血清galectin-3、S-endoglin水平與1型糖尿病兒童糖代謝紊亂及微血管并發癥的相關性分析

劉建麗,劉力銘,厲紅,劉小娜,張雪松,焦麗華

1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus，T1DM)是一種自身免疫性疾病，主要因自身反應性T細胞激活引起 β細胞功能障礙和凋亡、胰島素絕對缺乏和血糖水平升高[1]。國際糖尿病聯盟糖尿病地圖集第 9 版估計每年全球兒童和青少年(15歲以下)T1DM患病例數達98 200例[2]。我國2010—2013年1～14歲兒童 T1DM患病率達1.93/10萬，較20世紀90年代增長了3.8倍[3-4]。長期高血糖可引起T1DM患兒出現微血管并發癥，包括腎病、視網膜病變和神經病變等，導致視力損害、腎衰竭和自主神經功能異常等，嚴重威脅T1DM兒童健康和生命安全[5-6]。半乳凝集素-3(galectin-3)是結合碳水化合物的凝集素蛋白家族成員之一，參與炎性反應和免疫調節過程，在鑒別前驅糖尿病和2型糖尿病中具有重要作用[7]。可溶性內皮糖蛋白(S-endoglin)是一種整合于細胞膜上的跨膜糖蛋白，參與血管發生、重構及內皮功能障礙過程，與高血壓、動脈粥樣硬化等有關[8]。galectin-3、S-endoglin在兒童T1DM中的報道十分少見，鑒于此,現分析galectin-3、S-endoglin與T1DM糖代謝及微血管并發癥的關系，以期為臨床提供參考，報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2016年2月—2022年2月河北省唐山市婦幼保健院小兒內分泌科收治T1DM患兒105例為T1DM組，男60例，女45例，年齡6～14(10.54±2.77)歲；病程0.1～7.0(4.02±1.35)年；家族遺傳史45例；微血管并發癥28例。另選擇同期醫院兒科接診的52例健康兒童為健康對照組，男31例，女21例，年齡4～14(10.04±2.51)歲，2組受試兒性別、年齡比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。本研究已經獲得醫院倫理委員會批準(PZ051241)，受試兒家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準：①符合國際青少年糖尿病協會擬定的兒童和青少年T1DM臨床實踐指南[9]；②年齡≤14歲。(2)排除標準：①合并甲狀腺功能亢進或甲狀腺功能減退；②合并系統性紅斑狼瘡、濕疹等其他自身免疫性疾病、感染性疾病；③合并惡性腫瘤；④原發性腎小球疾病、急性腎損傷；⑤酮癥酸中毒、低血糖昏迷。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 血清galectin-3、S-endoglin水平檢測：T1DM患兒入組后次日、健康對照組門診當日清晨采集肘靜脈血3 ml注入干燥試管，待血液凝固后取上層液置于L535R低速臺式冷凍離心機(湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司)離心留取血清，-80℃保存待測。取血清樣本，采用HM-SY96A酶標儀(山東恒美電子科技有限公司)以酶聯免疫吸附試驗檢測，galectin-3試劑盒購自上海捷門生物技術有限公司，S-endoglin試劑盒購自上海酶聯生物科技有限公司。

1.3.2 糖代謝指標檢測：上述靜脈血采用AU480全自動生化分析儀(美國貝克曼庫爾特公司)檢測空腹血糖(FPG)、空腹胰島素(FINS)，穩態模型計算胰島素抵抗指數(HOMA-IR)，全自動糖化血紅蛋白檢測儀(青島市三凱醫學科技公司)采用離子交換液相層析法檢測糖化血紅蛋白(HbA1c)水平。

