單核細胞與高密度脂蛋白膽固醇比值在糖尿病相關性研究中的進展

朱麗梅，李顯麗

(昆明醫科大學第四附屬醫院內分泌科，昆明 650012)

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一種長期的慢性低度炎癥性疾病，炎癥、氧化應激、內皮細胞功能障礙等參與了DM的發生、發展[1]。而炎性指標，如白細胞介素-1、單核細胞趨化蛋白-1、腫瘤壞死因子、超敏C反應蛋白等的檢測費用較昂貴，且都不是能反映上述機制的綜合指標。近期發現，單核細胞與高密度脂蛋白膽固醇比值(ratio of monocytes to high-density lipoprotein cholesterol，MHR)是一種可以通過計算單核細胞(monocyte，M)絕對值與高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)比值而得到的一種新型炎癥標志物[2]，其與高血壓[3]、心血管疾病[4]、肥胖[5]、糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)[6]等疾病密切相關，而DM患者也常伴發這些疾病。本文就MHR在DM中的研究做一綜述，為綜合評價DM病情提供參照。

1 單核細胞

M來源于骨髓中的造血干細胞，是DM和非DM患者體內，如白介素-1β、腫瘤壞死因子-α、白介素-6和內皮細胞生長因子、胰島素樣生長因子-1和轉化生長因子-β等炎性因子的最主要產生者[1]。M根據其表面受體表達，可分為不同亞群[7]：1)經典型：人CD14++CD16-，對應小鼠Ly6Chigh、Ly6Cmid，高表達趨化因子(c-c基序)受體2，低表達CX3C受體1，具有吞噬作用；2)非經典型：人CD14+CD16++，對應小鼠Ly6Clow，低表達趨化因子(c-c基序)受體2，高表達CX3C受體，主要沿血管內皮巡游，參與組織修復；3)中間型：人CD14++CD16+,中等水平表達趨化因子(c-c基序)受體2、高表達CX3C受體和表達趨化因子(c-c基序)受體5,具有促炎癥作用。

在對青少年1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)患者中的研究[8]發現:非經典型和中間型M亞群數量較多，且其頻率也與糖化血紅蛋白顯著相關，明顯升高的非經典型和中間型M亞群的數量與糖化血紅蛋白的大小顯著相關，特別是非經典型M亞群升高的患者，多合并視網膜病變，除了考慮長期的高血糖作用外，CD16+M還可能通過CX3C受體1-不規則趨化因子途徑進入血管壁，加速微血管的損害；且輔助性T細胞17的數量也與外周血的中間型M亞群數量呈顯著正相關。故猜測M水平升高可能是T1DM早期發生視網膜病變的原因之一。另外，在T1DM的研究[9]中還發現，相比無并發癥的T1DM患者來說，除了CD16+M的增多，白介素-1β和白介素-1Ra都有所增加，能反映內皮細胞活化和功能障礙的標記物，如血漿中的纖溶酶原激活物抑制劑、多配體蛋白聚糖-1、內皮細胞生長因子和巨噬細胞炎性蛋白1β等也是增多的，考慮到可能是因為乙酰肝素酶的過度表達損害了M向組織的遷移，也可能對CD16+M的水平也產生了影響。單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1,MCP-1)基因的多態性在糖尿病足(diabetic foot，DF)中的研究[10]發現，攜帶rs1024611SNP GG基因型的個體更可能高表達MCP-1，并發生糖尿病足潰瘍(diabetic foot ulcers，DFU)。另一項研究[11]發現，2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)患者的M2細胞(被定義為表達CD163或CD206的CX3CR的細胞)較健康對照組明顯減少(P=0.000 05)，而M1(被定義為表達CD68+CCR2+的細胞)無明顯變化(P=0.79)，故在T2DM患者中，M1/M2比值升高(P<0.001)；由于M2細胞的缺乏，無論是在校正年齡混雜因素后或選擇在病程較短的才開始藥物治療的DM患者，仍發現T2DM影響了M1/M2的比值，主要是M2細胞的缺乏。另外，有研究[12]發現，在DM合并微血管病變(如合并腎臟病變或視網膜病變)的患者中也發現M2細胞是呈明顯下降趨勢的，而骨髓中M2細胞相對過剩，且用粒細胞集落刺激因子能逆轉DM中M1/M2的變化，并且該研究證實由于粒細胞集落刺激因子受體CD114在M1細胞和M2細胞中的表達數量不同；該研究還支持將CD68+CCR2+細胞定義為經典CD14++CD16-M亞群，CXC3CR1+CD206+細胞定義為非經典CD14+CD16++M。

