外周血及臍血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin與妊娠期糖尿病相關性

蔣沛楨 韓秋峪

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM)是一種常見的妊娠期并發癥，目前的研究顯示糖脂代謝異常和胰島素抵抗是妊娠期糖尿病發生的主要危險因素，會導致各種不良母嬰結局[1]。AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)-哺乳動物雷帕霉素靶蛋白 (mammalian target of rapamycin，mTOR)是機體能量和營養代謝的關鍵控制位點[2]。Sestrin2、Sestrin3是哺乳動物在應激狀態下產生的一種蛋白，Sestrin2可通過激活AMPK繼而抑制mTORC1途徑，調節葡萄糖代謝[3]。有動物實驗表明Sestrin3可直接激活mTORC2信號通路，增強葡萄糖代謝[4]。Irisin是一種肌肉因子,在細胞實驗中，Irisin可使AMPK磷酸化，從而增強骨骼肌細胞對葡萄糖的攝取[5]。本研究擬對GDM患者及新生兒臍帶血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin表達水平進行檢測，探討其與GDM患者相關代謝指標與新生兒結局的關系。

資料與方法

1.研究對象：使用隨機數表法分別選取2021年6～10月于徐州醫科大學附屬醫院規律產檢并住院分娩的妊娠期糖尿病孕婦40例為GDM組，同期正常妊娠孕婦40例為對照組，診斷標椎參照第9版《婦產科學》診療標準[6]：妊娠24～28周及28周后行75g口服葡萄糖耐量試驗(oral glucose tolerance test，OGTT)：空腹、服糖后1h和服糖后2h血糖值分別為5.1、10.0和8.5mmol/L，任何一點血糖值達到或超過上述標準即診斷為GDM。診斷為GDM者，將在后續門診產檢過程中給予專業飲食或用藥指導。排除標準：①孕前有糖尿病或妊娠期糖尿病史及糖尿病家族史；②不良孕產史；③合并高血壓，肝臟、腎臟功能不全、多囊卵巢綜合征等內分泌疾病；④多胎妊娠；⑤孕期至采血前使用影響血糖、血脂藥物；⑥不能配合本次研究樣品采集者。本研究已通過筆者醫院醫學倫理學委員會審查(倫理審批號：XYFY2021-KL024-01)。

2.方法：(1)一般資料收集：一般資料包括年齡、采血孕周、分娩孕周、孕前體重指數(body mass index，BMI)、新生兒出生體重、新生兒出生血糖。(2)糖脂代謝指標測定：留取孕婦于檢測OGTT時抽取的空腹肘靜脈血5ml，其中3ml應用AU680型全自動生化分析儀(貝克曼庫爾特公司生產)檢測糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HAb1c)、空腹胰島素(fasting insulin，FINS)、空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)、總膽固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)，計算胰島素抵抗指數(homeostasis model assessment of insulin resistance HOMA-IR)，HOMA-IR=(FPG×FINS)/22.5。取剩余2ml母血及孕婦分娩時的臍帶血2ml溫室下靜置2h后1000×g離心15min，分離血清標記后儲存在-80℃冰箱中，應用酶聯免疫吸附法檢測Sestrin2、Sestrin3、Irisin，試劑盒為Bioswamp產品，操作步驟嚴格按照試劑盒說明書。

結 果

1.GDM組和對照組臨床資料比較：兩組患者年齡、采血孕周、BMI、分娩孕周、TC、HAb1c比較，差異均無統計學意義(P均>0.05)，GDM組FPG、FINS、TG、HOMA-IR、出生體重、母血Sestrin2、母血Sestrin3、臍血Sestrin2、臍血Irisin水平均明顯高于對照組，母血Irisin水平、出生血糖均明顯低于對照組(P均<0.05)，兩組臍血Sestrin3水平比較，差異無統計學意義(P>0.05)，詳見表1。

表1 兩組患者臨床資料比較

2.孕婦外周血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin水平與各指標的相關性分析結果：孕婦外周血中Sestrin2、Sestrin3與FPG、FINS、HOMA-IR之間均呈正相關(P<0.05)；Irisin與FPG、FINS、TG、HOMA-IR之間均呈負相關(P均<0.05)，詳見表2。

表2 外周血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin與各指標的相關性

3.母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin診斷GDM的ROC曲線分析：母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin診斷GDM的ROC曲線分析詳見表3。由ROC曲線可知，母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin以及3個指標聯合診斷GDM的曲線下面積分別為0.762、0.707、0.787、0.867，各指標診斷GDM的價值差異均有統計學意義(P均<0.05)。母血Sestrin2診斷GDM的閾值為5.021，對應敏感度為50.0%、特異性為98.7%；母血Sestrin3診斷GDM的閾值為5.615，對應敏感度為55.0%、特異性為87.5%；母血Irisin診斷GDM的閾值為305.130，對應敏感度為92.5%、特異性為67.5%；三者聯合診斷GDM的閾值為0.470，對應敏感度為87.5%、特異性為82.5%。

表3 母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin診斷GDM的ROC曲線

圖1 各指標診斷GDM的ROC曲線

4.新生兒不同情況臍帶血Sestrin2、Sestrin3、Irisin水平比較：巨大兒組Sestrin2、Sestrin3、Irisin均明顯高于非巨大兒組，新生兒低血糖組Sestrin2、Irisin均明顯高于非低血糖組，差異均有統計學意義(P均<0.05)。非低血糖組和非低血糖組Sestrin3水平比較，差異無統計學意義(P>0.05)，詳見表4。

