糖尿病視網膜病變不同分期患者血清δ樣蛋白4和環磷腺苷效應元件結合蛋白水平對微血管損傷的預測價值

郭 婧, 李蕓云, 劉思思, 沙 穎, 馬 凱, 王 紅

(首都醫科大學附屬北京同仁醫院, 1. 北京同仁眼科中心, 2. 眼科學與視覺科學北京市重點實驗室, 北京, 100730)

糖尿病視網膜病變(DR)是糖尿病患者最常見的眼部并發癥之一,也是失明的主要原因之一[1]。隨著全球糖尿病患者數量的不斷增加,DR所造成的醫療和社會負擔也日益加重。DR的發生與發展涉及多種因素,其中微血管損傷是其發病機制的重要環節之一。δ樣蛋白4(DLL4)是Notch信號通路中的一個關鍵成員,在血管生成和維持血管穩態中發揮重要作用。研究[2]表明,在DR患者中, DLL4的表達受到調控,并可能在血管生成紊亂中起到關鍵作用。高血糖環境下, DLL4的表達可能受到抑制,導致異常的血管新生和血管滲漏,從而加劇視網膜病變的嚴重程度。環磷腺苷效應元件結合蛋白(CREB)作為轉錄因子,在細胞增殖、分化和炎癥等多種生物學過程中發揮關鍵作用[3]。在DR中, CREB的激活與炎癥反應和細胞凋亡等病理過程密切相關。研究[4]顯示,高血糖環境可以通過激活CREB通路來誘導炎癥因子的產生,從而引發視網膜病變的發展。

DLL4和CREB作為調控細胞增殖、分化和血管生成的關鍵因子,在多種疾病中發揮重要作用[5]。然而,在DR中DLL4和CREB的角色及其與微血管損傷的關聯尚未得到全面闡明。內皮祖細胞(EPC)、循環內皮細胞(CEC)及循環祖細胞(CPC)作為血管生成和修復關系密切的細胞類型,在人體中,EPC和CPC主要發揮血管修復和再生的功能, CEC則代表著血管內皮細胞已成熟。相關研究[6]發現, DR患者會出現血管異常的生成和損傷,進而誘發EPC和CPC相關功能損傷,導致CEC釋放到循環中,造成這些細胞濃度水平改變。本研究探討不同DR分期患者血清DLL4、CREB水平及其與微血管損傷的潛在關系,現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

經醫院倫理委員會審議和批準,選擇2020年2月—2023年2月收治的80例糖尿病患者作為研究對象,將所有患者依照DR分期分為無DR組(n=37)、非增生型DR組(n=19)和增生型DR組(n=24)。無DR組男20例,女17例,平均年齡(64.93±5.43)歲,平均體質量(64.39±12.38) kg, 平均體質量指數(BMI)為(22.01±3.84) kg/m2; 非增生型DR組男11例,女8例,平均年齡(64.99±4.94)歲,平均體質量(65.12±12.31) kg, 平均BMI為(22.03±2.98) kg/m2; 增生型DR組男14例,女10例,平均年齡(65.01±4.89)歲,平均體質量(64.98±11.94) kg, 平均BMI為(21.96±3.79) kg/m2。3組受試者一般資料比較,差異無統計學意義(P>0.05), 具有可比性。納入標準: ① 符合糖尿病治療指南中相關糖尿病診斷標準者; ② DR分型和診斷符合《我國糖尿病視網膜病變臨床診療指南(2014年)》[7]者; ③ 患者無精神疾病、免疫性疾病、感染性疾病或心腦血管疾病; ④ 患者依從性良好,可積極配合本研究; ⑤ 患者無青光眼等其他眼部疾病; ⑥ 患者對本研究知情并簽署知情同意書。排除標準: ① 妊娠期或哺乳期女性; ② 合并外周或中樞神經疾病史者; ③ 存在DR治療史者; ④ 入組前半年內參與其他臨床試驗和研究者; ⑤ 臨床資料缺失或主動申請退出本研究者。

1.2 方法

采集受試者空腹靜脈血,離心收集血清后采用酶聯免疫吸附法檢測受試者血中DLL4及CREB水平,所有檢測均嚴格遵照試劑盒說明書進行操作。采集受試者空腹靜脈血,采用FACS Count流式細胞儀檢測患者EPC、CEC及CPC水平,所用檢測抗體均購自CST公司,嚴格按照流式細胞儀標準操作規程進行操作。

