妊娠期糖尿病母血及臍血血清和胎盤(pán)中YKL—40的表達(dá)及意義

荀生麗+胡金菊+陳劍+張玲玲+陸紅梅+孔祥

DOI：10.16662/j.cnki.1674-0742.2017.10.052

[摘要] 目的 通過(guò)檢測(cè)GDM患者母血血清、臍血血清和胎盤(pán)組織中人類(lèi)軟骨糖蛋白39（YKL-40）的表達(dá)情況，為探討GDM的發(fā)病機(jī)理提供理論依據(jù)。方法 采用ELISA和免疫組化檢測(cè)隨機(jī)選取2015年1—12月于揚(yáng)州市婦幼保健院產(chǎn)科病房分娩的對(duì)照組正常孕婦20名和GDM組GDM患者60例母血血清、臍血血清和胎盤(pán)組織中YKL-40的表達(dá)水平。結(jié)果 ①YKL-40蛋白主要表達(dá)于胎盤(pán)絨毛合體滋養(yǎng)細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的胞漿，胞核。YKL-40在對(duì)照組產(chǎn)婦靜脈血清中的表達(dá)量為（0.369 2±0.003 2）pg/mL，臍靜脈血清中的表達(dá)量為（0.336 7±0.003 1）pg/mL，GDM產(chǎn)婦血清中的表達(dá)量為（0.405 1±0.002 1）pg/mL，臍血中的表達(dá)量為（0.404 2±0.002 4）pg/mL，GDM患者母血血清、臍血血清中的YKL-40的表達(dá)水平均顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。②GDM組胎盤(pán)組織中YKL-40表達(dá)水平顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。 結(jié)論 GDM患者母血血清、臍血血清和胎盤(pán)組織中YKL-40的表達(dá)水平均明顯高于正常對(duì)照組， YKL-40可能與GDM發(fā)病有關(guān)，GDM的發(fā)病可能與炎癥刺激相關(guān)，為GDM的早期預(yù)測(cè)、診斷及治療提供線索。

[關(guān)鍵詞] GDM；胎盤(pán)；血清；免疫組化；ELISA；YKL-40

[中圖分類(lèi)號(hào)] R714 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-0742（2017）04（a）-0052-04

Expression and Significance of YKL-40 in Maternal Blood and Umbilical Cord Blood Serum and Placenta in Patients with Gestational Diabetes Mellitus

XUN Sheng-li1， HU Jin-ju1， CHEN Jian2， ZHANG Ling-ling1， LU Hong-mei3， KONG Xiang4

1.Department of Gynecology and Obstetrics， Yangzhou Maternal and Child Health-Care Center Affiliated to Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu Province， 225001 China；2.Department of Clinical Laboratory， Yangzhou Maternal and Child Health-Care Center Affiliated to Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu Province， 225001 China；3.Department of Pathology， Yangzhou Maternal and Child Health-Care Center Affiliated to Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu Province， 225001 China；4.Department of obstetrics， Subei people's Hospital Affiliated to Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu Province， 225001 China

[Abstract] Objective To detect the expression of 39（YKL-40）in the maternal blood and umbilical cord blood serum and placenta in patients with gestational diabetes mellitus and provide theoretical basis for studying the pathogenesis of GDM. Methods The YKL-40 expression levels in maternal blood and umbilical cord blood serum and placenta in 20 cases of normal delivery women in the control group and 60 cases of GDM patients in the GDM group in our hospital which randomly selected from January to December 2015 were tested by the ELISA and immunohistochemical test. Results The expression of YKL-40 protein was mainly in the cytoplasm and nucleus in the placental syncytiotrophoblast and vascular endothelial cells， the expression level of YKL-40 in the venous serum in the control group was（0.369 2±0.003 2）pg/mL and in the umbilical cord venous serum was （0.336 7±0.003 1）pg/mL， the expression level of YKL-40 in the venous serum in the GDM group was（0.405 1±0.002 1）pg/mL and in the umbilical cord venous serum was （0.404 2±0.002 4）pg/mL，and the expression level of YKL-40 in maternal blood and umbilical cord blood serum of GDM patients were obviously higher than that in the control group， and the difference was obvious with statistical significance（P<0.01）， and the expression level of YKL-40 in the placenta tissues in the GDM group was obviously higher than that in the control group， and the difference was obvious with statistical significance（P<0.01）. Conclusion The expression level of YKL-40 in maternal blood and umbilical cord blood serum and placenta in patients with gestational diabetes mellitus is obviously higher than that in the normal control group， and the YKL-40 may be related to the attack of GDM， and the attack of GDM is related to the disease incitement thus providing clue for the early prediction， diagnosis and treatment of GDM.

