白細胞介素-22在2型糖尿病患者外周血中的表達及意義

錢 瑤,薛君力,曾姣娥

糖尿病(diabetes mellitus,DM)已達到全球流行水平，2010年有2.85億人受到影響，預計到2030年將影響到4.4億成年人[1]。在所有糖尿病病例中，2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)占近90%。T2DM的特征是胰腺β細胞功能失調和胰島素抵抗，除了肥胖、高血壓和血脂異常等傳統的危險因素外，慢性低度炎性反應也是T2DM發病的主要機制[2-3]。白細胞介素-22(interleukin-22,IL-22)是IL-10家族中的一員，近年來，IL-22被認為是具有促炎及抗炎雙重作用的細胞因子，它與2型糖尿病及其并發癥的發生密切相關[4]。白細胞介素-22結合蛋白(interleukin-22 binding protein,IL-22BP)是Dumoutier et al[5]在2000年新發現并命名的一種受體蛋白, 它屬于II型細胞因子受體，與IL-22的表達緊密相關, 但IL-22BP在T2DM中表達和作用情況以及與IL-22的表達變化是否相關等仍不清楚。該研究通過觀察T2DM患者外周血中IL-22、IL-22BP水平的變化，探討其在T2DM發生發展中的臨床意義。

1 材料與方法

1.1 研究對象選取2017年9月～2018年9月在華中科技大學同濟醫學院附屬荊州醫院內分泌科住院部收治的T2DM患者90例作為T2DM組研究對象，年齡26～70(52.58±9.13)歲，其中男52例，女38例，病程1～20 年，糖化血紅蛋白7%～11%，治療方案為口服藥物、經皮胰島素注射或者口服藥物聯合經皮胰島素注射治療。T2DM組患者納入標準為符合1999 年世界衛生組織(WHO)糖尿病診斷及分型標準，糖尿病慢性并發癥的診斷標準參照《2017 年版中國2型糖尿病防治指南》。排除標準：1型糖尿病及特殊類型糖尿病；糖尿病急性并發癥；孕婦及兒童；高血壓及其他心腦血管疾病；自身免疫性疾病；腫瘤；肝炎、肝硬化、肺結核病史；心肝腎功能不全；各種急、慢性感染，最近1個月接受過抗炎藥物，3個月內接受過免疫抑制或免疫調節藥物。另選取來醫院體檢中心體檢者40例作為對照組，年齡30～69(49.05±11.61)歲，其中男22例，女18例，血糖及尿糖正常，均無糖尿病、高血壓病等慢性病史，兩組年齡、性別匹配，差異無統計學意義。本研究經醫院倫理委員會批準，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1標本采集 研究對象禁食8～12 h，于次日清晨用EDTA抗凝管抽肘靜脈血3 ml 2支，其中1支靜置1 h，1 500 r/min離心5 min后取上層血清1 ml，分裝入EP管中，-80 ℃冰箱保存待檢(檢測IL-22、IL-22BP水平)。另一支抽血后送華中科技大學同濟醫學院附屬荊州醫院檢驗科應用全自動生化分析儀測定一般指標。

1.2.2一般指標檢測 測量所有參與者的身高、體重、腰圍和臀圍，計算體重指數(BMI=體重/身高2)及腰臀比(WHR=腰圍/臀圍)。全自動生化分析儀檢測空腹血糖(fasting plasma-glucose，FPG)、總膽固醇(total cholesterols，TC)、三酰甘油(triglycerides，TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、糖化血紅蛋白(glycated hemoglobin，HbA1C)、空腹血胰島素(fasting insulin，FINS)。其中TC、TG、LDL-C采用酶法測定，FBG采用己糖激酶法，HbA1C采用高壓液相法測定，FINS采用免疫放射測定法測定，全自動蛋白分析儀測定尿白蛋白及肌酐，計算二者比值(urine albumin to creatinine ratio，UACR)。用穩態模型(homeostasic model assessment，HOMA)計算胰島素抵抗指數(homeostasic model assessment of insulin resistance, HOMA-IR)評估胰島素敏感性情況。計算公式：HOMA-IR=(FBG×FINS)/22.5 (胰島素單位為mU/L；血糖單位為mmol/L)。