2 高密度脂蛋白膽固醇

高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)是異質顆粒，根據其大小、密度、脂質等可分為三類，1)小HDL(7.3～8.2 nm):HDL3c和HDL3b；2)中HDL(8.2～8.8 nm):HDL3a；3)大HDL(8.8～13.0 nm):HDL2a和HDL2b[13]。而臨床上往往測定的是HDL-C，雖然HDL-C的測定是由HDL中許多不同的膽固醇和膽固醇酯的結合濃度來評估的，但高密度脂蛋白顆粒可能含有標準的HDL-C測試中沒有測量的數百種不同的脂類[14]。HDL-C是一種有效的炎癥抑制劑[15]，除具有逆向轉運膽固醇的作用外，還有抗炎、抗氧化、抗細胞凋亡、抗血栓、抗血小板、保護內皮細胞、舒張血管、抗感染等作用[16]，HDL-C的基礎成分載脂蛋白AI及其受體的調節，可能通過抑制全身炎癥反應、保護胰島β細胞、促進胰島素分泌和外周葡萄糖攝取的作用來避免或延緩DM的發生[17]。CHIESA等研究[18]以體檢報告數據為基礎，構建DM(診斷標準：空腹血糖>7.0 mmol·L-1)的風險評分模型，除HDL-C對DM的預防因素外，低密度脂蛋白膽固醇、體重指數、舒張壓、總膽固醇等危險因素高于相應臨界時，患DM的風險較高，HDL-C可以作為保護因子，可作為DM的預測指標。但也有相反的研究[19]提出,患有T1DM的青少年,其升高的HDL與全身性炎癥存在時的內皮功能障礙有關，可能是存在T1DM時，HDL的組成和功能存在著不利的變化，該研究還用HDL介導的內皮型一氧化氮生物利用度、超氧化物歧化酶的產生和血清對氧磷酶的活性來評估內皮細胞功能障礙，進一步的多變量回歸分析發現：反應腎功能受損程度的尿蛋白與肌酐比值，還與HDL介導的一氧化氮生物利用度呈反向獨立相關關系，而超氧化物歧化酶產生與炎癥風險評分增加有關，當用HDL水平和炎癥程度對T1DM患者進行分層時，僅在HDL水平在1.5～2.5 mmol·L-1和炎癥風險評分高時，發現T1DM的內皮舒張功能明顯降低，提示當伴有腎功能不全和慢性炎癥時，HDL水平升高可能對T1DM患者的血管健康有害。