[Key words] GDM； Placenta； Serum； Immunohistochemical； ELISA； YKL-40

妊娠期糖尿?。╣estational diabetes mellitus，GDM）是指妊娠期發(fā)生的或者妊娠期首次發(fā)現(xiàn)的不同程度的糖耐量異常[1]，其定義包括了少數(shù)妊娠前已存在血糖增高、但被漏診的患者。隨著GDM診斷標(biāo)準(zhǔn)降低，GDM發(fā)病率增加明顯，發(fā)生率約15%～20%。GDM是一種常見(jiàn)的妊娠合并癥，GDM母兒近、遠(yuǎn)期并發(fā)癥明顯增加，其中最常見(jiàn)的孕期并發(fā)癥是巨大兒，也有少數(shù)孕婦并發(fā)胎兒生長(zhǎng)受限（fetal growth restriction，F(xiàn)GR），其他常見(jiàn)并發(fā)癥如流產(chǎn)、胎兒畸形、妊娠期高血壓疾病、羊水過(guò)多等，產(chǎn)時(shí)產(chǎn)后并發(fā)癥如新生兒肩難產(chǎn)、臂叢神經(jīng)損傷、鎖骨骨折、低血糖、鈣鎂代謝異常等，產(chǎn)婦軟產(chǎn)道裂傷、產(chǎn)后出血、酮癥酸中毒、感染等；GDM患者遠(yuǎn)期糖尿病、子代遠(yuǎn)期糖尿病發(fā)生率高。炎性因子YKL-40，是多種疾病研究的熱門(mén)因子，主要由炎癥組織中的巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞產(chǎn)生，在炎癥反應(yīng)疾病中，血清YKL-40水平顯著升高。已有多種研究證實(shí)其與T2DM的發(fā)病存在關(guān)系。該文通過(guò)檢測(cè)2015年1—12月分娩的GDM患者母血血清、臍血血清和胎盤(pán)組織中YKL-40的表達(dá)，研究GDM的可能發(fā)病機(jī)制，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

隨機(jī)選取入住揚(yáng)州市婦幼保健院產(chǎn)科病房分娩的單胎妊娠足月孕婦，其中診斷為GDM患者60例作為研究組，另隨機(jī)選取20名正常妊娠孕婦為對(duì)照組。GDM篩查及診斷標(biāo)準(zhǔn)參考8年制第3版《婦產(chǎn)科學(xué)》[2]。研究組孕婦孕期均未接受正規(guī)胰島素治療，接受營(yíng)養(yǎng)治療及運(yùn)動(dòng)治療[3]，孕期隨訪監(jiān)測(cè)餐前餐后血糖均超出正常范圍；所有孕婦排除免疫性疾病、心臟肝臟腎臟疾病、哮喘等慢性疾病、原發(fā)高血壓或妊娠期高血壓、胎膜早破及感染性疾病等合并癥、并發(fā)癥，均無(wú)煙酒毒等不良嗜好，既往無(wú)手術(shù)、外傷、輸血史。所有產(chǎn)婦均接受剖宮產(chǎn)分娩，排除早產(chǎn)及過(guò)期妊娠，剖宮產(chǎn)指征包括：巨大兒、疤痕子宮、臀位、頭盆不稱(chēng)等，禁食禁飲6 h后接受腰硬聯(lián)合麻醉，行子宮下段剖宮產(chǎn)術(shù)，手術(shù)均順利。

1.2 方法

在胎兒娩出后，立即分別留取產(chǎn)婦外周靜脈血、臍靜脈血5 mL置干凈試管，應(yīng)用ELISA檢測(cè)其YKL-40的數(shù)值，術(shù)中檢測(cè)產(chǎn)婦與新生兒末梢血快速血糖；胎盤(pán)娩出后，立即在無(wú)菌條件下于胎盤(pán)母面無(wú)鈣化處，靠近臍帶附著部位，用銳器取約1 cm×1 cm×1 cm大小立方形組織塊，分別用作HE染色、免疫組化。

