二甲雙胍對2型糖尿病患者糖脂代謝、Socs3及炎性因子的影響

張志梅 費雯婕 齊翠娟 潘新艷 王蕓 聶倩 宋光耀

目前認為2型糖尿病是環境、飲食、遺傳及免疫因素相互作用，引起胰島β細胞功能失調，從而導致胰島素抵抗或胰島功能衰竭，患者血糖升高[1]。大量臨床及基礎研究表明，胰島素抵抗與炎癥、氧化應激等有關[2]。二甲雙胍是2型糖尿病患者的一線用藥[3]，它主要通過減少肝臟葡萄糖的生成和增加肌肉葡萄糖的攝取降低血糖。除此之外，二甲雙胍具有抗炎作用，國外一項臨床研究發現，二甲雙胍治療2型糖尿病患者，腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-β(interleukin-β，IL-β)和單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)含量明顯降低[4]。此外，在高脂飲食誘導的肥胖大鼠模型中仍然觀察到了二甲雙胍的抗炎作用[5]，但是其作用機制尚未明確。有研究報道二甲雙胍通過依賴于toll樣受體4表達的下調和過氧化物酶體增殖物激活受體γ活性的上調來抑制炎性反應[6]。研究提示，二甲雙胍不僅可以通過依賴于AMP活化蛋白激酶(AMPK)的途徑抑制核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)，還可以增加一氧化氮(NO)的產生和通過AMPK激活抑制聚ADP核糖聚合酶1(PARP-1)途徑來抑制炎性反應，從而改善胰島素抵抗[7]。細胞信號轉導抑制因子3(Suppressor of cytokine signalling 3,Socs3)屬于細胞因子信號抑制物家族成員之一,在細胞因子和生長相關因子信號通路中起負性調節作用。此外，Socs3參與了炎性疾病的發生發展[8]。國外研究發現，在肥胖狀態下，Socs3表達升高，并且參與了瘦素和胰島素信號轉導的抑制，而降低Socs3的表達可提高胰島素敏感性[9]。此外，Socs3水平增加可導致IRS1磷酸化降低，以及胰島素刺激后GLUT4易位，胰島素抵抗發生[10]。因此，Socs3可作為2型糖尿病患者治療的潛在靶點。本研究主要探討二甲雙胍對糖尿病患者Socs3及IL-6、CRP等炎性因子影響，從而為胰島素抵抗提供新的預測指標，并為二甲雙胍的臨床作用提供新的方向。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年12月至2021年3月在河北省人民醫院內分泌門診就診的初發2型糖尿病患者110例為2型糖尿病(T2DM)組，同期選擇年齡、性別與糖尿病組相匹配的在我院體檢中心健康查體人群為正常對照(NC)組57例。初發2型糖尿病患者110例隨機分為2型糖尿病單純飲食控制+運動組(T2DM飲食運動組，55例)和在注意飲食運動基礎上口服鹽酸二甲雙胍治療組(T2DM+MET組55例)。該研究已經被倫理學委員會批準，受試者知情同意并簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準：糖尿病診斷均符合《中國2型糖尿病防治指南》(2017版)診斷標準，且未服用任何降糖藥物，7%≤糖化血紅蛋白(HbA1c)≤10%，病程6～40個月，年齡18～65歲。

1.2.2 排除標準：①糖尿病急、嚴重慢性并發癥，急慢性感染性疾病，嚴重的全身系統性疾病，6 個月內經歷重大創傷、手術、惡性腫瘤等；②妊娠或哺乳期女性；③嚴重肝腎功能障礙、心腦血管疾病或患有精神性疾病者。

1.3 方法

1.3.1 資料收集:所有受試者由專人收集年齡、性別、病程、吸煙史、飲酒史、家族史等一般資料；受試者禁食水8 h 后均于次日清晨穿著輕便衣服、脫掉鞋子后由專人測量身高、體重，并計算體重指數BMI。

1.3.2 飲食與用藥干預:為T2DM飲食運動組飲食控制應遵循科學飲食，主食定量，選擇低升糖指數食物，碳水化合物占45%～60%，脂肪占20%～30%，蛋白質占15%～20%，多吃蔬菜，每日蔬菜攝入量500 g左右，水果適量[11]，運動應以中等強度、有氧運動為主，≥3 次，> 20 min/次[12]。T2DM+MET組在飲食運動基礎上給予口服鹽酸二甲雙胍片0.5 g(中美上海施貴寶有限公司),3次/d，療程12周，治療期間每周隨訪受試者飲食、運動及服藥情況。

