糖尿病性干眼患者血清炎癥細(xì)胞因子的變化及意義

張瑋瓊 ，吳正正 ，接傳紅 ，李軍 ，嚴(yán)京

干眼是眼表疾病中最常見的一類，是指任何原因引起淚液的質(zhì)和量的異常，或流體動力學(xué)異常，造成淚膜穩(wěn)定性下降，并伴有各種眼部不適癥狀和（或）眼表組織病變[1]。隨著干眼病程的延長，逐漸影響正常工作和生活。糖尿病患者正在成為干眼的好發(fā)人群[2]。全國至少73.6%的糖尿病患者可出現(xiàn)眼部癥狀，其中，干眼是在糖尿病患者中高發(fā)的眼表疾病[3]。臨床觀察發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者出現(xiàn)干眼癥狀較為普遍，并且易被忽視。

糖尿病是引起干眼的最常見原因之一，長期高血糖狀態(tài)可大大加重干眼癥狀。2型糖尿病患者在炎癥感染期間，體內(nèi)的多種炎癥因子水平紊亂，損傷眼表，是加重干眼癥狀的主要因素。本研究通過測定糖尿病性干眼患者血清炎癥細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β,IL-1β）及腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的變化，探討糖尿病性干眼是否與慢性微炎癥狀態(tài)有關(guān)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為2016年4月—2016年12月在中國中醫(yī)科學(xué)院眼科醫(yī)院糖尿病眼病中心的就診者，參照下述標(biāo)準(zhǔn)對其是否患有干眼或糖尿病進(jìn)行診斷，共納入被檢者80人（160只眼）。其中糖尿病性干眼者（糖尿病干眼組）20人（40只眼），男10人，女10人，年齡44～72歲，平均60.4歲，糖尿病病程0.5～21年；糖尿病無干眼者（糖尿病組）20人（40只眼），男 8人，女12人，年齡 47～79歲，平均 61.2歲，糖尿病病程4～30年；干眼無糖尿病者 （干眼組）20人（40 只眼），男 12人，女 8人，年齡 38～84歲，平均59.9歲；無糖尿病無干眼者（正常人組）20人（40只眼），男12人，女8人，年齡30～74歲，平均50.8歲。

糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn) 采用2016年美國糖尿病學(xué)會（American Diabetes Association,ADA）糖尿病醫(yī)學(xué)診療標(biāo)準(zhǔn)[4]：（1）具有典型癥狀，空腹≥7.0 mmol/L（126 mg/dl）或餐后血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）；（2）沒有典型癥狀，僅有上述血糖變化者，重復(fù)1次，仍達(dá)以上值者；（3）沒有典型癥狀，僅空腹血糖≥7.0 mmol/L （126 mg/dl） 或餐后血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）或糖耐量實驗（OGTT）2 h血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）者，具有高血糖典型癥狀或存在高血糖危象者，隨機血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）。

干眼的診斷標(biāo)準(zhǔn) 采用2013年干眼臨床診療專家共識[5]：（1）主觀癥狀：眼干、眼癢、異物感等；（2）淚膜穩(wěn)定性弱，淚膜破裂時間<10 s為異常；（3）淚液分泌減少，淚液分泌實驗<10 mm/5 min為異常；（4）眼表損害，角膜熒光素染色點數(shù)≥0個為異常。排除其它原因的情況下，主觀癥狀兩項陽性，或主觀癥狀1項強陽性，同時淚膜破裂時間≤5 s，淚液分泌實驗≤5 mm/5 min，可診斷為干眼。

1.2 檢測指標(biāo)及方法

血清IL-1β及TNF-α檢測 被檢者隔夜空腹10 h取靜脈全血5 ml，靜置2 h，3000 r/min離心15 min，分離血清，按照分組，將編號標(biāo)記于EP管上，置于-20℃冰箱冷凍保存?zhèn)溆?。用酶?lián)免疫吸附雙抗體夾心法試劑盒測定IL-1β、TNF-α濃度，用酶標(biāo)儀吸光度值在450 nm波長下測定讀數(shù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)血清濃度吸光度值計算出樣本濃度。兩種試劑盒均由北京奇松生物科技有限公司提供，嚴(yán)格按照試劑盒說明書操作。

