分類號] R598.7 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2018）16-0056-04

[Abstract] Objective To investigate whether IL-37 is expressed in the vitreous and in the serum and vitreous of patients with proliferative diabetic retinopathy. Methods Thirty patients（30 eyes） who were diagnosed with proliferative diabetic retinopathy and required vitrectomy in the Department of Ophthalmology at the First Affiliated Hospital of Medical College in Shihezi University from December 2016 to November 2017 were selected as the case group. 30 patients（30 eyes） diabetic retinopathy （such as： idiopathic macular hole， primary retinal detachment， etc.） non-diabetic patients requiring vitrectomy surgery were chosen as a control group， serum and vitreous body were taken from two groups of subjects Specimens were assayed by enzyme-linked immunosorbent assay for IL-37 expression. A statistical analysis of the general clinical data and measurements of IL-37 expression in the specimens was performed. Results ①There was no significant difference in gender， age， and L between the two groups（P>0.05）. There were statistical differences between FBG， WBC， N， and NLR（P<0.05）.②The expression of IL-37 can be detected in serum and vitreous of patients with proliferative diabetic retinopathy and control group； ③The expression of IL-37 in serum of patients with proliferative diabetic retinopathy is higher than that of control group. The serum levels of IL-37 in the patients showed significant differences between the groups（P<0.05）； ④The amount of IL-37 in the vitreous of the patients with proliferative diabetic retinopathy was higher than that of the control group. The expression of IL-37 was significantly different between the groups（P<0.05）. ⑤The expression of IL-37 in the vitreous of the proliferative diabetic retinopathy group and the control group was higher than that of the amount of expression the IL-37 in the blood. Conclusion ①IL-37 is expressed in the vitreous body； ②IL-37 may be involved in the pathogenesis of diabetic retinopathy.

[Key words] Interleukin-37； Diabetic retinopathy； Proliferative diabetic retinopathy； Serum； Vitreous body

我國人群糖尿病患病率一直呈現不斷增長的趨勢[1，2]，對人群健康和疾病負擔產生了重要影響[3，4]。糖尿病視網膜病變（diabetic retinopathy，DR）作為糖尿病性微血管病變之一，已經成為中老年人群致盲的主要原因[5]，因此深入研究其發病機制尤為必要。現在普遍認同DR是一種多因素交叉反應的協同作用結果，參與其發病機制的因子有很多，其中白細胞介素就是其中之一。IL-37作為白細胞介素-1家族的新成員，是否也參與其中，本研究將通過測定增殖性糖尿病視網膜病（non diabetic retinopathy，PDR）患者的血清及玻璃體中的IL-37的含量，揭示其是否參與DR的發病，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2016年12月～2017年11月在我科住院行玻璃體切割手術的患者60例60只眼納入本研究。其中，PDR組患者男14例，女16例，共30例30只眼，中位年齡為53.50歲；非糖尿病視網膜病（如：特發性黃斑裂孔、原發性視網膜脫離等）非糖尿病患者男12例，女18例，共30例30只眼作為對照組，中位年齡58.00歲。兩組研究對象在性別比例、平均年齡上比較，差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。上述患者診斷均依據世界衛生組織診斷標準。兩組患者均符合2型糖尿病診斷標準及2002年糖尿病性視網膜病變新的國際臨床分級標準。排除標準：①合并有心血管、腎臟、呼吸系統、消化系統、血液系統、免疫系統等嚴重原發性疾病者；②近1個月受外傷或行手術治療者；③妊娠、哺乳期婦女；④肥胖者；⑤精神病者。

1.2 標本采集

收集兩組研究對象的玻璃體及血清標本（獲取患者知情同意）。玻璃體標本的收集：研究對象行玻璃體切除手術時，在未打開灌注管開關前，用5 mL注射器無菌狀態直接抽取液化的玻璃體0.1～0.3 mL，并將玻璃體標本移入1.5 mL Eppendorf管，置于-80℃冰箱保存待測；血清標本的收集：采集血液標本前，禁食水8 h，注意休息，避免熬夜、酗酒、過度勞累；采集血液標本時，采用肘正中靜脈采血法，采集管選用添加有分離膠的真空采血管，血液標本靜置后以4000 r/min，離心3 min，將上清液移入1.5 mL Eppendorf管，置于-80℃冰箱保存待測；血常規檢驗項目標本采集后常規送檢驗科檢驗。