1.3.3 微血管并發癥及其診斷：糖尿病視網膜病變參考“我國糖尿病視網膜病變臨床診療指南(2014年)”相關診斷標準[10]。糖尿病腎病參考“中國糖尿病腎臟病防治指南(2021年版)”相關診斷標準[11]。糖尿病周圍神經病變診斷：具備疼痛、麻木、感覺異常等典型臨床癥狀；踝反射、針刺痛覺、震動覺、壓力覺、溫度覺中任意1項異常；無臨床癥狀者神經電生理檢查提示外周神經傳導速度減慢[12]。T1DM患兒根據是否發生微血管并發癥將其分為并發癥亞組28例和無并發癥亞組77例。

2 結 果

2.1 2組血清galectin-3、S-endoglin水平比較 T1DM組血清galectin-3、S-endoglin水平均高于健康對照組(P<0.01)，見表1。

表1 健康對照組和T1DM組血清galectin-3、S-endoglin水平比較Tab.1 Comparison of serum galectin-3 and S-endoglin levels between healthy control group and T1DM group

2.2 T1DM患兒不同亞組血清galectin-3、S-endoglin水平比較 并發癥亞組血清galectin-3、S-endoglin水平高于無并發癥亞組(P<0.01)，見表2。

表2 并發癥亞組和無并發癥亞組血清galectin-3、S-endoglin水平比較Tab.2 Comparison of serum galectin-3 and S-endoglin levels between complication subgroups and uncomplicated subgroups

2.3 2組糖代謝指標比較 T1DM組FPG、FINS、HOMA-IR、HbA1c水平高于健康對照組(P<0.01)，見表3。

2.4 血清galectin-3、S-endoglin與糖代謝指標的相關性 T1DM組血清galectin-3、S-endoglin水平與FPG、FINS、HOMA-IR、HbA1c均呈正相關(P<0.01)，見表4。

2.5 血清galectin-3、S-endoglin水平診斷T1DM患兒并發微血管并發癥的價值 血清galectin-3、S-endoglin水平及二者聯合診斷T1DM患兒并發微血管并發癥的曲線下面積(AUC)為0.739、0.718、0.914，二者聯合診斷T1DM患兒并發微血管并發癥的價值高于各自單獨檢測(Z=3.183、3.349，P均<0.001)，見表5、圖1。

3 討 論

T1DM又稱胰島素依賴型糖尿病，該病起病急，多因感染、飲食不當誘發，臨床癥狀與2型糖尿病相似，易并發酮癥酸中毒和低血糖，需要使用胰島素長期治療，T1DM血糖控制不佳與糖尿病腎病、視網膜病變、外周和自主神經病變等微血管病并發癥有關，盡管在T1DM疾病控制和治療方面取得了非常重要的進展，但仍不能完全預防其微血管病并發癥的發生，因此，尋找T1DM微血管并發癥的相關標志物十分重要[11]。現有研究顯示，高血糖誘導的血管內皮功能失調及炎性介質的釋放與T1DM微血管并發癥的發生有關[12]。

表3 健康對照組和T1DM組糖代謝指標比較Tab.3 The difference of glucose metabolism indexes between healthy control group and T1DM group

表4 血清galectin-3、S-endoglin與糖代謝指標相關性分析Tab.4 Correlation analysis of serum galectin-3, S-endoglin and glucose metabolism indexes

表5 血清galectin-3、S-endoglin水平診斷T1DM患兒并發微血管并發癥的價值Tab.5 serum levels of galectin-3 and S-endoglin in the diagnosis of microvascular complications in children with T1DM

