支鏈氨基酸代謝與妊娠期糖尿病的相關性研究

邊有鑫，張艷，孫錦秀，許佳，張璟

山東第一醫科大學附屬淄博婦女兒童醫院，山東淄博 255029

妊娠期糖尿病（GDM）是指妊娠前的糖代謝增長或潛在的糖耐量減退的現象，是在妊娠期確診的糖尿病。目前，GMD 患病率很高，且呈上升趨勢，2012—2016 年我國GMD 的患病率高度17%[1]。 GDM 對母嬰危害極大，與非糖尿病孕婦相比，GDM 孕婦發生流產、胎兒畸形、圍產兒死亡、剖宮產、肩難產、早產、小于胎齡兒等的風險顯著增高。 且患有GDM 孕婦在以后的生活中患2 型糖尿病風險及心血管疾病風險顯著增加[2]。 GDM發病原因復雜，糖尿病又是一種典型代謝性疾病，氨基酸作為代謝網絡中重要的代謝物， 與糖尿病存在顯著相關性， 近期有報道支鏈氨基酸的代謝與胰島素分泌有關，而探究支鏈氨基酸代謝與GDM 關系的研究開展并不多。該文選擇該院2018 年1 月—2019 年1 月期間56 例GDM 孕婦及58 名血糖正常孕婦作為研究對象，將其血漿支鏈氨基酸含量進行對比， 進一步探討支鏈氨基酸代謝與GDM 病情的內在聯系，以明確支鏈氨基酸代謝對GDM 病情的影響。 現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集該院確診為GDM 的孕婦56 例作為GDM 組，同期該院血糖正常孕婦58 名作為正常對照組。GDM 組年齡 25～40 周歲，平均（32.91±5.38）周歲；建卡時孕周24～28 周，平均（25.71±1.18）周；入組時體質指數（BMI）19～30 kg/m2，平均（24.45±3.83）kg/m2。 正常對照組年齡22～39 周歲，平均（31.13±4.58）周歲；建卡時孕周 24～28周，平均（25.68±1.24）周；入組時體質指數（BMI）18～30 kg/m2，平均（23.85±3.98）kg/m2。 兩組孕婦的年齡，建卡時孕周、BMI 值分布對比，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。 孕婦均簽署知情同意書，該院倫理委員會批準該次研究實施。

1.2 納入標準

GDM 真的標準參照 《妊娠合并糖尿病診治指南（2014）》[3]GDM 的診斷標準如下：懷孕前無糖尿病，空腹血糖≥5.1 mmol/L、75 g 葡萄糖耐量試驗 （OGTT）1 h 血糖≥ 10.0 mmol/L、OGTT 2 h 血糖≥8.5 mmol/L，上述 3點中任1 點血糖水平達到或者超出診斷標準即可確診為GDM.

1.3 方法

1.3.1 樣本采集 采集兩組孕婦指尖血滴于專用濾紙片，自然干燥2～3 h 后2～8℃冷藏遞送至淄博市婦幼保健院產前診斷實驗室。

1.3.2 外周血氨基酸檢測 應用 Waters 2777c 自動進樣器、 Waters 1525 Binary HPLC Pump ( 1525 高效液相色譜 泵) 和 Waters－TQ Detector 串聯質譜儀檢測，PE公司提供的試劑盒，使用非衍生法檢測氨基酸。

1.3.3 外周血糖脂代謝指標檢測 與1.3.1 統一時間留取兩組孕婦的空腹外周血標本8～10 mL，分裝后采用血糖儀檢測外周血中糖代謝指標水平， 糖化血紅蛋白（HbAlc）、 空腹胰島素 （FINS） 以及胰島素抵抗指數（HOMA-IR）。同時檢測外周血中脂質代謝指標的含量，包括總膽固醇（TC）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白(LDL）、甘油三酯（TG）。

1.4 統計方法

所有數據采用SPSS 22.0 統計學軟件進行分析處理， 氨基酸及糖脂代謝指標均屬于計量資料且符合正態分布，兩組間比較采用獨立樣本t 檢驗；相關性分析采用Pearson 檢驗。 P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 外周血支鏈氨基酸含量

GDM 組的血清中亮氨酸與異亮氨酸的總量、 纈氨酸的含量均顯著高于正常組， 差異有統計學意義 （P＜0.05），見表 1。

表1 兩組孕婦外周血支鏈氨基酸含量比較[（），μmol/L]

表1 兩組孕婦外周血支鏈氨基酸含量比較[（），μmol/L]

組別 亮氨酸＋異亮氨酸 纈氨酸GDM 組(n=56)正常對照組(n=56)t 值P 值84.80±14.64 74.33±11.92 4.179＜0.001 115.88±18.19 105.38±17.61 3.130 0.002

2.2 糖代謝指標水平

GDM 組 外 周 血 糖 代 謝 指 標 HbAlc、FINS 以 及HOMA-IR 的水平均顯著高于正常對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表 2。

表2 兩組孕婦外周血糖代謝指標水平的比較（）

表2 兩組孕婦外周血糖代謝指標水平的比較（）

組別 HbAlc（%） FINS（mmol/L） HOMA-IR GDM 組(n=56)正常對照組(n=56)t 值P 值5.65±0.45 5.28±0.25 5.451＜0.001 11.70±6.60 8.40±4.05 3.230 0.002 2.63±1.65 1.61±0.84 4.181＜0.001

