血清VEGF及ICAM-1水平與糖尿病視網膜病變患者微血管損傷的關系

徐家窈 冼文光 劉俐娜

(中山大學中山眼科中心海南眼科醫(yī)院眼底病?？?，海南 ?？?570100)

血清VEGF及ICAM-1水平與糖尿病視網膜病變患者微血管損傷的關系

徐家窈 冼文光1劉俐娜2

(中山大學中山眼科中心海南眼科醫(yī)院眼底病?？?，海南 ?？?570100)

目的 探討血清中血管內皮生長因子(VEGF)及細胞間黏附分子(ICAM)-1水平與糖尿病視網膜病變(DR)患者微血管損傷之間的關系。方法 未應用抗凝類藥物治療的2型糖尿病(T2DM)患者120例，根據(jù)臨床及眼底檢查確診將其分為非DR(NDR)組(n=56)、非增生型DR(NPDR)組(n=30)、增生型DR(PDR)組(n=34)。比較各組微血管病變發(fā)生率；采用流式細胞儀檢測內皮細胞(ECs)、內皮祖細胞(EPCs)計數(shù)百分比；采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測各組血清中VEGF及ICAM-1水平。結果 PDR組糖尿病腎病(DN)及神經病變的發(fā)生率明顯高于NDR組和NPDR組(均P<0.05)；與未發(fā)生微血管病變患者相比，發(fā)生微血管病變患者的EPCs水平明顯下降，而ECs、VEGF和ICAM-1水平均明顯升高(均P<0.05)；不管是否發(fā)生微血管病變，PDR組的ECs、VEGF和ICAM-1水平均高于NDR組和NPDR組，NPDR組均高于NDR組，PDR組EPCs水平低于NPDR組，NPDR組低于NDR組(均P<0.05)；PDR組VEGF、ICAM-1水平與ECs水平呈正相關(r=0.995，0.852，P<0.05)，與EPCs水平呈負相關性(r=-0.895，-0.920，P<0.05)。結論 VEGF和ICAM-1在DR患者微血管損傷中高表達，與ECs和EPCs密切相關，提示VEGF和ICAM-1在DR患者微血管損傷形成中與血管內皮功能密切相關。

糖尿病視網膜病變；微血管損傷；血管內皮生長因子；細胞間黏附分子-1

糖尿病常見的血管并發(fā)癥糖尿病視網膜病變(DR)的發(fā)病機制和病因不明確，其典型特點包括新生血管過度增殖、血管內皮細胞功能異常以及微血管瘤等病征。血管內皮生長因子(VEGF)屬于促血管生長因子的一種，其生理功能主要是推進血管內皮細胞的增殖與遷移，以達到維持血管通透性和完整性的目的〔1〕。細胞間黏附分子(ICAM)-1通過參與炎癥反應中細胞的活化、增生、分泌趨化和浸潤的過程，進而導致內皮細胞的凋亡〔2〕。研究表明在DR機制中，VEGF可以誘導ICAM-1的表達，使白細胞黏附，從而導致早期血-視網膜屏障破壞，內皮細胞遭到破環(huán)并死亡〔3〕。本研究擬分析DR患者血清中VEGF和ICAM-1在微血管損傷中的關系。

1 資料和方法

1.1 對象 選取中山大學中山眼科中心海南眼科醫(yī)院2015年1～12月診治的均未應用抗凝類藥物2型糖尿病(T2DM)患者120例，符合WHO糖尿病診斷及分型標準(1999年)〔3〕，DR診斷分期依據(jù)中國現(xiàn)行標準即1985年眼底病學組制定的DR標準〔4〕。120例患者均需要眼底及眼底熒光血管造影檢查，由同一眼科醫(yī)師做出診斷并分期。根據(jù)患者病變程度及是否伴DR分為3組，非DR(NDR)組56例，男30例，女26例，平均年齡(44.23±7.01)歲，病程(5.61±6.22)年；非增生型DR(NPDR)組30例，男16例，女14例，平均年齡(47.76±3.97)歲，病程(6.68±7.25)年；增生型DR(PDR)組34例，男18例，女16例，平均年齡(50.76±4.18)歲，病程(7.54±8.05)年。三組平均年齡和病程均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。本次實驗通過醫(yī)院倫理委員會審核批準，患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 VEGF、ICAM-1及微血管內皮功能的檢測 120例血樣來源于護士對其入院初清晨空腹采血肘靜脈5 ml，離心后將血清分裝后-80℃待檢。采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測血清中VEGF及ICAM-1的水平，操作均按試劑盒(北京中杉生物科技有限公司)說明進行操作；采用美國畢地公司流式細胞儀檢測內皮細胞(ECs)、內皮祖細胞(EPCs)計數(shù)百分比。