3 單核細胞與高密度脂蛋白膽固醇的關系

既往研究[20]發現，在膿毒癥患者中，外周血檢測到的M的組織相容性抗原D相關位點的表達與HDL、載脂蛋白AI、載脂蛋白CI呈正相關，與載脂蛋白E呈負相關，而HDL與載脂蛋白AI能抑制M的活化，載脂蛋白CI則能增強M對脂多糖的反應性，載脂蛋白E能結合脂多糖，從而介導其與肝細胞結合而降低M活性。在一項小鼠的研究[21]中發現，低HDL-C可誘導造血干細胞增殖，特別是M的增多。既往很多研究多在一次的單血測量中發現，血清HDL-C水平與外周血M計數之間存在顯著的負相關關系，但在最近一項系列血液測量的研究中，仍發現M與HDL-C存在負相關[22]，并指出導致這種關系的可能機制：1)血清HDL-C水平升高表明HDL顆粒逆向膽固醇轉運增強，從而減少M和巨噬細胞清除動脈壁膽固醇沉積的需要；2)更多的HDL顆粒可通過降低F-肌動蛋白含量而抑制血管細胞間黏附分子的產生，或通過HDL顆粒相關的對氧磷酶防止脂質過氧化和低密度脂蛋白氧化而減少M的合成；3)HDL3顆粒具有抗炎作用，能夠與某些炎癥介質結合，中和白細胞趨化活性，從而抑制M的聚集。HDL-C抑制了血管細胞間黏附分子的產生可進一步控制M祖細胞的激活和增殖，進而保護內皮細胞免受炎癥和氧化應激[22-23]。

4 單核細胞/高密度脂蛋白膽固醇在DM中的研究

4.1 微血管病變

DN是發展為終末期腎病的重要病因，而白蛋白尿是臨床上診斷DN的必要依據，但早期DN往往沒有白蛋白尿，盡早發現那些因白蛋白尿正常但腎小球濾過率已下降而被漏診的DN是重要的。KARATAS等[6]研究發現，白蛋白尿正常的DM患者與正常人的MHR無明顯差異，但相比正常白蛋白尿的DM患者和健康對照者，DN患者的MHR值明顯升高，合并有大量白蛋白尿的DM患者的MHR升高最明顯，進一步的多元線性回歸分析表明：MHR與尿白蛋白與肌酐比值呈獨立相關關系(P=0.016)。DM患者，特別是合并急性冠脈綜合征的患者，常會面臨造影劑腎病(contrast-induced nephropathy，CIN)的風險，嚴重時可造成死亡，對于早期發現具有高CIN風險的患者進行干預是及其重要的，但目前沒有術前預測風險模型的指標。KARANFIL等[24]研究發現，MHR預測CIN的臨界值具有中等的敏感性和特異性(分別為66%和64%)，還發現MHR與CIN在住院期間和1～6個月隨訪期間的不良事件發生率增加相關，但不是總體死亡率的獨立預測因子。另一重要的微血管并發癥——DM性視網膜病變(diabetic retinopathy，DR)是造成全人類失明的重要疾病。其中，視網膜分支靜脈阻塞(branch retinal vein occlusion，BRVO)是常見的視網膜血管疾病，與MHR顯著相關的動脈粥樣硬化也是BRVO的危險因素。考慮到動脈粥樣硬化條件下，由于視網膜動脈壁硬化，可能中斷靜脈血流，出現動靜脈交叉口的局灶性狹窄，導致靜脈淤滯、內皮功能障礙和血液高凝，而這些參與了BRVO的發病機制[25]，該研究發現，BRVO組的MHR明顯高于對照組(13.4±5.2比8.1±2.2,P<0.001)，且最佳截斷值為9.5，ROC曲線下面積為0.862(靈敏度為76%，特異性為70.8%)，提示MHR水平升高可能是評估BRVO發展的有用指標。

4.2 大血管病變

DM是動脈粥樣硬化性心腦血管疾病的獨立高危因素，MHR被證明是心血管疾病的重要預后指標[4]。頸動脈內膜中層厚度(carotid intima media thickness，CIMT)被認為是能反映亞臨床動脈粥樣硬化的指標，對預測心腦血管事件的發生具有重要預測價值。KANBAY等[26]的一項前瞻性研究發現，CIMT的分布隨MHR四分位數的增加呈上升趨勢，尤其是DM患者MHR第四分位數的CIMT明顯高于前2個四分位數的CIMT，非DM患者的CIMT也高于MHR的第四個四分位數，MHR在未調整和經過調整的DM人群中都與CIMT升高獨立相關，且基線MHR比傳統的血脂參數與CIMT在1年隨訪時的變化有更大的相關性。在對腦血管疾病的研究[27]中發現，急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke，AIS)入院時較高的MHR值是預測患者30 d病死率的獨立預測指標，其截斷值為17.52(敏感性94.4%，特異性84.8%)，且入院時M較高的患者預后可能比其他患者差，較低的HDL水平與AIS患者的死亡率有關。當發生AIS時，小膠質細胞被激活，在既往的AIS的鼠實驗模型中發現[28]，促炎型的Ly6Chigh(相當于人經典CD14++CD16-M)在外周血循環中明顯增加，而第7天開始下降，但抗炎型的M亞型(Ly6Clow，相當于人非經典亞型)在缺血腦組織中的吸收和浸潤顯著增加，與腦梗死的進展和嚴重程度密切相關。