2.3 脂質代謝指標水平

GDM 組外周血中脂質代謝指標 TC、HDL、LDL 的含量顯著低于正常對照組，TG 的含量顯著高于正常對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表 3。

表3 兩組孕婦外周血脂質代謝指標含量的比較[（），mmol/L]

表3 兩組孕婦外周血脂質代謝指標含量的比較[（），mmol/L]

組別 TC TG HDL LDL GDM 組(n=56)正常對照組(n=56)t 值P 值6.12±1.09 6.79±0.84 3.648＜0.001 2.80±1.18 2.30±0.84 2.613 0.011 2.52±0.44 2.79±0.31 3.798＜0.001 3.02±0.78 3.45±0.71 3.080 0.003

2.4 相關性分析

相關性分析發現，GDM 組血清中的亮氨酸與異亮氨酸總量與糖代謝指標 HbAlc、FINS、HOMA-IR 的水平呈正相關（r2=0.328、0.378、0.415，P＜0.05）；與脂質代謝指標TG 含量呈正相關，與HDL 呈負相關（r2=0.360、-0.266，P＜0.05）。 GDM 組的纈氨酸含量與糖代謝指標HbAlc、FINS、HOMA-IR 的水平呈正相關 （r2=0.245、0.378、0.415，P＜0.05）； 與脂質代謝指標 TG 含量呈正相關，與 HDL 呈負相關（r2=0.276、-0.194，P＜0.05）。見表4。

表4 GDM 孕婦血清支鏈氨基酸含量與機體糖脂代謝紊亂的相關關系

3 討論

GDM 的發生會對母體健康產生極大危害， 甚至導致妊娠的不良結局， 同時也會危及胎兒的的生長和生命安全。 因此，闡明GDM 發病機制、建立GDM 早期篩查體系是目前防治GDM 基礎。 支鏈氨基酸(BCAAs )是人體內營養必需氨基酸，包括亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸。 BCAAs 作為合成肽鏈的基本單位， 參與合成固醇、 酮體和葡萄糖。 它們不僅是蛋白質的基本組成單位， 也可作為信號分子調節糖脂代謝發揮重要的生理功能[4]。 目前有研究發現，血漿 BCAAs 含量與糖尿病、心力衰竭、癌癥等疾病緊密獨立相關[5]。 也有報道表明血清中 BCAA s 水平與肥胖、 血糖和胰島素水平正相關，可以作為肥胖、糖尿病和其他代謝疾病的早期生物標志物[6]。 文中對比了孕中期GDM 組與正常組孕婦血漿中BCAAs 的含量，發現GDM 組含量顯著性增加，說明BCAA 的代謝可能與GDM 的發生發展存在相關性。

高血糖是GDM 孕婦的主要表現，胰島功能不全和胰島素抵抗都會導致GDM 孕婦血糖的升高。 表2 可以看出 GDM 組的 HbAlc、FINS、HOMA-IR 水平均顯著增高，這是胰島素抵抗增加的典型表現。 而表4 中BCAAs的含量與HbAlc、FINS、HOMA-IR 的水平均呈正相關。首先氨基酸是糖異生的底物， 可影響胰島素以及胰高血糖素的濃度， 從而影響肝臟糖代謝。 同時， 據報道BCAAs 能通過刺激雷帕霉素復合物mTORC1 信號通路來調節mRNA 的翻譯，從而加速蛋白質的合成。 雷帕霉素是氨基酸和胰島素之間相互干擾的重要信號傳遞介質。 因為血漿中可能存在毒性中間產物和BCAAs 水平的積累，伴隨著持續的的mTORC1 激活，BCAA 的代謝障礙會出現，形成惡性循環。高水平的BCAAs 持續激活mTORC1，通過磷酸化胰島素受體底物1 導致胰島素抵抗[7]。 表4 結果也顯示，BCAAs 的含量與評估胰島素抵抗的胰島素抵抗指數相關性最強。 因此，BCAAs 一定程度能參與并影響GDM 孕婦的糖代謝紊亂過程，BCAAs的含量可以間接反映機體糖代謝的紊亂程度。

另一方面，患GDM 的孕婦多同時具有脂質代謝紊亂的癥狀，這與糖代謝紊亂相互影響造成惡性循環。 過高的血糖濃度可干擾正常的脂質轉運， 并能增多脂肪的合成； 而脂質代謝的紊亂同樣可反作用的引起胰島素抵抗以及胰島素分泌減少，加劇糖代謝紊亂[8]。 文中對正常組及GDM 組的脂質代謝指標進行了檢測，發現TG 水平較高，TC、HDL、LDL 含量較低。 TG 水平的增高及HDL 水平的降低，都會增加冠脈粥樣硬化的危險，同時也說明GDM 的孕婦確實存在脂質代謝紊亂的情況。有研究報道，3 種支鏈氨基酸在肥胖情況下是增高的，提示脂肪積累和氨基酸水平可能存在聯系[9-10]。 如表4，BCAAs 代謝與TG 含量呈正相關， 與HDL 含量呈負相關；說明BCAAs 的代謝與脂質代謝相關聯，一定程度上或可間接反映脂質代謝的紊亂情況。

綜上所述，GDM 孕婦組出現BCAAs 含量增高的現象，且與糖代謝紊亂以及脂質代謝紊亂均呈正相關，可以用來客觀反映GDM 的病情嚴重程度，或作為疾病發生的早期生物標志物。 而BCAAs 攝入量對于GDM 病情的影響還亟待后續研究，闡明進一步的作用機制。