1.2.2 病變篩查〔4〕(1)糖尿病腎病(DN)：按尿常規(guī)篩查尿蛋白陽性者，須測定尿白蛋白排泄率。測定3次從晚9：00至次日晨7：00的蛋白排泄率，計算其平均值，根據(jù)Mogensen分期，蛋白排泄率≥20 μg /min 者即可判斷為DN。(2)糖尿病神經類病變：須檢查常規(guī)肌電圖，對正中神經、腓淺神經等重要神經的電生理參數(shù)進行觀察。采用表面皮膚電極順行性測定感覺神經傳導，采用盤狀表面電極記錄測定運動神經傳導，不在常規(guī)肌電圖學正常值范圍內者可診斷為糖尿病神經類病變。

1.3 統(tǒng)計學方法 應用SPSS13.0軟件進行方差分析、LSD-t檢驗、χ2檢驗、Fisher確切概率法和Pearson相關分析。

2 結 果

2.1 微血管病變發(fā)生率 PDR組DN及神經病變的發(fā)生率〔20例(58.82%)、14例(41.15%)〕顯著高于NDR組〔均為4例(7.14%)〕和NPDR組〔6例(20.00%)，4例(13.33%)〕(χ2=6.279，5.974，P<0.05)；而NDR組與NPDR組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

2.2 各組內皮功能、VEGF和ICAM-1水平比較 與無DN及神經病變患者比較，有DN及神經病變患者的ECs、VEGF和ICAM-1水平明顯升高，EPCs水平顯著下降(均P<0.05)。不管是否發(fā)生微血管病變，PDR組ECs 、VEGF和ICAM-1水平高于NPDR組，NPDR組亦高于NDR組(均P<0.05)；PDR組EPCs低于NPDR組，NPDR組亦低于NDR組(均P<0.05)。見表1。

2.3 相關性分析 PDR組VEGF、ICAM-1水平與ECs水平呈正相關性(r=0.995，0.852，P<0.05)，與EPCs水平呈負相關性(r=-0.895，-0.920，P<0.05)。NDR組和NPDR組VEGF、ICAM-1水平與ECs水平和EPCs水平均未表現(xiàn)明顯相關性。

表1 各組內皮功能、VEGF和ICAM-1水平比較

與無微血管病變比較:1)P<0.05；與NDR組比較:2)P<0.05；與NPDR組比較:3)P<0.05

3 討 論

目前DR已經成為糖尿病微血管最主要的并發(fā)癥之一，它是一種由于缺血而誘導的視網膜微血管損傷病變，其主要特征是視網膜新生血管的形成〔5〕。從微血管并發(fā)癥的病理性特征方面來考慮，DR與DN、糖尿病神經病變等具有相似之處，主要表現(xiàn)為毛細血管周細胞喪失，微血管瘤形成，早期高灌注損傷，局部出血、滲出等〔6〕。從微血管發(fā)病機制方面考慮，DR 的發(fā)生和發(fā)展與VEGF也密切相關，當機體VEGF過度表達，導致新生血管的形成，促進DR等新生血管形成性疾病的發(fā)生發(fā)展〔7〕。研究表明，當糖尿病患者出現(xiàn)DN、糖尿病神經病變等并發(fā)癥時，DR患病率增高〔8〕。本研究結果提示DN和糖尿病神經病變與DR病變程度密切相關，隨著DR嚴重程度的加深，VEGF與抑制血管生成因子動態(tài)失衡，隨著VEGF過度分泌，全身血管內皮細胞相應出現(xiàn)的增殖、移行等刺激反應，導致增殖期視網膜新生血管增殖伴隨著纖維組織的增生，提高DN和糖尿病神經病等患者微血管損傷類患病率。

有研究者認為DR患者微損傷的發(fā)病機制或許與ICAM-1和VEGF有關，或者與這兩種物質共同作用有關〔9，10〕。VEGF主要的生物功能是特異性地參與新生血管的生長，在促進內皮細胞增生、遷移，在增加血管通透性等生理作用中扮演著重要角色〔8〕。當細胞出現(xiàn)損傷或炎癥增生時，VEGF表達上調，刺激新血管增生。當血清中VEGF異常升高時，ICAM-1作為免疫球蛋白超家族的成員，它可以介導大量炎性因子，使白細胞附著在毛細血管內皮上，相互傳遞信號。由于它可以引起內皮血管的損傷，故研究者把它看作血管功能障礙的標志物〔9〕。有研究顯示ICAM-1濃度的增加可以加劇DR的病情〔10〕。本研究提示血清中VEGF、ICAM-1的水平可以作為臨床檢測糖尿病患者出現(xiàn)微血管損傷類疾病并發(fā)癥的標準。本研究還說明VEGF和ICAM-1在單純糖尿病時存在高表達狀態(tài)，預示VEGF和ICAM-1的異常表達可能是形成DR微血管損傷的重要因素。有研究表明抗凝藥物的高低可以影響ICAM-1的表達，故本研究資料來源于未用過任何抗凝藥物治療患者〔9，10〕。

