血清irisin與chemerin在非肥胖型初診2型糖尿病患者中的變化

王亞楠 范志宏 羅 靜 丁明輝 武少華 景田濤 張曉艷

糖尿病及其對(duì)眼、腎、神經(jīng)、心臟、血管所造成的損害引起的各種并發(fā)癥已成為患者致殘及早亡的主要原因，也為家庭及國(guó)家?guī)?lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。早期識(shí)別和干預(yù)在延遲和(或)預(yù)防2型糖尿病(T2DM)進(jìn)展方面是至關(guān)重要的一步，需進(jìn)行深入的探索。近年來(lái)大量研究表明，肌肉及脂肪組織所分泌的多種細(xì)胞因子，與機(jī)體代謝平衡及胰島素抵抗(IR)間存在密切關(guān)聯(lián)，細(xì)胞因子irisin、chemerin就是其中的兩種。目前關(guān)于irisin、chemerin與初診2型糖尿病之間的研究較少。本研究旨在檢測(cè)血清irisin、chemerin水平在初診T2DM患者體內(nèi)的變化情況，以探討兩者之間的相關(guān)性及其與胰島素抵抗的關(guān)系，為irisin、chemerin參與糖尿病的早期診斷與治療做初步探索。

對(duì)象與方法

1.研究對(duì)象：選取2018年3～8月就診于山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院內(nèi)分泌科，經(jīng)OGTT實(shí)驗(yàn)(75g 無(wú)水葡萄糖)確診的初診2型糖尿病患者(T2DM組)50例,其中，男性25例，女性25例，患者平均年齡50.40±11.47歲；同期納入筆者醫(yī)院體檢中心與其年齡、性別相匹配的正常糖耐量者(NGT組)50例，其中，男性25例，女性25例，患者平均年齡50.88±11.58歲。T2DM患者均符合1999年WHO糖尿病診斷及分型標(biāo)準(zhǔn)。各組均符合以下排除標(biāo)準(zhǔn)：肥胖(體重指數(shù)BMI≥28kg/m2)、院外曾予以降糖治療的患者、其他類型糖尿病、糖尿病合并急性并發(fā)癥、急慢性感染、心腦血管疾病、惡性腫瘤、妊娠、甲狀腺疾病、嚴(yán)重肝、腎功能不全、應(yīng)激狀態(tài)等。

2.研究方法：一般臨床資料的采集：記錄所有受試者的性別、年齡、身高、體重、收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)。生化檢測(cè)指標(biāo)的測(cè)定：所有研究對(duì)象均過(guò)夜空腹8h以上，于次日清晨抽取靜脈血，即刻3000r/min 離心5min 后留取血清，-70℃ 低溫冰箱保存，待測(cè)；葡萄糖氧化酶法測(cè)定空腹血糖(FPG)和餐后2h血糖(2h PG)，放射免疫法測(cè)定空腹胰島素(FINS)，高效液相色譜法測(cè)定糖化血紅蛋白(HbA1c)，全自動(dòng)生化儀測(cè)定總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)，酶聯(lián)免疫分析法(ELISA)測(cè)定血清irisin和chemerin。計(jì)算體重指數(shù)(BMI)=體質(zhì)量(kg)/身高2(m2)；胰島β細(xì)胞功能指數(shù)(HOMA-β)=FINS×20/(FPG-3.5)；穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)=FPG×FINS/22.5。

結(jié) 果

1.兩組間基本臨床資料比較：兩組間的性別、年齡、BMI、SBP、DBP、HOMA-β、TC水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，T2DM組的FPG、2h PG、FINS、HbA1c、HOMA-IR、TG、LDL-C水平均明顯高于NGT組(P<0.05或P<0.01)，HDL-C水平明顯低于NGT組(P<0.05,表1)。

表1 兩組一般臨床觀察指標(biāo)的比較或M(Q25,Q75)]

與NGT組比較，*P<0.05，**P<0.01

2.兩組間血清irisin、chemerin水平比較： T2DM組的血清irisin水平明顯低于NGT組(3.34±0.59μg/ml vs 3.99±0.71μg/ml，P<0.01)；chemerin水平明顯高于NGT組[237.77(200.74, 279.95)ng/ml vs 120.08(99.64, 136.82)ng/ml，P<0.01]。

表2 兩組間血清irisin、chemerin的水平比較或M(Q25,Q75)]

與NGT組比較，*P<0.01

3.irisin、chemerin與相關(guān)指標(biāo)的Spearman相關(guān)分析(表3)：Spearman相關(guān)分析顯示，irisin與FPG、2h PG、HbA1c、FINS、HOMA-IR呈負(fù)相關(guān)，與HDL-C呈正相關(guān)；chemerin與FPG、2h PG、HbA1c、FINS、HOMA-IR、LDL-C、TG呈正相關(guān)，與HDL-C呈負(fù)相關(guān)；irisin與chemerin呈負(fù)相關(guān)。

