IGF-1在2型糖尿病腎病中的表達(dá)及作用

吳心語 張朝明 游小蘭 張靈玲 葛一漫

作者單位：611137 四川成都，成都中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院（吳心語）

611137 四川成都，成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科（張朝明、張靈玲、葛一漫）

611137 四川成都，成都中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理處（游小蘭）

糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy，DN）是以損害腎臟微血管為主要特征的糖尿?。╠iabetes mellitus，DM）并發(fā)癥［1］。以往將24 h尿蛋白排泄率作為診斷蛋白尿的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于門診DM患者占大多數(shù)，留取24 h尿液標(biāo)本非常繁瑣，因此極不利于DN早期的篩查［2-3］。同時2型DN患者的尿微量白蛋白（micro-albumin，mALB）與腎小球?yàn)V過率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）不一定呈平行進(jìn)行性發(fā)展［4］。近年來有研究表明，胰島素樣生長因子-1（insulin like growth factor，IGF-1）在糖代謝和脂代謝中起一定作用，而目前的研究主要集中在細(xì)胞水平，有關(guān)不同臨床階段2型DN患者體內(nèi)IGF-1水平變化及其臨床意義的研究較少。IGF-1由肝臟合成，屬于肽類家族激素，其合成受胰島素、生長激素（growth hormone，GH）、營養(yǎng)狀況等的調(diào)節(jié)，影響細(xì)胞的生長和代謝［5］。本研究采用國產(chǎn)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）檢測人體血漿IGF-1在2型DN不同臨床分期中的表達(dá)情況，旨在初步探討IGF-1在2型DN中的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 病例選擇 選擇2017年1月10日—2018年1月10日成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科、腎臟內(nèi)科和急診科確診的2型DN患者，DN診斷標(biāo)準(zhǔn)參照中華醫(yī)學(xué)會《臨床診療指南腎臟病學(xué)分冊》［6］。排除其他原因引起的腎臟損害患者、合并非DN和其他原發(fā)性疾病的患者、曾進(jìn)行腎臟替代治療者、各種急慢性感染患者、DM酮癥酸中毒及其他并發(fā)癥患者。

1.2 分組 共有90例2型DN患者納入本研究。根據(jù)臨床分期標(biāo)準(zhǔn)將患者分為正常白蛋白尿期（Ⅰ期）組〔mALB/尿肌酐（urine creatinine，UCr）＜3.41 mg/mmol〕、微量白蛋白尿期（Ⅱ期）組（mALB/UCr為3.41～34.09 mg/mmol）和大量白蛋白尿期（Ⅲ期）組（mALB/UCr≥34.09 mg/mmol），每組各 30 例；根據(jù)腎功能受損情況將患者分為腎功能正常組（20例，eGFR≥90 mL·min-1·1.73 m-2）、腎功能輕度受損組（43例，eGFR為60～90 mL·min-1·1.73 m-2）和慢性腎功能不全組（17例，eGFR＜60 mL·min-1·1.73 m-2）。另選擇20例健康體檢者作為健康對照組。

1.3 研究方法

1.3.1 常規(guī)數(shù)據(jù)的采集與處理 收集所有研究對象的身高、體質(zhì)量、收縮壓（systolic blood pressure，SBP）、舒張壓（diastolic blood pressure，DBP）、體重指數(shù)〔body mass index，BMI，BMI＝體質(zhì)量（kg）/身高（m）2〕、DM病程等一般病史情況。eGFR的計(jì)算方法參考CKD-EPI公式［7］。

1.3.2 標(biāo)本采集與檢測

1.3.2.1 肝素抗凝靜脈血漿標(biāo)本獲取及指標(biāo)檢測于上午08：00抽取所有研究對象空腹8 h后靜脈血，離心 10 min（3 000 r/min，離心半徑 10 cm），常規(guī)分離標(biāo)本。使用Beckman Coulter AU5400 全自動生化分析儀檢測空腹血糖（fasting plasma glucose，F(xiàn)PG）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、三酰甘油（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、肝腎功能〔胱抑素C（cystatin C，Cys C）、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）〕。采用 ELISA 法檢測血漿IGF-1水平，試劑盒購自武漢博士德生物工程有限公司（試劑批號：IGF-1 ELISA KIT 201409-X42，精密度：批內(nèi)差≤10%，批間差＜12%，檢測范圍：3～900 μg/L）。