除此之外，患者微血管內皮功能可以監(jiān)測ECs、 EPCs等指標來直接反映，高糖會使內皮功能紊亂，ECs水平升高，EPCs水平下降〔11〕。本研究說明糖尿病患者患有DR，就會使血管皮功能遭到破壞，并且伴隨出現(xiàn)DN、糖尿病神經病變等微血管并發(fā)癥，DR越加重，內皮功能受損更加嚴重。研究表明VEGF、ICAM-1水平與內皮細胞通透性相關，VEGF通過細胞旁途徑，調節(jié)血管內皮的功能通透性；ICAM-1通過影響白細胞與血管內皮的黏附，激活粒細胞跨內皮遷移，釋放細胞毒性物質及大量的細胞因子等，導致內皮功能直接改變〔10〕。本研究結果說明VEGF和ICAM-1在DR患者微血管損傷形成中與血管內皮功能密切相關，由此可以推斷當DR由非增殖型向增殖型過渡時，血清中VEGF和ICAM-1表達增加，激活白細胞使其釋放更多活性物質，如炎性因子1、腫瘤壞死因子等，導致微血管內皮損傷加劇，修復功能收到抑制，致使大量視網膜新血管生成，血管基底膜增厚，微血管通透性增加，血流瘀滯導致糖尿病微血管病變加重。

1 王莉莉，劉 堃，許 迅.糖尿病性視網膜病變抗血管內皮生長因子治療進展〔J〕.上海交通大學學報(醫(yī)學版)，2012；32(2)：219-25.

2 Fan WY，Liu NP.Meta-analysis of association between K469E polymorphism of the ICAM-1 gene and retinopathy in type 2 diabetes〔J〕.Int J Ophthalmol，2015；8(3)：603-7.

3 張 倩，萬 倩，孫 丹，等.住院2型糖尿病患者合并糖尿病腎臟疾病的危險因素分析〔J〕.中華內分泌代謝雜志，2015；31(5)：390-4.

4 邊菁哲.初診2型糖尿病患者糖尿病視網膜病變及微血管病變相關性研究〔J〕.河北醫(yī)學，2013；19(12)：1866-8.

5 Moriya T，Ochi R，Imagawa Y，etal.A Case of uveal colobomas showing marked left-right difference in Diabetic Retinopathy〔J〕.Case Rep Ophthalmol，2016；7(1)：167-73.

6 Tajiri K，Otsuki K，Sato T，etal.Vitrectomy for proliferative diabetic retinopathy associated with klinefelter syndrome〔J〕.Case Rep Ophthalmol，2015；6(3)：420-6.

7 Olsen TW.Anti-VEGF Pharmacotherapy as an Alternative to Panretinal Laser Photocoagulation for Proliferative Diabetic Retinopathy〔J〕.JAMA，2015；314(20)：2135-6.

8 Hwang JW，Pyun SB，Kwon HK.Relationship of vascular factors on electrophysiologic severity of diabetic neuropathy〔J〕.Ann Rehabil Med，2016；40(1)：56-65.

9 鄭亞萍，康紅鈺.赤芍對糖尿病腎病大鼠腎臟TNF-α、MCP-1、ICAM-1表達及巨噬細胞浸潤的影響〔J〕.中國中醫(yī)基礎醫(yī)學雜志，2013；19(6)：637-9.

10 李 昕，鄭曰忠.糖尿病視網膜病變患者血清腫瘤壞死因子-α白細胞介素-2和細胞間黏附分子-1水平檢測意義〔J〕.中國實用眼科志，2013；31(2)：111-4.

11 Kulwas A，Drela E，Jundzill W，etal.Circulating endothelial progenitor cells and angiogenic factors in diabetes complicated diabetic foot and without foot complications〔J〕.J Diabetes Complications，2015；29(5)：686-90.

〔2016-12-22修回〕

(編輯 袁左鳴/滕欣航)

冼文光(1962-)，男，碩士，主任醫(yī)師，主要從事玻璃體視網膜疾病的研究。

徐家窈(1982-)，女，碩士，主治醫(yī)師，主要從事玻璃體視網膜疾病白內障的研究。

R587.1

A

1005-9202(2017)08-2000-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.08.080

1 中山大學中山眼科中心海南眼科醫(yī)院眼底外科

2 中山大學中山眼科中心海南眼科醫(yī)院準分子激光中心