表4 新生兒不同情況臍血Sestrin2、Sestrin3、Irisin水平比較

討 論

GDM作為妊娠期間最常發生的代謝性疾病，其主要危害是導致母嬰臨床結局不良和病死率增加。研究表明，GDM患者體內拮抗/分泌胰島素平衡機制破壞，存在明顯的糖脂代謝異常和胰島素抵抗[7]。本研究中FPG、FINS、HOMA-IR、TG均高于正常組，提示GDM患者體內存在糖脂代謝紊亂與胰島素抵抗。葡萄糖、氨基酸和脂肪酸的胎盤轉運增加會刺激胎兒內源性胰島素和胰島素樣生長因子1 (insulin-like growth factors -1，IGF-1)的產生，導致巨大兒[8]。由于母體高血糖的影響，新生兒體內胰島素水平升高，使其發生低血糖風險增加，如果不及時處理可能會導致腦損傷[9]。本研究中GDM組新生兒出生體重均比對照組高，新生兒出生血糖低于正常組，提示GDM患者體內紊亂的代謝狀況，也會對胎兒體重及血糖造成影響。

Sestrins是一個應激誘導蛋白家族，包括Sestrin1、Sestrin2和Sestrin3，通過調整AMPK與mTOR活性來調節炎癥、氧化應激和代謝穩態[10]。Lee等[11]研究發現，在Sestrin2基因敲除小鼠體內，mTOR-Ser2481磷酸化水平增強，并且通過使用AMPK激動劑來提高AMPK表達后，Sestrin2基因敲除小鼠體內血糖降低。研究表明，在壓力條件下，叉頭框轉錄因子O(forkhead box transcription factor O,FoxO)可誘導Sestrin3表達，抑制mTORC1的活性,從而增加細胞能量代謝,維持細胞能量穩態[12]。本研究GDM組母血中Sestrin2、Sestrin3水平均高于正常組，均與FPG、FINS、HOMA-IR呈正相關，這提示Sestrin2、Sestrin3參與GDM患者體內代謝穩態的調節并與胰島素抵抗有關。GDM患者高血糖狀態會導致胎盤存在炎性反應及氧化應激反應[13]。本研究中GDM組中臍血Sestrin2高于正常組，可能由于GDM患者胎盤氧化應激反應提高所致。研究表明胎盤AMPK活性降低與IGF-1信號轉導的增加似乎參與了GDM孕婦的胎盤中mTORC的激活，導致新生兒出生體重增加[8]。本研究中，巨大兒組臍血Sestrin2與Sestrin3高于非巨大兒組，在低血糖組中臍血Sestrin2水平更高，可能由于mTORC的表達增加反饋性提高Sestrin2、Sestrin3水平所致。

Irisin是一種由Ⅲ型纖連蛋白結構域5水解成的多肽片段，過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子(peroxisomeproliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α)可促進該過程[14]。本研究中GDM組母血Irisin水平較正常組低，可能繼發于GDM患者體內PGC-1α的表達下降和功能受損。目前大多數對妊娠糖尿病研究的分析中發現GDM患者血清Irisin水平更低[15]。在胰島素的刺激下，Irisin可通過AMPK通路，改善糖脂代謝狀態，抑制胰島素抵抗，減少氧化應激[14,16～18]。

本研究結果顯示，Irisin與FPG、FINS、IR呈負相關，表明Irisin可能參與GDM患者體內代謝紊亂及胰島素抵抗的發生。體液中的Irisin會作用于脂肪組織，誘導局部的白色脂肪細胞高表達棕色脂肪標記基因，使能量消耗增加[16]。研究發現，槲皮素通過調節AMPK/PGC-1α信號通路從而誘導白色脂肪褐變[19]。Yuan等[20]通過增強棕色脂肪活性和誘導皮下脂肪組織中棕色樣脂肪細胞的形成,增加了肥胖小鼠的能量消耗并改善了葡萄糖穩態。通常認為棕色脂肪在成人體內含量極少，而在新生兒及冬眠動物中較多，本研究顯示GDM組孕婦所產新生兒臍血Irisin高于正常組，在巨大兒組與新生兒低血糖組中臍血Irisin水平更高，可能是由于胎兒通過AMPK/PGC-1α通路促進胎兒分泌Irisin，促進新生兒棕色脂肪的表達，增加葡萄糖的利用，調節體內糖脂代謝。

由于GDM對母嬰結局的不良影響，準確診斷GDM顯得尤為重要，通常對于GDM的診斷依靠OGTT，本研究中ROC曲線提示母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin均對GDM有一定診斷價值，且三者聯合診斷價值更高，說明其對評估GDM的發生有輔助作用，可指導干預GDM措施的制定。

綜上所述，Sestrin2、Sestrin3、Irisin與GDM患者糖脂代謝、胰島素抵抗密切相關，并會對胎兒糖脂代謝造成影響，與新生兒低血糖、巨大兒等不良結局有關。但本研究納入樣本量較小，需要今后開展大樣本量研究予以進一步證實。