1.3 統計學方法

采用SPSS 20.0統計軟件分析數據,計數資料采用百分率表示,組間差異行卡方檢驗,計量資料采用均值±標準差表示,組間差異行LSD-t檢驗,多組間計量資料差異采用方差檢驗分析; 采用Spearman相關性檢驗分析不同DR分期患者血清DLL4和CREB水平的關系,并采用Logistics回歸模型分析DLL4和CREB水平對DR患者病情分期的影響; 采用線性回歸模型分析DLL4和CREB水平與微血管評估指標的相關性,以病理檢測結果為金標準,繪制受試者工作特征(ROC)曲線,分析DLL4和CREB對微血管損傷的預測價值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 3組患者DLL4和CREB水平比較

無DR組、非增生型DR組、增生型DR組患者血中DLL4及CREB水平依次遞增,其中增生型DR組患者血中DLL4及CREB水平最高,無DR組患者DLL4及CREB水平最低,差異均有統計學意義(P<0.05), 見表1。

表1 3組患者血中DLL4及CREB水平比較 pg/mL

2.2 不同DR分期與DLL4和CREB水平的關系

DR分期與DLL4、CREB水平均呈顯著正相關(r=0.656、0.731,P=0.013、0.005)。

2.3 DLL4和CREB水平對DR患者分期的影響

高DLL4(OR=1.910, 95%CI: 1.311～2.782)、高CREB(OR=2.038, 95%CI: 1.374～3.022)是影響DR患者分期的獨立危險因素,差異有統計學意義(P<0.05), 見表2。

表2 DLL4和CREB水平對DR患者分期的影響

2.4 3組患者微血管損傷指標比較

無DR組、非增生型DR組、增生型DR組患者血中EPC、CEC及CPC水平存在差異,其中增生型DR組患者血中EPC、CPC水平最低, CEC水平最高,無DR組EPC、CPC水平最高, CEC水平最低,差異均有統計學意義(P<0.05), 見表3。

表3 3組患者微血管損傷指標比較 %

2.5 DLL4和CREB水平與微血管評估指標的相關性

患者DLL4及CREB水平與EPC、CPC水平呈顯著負相關, DLL4及CREB水平與CEC水平呈顯著正相關,見表4、圖1。

圖1 DLL4和CREB水平與微血管評估指標的相關性

表4 DLL4和CREB水平與微血管評估指標的相關性

2.6 DLL4、CREB對微血管損傷的預測價值

DLL4、CREB預測DR患者微血管損傷的曲線下面積(AUC)均大于0.85, 見表5、圖2。

圖2 DLL4、CREB預測微血管損傷的ROC曲線

表5 DLL4和CREB對微血管損傷的預測價值

3 討 論

DR是一種由糖尿病引起的嚴重眼部并發癥,主要影響視網膜血管和組織,可能導致視力損害甚至失明[8]。DR的發生和發展涉及多種因素,包括高血糖、高血壓、血脂異常、糖尿病病程等。高血糖是DR發生的主要因素之一,長期的高血糖狀態導致視網膜微血管損傷,血管壁通透性增加,易導致滲漏和出血。高血糖還可誘發炎癥反應,激活細胞因子、促進生長因子的產生,加速視網膜病變的進展[9]。此外,高血壓和血脂異常也與DR密切相關,這些因素進一步損害視網膜的微循環和組織結構。DR的分期評估對于制訂個體化的治療策略和預防措施至關重要[10]。

DLL4是Notch信號通路中的關鍵成員,屬于DSL家族的蛋白質。Notch信號通路在細胞分化、增殖、凋亡等多種生物學過程中發揮著重要作用。DLL4在血管生成、神經發育以及免疫調節等方面具有重要的生理功能[11]。在血管生成過程中, DLL4的主要作用是調控血管內皮細胞的分化和血管分支的形成。在新生血管的末梢, DLL4通過與Notch受體相互作用,抑制附近血管內皮細胞分化為血管平滑肌細胞,從而抑制新血管的擴張和分支。這種抑制機制有助于維持血管的結構完整性和功能穩定性,確保正常的血液循環[12]。CREB是一種轉錄因子,其在細胞內信號傳導和基因表達調控中扮演著重要角色。CREB的活化是通過多種信號通路調控的,其中包括cAMP信號通路、鈣信號通路、細胞因子受體通路等。CREB的主要功能之一是參與細胞的生存和適應性反應,在細胞受到外界刺激或內源性信號激活時, CREB被磷酸化,并形成激活態的磷酸化CREB[13]。激活的CREB可以結合到DNA上的cAMP響應元件,從而啟動目標基因的轉錄,進而影響細胞的適應性反應,如細胞增殖、分化和生存等。