1.3 觀察指標(biāo)

分別采用ELISA法檢測(cè)血清YKL-40表達(dá)量。胎盤(pán)組織HE染色后鏡下觀察胎盤(pán)絨毛、絨毛滋養(yǎng)細(xì)胞以及絨毛內(nèi)間質(zhì)、血管等結(jié)構(gòu)，蛻膜中滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤(rùn)及螺旋小動(dòng)脈擴(kuò)張情況；免疫組化測(cè)定胎盤(pán)絨毛和蛻膜YKL-40的表達(dá)。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)用[n（%）]表示，計(jì)量資料用（x±s）表示，采用單因素方差分析，兩兩比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，兩者間的相關(guān)性用Pearson相關(guān)分析及Spearman等級(jí)相關(guān)分析，以α=0.05作為差異顯著性水準(zhǔn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料

兩組孕婦的年齡、孕周比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；GDM患者的BMI、空腹血糖、糖化血紅蛋白、產(chǎn)婦血糖、新生兒出生體重高于對(duì)照組（P<0.05），見(jiàn)表1，兩組新生兒均未出現(xiàn)低血糖，新生兒5～10Apgar評(píng)分：對(duì)照組均為10～10分，GDM患者僅1例6～10分，余均為10～10分。

2.2 YKL-40在正常妊娠和GDM患者血清中的表達(dá)

YKL-40在GDM組母血血清、臍血血清中的表達(dá)顯著高于正常組（P<0.01） 。

2.3 YKL-40在正常妊娠和GDM胎盤(pán)組織中的表達(dá)

YKL-40主要表達(dá)于胎盤(pán)絨毛合體滋養(yǎng)細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的胞漿、胞核，少量表達(dá)于間質(zhì)細(xì)胞的胞漿。GDM組患者胎盤(pán)組織中YKL-40的表達(dá)水平較對(duì)照組明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=19.756，P<0.01） 。

3 討論

3.1 YKL-40的生物學(xué)特性

YKL-40是哺乳動(dòng)物酶蛋白中的一種肝素和幾丁質(zhì)的結(jié)合蛋白，其多肽鏈含有383個(gè)氨基酸，起始氨基酸依次為絡(luò)氨酸、賴(lài)氨酸和亮氨酸（Y、K、L），相對(duì)分子量約為40 000，故稱(chēng)為YKL-40。目前有很多研究均已證實(shí)：YKL-40能夠在人體多個(gè)器官中參與多種組織及細(xì)胞活動(dòng)，既可以在很多正常組織中表達(dá)，如肝、腎、肺、淋巴結(jié)、神經(jīng)組織、子宮、宮頸、胎盤(pán)、血管等，也在很多腫瘤組織中有高表達(dá)，如人體的一些惡性實(shí)體腫瘤細(xì)胞包括乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌、宮頸癌、黑色素瘤、卵巢癌、骨腫瘤、惡性膠質(zhì)細(xì)胞瘤及胰腺癌等。這些疾病的血清中YKL-40也有表達(dá)，如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、COPD、T2DM、T1DM、炎癥性腸病、心血管疾病等。YKL-40可以刺激人體結(jié)締組織細(xì)胞如滑膜細(xì)胞、軟骨細(xì)胞及成纖維細(xì)胞的增殖，同時(shí)還可以通過(guò)啟動(dòng)MARK和PI3K介導(dǎo)有絲分裂過(guò)程，促進(jìn)血管平滑肌及內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)改變，因此有研究推測(cè)其可能參與胚胎的形成。YKL-40在人類(lèi)胚胎外、中、內(nèi)3個(gè)胚層均有高水平表達(dá)，這和該次試驗(yàn)結(jié)果也是吻合的。且YKL-40的這種活性在腫瘤發(fā)生及發(fā)展中也起著關(guān)鍵性的作用。YKL-40雖然不具有甲殼質(zhì)酶的活性，但與甲殼質(zhì)具有高度結(jié)合的能力，從而發(fā)揮甲殼質(zhì)酶的活性，在促進(jìn)炎癥反應(yīng)的過(guò)程中發(fā)揮作用。