客觀散射指數(shù)的測量 客觀散射指數(shù)（objective scatter index,OSI）[6]是一種評估視覺質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，反映了屈光介質(zhì)的混濁程度，淚膜是唯一一層不斷變化的光學(xué)介質(zhì)，干眼患者的OSI變化更早、變異幅度更大，通過對客觀散射指數(shù)的檢查，可得出具體的量化數(shù)據(jù)。OSI值越大，表示淚膜不穩(wěn)定性越大。本課題使用雙通道視覺質(zhì)量分析系統(tǒng)（optical quality analysissystemⅡ,OQASTMⅡ）（西班牙 Visiometrics公司）測出OSI值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS19.0統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料的原始數(shù)據(jù)或?qū)?shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)正態(tài)性檢驗符合正態(tài)性分布，以xˉ±s表示。組間各指標(biāo)比較采用單因素方差分析，兩兩比較比較采用LSD法。糖尿病性干眼者OSI與血清炎癥細(xì)胞因子濃度相關(guān)性采用Pearson相關(guān)性分析，并建立線性回歸方程。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 各組血清IL-1β、TNF-α濃度水平及OSI結(jié)果

糖尿病性干眼組、糖尿病組、干眼組的血清IL-1β、TNF-α， 以及 OSI均明顯高于正常人組 （P＜0.05），具體見表 1。

表1 各組被檢者血清TNF-α、IL-1β 濃度水平與OSI值比較（xˉ±s）

2.2 糖尿病性干眼OSI值與血清 IL-1β、TNF-α水平的關(guān)系

糖尿病性干眼者的OSI值與血清IL-1β呈正相關(guān)（r=0.771，R2=0.594，P<0.001），與血清 TNF-α 亦呈正相關(guān)（r=0.762，R2=0.581，P<0.001）（圖 1）。得到的回 歸 方 程 分 別 為 ：OSI=0.541+0.032 ×IL-1β （F=70.330，P ＜0.001）；OSI=-1.994+0.083 ×TNF-α （F=23.878，P=0.001）。

正常人組的血清IL-1β、TNF-α濃度與OSI均無明顯相關(guān)性（圖1）。

圖1 散點圖。1A.OSI值與血清 IL-1β濃度；1B.OSI值與血清TNF-α 濃度 OSI：客觀散射指數(shù) IL-1β：白細(xì)胞介素-1β TNF-α：腫瘤壞死因子-α

3 討論

干眼的發(fā)生機制較復(fù)雜，炎癥、細(xì)胞凋亡及性激素水平的改變等均可引起干眼的發(fā)生。糖尿病患者高血糖狀態(tài)通過炎癥因子，可以導(dǎo)致干眼的發(fā)生并加重干眼癥狀。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，人們對于干眼的發(fā)病機制有更深刻的認(rèn)識，在臨床采集分析中[7]，發(fā)現(xiàn)干眼患者的淚液中TNF-α和IL-1β等炎癥細(xì)胞因子的濃度明顯高于健康人群[8]，與角膜上皮的受損程度呈正相關(guān)，這與我們此次的實驗結(jié)果相一致。

3.1 IL-1β在糖尿病性干眼發(fā)病機制中的作用

細(xì)胞因子具有調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的作用，是由淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞產(chǎn)生。細(xì)胞因子中的促炎癥性因子，可以介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，主要指腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素等。白細(xì)胞介素-1（IL-1）來自于淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞，能夠始動炎癥的級聯(lián)反應(yīng)，而IL-1β是IL-1的基因編碼亞型之一，是IL-1的主要活性形式，也是一種特異性的促炎癥細(xì)胞因子[9]，可以對神經(jīng)遞質(zhì)的釋放進(jìn)行下調(diào)，阻礙神經(jīng)對腺體的調(diào)控。IL-1β不僅作為內(nèi)生性致熱源參與炎癥反應(yīng)，而且能夠通過誘導(dǎo)環(huán)氧化酶2、IL-6等其他因子的表達(dá)，加劇炎癥反應(yīng)。IL-1β還參與免疫調(diào)節(jié)作用，誘導(dǎo)其他細(xì)胞因子的表達(dá)，加重炎癥反應(yīng)。此外，IL-1β能夠與胰島β細(xì)胞受體相結(jié)合，使胰島β細(xì)胞產(chǎn)生大量的一氧化氮而凋亡，加速糖尿病進(jìn)程，發(fā)展為糖尿病視網(wǎng)膜病變[10]。大量IL-1β還可以刺激胰島β細(xì)胞表達(dá)Fas-mRNA，這種mRNA與由T淋巴細(xì)胞表達(dá)的配體相結(jié)合，導(dǎo)致β細(xì)胞凋亡[11]。