1.4 觀察指標

1.4.1 糖脂代謝相關指標:所有受試者入組時及2型糖尿病患者飲食控制+運動或聯合二甲雙胍治療3個月后均需抽血化驗相關指標：采用全自動生化分析儀測定空腹血糖(FBG)、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)，液相色譜法測定HbA1c。

1.4.2 胰島素指標:所有受試者入組時及2型糖尿病患者飲食控制+運動或聯合二甲雙胍治療3個月后均需抽血化驗相關指標，采用放射免疫法化驗各組受試者空腹胰島素，穩態模式評估法測定胰島素抵抗指數(homeostasis model assessment for insulin resistance,HOMA-IR), HOMA-IR=FBG(mmol/L)×FIns (μU/ml)/22.5。HOMA-IR≥2.5定義為胰島素抵抗[13]。

1.4.3 Socs3及炎性因子:所有受試者入組時及2型糖尿病患者飲食控制+運動或聯合二甲雙胍治療3個月后均需抽血化驗相關指標，采用ELISA試劑盒嚴格按照說明書操作測定血清中TNF-α、IL-6、C-反應蛋白(C-reactive protein， CRP)、MCP-1水平。用人外周血淋巴細胞分離液(Ficoll分離液)將EDTA-K2抗凝劑的真空采血管中全血進行外周血單核細胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMC)分離，RT-qPCR測定Socs3mRNA表達水平，并進行比較。(RNA的提取、反轉錄和熒光定量嚴格按照天根試劑盒說明書步驟進行操作)。Socs3引物序列為：Forward primer (5’-3’)： CTGGTGGGACGATAGCAA，Reverse primer (5’-3’)： CCGTTGGAAAGTTTGAAGATGAPDH引物序列為：Forward primer (5’-3’)：TGAACGGGAAGCTCACTG，Reverse primer (5’-3’)：GCTTCACCACCTTCTTGATG。

2 結果

2.1 正常對照組和2型糖尿病一般指標、Socs3和炎性因子比較 NC組和T2DM組之間年齡、性別差異無統計學意義(P>0.05)，T2DM組比NC組BMI、TC、TG、LDL-C、HbA1c、FBG、HOMA-IR、Socs3、CRP、IL-6、TNF-α、MCP-1明顯升高，且差異有統計學意義(P<0.05)，但2組間HDL-C差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 2組一般指標、Socs3和炎性因子比較

2.2 Socs3及炎性因子與胰島素抵抗指數相關性分析Spearman相關性分析 Socs3及炎性因子CRP、IL-6、TNF-α、MCP-1與胰島素抵抗指數均呈正相關(P<0.01)。見表2。

表2 Socs3及炎性因子水平變化與胰島素抵抗指數相關性分析

2.3 二元Logistic回歸分析胰島素抵抗的影響因素 二元Logistic回歸分析結果表明，矯正性別、年齡等混雜因素后，Socs3、TNF-α、TG、LDL-C是胰島素抵抗的獨立危險因素(P<0.05)。見表3。

表3 Logistic回歸分析胰島素抵抗的影響因素

2.4 二甲雙胍治療前后一般指標及Socs3水平比較 二甲雙胍治療3個月后，與T2DM飲食運動組比較，T2DM飲食運動+MET組BMI、HbA1c、TC、TG、Socs3水平明顯下降，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表4。

表4 二甲雙胍治療前后一般指標及Socs3mRNA水平比較

2.5 二甲雙胍治療前后其他炎性指標變化 二甲雙胍治療后，與T2DM飲食運動組比較，T2DM飲食運動+MET組IL-6、TNF-α、MCP-1水平顯著下降，且差異有統計學意義(P<0.05)，CRP水平無明顯變化(P>0.05)。見表 5。

表5 二甲雙胍治療前后其他炎癥指標比較

3 討論

近年來，糖尿病發病率逐年升高，預計到2035年2型糖尿病患病人數達到5.919億人[14]，將嚴重影響人類生活質量，增加社會經濟負擔。胰島素抵抗(insulin resistance,IR)是2型糖尿病的主要“元兇”，而炎性因子的異常與胰島素抵抗密切相關[15]。因此，降低2型糖尿病患者炎性因子水平可能成為治療2型糖尿病的一種新的策略。