3.2 YKL-40與炎性疾病

YKL-40作為1種炎癥因子，在炎癥、異常細(xì)胞增殖、異常細(xì)胞重構(gòu)、異常組織重建等一系列疾病中均有較高的表達(dá)。YKL-40是血液中的1種急性期反應(yīng)蛋白，在炎性疾病中分泌增高，是急慢性炎癥的標(biāo)記物。在類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎、巨細(xì)胞動(dòng)脈炎等炎癥性疾病患者的血清和組織中，YKL-40的水平顯著高于正常人，YKL-40可以反映關(guān)節(jié)軟骨破壞、滑膜炎癥和組織損傷的程度。關(guān)節(jié)疾病的組織結(jié)構(gòu)重塑過(guò)程中，炎癥性疾病釋放炎癥因子。YKL-40在人體中主要表達(dá)于不同炎癥組織的平滑肌細(xì)胞，尤其是巨噬細(xì)胞表面。血清YKL-40水平與炎癥性疾病的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，經(jīng)過(guò)積極治療處理，YKL-40的水平逐漸下降至正常范圍。

3.3 YKL-40和T2DM的關(guān)系

T2DM患者存在胰島素抵抗（ insulin resistence，IR），T2DM患者存在先天性免疫系統(tǒng)異常，并異常分泌炎癥因子，導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生亞臨床的炎性反應(yīng)，而炎癥反應(yīng)可引起IR及胰島B細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的障礙。炎性因子抑制胰島素受體，促進(jìn)脂肪細(xì)胞分解，使其產(chǎn)生IR，最終引起胰島素B細(xì)胞凋亡而導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生[4]。YKL-40與IR具有相關(guān)性，參與炎癥反應(yīng)及新生血管形成等病變的發(fā)展。在目前的研究中， YKL-40與肥胖、炎癥、IR和T2DM有關(guān)，肥胖與IR密切相關(guān)，T2DM患者肥胖者居多，肥胖患者的內(nèi)臟脂肪組織巨噬細(xì)胞增多，巨噬細(xì)胞能夠合成并分泌大量的炎癥因子，其CD68mRNA表達(dá)水平顯著上升，YKL-40與CD68mRNA有相關(guān)性，故認(rèn)為YKL-40也參與IR，對(duì)血糖產(chǎn)生影響。T2DM患者內(nèi)臟脂肪組織中的YKL-40mRNA、血清YKL-40水平均偏高， T2DM患者不論是否肥胖，較正常對(duì)照組以及非糖尿病肥胖者，其內(nèi)臟脂肪組織中的YKL-40mRNA、血清YKL-40水平均偏高，糖尿病和糖耐量受損患者中YKL-40水平增加。血清YKL-40水平不隨血漿葡萄糖急性變化而波動(dòng)，在糖耐量受損中可以作為一個(gè)獨(dú)立的心血管風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)因素。