表3 irisin、chemerin與其他指標(biāo)的相關(guān)性分析

4.多元逐步回歸分析血清irisin、chemerin的影響因素：分別以血清irisin、chemerin為因變量，以年齡、BMI、FPG、2h PG、FINS、HbA1c、HOMA-IR、HOMA-β、TG、TC、LDL-C、HDL-C、SBP、DBP為自變量，行多元逐步回歸分析，結(jié)果顯示2h PG、HDL-C是血清irisin水平的獨(dú)立影響因素(P<0.01或P<0.05)，回歸方程為Y=3.812-0.052X1+0.292X2(X1=2h PG，X2=HDL-C)。2h PG、HOMA-IR、TG是血清chemerin水平的獨(dú)立影響因素(P<0.01或P<0.05)，回歸方程為Y=27.698+10.880X1+4.532X2+18.114X3(X1=2h PG，X2=HOMA-IR，X3=TG)。在初診T2DM患者中，多元逐步回歸分析結(jié)果顯示，F(xiàn)INS是血清chemerin的獨(dú)立影響因素(P<0.05)，回歸方程為Y=222.049+1.119X1(X1=FINS)，而在NGT人群中這種關(guān)系則不存在。

5.糖尿病相關(guān)因素的Logistic回歸分析(表4)：以是否存在糖代謝異常為因變量，行二分類Logistic回歸分析結(jié)果顯示，血清irisin是影響糖代謝的保護(hù)因素(OR=0.265, 95% CI:0.126～0.556,P<0.01)，血清chemerin是影響糖代謝的危險(xiǎn)因素(OR=1.088, 95% CI:1.047～1.131,P<0.01)。校正年齡、BMI為混雜因素后，差異仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表4 irisin、chemerin的Logistic回歸分析

討 論

肥胖癥及其相關(guān)病癥，包括胰島素抵抗(IR)和2型糖尿病正在全球范圍內(nèi)增加，研究表明脂肪組織可以分泌大量對(duì)胰島素敏感度和代謝有正負(fù)作用的脂肪因子，對(duì)這些脂肪因子作用及其機(jī)制的研究有可能成為開(kāi)發(fā)新型糖尿病治療藥物的潛在靶點(diǎn)。

irisin是一種主要由脂肪和肌肉組織分泌的肽，在體育鍛煉或寒冷刺激下，受過(guò)氧化物酶體增殖受體γ輔助激活因子α(PGC-1α)調(diào)控，由Ⅲ型纖連蛋白域蛋白5(FNDC5)裂解而成[1]。Duan等[2]研究發(fā)現(xiàn)，給糖尿病小鼠模型腹腔注射不同濃度的重組irisin后，小鼠的血糖均顯著降低，其中1.0mg/kg為降低血糖的最佳劑量，且與對(duì)照組(0.9%NaCl處理的糖尿病小鼠)比較，經(jīng)1.0mg/kg irisin注射治療后，糖尿病小鼠口服葡萄糖耐量明顯提高，血清胰島素含量顯著升高，能量及代謝相關(guān)基因表達(dá)亦顯著增加；提示irisin通過(guò)誘導(dǎo)能量和代謝基因的表達(dá)，可在一定程度上降低胰島素缺乏型糖尿病小鼠的血糖水平。Bostrom等[1]將表達(dá)FNDC5的腺病毒轉(zhuǎn)染至通過(guò)喂食高脂肪飲食而變得肥胖和IR的小鼠體內(nèi)后，也發(fā)現(xiàn)能量消耗增加，體重下降，葡萄糖耐量提高，空腹胰島素減少。這些實(shí)驗(yàn)表明irisin可改善IR。目前研究表明，irisin改善IR的可能機(jī)制有轉(zhuǎn)化白色脂肪組織為棕色脂肪組織，促進(jìn)骨骼肌和心臟葡萄糖攝取，改善肝臟糖脂代謝及促進(jìn)胰島β細(xì)胞再生等[3]。

本研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，初診T2DM組的血清irisin水平顯著下降，這與以往研究結(jié)果一致[4,5]。Spearman相關(guān)分析顯示，血清irisin水平和FPG、2h PG、HbA1c、FINS、HOMA-IR呈負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步行多元逐步回歸分析顯示2h PG是irisin的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，提示irisin與糖尿病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，且下降水平可能受血糖高低影響。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，irisin與BMI之間無(wú)顯著相關(guān)性，而既往研究中關(guān)于irisin與BMI之間的關(guān)系存在爭(zhēng)議，可能歸因于研究中分析的不同人群，因?yàn)橛行┓逝终呖赡芑加写x性疾病，而本實(shí)驗(yàn)納入人群中并不含肥胖患者(BMI≥28kg/m2)[4,6～9]。