1.2.3踝/臂血壓比值 (ankle brachial index，ABI)、頸動脈內膜中層厚度(intima media thickness，IMT)測定 ABI[6]測定：受檢者在安靜環境中休息10 min后取平臥位，由專人使用BIO-THESIOMETER-4729LP多普勒血管探測儀測量雙側肱動脈、脛后及足背動脈收縮壓(systolic blood pressure，SBP)。下肢與上肢SBP最大值的比值讀數即為ABI, 測定2次取平均值。IMT測定：受檢者在安靜環境中休息10 min后取仰臥位，頸部向后彎曲，由專人使用美國西門子S2000型彩色多普勒超聲儀，測量兩側頸總動脈、頸內動脈、頸外動脈厚度的平均值作為IMT，連續測量3次取平均值。

1.2.4IL-22、IL-22BP測定 按照ELISA試劑盒步驟檢測所有參與者血清中的IL-22、IL-22BP水平，利用試劑盒提供的標準品梯度稀釋后檢測獲得標準曲線來計算血清IL-22、IL-22BP濃度。ELISA檢測試劑盒購自武漢ELK Biotechnology公司，IL-22所用試劑盒為ELK2748，IL-22BP所用試劑盒為ELK3403。

2 結果

2.1 參與者的一般臨床特征、IL-22及IL-22BP水平比較與對照組相比，T2DM組參與者的BMI、WHR均較高(P<0.01)，T2DM組LDL-C、FBG、HbA1C均高于對照組(P<0.005)。T2DM組較對照組IL-22表達水平降低(P<0.001)，而IL-22BP水平升高(P<0.01)，見表1、圖1。

表1 參與者的一般臨床特征

圖1 參與者的IL-22及IL-22BP水平比較與對照組比較：*P<0. 05

2.2 2型糖尿病患者血漿IL-22、IL-22BP水平與一般指標的相關性分析Spearman相關分析顯示，T2DM患者外周血清中IL-22表達水平與ABI、IL-22BP呈負相關(ρ=-0.312、-0.273，P<0.01)，與WHR、FPG、HbA1C、HOMA-IR呈正相關(ρ=0.209、0.282、0.243、0.241，P<0.05)，IL-22BP與HbA1C、LDL-C呈負相關(ρ=-0.290，-0.208，P<0.05)，見表2。

表2 2型糖尿病組IL-22及IL-22BP與臨床特征的Spearman相關分析

2.3 血漿IL-22、IL-22BP水平與2型糖尿病發病的Logistic回歸分析以是否患有糖尿病作為因變量，以IL-22、IL-22BP、FPG、WHR、BMI、LDL-C、性別等指標作為自變量，行Logistic回歸分析，結果顯示，IL-22、IL-22BP、FPG是T2DM患者的危險因素(P<0.05)，見表3。

表3 血漿IL-22、IL-22BP表達水平與2型糖尿病發病的Logistic回歸分析

2.4 2型糖尿病患者血漿IL-22、IL-22BP水平與慢性并發癥的關系對T2DM組參與者根據有無合并糖尿病慢性并發癥(糖尿病腎臟病變、糖尿病視網膜病變、糖尿病周圍神經病變及糖尿病大血管病變)進行分組, 分析T2DM組患者IL-22及IL-22BP表達水平在各組別間有無差異。結果顯示在合并糖尿病腎臟病變較無糖尿病腎臟病變患者血清IL-22表達水平降低而IL-22BP表達水平升高(P<0.05)，IL-22及IL-22BP表達水平在是否合并糖尿病視網膜病變、糖尿病周圍神經病變及糖尿病大血管病變的患者中表達差異無統計學意義(P>0.05)，見表4、表5。

表4 2型糖尿病患者血漿IL-22表達水平與慢性并發癥的關系[M(P75,P25)]

表5 2型糖尿病患者血漿IL-22BP表達水平與慢性并發癥的關系[M(P25,P75]