多種炎性因子和許多趨化因子都直接或間接與胰島素抵抗有關[16-18]，反之，胰島素抵抗通常伴有炎性因子水平的升高。研究表明，IL-6、TNF-α除了影響胰島素信號通路相關因子表達，導致胰島素抵抗外，TNF-α還可以增加脂肪組織分解，提高外周游離脂肪酸水平[19]；同時作用于其他細胞因子，刺激IL-6、MCP-1的產生，導致胰島素抵抗，IL-6可損傷胰島β細胞功能，影響脂代謝，參與胰島素抵抗發生[19]。MCP-1可通過與CC趨化因子受體2(CCR2)結合而導致巨噬細胞浸入脂肪組織，并參與胰島素抵抗的發展[20]。一項薈萃分析表明，2型糖尿病發病風險與炎性細胞因子IL-1β、IL-6、CRP、TNF-α水平呈正相關[21]。研究發現，CRP的升高可通過激活NF-κB導致胰島β細胞凋亡，并參與胰島素抵抗和2型糖尿病的發生[22]。

細胞因子信號轉導抑制物(suppressors of cytokine signaling，SOCS)是一個蛋白質家族，包括Socs1-7及CIS[23]，它在免疫細胞和代謝組織器官的炎性反應中發揮重要作用。在這個家族中，參與胰島素抵抗的因子包括Socs1、Socs3和Socs6。研究表明，Socs3能夠通過抑制胰島素信號轉導關鍵因子胰島素受體底物(insulin receptor substrate，IRS)和信號轉導及轉錄激活因子-5b(signal transducers and activators of transcription-5b,STAT5b)的表達，從而誘發胰島素抵抗[24]。近年研究發現，在人類和嚙齒類動物中，Socs3水平與抵抗素呈正相關[25]。而Socs3亦可通過介導炎性反應導致胰島素抵抗。綜上說明，降低炎性因子水平可改善胰島素抵抗及糖代謝。

二甲雙胍是推薦用于治療2型糖尿病患者的首選藥物，已有研究表明它可以通過降低慢性炎性來提高胰島素敏感性。一項來自加納的臨床研究發現，2型糖尿病患者口服二甲雙胍后促炎性細胞因子TNF-α、IFN-γ水平明顯下降[26]，而另一基礎研究發現，胰島素抵抗大鼠腎組織TNF-α、IL-1β、IL-6、Socs3水平明顯升高，給予二甲雙胍治療(10 mg·kg-1·d-1)4周后腎組織炎性因子水平下降，并可通過作用于IRS1/PI3K/AKT信號通路改善大鼠胰島素抵抗[27]。然而，二甲雙胍對Socs3影響的相關臨床研究比較缺乏。

發現糖尿病患者Socs3及MCP-1、TNF-α、CRP等炎性指標明顯升高，說明炎性反應在糖尿病發病過程中極其重要。此外，相關性分析表明，Socs3及炎性因子與胰島素抵抗呈正相關，二元Logistic回歸分析提示，矯正年齡、性別混雜因素后，Socs3、TNF-α、TG、LDL-C仍是胰島素抵抗的獨立危險因素，上述結果進一步證實了炎性因子水平升高可導致胰島素抵抗的發生，降低炎性因子可使胰島素抵抗得到改善。

本研究將2型糖尿病患者隨機分為2型糖尿病單純飲食控制+運動組和在此基礎上口服鹽酸二甲雙胍治療組，3個月后結果發現，二甲雙胍干預后BMI、TC、TG、HbA1c明顯下降，說明二甲雙胍可以改善糖脂代謝，與既往研究結果[27]一致。此外，T2DM組Socs3及CRP、IL-6等炎性因子水平明顯升高，二甲雙胍干預后Socs3及上述炎性因子水平下降，表明二甲雙胍具有降低Socs3等炎性因子這一作用。小趣[28]研究發現，2型糖尿病患者給予二甲雙胍治療后血清炎性因子IL-6、TNF-α水平顯著降低，與本研究結果一致。因此，Socs3可作為預測胰島素抵抗的臨床指標，二甲雙胍通過降低T2DM患者炎性因子改善胰島素抵抗可能成為以后治療T2DM的一種新策略。但本研究局限性在于樣本量較少，療程短，今后可擴大樣本量進一步明確Socs3預測胰島素抵抗的切點。