1.3.2.2 EDTA-K2抗凝靜脈全血標(biāo)本的獲取及指標(biāo)檢測 抽取所有研究對象外周靜脈血2 mL，置于真空采血管中顛倒混勻，使用Bio-Rad D10 糖化血紅蛋白分析儀檢測糖化血紅蛋白（hemoglobin A1c，HbA1c）。

1.3.2.3 晨尿標(biāo)本的獲取及指標(biāo)檢測 收集所有研究對象晨尿10 mL，離心10 min（3 000 r/min，離心半徑10 cm），取上清液，使用IMMAGE-800特定蛋白分析儀測定mALB，使用Beckman Coulter AU5400全自動生化分析儀檢測UCr，計(jì)算mALB/UCr的比值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，呈正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，多組間比較采用單因素方差分析；非正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)（四分位數(shù)）〔M（QL，QU）〕表示，采用非參數(shù)檢驗(yàn)Mann-Whitney U檢驗(yàn)。采用受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）下面積（area under curve，AUC）評估預(yù)測效果。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 90例2型DN患者和20例健康對照組入選本研究，所有研究對象的性別、年齡、ALT和LDL-C比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。與健康對照組比較，2型DNⅠ～Ⅲ期組患者的BMI、SBP、DBP、FPG、HbA1c、TC、Cys C均明顯升高，eGFR明顯降低（均P＜0.05）。與DNⅠ期組比較，DNⅡ期組和DNⅢ期組的病程、BMI、mALB/UCr、Cys C均明顯升高，eGFR均明顯降低（均P＜0.05）；DNⅢ期組的TG明顯升高，TC明顯降低（均P＜0.05）。與DNⅡ期組比較，DNⅢ期組的TG、Cys C、mALB/UCr均明顯升高，TC、eGFR均明顯降低（均P＜0.05）。各組間其余指標(biāo)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。見表1。

2.2 不同臨床分期2型DN組患者與健康對照組血漿IGF-1水平比較 IGF-1水平依次為DNⅢ期組＞DNⅡ期組＞DNⅠ期組＞健康對照組，各組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表2。

表2 不同臨床分期2型DN組患者與健康對照組血漿IGF-1水平比較（±s）

表2 不同臨床分期2型DN組患者與健康對照組血漿IGF-1水平比較（±s）

注：與健康對照組比較，aP＜0.05；與DNⅠ期組比較，bP＜0.05；與DNⅡ期組比較，cP＜0.05

組別 例數(shù)（例） IGF-1（μg/L）健康對照組 20 55.77± 7.23 DNⅠ期組 30 77.06± 7.54 a DNⅡ期組 30 118.62± 8.94 ab DNⅢ期組 30 178.79±10.03 abc

2.3 不同腎功能受損情況2型DN組患者與健康對照組血漿IGF-1水平比較 4組的性別、年齡和BMI比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。IGF-1水平依次為慢性腎功能不全組＞腎功能輕度受損組＞腎功能正常組＞健康對照組，各組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見表3。

表1 不同臨床分期2型DN組與健康對照組各臨床監(jiān)測指標(biāo)比較

表3 不同腎功能受損情況2型DN組患者與健康對照組血漿IGF-1水平比較（±s）

表3 不同腎功能受損情況2型DN組患者與健康對照組血漿IGF-1水平比較（±s）

注：與健康對照組比較，aP＜0.05；與腎功能正常組比較，bP＜0.05；與腎功能輕度受損組比較，cP＜0.05

組別 例數(shù)（例） IGF-1（μg/L）健康對照組 20 55.77± 7.23腎功能正常組 30 92.36± 8.24 a腎功能輕度受損組 43 131.52±39.49 ab慢性腎功能不全組 17 178.48± 9.61 abc