1.3 試驗方法

使用夾心酶聯免疫吸附測定法（ELISA）按照產品說明檢測血清及玻璃體標本內IL-37的水平（Human IL-37 ELISA試劑盒購自武漢博士德公司，最低檢測濃度為<1 pg/mL）；使用酶標儀（型號：Bio-Rad伯樂xMark）在450 nm檢測各孔的吸光度（A）值，減去TMB空白顯色孔，然后以標準品濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標繪制標準曲線，計算血清及玻璃體液中IL-37的水平。

1.4 統計學方法

采用統計分析軟件SPSS20.0對表達結果進行統計學處理。所得數據計量資料呈偏態分布，以中位數和四分位數間距表示[M（P25，P75）]，組間比較用非參數檢驗，所有統計檢驗均為雙側概率檢驗，P<0.05為有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組一般資料比較

兩組研究對象的一般臨床資料行組間比較，發現兩組條件對象在性別構成比、平均年齡及中性粒細胞計數方面差異無統計學意義（P>0.05）；空腹血糖（FBG）（P=0.009）、白細胞計數（WBC）（P=0.045）、中性粒細胞計數（N）（P=0.012）、中性粒淋巴細胞比值（NLR）（P=0.013）差異均具有統計學意義（P<0.05）。見表1。

2.2 兩組血清及玻璃體中IL-37的含量比較

PDR組患者的血清中IL-37的含量的中位數為7.52（5.28，10.37）pg/mL，對照組患者的血清中IL-37的含量的中位數為4.34（2.76，7.52）pg/mL，組間比較差異有統計學意義（P<0.05）；PDR組患者的玻璃體中IL-37的含量的中位數為12.28（8.59，17.18）pg/mL，對照組患者的玻璃體中IL-37的含量的中位數為6.81（4.69，10.61）pg/mL，組間比較差異有統計學意義（P<0.05）。見表2。

3 討論

該研究中，兩組患者的一般情況比較，PDR組患者與對照組患者的空腹血糖、白細胞計數、中性粒細胞計數、NLR指標具有統計學差異（P<0.05）。造成差異的原因可能為：因PDR組入選患者均患有2型糖尿病，而對照組入選患者均排除2型糖尿病，故PDR組患者空腹血糖水平具有高于對照組；2型糖尿病是一種自然免疫和低度炎癥反應性疾病[6]，故PDR組患者外周血清中的白細胞及中性粒細胞均可較對照組患者升高，且中性粒細胞較白細胞更為敏感[7]；此外，已有研究[8]指出，DR患者的外周血清中的白細胞計數較正常人升高，且與DR的嚴重程度相關；同時也有研究[8，9]表明，PDR患者的NLR較NPDR患者的升高，表明NLR與DR的發生發展及嚴重程度相關，是一種方便又廉價的炎癥指標。

白細胞介素-1家族的新成員IL-37作為一種新型抗炎因子、一種天然的免疫應答抑制物[10]，在人類淋巴結、胸腺、骨髓、肺等器官及組織中均有表達[11-13]，目前已有大量文獻報道其在動脈粥樣硬化[14]、慢性腎臟疾病[15]、肺炎[16]、白塞氏病[17]等多種疾病中均發揮了抗炎及免疫應答抑制作用。本研究中，PDR組及對照組患者的血清及玻璃體中均檢測到IL-37的表達，提示IL-37在血清及玻璃體中均有表達；且PDR組患者的血清及玻璃體中IL-37的含量均高于對照組患者，提示IL-37可能參與了DR的發病過程。