3 討論

IL-22是IL-10家族的成員之一，主要是由活化的T細胞分泌，在銀屑病，類風濕性關節炎等由T淋巴細胞引起的疾病中可以看到該細胞因子水平的升高[7]。IL-22BP是IL-22的可溶性拮抗劑，是由Dumoutier et al[5]在篩選Ⅱ型細胞因子受體家族基因組DNA數據庫時發現的該受體家族新成員，基于其結合IL-22的能力，故將該蛋白命名為IL-22BP。大多數研究證實在T2DM患者外周血清中IL-22表達的水平低于正常對照組[4,8-9]，Gong et al[3]則發現相反的研究結果，Wang et al[10]發現實驗組與對照組患者外周血清中IL-22的水平無明顯差異，考慮原因可能與種族、診斷標準、疾病進展情況等有關，本研究與大多數結果一致。本研究在證實IL-22在T2DM患者外周血清中表達的水平低于正常對照組的基礎上發現與IL-22匹配的IL-22BP表達水平高于正常對照組，二者相關性方面存在一定負相關，推測IL-22表達下降可能與IL-22BP抑制作用有關[11]。

IL-22可以保護內皮細胞免受高糖及溶血磷脂酰膽堿誘導的損傷[3]，本研究相關性分析顯示，IL-22表達水平與ABI呈負相關，提示IL-22參與了動脈硬化的過程。IL-22可以通過調節JAK-STAT3途徑導致肥胖、外周胰島素及瘦素抵抗[12]，與此結果相似的是，本研究發現IL-22與FPG、HbA1C、HOMA-IR呈正相關，進一步證實了IL-22與血糖控制及胰島素抵抗有關，但本研究發現IL-22與BMI無明顯相關，與WHR相關，WHR為腹型肥胖重要指標，推測IL-22可能與腹型肥胖相關。IL-22BP與HbA1C、LDL-C呈負相關，目前對于IL-22BP與血糖血脂控制研究較少，其作用可能與調控IL-22表達有關，具體機制有待進一步研究。

在對血漿IL-22、IL-22BP表達水平與T2DM發病的相關性logistic回歸分析中發現，IL-22及IL-22BP的表達水平與T2DM發病具有一定的相關性。有研究[13]發現，內質網應激使胰島素原錯誤折疊，增加血清胰島素原-胰島素比率而造成糖耐量異常。IL-22可以通過信號轉導和轉錄激活因子(STAT)1和STAT3途徑上調抗氧化基因和下調氧化應激誘導基因來預防小鼠和人胰島β細胞內質網的氧化應激，當用IL-22BP阻斷IL-22的作用后，健康小鼠的離體胰島抗氧化基因表達則較低，具有較高的內質網應激[14]。

在對IL-22及IL-22BP與糖尿病慢性并發癥的相關性分析中發現，IL-22及IL-22BP表達水平與糖尿病腎臟病變相關，合并糖尿病腎臟病變患者較無糖尿病腎臟病變患者中IL-22表達下降而IL-22BP增加，IL-22可以下調腎臟NLRP3/caspase-1/IL-1β通路，改善腎病小鼠的腎損傷和腎小球系膜基質擴張，從而對糖尿病腎病有治療作用[8]。另有研究[15]發現，IL-22促進糖尿病腎病發生、發展， IL-22BP通過抑制腎小管上皮細胞中Snail1信號分子的高表達，減輕微量白蛋白尿，延緩糖尿病腎病的進展。本研究證實了IL-22、IL-22BP與糖尿病腎病的相關性，但基于IL-22雙重促炎及抗炎的性質，目前仍有許多爭議。

綜上所述，本研究發現IL-22在T2DM患者外周血清中表達的水平降低，而IL-22BP表達水平增加，IL-22、IL-22BP表達水平與血糖控制、T2DM及糖尿病腎病發生相關。在T2DM患者外周血清中，IL-22減少、IL-22BP增加的原因以及IL-22、IL-22BP是否對T2DM血糖控制及并發癥改善存在可能的作用是下一步研究的要點。