4.3 神經病變

DM最常見的神經病變是糖尿病周圍神經病變(diabetic peripheral neuropathy，DPN)，雖然目前檢測DPN的方法很多，但目前沒有診斷DPN的“金標準”，也沒有預測DPN發展的相關指標。DPN的發生發展不僅涉及晚期糖基化終末產物的形成及其誘導的氧化應激反應，還和M介導的復雜免疫反應也相關，而通常DM的血脂特點是以HDL-C降低為特點的。有研究[29]發現，在DPN患者與非DPN患者中并未發現MHR有顯著差異性(P>0.05)，但觀察到T2DM病程(>8.6年)及血清CRP水平對DPN的發生有顯著預測作用，但并未證明MHR與DPN的關聯，這種結果可能是由于全身炎癥、氧化應激、微血管和大血管三者在DPN發病機制中的復雜相互作用所致有關。DPN與進行性遠端軸病有關，另一項研究[30]發現，HDL-C與脛后神經復合肌動作電位波幅呈顯著正相關，脛后神經復合肌動作電位的波幅均與M計數和MHR水平呈負相關，MHR在非DPN患者、無多發性神經病的DM患者和健康人之間無顯著性差異(P>0.05)，DPN組的MHR值明顯高于非DPN組、DM無多發性神經病組和對照組(P=0.001)，但相比非DPN組、無多發性神經病的DM組和對照組，DPN組的MHR值是明顯升高的(P=0.001)，DM患者較高的MHR水平傾向于具有較低的復合肌動作電位幅度,更有可能發展為DM軸索性多發性神經病。

4.4 其他伴發疾病

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)可伴發DM，DM也可導致PCOS。在一項PCOS患者的研究[31]中發現，PCOS組的MHR值明顯高于對照組(P=0.001 8)，且肥胖型PCOS患者的MHR值明顯高于瘦型PCOS患者，在進一步的單因素Logistic回歸分析中胰島素抵抗指數、超敏C反應蛋白、MHR均有統計學意義，而在多因素Logistic回歸分析中，只有MHR是預測PCOS的獨立指標。同樣，DM可作為代謝綜合癥(metabolic syndrome，Mets)的組分，MHR可以作為評價Mets嚴重程度的有效指標。肥胖型DM患者，還可能合并阻塞性睡眠呼吸暫停(obstructive sleep apnea syndrome，OSAS)[32]，在OSAS患者中，MHR隨著病情的加重而增加。將OSAS依據呼吸暫停低通氣指數(apnea hypopnea index，AHI)組分為輕度(AHI 5～15)、中度(15～30)、重度(>30)組，發現中重度OSAS亞組MHR明顯高于對照組，而輕度OSAS亞組在此參數上與對照組相似，且MHR隨AHI、快相睡眠-AHI、非快相睡眠-AHI、90%飽和度下時間的增加而增加，但這并不是一項前瞻性研究[33]。

5 結語

MHR在評價DM并發癥或伴發癥中具有明顯的預測、診斷、評估病情嚴重程度的作用，但具體機制尚不明確，M亞群與HDL-C成分在DM及其并發癥中的內在聯系研究甚少，且上述多為單中心、小樣本及回顧性研究，未有大型的臨床研究或基礎實驗為支持。