3.2 TNF-α在糖尿病性干眼發(fā)病機制中的作用

TNF-α是一種細(xì)胞激動劑，由單核巨噬細(xì)胞分泌，也是一種重要的炎癥相關(guān)因子[12]。全身的炎癥反應(yīng)都有TNF-α的參與，它是一種內(nèi)源性的致熱源，引起細(xì)胞的凋亡，其不僅本身是一種重要的炎癥介質(zhì)，還可以促進(jìn)其他炎性介質(zhì)的作用[13]。TNF-α能結(jié)合內(nèi)皮細(xì)胞來增加過氧化物陰離子的生成，進(jìn)而增加IL-1等其他炎癥因子的表達(dá)，炎癥反應(yīng)的同時，活化中性粒細(xì)胞，調(diào)控炎癥細(xì)胞的遷移，造成局部炎癥反應(yīng)的發(fā)生[14]。TNF-α可以通過增加淚腺組織中的膠原酶和基質(zhì)金屬蛋白酶Ⅱ來破壞腺泡的結(jié)構(gòu)；與此同時，TNF-α激活淋巴細(xì)胞，介導(dǎo)細(xì)胞與體液免疫，誘發(fā)炎癥發(fā)生，產(chǎn)生更多的包括TNF-α在內(nèi)的炎癥因子，形成惡性循環(huán)，使眼部的慢性炎癥持續(xù)擴散[15]。TNF-α參與胰島素抵抗的發(fā)生，加快糖尿病和糖尿病并發(fā)癥的發(fā)展[16]。

3.3 IL-1β和TNF-α在糖尿病性干眼發(fā)病過程中的相互作用

淚膜和結(jié)膜上皮細(xì)胞中存在高濃度的炎癥因子（IL-1、IL-6、TNF-α 等）， 其中 IL-1 和 TNF-α 對角膜和結(jié)膜上皮細(xì)胞有正性調(diào)節(jié)作用。在結(jié)膜鱗狀上皮化生中，上皮細(xì)胞的異常分化和杯狀細(xì)胞密度逐漸減少，與分化相關(guān)的抗原表達(dá)也開始減少。IL-1β和TNF-α的濃度與結(jié)膜鱗狀上皮化生程度顯著相關(guān)[17]。雖然糖尿病患者干眼的病因?qū)W尚未明確，但已經(jīng)有證據(jù)支持炎性因子存在于各種類型干眼的假設(shè)。選擇IL-1β和TNF-α是因為它們是刺激細(xì)胞產(chǎn)生的其他因子放大炎癥反應(yīng)的第一批細(xì)胞因子，且二者有協(xié)同作用[18]。在炎癥反應(yīng)過程中，它們不僅各自可以介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，而且二者均能夠激活淋巴細(xì)胞，發(fā)動體液免疫和細(xì)胞免疫兩大免疫系統(tǒng)，同時因為本身的內(nèi)源性致熱源，更加擴大了炎癥反應(yīng)的規(guī)模，產(chǎn)生更多的炎癥因子，如此反復(fù)，炎癥反應(yīng)持續(xù)存在且不斷發(fā)展[19]。二者通過介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，導(dǎo)致胰島素靶細(xì)胞發(fā)生選擇性功能失調(diào)，阻止胰島素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，加重糖尿病的發(fā)生。動物模型實驗表明，環(huán)境壓力刺激眼表上皮細(xì)胞產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子（如IL-1β和TNF-α），并激活增殖蛋白激酶信號通路[20]。另一項研究表明高滲狀態(tài)的淚液刺激角膜和結(jié)膜上皮細(xì)胞，并釋放促炎因子[21]。

本研究發(fā)現(xiàn)糖尿病性干眼組、糖尿病組、干眼組的IL-1β和TNF-α的血清濃度明顯高于正常組，并且在糖尿病性干眼中，兩項炎癥細(xì)胞因子的血清濃度與視覺質(zhì)量呈正相關(guān)。這說明TNF-α和IL-1β作為炎癥因子參與了干眼以及糖尿病的發(fā)生和發(fā)展過程，在糖尿病性干眼的發(fā)病機制中起重要作用。本研究對IL-1β和TNF-α濃度的測定，對糖尿病性干眼的早期診斷提供一定的依據(jù)和思路，可及早發(fā)現(xiàn)糖尿病合并干眼患者，治療方面，提醒臨床醫(yī)生不僅要積極控制血糖，而且要改善微炎癥狀態(tài)，有助于改善患者眼表情況，降低干眼發(fā)生率。

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