IL-37共分為IL-37a-e 5個剪切異構體，IL-37b是其最大的異構體，也是其最主要的亞型，通常以前體的形式產生，經caspase-l（半胱氨酸蛋白酶-1）處理后成為成熟體[18]，這方面和IL-1β、IL-18相似。IL-37b與IL-18有兩個共同的保守氨基酸（Glu-35和Lys-124），IL-18與IL-18Rα或IL-18結合蛋白（IL-18-binding protein，IL-18BP）結合時需要這兩個氨基酸的參與。IL-18與IL-18Rα結合參與γ干擾素（Interferon γ，INF-γ）的產生[19，20]，IL-18BP是IL-18天然的拮抗劑，IL-37b可與IL-18BP結合，抑制IL-18的活性，進而抑制IFN-γ的產生[20]。IFN-γ具有增強抗原提呈、活化淋巴細胞、巨噬細胞并促進其釋放炎性因子，協同其他致炎因子促進局部炎性反應的作用，因此IL-37可能通過抑制IFN-γ產生在DR的發病過程中發揮抑制炎癥反應的作用[21，22]。

該研究中，PDR患者的血清中IL-37的含量明顯高于對照組患者，在洪寶建等[23]的研究中，2型糖尿病患者血清中IL-37水平略高于對照組，雖然無統計學差異，但仍可提示IL-37在2型糖尿病炎癥的調節中可能起一定的作用。結合該研究結果，也可能提示IL-37的表達量隨著糖尿病患者病情的發展而逐漸升高。該研究中，PDR患者的玻璃體中IL-37的含量高于對照組，與Zhao Mengmeng等[24]的研究結果相似，提示IL-37參與DR的發病機制。DR早期，由于糖尿病患者體內長期慢性高血糖狀態，引起代謝紊亂及糖毒作用，致使微血管周細胞丟失、內皮細胞破壞、基底膜增厚，血管內外氧交換障礙，導致視網膜廣泛缺氧，從而刺激微血管瘤及新生血管的形成。周夢晨等[25]研究表明，在缺氧環境中IL-37作為固有免疫調節因子，可以通過抑制細胞凋亡，炎性因子IL-6和CXCL2的表達，抑制局部的過度炎癥反應，因而IL-37在DR的發病機制中可能發揮保護作用。同時，DR的一個重要發病機制為毛細血管的內皮細胞及周細胞在氧化應激的條件下因超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）的保護作用下降而遭到破壞，而研究[26]表明，過表達IL-37可使細胞活力明顯升高，減輕細胞由于氧化應激造成的損傷，因而IL-37在PDR期升高可能與此有關，可能發揮保護毛細血管內皮細胞及周細胞的作用。另一方面，IL-37可以刺激類似血管的結構形成[24]，PDR期大量新生血管生成，可能導致了IL-37的表達升高。

此外，該研究結果顯示，PDR期玻璃體中IL-37的含量高于血清中的IL-37含量。分析其原因可能是：血眼屏障中的血-視網膜屏障是存在于視網膜組織和血液循環之間具有選擇通透性的結構，由內屏障和外屏障組成，內屏障位于視網膜毛細血管，外屏障位于視網膜色素上皮，糖尿病患者的血-視網膜屏障受損后，出現了糖尿病視網膜病變[27]，對于PDR期的患者，其血-視網膜屏障已被嚴重破壞，所以此時血清中的IL-37可以透過視網膜色素上皮進入眼內，到達玻璃體中，同時視網膜新生血管破裂出血后導致玻璃體積血，IL-37也由此進入玻璃體中，而原本玻璃體中就表達有一部分IL-37，故玻璃體中IL-37的含量高于血清中IL-37的含量。

綜上所述，通過此次研究我們可以證實IL-37在玻璃體中有表達，且血清及玻璃體中的IL-37在PDR期表達增多，揭示IL-37可能參與了糖尿病視網膜病的發病，為進一步研究打下基礎，為防治糖尿病視網膜病提供新的思路。但此次研究由于獲取玻璃體標本的局限性僅限于對處于增殖性糖尿病視網膜病變期的患者的研究，且研究樣本量較少，今后仍需進行更全面、樣本量更大的研究，最好能在轉基因小鼠上實現研究，對其確切機制進行更深層次的探索。

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（收稿日期：2018-02-21）