galectin-3是一種32～35 kD大小的糖蛋白，具有1個及以上進化保守碳水化合物識別結構域的β-半乳糖苷結合凝集素，在免疫細胞、上皮細胞、內皮細胞和感覺神經細胞等幾乎所有類型的細胞內和細胞外空間均有分布，galectin-3則通過其N末端結構域介導肽—肽結合，從而調節細胞黏附、生長、分化、凋亡和血管生成，參與包括炎性反應、免疫、組織纖維化和腫瘤等多種病理過程[13]。galectin-3可進入細胞核并分泌到細胞表面和包括血清和尿液在內的生物體液中，是心臟病、腎病和癌癥診斷或預后預測的生物學標志物[14]。現有報道顯示，2型糖尿病患者外周血中galectin-3水平增高，且其水平與胰島素分泌功能密切相關，galectin-3可能通過炎性反應通路導致胰島β細胞纖維化和胰島素分泌功能受損，還介導胰島素抵抗參與妊娠期糖尿病過程[15]。本研究發現，血清galectin-3與兒童T1DM也存在密切關系，可能參與兒童T1DM發病、胰島素抵抗及微血管損傷過程。現有研究發現，galectin-3可直接與胰島素受體結合抑制下游胰島素信號傳導，進而抑制肝細胞中葡萄糖輸出，降低胰島素敏感性[16]。galectin-3可與晚期糖基化終產物(AGE)受體結合形成AGE受體復合物聚集于腎血管內皮和系膜組織中，誘導腎纖維化，加劇糖尿病腎病的發生。galectin-3還可通過介導神經炎性反應和氧化應激導致視網膜神經細胞退化，參與糖尿病視網膜病變過程[17]。

注：galectin-3.半乳凝集素-3；S-endoglin.可溶性內皮糖蛋白圖1 血清galectin-3、S-endoglin水平診斷T1DM患兒并發微血管并發癥的ROC曲線Fig.1 serum galectin-3 and S-endoglin levels in diagnosis of T1DM children with microvascular complications ROC curve

endoglin又稱CD105，是轉化生長因子(TGF)-β1和TGF-β3的跨膜受體，主要表達在內皮細胞、單核細胞/巨噬細胞、成纖維細胞和血管平滑肌細胞等各種血管壁細胞，參與血管發生和重構，在傷口愈合、缺氧、新生血管生成時endoglin表達增加并通過調節TGF-β信號傳導刺激血管平滑肌細胞遷移、增殖和新生血管生成，并下調內皮型一氧化氮合酶表達，最終促進動脈粥樣硬化18]。endoglin可被基質金屬蛋白酶裂解形成S-endoglin釋放至外周血循環中，S-endoglin水平升高被認是內皮損傷或功能障礙的標志[19]。本研究發現，T1DM患兒血清S-endoglin水平增高，且S-endoglin與T1DM糖代謝紊亂及微血管并發癥的發生有關。Ekiz-Bilir等[20]報道指出，2型糖尿病患者endoglin水平高于健康受試者，且糖尿病腎病患者endoglin水平高于尿白蛋白正常的糖尿病患者，提示endoglin與糖尿病腎病的發生有關。Abu等[21]報道也指出，增殖性糖尿病視網膜病變患者外周血中S-endoglin濃度增加，且與疾病活動性有關。可見S-endoglin與糖尿病患者微血管并發癥有關，分析原因為endoglin可激活Akt 進而激活血管內皮生長因子-A，促使血管細胞黏附分子-1基因轉錄，導致內皮細胞活化、單核細胞浸潤和炎性反應[22]。endoglin可降低內皮型一氧化氮合酶和膜內皮糖蛋白表達及其信號轉導，影響血管收縮功能[23]，導致血管功能障礙。endoglin還可促使肌成纖維細胞分化和細胞外基質產生，促使纖維化進程[24]，最終導致微血管并發癥的發生。

ROC分析結果顯示，血清galectin-3、S-endoglin在T1DM患兒并發微血管并發癥中具有診斷價值，提示血清galectin-3、S-endoglin可作為T1DM微血管并發癥的潛在生物學指標，為臨床辨別微血管并發癥提供可靠信息。

綜上，T1DM患兒血清galectin-3、S-endoglin水平均增高，且與T1DM糖代謝紊亂及微血管并發癥發生有關，可作為T1DM微血管并發癥診斷的標志物，可為臨床診治提供一定信息。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

劉建麗：設計研究方案，實施研究過程，論文撰寫；劉力銘：提出研究思路，研究選題；厲紅：設計論文框架，進行文獻調研與整理；劉小娜：提出研究思路，分析試驗數據，論文審核;張雪松：資料搜集整理，論文修改;焦麗華：進行統計學分析