3.4 GDM與YKL-40

GDM患者的發(fā)病機(jī)制與T2DM患者存在相似，且遠(yuǎn)期發(fā)展成T2DM的可能性極大。GDM發(fā)病病因目前主要包括：遺傳因素、IR、炎癥因子、脂肪因子等[5]，IR與慢性亞臨床系統(tǒng)性炎癥密切相關(guān)。GDM與T2DM存在的共同病理生理是IR，慢性炎癥反應(yīng)同樣也參與GDM的發(fā)生發(fā)展。YKL-40刺激成纖維細(xì)胞增長(zhǎng)，激活蛋白激酶、經(jīng)PI3K信號(hào)通路，發(fā)揮凋亡抑制、血管生成[6]的功能，參與先天免疫應(yīng)答。該實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：GDM患者和正常孕婦的胎盤(pán)及血清中均有YKL-40表達(dá)，但是GDM組YKL-40的表達(dá)水平顯著高于對(duì)照組，查閱國(guó)內(nèi)外多種文獻(xiàn)，均認(rèn)同肥胖、脂肪因子與GDM有關(guān)，肥胖患者內(nèi)臟脂肪組織中的YKL-40mRNA、血清YKL-40水平明顯偏高，肥胖狀態(tài)、慢性炎癥反應(yīng)與IR、GDM的關(guān)系不可分割。YKL-40與孕前BMI高度相關(guān)，其原因可能為脂肪細(xì)胞分泌過(guò)量的細(xì)胞因子IL-6、MCP-1等，促進(jìn)脂肪、肝臟等組織大量合成YKL-40增多，并影響胰島素代謝。該文發(fā)現(xiàn)GDM組BMI 28.94，對(duì)照組25.36，GDM組BMI偏高，產(chǎn)婦血清及臍血血清YKL-40表達(dá)水平增加，探索GDM、肥胖、炎癥與IR之間的可能機(jī)制：患者的脂肪細(xì)胞尤其是內(nèi)臟脂肪細(xì)胞合成分泌的大量炎性因子，包括YKL-40等，參與肥胖介導(dǎo)的IR，損害胰島B細(xì)胞功能，致使血糖升高。該文研究發(fā)現(xiàn)，GDM組血清YKL-40表達(dá)增加，可能與GDM患者IR有關(guān)：胰島素細(xì)胞分泌IL-6增多，IL-6使肝臟細(xì)胞合成YKL-40增多， IL-6與YKL-40互相促進(jìn)，進(jìn)一步增加YKL-40的合成分泌。同時(shí)，大量的IL-6促進(jìn)β細(xì)胞產(chǎn)生過(guò)量的IgG，促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖，觸發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)導(dǎo)致脂肪產(chǎn)生過(guò)多FFA，引起胰島B細(xì)胞死亡，間接促進(jìn)IR。肥胖、慢性炎癥和IR之間關(guān)系密切，均參與了T2DM、GDM的發(fā)生發(fā)展，且肥胖患者脂肪組織高表達(dá)的多種免疫活性細(xì)胞與YKL-40相互影響，共同促進(jìn)IR；YKL-40與IGF-1有相關(guān)性，系統(tǒng)代謝紊亂患者的YKL-40參與炎癥反應(yīng)及新生血管形成等病變的發(fā)展。該研究也認(rèn)同此類(lèi)異常分泌的炎癥因子以及YKL-40等細(xì)胞因子進(jìn)一步加重IR，導(dǎo)致GDM的發(fā)生。孕期胰島素、胰島B細(xì)胞增多，腎上腺分泌的糖皮質(zhì)激素明顯升高，胎盤(pán)分泌的激素中僅胰島素具有降糖作用，PRL、P、皮質(zhì)醇、胎盤(pán)胰島素酶、胰高血糖素、E2、E3、甲狀腺激素、GCS等均有明顯的拮抗胰島素的作用[7]，妊娠期婦女脂肪儲(chǔ)蓄增多，尤其是內(nèi)臟脂肪細(xì)胞的存在，出現(xiàn)明顯的慢性炎癥反應(yīng)，YKL-40合成增多，TNF-α、瘦素等均升高，導(dǎo)致IR，IR使胰島B細(xì)胞代償不足，出現(xiàn)糖代謝異常，血糖代謝紊亂，血糖值明顯升高，發(fā)生GDM。IR存在亞臨床炎癥反應(yīng)，炎癥組織及細(xì)胞分泌的因子TNF-α、IL-6、YKL-40、MCP-1等，均影響機(jī)體能量的攝入和代謝，從而影響胰島素的分泌，并損害胰島素功能，參與IR的發(fā)生發(fā)展，對(duì)GDM病情產(chǎn)生重要影響。該研究也證實(shí)YKL-40與GDM發(fā)病機(jī)理有關(guān)。

4 結(jié)論

GDM的病因和發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，目前認(rèn)為它是在一定的遺傳因素和環(huán)境因素影響下，使患者在妊娠這一特殊的生理?xiàng)l件時(shí)，發(fā)生的以糖代謝異常為主要病理生理特征的綜合征，該實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了YKL-40與GDM發(fā)病機(jī)理有關(guān)，在臨床上，研究GDM必須與T2DM相結(jié)合，GDM遠(yuǎn)期有發(fā)展為T(mén)2DM的可能，故對(duì)GDM的跟蹤研究有助于對(duì)T2DM病因、發(fā)病機(jī)制和發(fā)病過(guò)程的進(jìn)一步探索。

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（收稿日期：2017-01-08）