2007 年Bozaoglu 等發(fā)現(xiàn)脂肪組織高表達(dá)Chemerin，其作為無(wú)活性的相對(duì)分子質(zhì)量為18000的前體蛋白pro-chemerin被分泌，通過(guò)凝血、纖溶和炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)的纖溶酶、羧肽酶、絲氨酸蛋白酶水解去除羧基端氨基酸，形成相對(duì)分子質(zhì)量為16000的具有生物活性的chemerin[10]。目前許多研究已將其與糖脂代謝、IR及各種炎性標(biāo)志物疾病聯(lián)系起來(lái)。有研究用腺病毒介導(dǎo)的短發(fā)夾RNA敲除成熟脂肪細(xì)胞中的趨化因子表達(dá)，導(dǎo)致葡萄糖穩(wěn)態(tài)和IR發(fā)病機(jī)制中重要的表達(dá)基因減少，提示chemerin可能間接參與IR[11]。給予外源性chemerin可加重肥胖/糖尿病小鼠葡萄糖不耐受，降低血清胰島素水平，并降低組織葡萄糖攝取，但對(duì)血糖正常小鼠的葡萄糖耐量、胰島素水平以及組織葡糖糖攝取則無(wú)明顯影響，表明chemerin可能是通過(guò)降低血清胰島素水平和組織中葡萄糖攝取來(lái)加重葡萄糖不耐受[10]。

有研究表明，在男性人群中，T2DM患者與NGT對(duì)比，其血清chemerin水平是升高的[12]。另一項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)對(duì)照組和T2DM女性受試者之間的chemrin水平?jīng)]有差異，而T2DM男性受試者的血清chemerin水平顯著低于對(duì)照組[13]。也有研究發(fā)現(xiàn)T2DM患者與NGT患者之間的chemerin水平比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[14]。這些研究結(jié)果的不同可能是由研究群體內(nèi)糖尿病患者病程長(zhǎng)短不同、治療差異、地區(qū)差異而引起。本研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，初診T2DM的血清chemerin水平是升高的。相關(guān)分析顯示chemerin水平與FPG、2h PG、HbA1c、FINS、HOMA-IR呈正相關(guān)，多元逐步回歸分析顯示，2hPG、HOMA-IR是血清chemerin的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，提示血清chemerin與IR可能存在一定關(guān)聯(lián)，并受糖代謝的影響。進(jìn)一步研究初診T2DM，多元回歸分析顯示FINS是這類人群中血清chemerin的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，即隨著FINS的增加，chemerin水平亦增加，考慮因2型糖尿病的始發(fā)因素為IR而非胰島素絕對(duì)缺乏，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生更多的胰島素來(lái)保證自身正常糖代謝，進(jìn)而可能會(huì)應(yīng)激性產(chǎn)生更多的chemerin來(lái)降低血清胰島素水平。

糖尿病患者較血糖正常者動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生率高，病情進(jìn)展快，而LDL-C是最重要的致粥樣硬化因子，HDL-C則可以通過(guò)膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制清除動(dòng)脈壁的膽固醇、防止動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。有實(shí)驗(yàn)顯示，irisin使脂肪細(xì)胞中脂質(zhì)積累減少[15]；chemerin與內(nèi)臟脂肪組織呈正相關(guān)，無(wú)論在糖尿病還是非糖尿病人群[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，初診T2DM組的LDL-C、TG均明顯高于NGT組，HDL-C水平明顯低于NGT組；Spearman相關(guān)分析顯示，irisin與HDL-C呈正相關(guān)；chemerin與LDL-C、TG呈正相關(guān)，與HDL-C呈負(fù)相關(guān),提示irisin、chemerin可能參與糖尿病患者的脂代謝調(diào)節(jié)，進(jìn)而在糖尿病大血管并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于irisin及chemerin在同一疾病中的研究報(bào)道少見(jiàn)。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，irisin是影響糖代謝的保護(hù)因素，而chemerin則為影響糖代謝的危險(xiǎn)因素，且Spearman相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，irisin與chemerin呈負(fù)相關(guān)，這提示irisin與chemerin可能共同參與2型糖尿病的發(fā)展，并在2型糖尿病時(shí)存在相互作用。但相關(guān)機(jī)制尚不明確，需要進(jìn)一步研究。

綜上所述，本研究觀察了初診T2DM患者血清irisin、chemerin與正常糖耐量對(duì)照者之間的變化，并分析了其與糖脂代謝指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系。然而本研究也存在一定不足，樣本量較少，未納入運(yùn)動(dòng)因素、肥胖差異等不同分組對(duì)脂肪因子水平產(chǎn)生的影響，可能會(huì)對(duì)研究結(jié)果造成偏差，因此，希望以后能通過(guò)更大樣本量的研究進(jìn)行深入地探討。