2.4 ROC曲線分析 eGFR＜90 mL·min-1·1.73 m-2作為腎功能受損的診斷標(biāo)準(zhǔn)，以敏感度為縱坐標(biāo)，1－特異度為橫坐標(biāo)，在同一坐標(biāo)軸上分別繪制IGF-1、mALB/UCr、Cys C的ROC曲線。結(jié)果顯示，AUC 依次為 mALB/UCr（0.93）、IGF-1（0.81）、Cys C（0.69）。當(dāng) 83.56 μg/L 作為 IGF-1診斷腎功能損傷的臨界值時，敏感度和特異度達(dá)到最佳，分別為81.50%和83.00%。見表4，圖1。

表4 mALB/UCr、Cys C、IGF-1的ROC曲線分析

圖1 IGF-1、mALB/UCr、Cys C 的ROC 曲線

3 討論

IGF-1為肽類家族激素，由70個氨基酸組成，相對分子質(zhì)量7 649［8］。腎臟能夠生成和釋放IGF-1，同時也是GH/IGF-1軸的靶器官。在高糖環(huán)境下，IGF-1會升高以增加機(jī)體對糖和氨基酸的吸收［9］。DM患者GH/IGF-1軸異常，因胰島素水平較低，導(dǎo)致患者血糖升高，而GH有胰島素拮抗作用，導(dǎo)致GH分泌增加，IGF-1明顯升高。動物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，敲除大鼠GHR/GHBP基因后，腎臟病理性進(jìn)行性改變可明顯好轉(zhuǎn)；大鼠體內(nèi)GH基因過表達(dá)則導(dǎo)致腎臟體積增大，出現(xiàn)腎小球基底膜增厚以及腎動脈硬化、腎基質(zhì)纖維化等病理性改變，與DM腎臟病變受損情況相似［10］。目前已證實(shí)GH/IGF-1軸與2型DM腎臟的病理性改變有關(guān)，提示IGF-1可能在DN的早期階段發(fā)揮作用［11］。

本研究采用ELISA法檢測2型DN不同臨床階段的血漿IGF-1水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在DN早期階段IGF-1就已升高，并且隨著DN病程進(jìn)展IGF-1含量逐漸增加，與Clemmons［12］的研究結(jié)果一致。2014年美國糖尿病協(xié)會（the American Diabetes Association，ADA）DM診療指南指出，對于2型DM患者，不論其尿白蛋白程度如何，應(yīng)每年至少進(jìn)行1次血清肌酐測定以評價(jià)eGFR，并進(jìn)行分期［13］。因此本研究還以eGFR水平進(jìn)行分層，測得IGF-1水平依次為慢性腎功能不全組＞腎功能輕度受損組＞腎功能正常組＞健康對照組，再一次證實(shí)IGF-1水平升高與2型DM患者腎臟病變損傷程度一致［14］。IGF-1水平升高可能與以下因素有關(guān)：①IGF-1與胰島素的同源性：IGF-1具有胰島素樣代謝作用，通過IGF-1受體促進(jìn)氨基酸和葡萄糖的吸收，同時增加胰島素的敏感性以促進(jìn)糖原合成，抑制糖原分解，從而調(diào)節(jié)葡萄糖的動態(tài)平衡［15］。②IGF-1參與DN的生理、病理過程：當(dāng)患者發(fā)生DN時，腎臟自分泌或代償性旁分泌合成IGF-1增加，多種因素導(dǎo)致腎臟病理性的形態(tài)改變［16］。足細(xì)胞存在于腎小球的毛細(xì)血管基底膜外側(cè)，是一種高度分化細(xì)胞，足細(xì)胞損傷可使足突回縮，從而形成蛋白尿。DN患者持續(xù)高水平分泌IGF-1，通過參與GH/IGF-1軸損害足突細(xì)胞，最終導(dǎo)致蛋白尿形成，引起腎臟病理性改變。不同診斷方法比較時，以AUC接近1為診斷準(zhǔn)確性高，AUC依次為mALB/UCr（0.93）＞IGF-1（0.81）＞Cys C（0.69），當(dāng)83.56 μg/L作為IGF-1診斷腎功能損傷的臨界值時，敏感度（81.50%）和特異度（83.00%）達(dá)到最佳。

綜上，IGF-1可作為新的血漿標(biāo)志物，在2型DN的早期診斷、病情預(yù)估方面具有良好的臨床價(jià)值。