DLL4在血管生成和維持血管穩態方面具有重要作用,在糖尿病患者中,由于高血糖狀態的存在, DLL4的表達可能受到調節。研究[14]表明,高血糖環境可以降低DLL4的表達,導致異常的血管生成和血管滲漏,加劇視網膜病變的發展。DLL4的過度激活也可能參與了DR的發病機制,進一步加劇了病變的進展。在DR的發展中, DLL4的作用可能涉及多種機制: 首先, DLL4的降低可能導致血管新生不足,造成視網膜缺氧和血管異常; 其次, DLL4的異常激活可能加劇炎癥反應,導致炎性因子的過度產生,進而影響視網膜的病理過程[15]。因此, DLL4在DR中既可能是保護因子,也可能是促進因子,其具體作用可能取決于病變的發展階段和個體的差異。

CREB作為重要的轉錄因子,在糖尿病環境中, CREB的激活可能涉及多種信號通路,包括cAMP信號通路和炎癥通路。研究[16]顯示,在糖尿病患者中, CREB的活化與炎癥反應密切相關,高血糖狀態可以激活CREB, 進而誘導炎性因子的產生和炎癥過程的加劇。這些炎癥因子可以進一步損傷視網膜微血管,導致視網膜病變的發展, CREB在DR的炎癥調節中可能起到重要作用[17]。CREB的激活可能還與視網膜神經損傷有關, DR不僅涉及血管異常,還可能引發視網膜神經元的損傷; CREB在神經細胞的存活和可塑性調節中具有重要作用,因此在視網膜神經損傷的發展中也可能發揮一定的作用[18]。

本研究結果顯示,增生型DR組患者血中DLL4及CREB水平最高,無DR組DLL4及CREB水平最低; 相關性檢驗分析顯示, DR患者不同分期與DLL4和CREB水平呈顯著正相關; 多因素回歸分析表明,糖尿病患者血中高DLL4及高CREB水平是影響DR患者不同分期的獨立危險因素。在DR發展過程中,血管生成異常和微循環障礙是重要的病理特征, DLL4在正常情況下能夠調控血管生成的平衡,但在高血糖狀態下,其表達可能受到調控,導致異常的血管生成和血管滲漏,從而加劇視網膜病變。相關研究[19]發現DR患者體內的CREB水平與內皮生長因子水平呈正相關, CREB活化后參與血管內皮細胞形成,誘導血管內皮細胞通透性增加,在很多的血管屏障破壞的疾病中發揮重要的作用; 因此, CREB也可能通過調節血管內皮細胞的功能而影響微循環的穩定性。此外, DLL4和CREB都參與調節炎癥和免疫反應,在糖尿病狀態下,炎癥因子的產生和免疫系統的活化都會加劇視網膜病變的發展。

微血管損傷情況分析顯示,增生型DR組患者血中EPC、CPC水平最低, CEC水平最高,無DR組EPC、CPC水平最高, CEC水平最低; 線性回歸模型分析顯示,患者DLL4及CREB水平與EPC、CPC水平呈顯著負相關, DLL4及CREB水平與CEC水平呈顯著正相關; ROC曲線分析表明, DLL4和CREB預測DR患者微血管損傷的AUC均大于0.85。EPC、CEC和CPC是與血管生成和修復相關的細胞類型,在正常情況下, EPC和CPC具有血管修復和再生的潛能,而CEC則是成熟血管內皮細胞的代表。在DR發展過程中,異常的血管生成和損傷可能導致EPC和CPC的功能受損,同時CEC可能被釋放到循環中,從而影響這些細胞的水平。DLL4和CREB的異常表達可能在這一過程中發揮作用,通過調節血管生成和修復的平衡,影響EPC、CPC和CEC的水平。

DLL4和CREB的水平與EPC、CPC以及CEC的相關性可能反映了其在微血管損傷中的調節作用。DLL4和CREB的異常表達可能導致血管內皮細胞的損傷和功能改變,從而影響EPC、CPC和CEC的分化和釋放。DLL4和CREB在預測DR患者微血管損傷方面具有較高的診斷能力,這可能是因為其在調節血管生成、修復和炎癥反應等過程中的多重作用。這些分子的異常表達可能成為DR微血管損傷的早期標志,從而有望在臨床實踐中作為潛在的生物標志物,有助于及早識別和干預病情。DLL4和CREB不僅參與了血管生成和炎癥調節等過程,還可能在微血管損傷方面發揮著關鍵作用,影響EPC、CPC和CEC的水平。

綜上所述,隨著DR患者分期增加,血清DLL4和CREB水平呈顯著升高趨勢,且DLL4和CREB對其微血管損傷具有較高的預測價值。