脂聯(lián)素在妊娠早期預(yù)測(cè)妊娠期糖尿病的研究進(jìn)展

李文昕，杜珍武，徐曉紅*

(吉林大學(xué)第二醫(yī)院 1.婦產(chǎn)科；2.骨科，吉林 長(zhǎng)春130041)

妊娠期糖尿病(GDM)是指在妊娠期首次發(fā)生的高血糖，是一種常見(jiàn)且嚴(yán)重的妊娠期并發(fā)癥。GDM可導(dǎo)致巨大兒、胎兒畸形、先兆子癇、胎死宮內(nèi)、新生兒低血糖等嚴(yán)重并發(fā)癥，甚至增加了母嬰遠(yuǎn)期2型糖尿病、心血管疾病的發(fā)病率。因此早期發(fā)現(xiàn)、早期給予醫(yī)學(xué)干預(yù)，可減少GDM導(dǎo)致的不良妊娠結(jié)局，具有重要的臨床意義?，F(xiàn)眾多學(xué)者就GDM早期預(yù)測(cè)因子的研究取得了很多進(jìn)展，其中脂聯(lián)素(APN)是預(yù)測(cè)GDM發(fā)展的最佳生物標(biāo)志物。本文就APN在妊娠早期預(yù)測(cè)GDM的最新國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果進(jìn)行綜述，旨在探究APN在早期預(yù)測(cè)GDM的應(yīng)用。

1 GDM概述

正常妊娠女性在妊娠中晚期胰島素敏感性下降，減少了肌肉和脂肪等組織對(duì)葡萄糖的攝取，此時(shí)胰腺β細(xì)胞會(huì)從功能(胰島素分泌能力增加)和形態(tài)(β細(xì)胞數(shù)量增加)兩方面進(jìn)行適應(yīng)性地改變，以維持血糖穩(wěn)態(tài)[1-2]。正常孕婦于妊娠晚期出現(xiàn)胰島素抵抗短暫性增加，母體通過(guò)脂解作用供能，以滿足胎兒日益增長(zhǎng)的能量需求[1]。而GDM患者的胰腺β細(xì)胞不能對(duì)增加的胰島素需求做出充分的適應(yīng)性改變，最終導(dǎo)致不同程度的高血糖[3]。由國(guó)際糖尿病與妊娠研究組(IADPSG)提出的GDM診斷標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際最常用的診斷標(biāo)準(zhǔn)，即妊娠24-28周行75 g口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(OGTT)[4]。研究發(fā)現(xiàn)在GDM患者診斷之前，胎兒在妊娠20周已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)度生長(zhǎng)的現(xiàn)象[5]，而降低高血糖引起的胎兒過(guò)度生長(zhǎng)的醫(yī)學(xué)干預(yù)應(yīng)于妊娠24周之前進(jìn)行[6]。現(xiàn)早期預(yù)測(cè)GDM的生物標(biāo)志物有：空腹血糖、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、瘦素、APN等[7]，其中APN用于早期預(yù)測(cè)GDM的研究近幾年取得了一定的進(jìn)展，本文就APN及其受體、APN調(diào)控和APN與GDM的相互聯(lián)系三方面的研究進(jìn)行綜述。

2 APN及其受體

2.1 APN

APN又稱(chēng)Acrp30，GBP28，AdipoQ和apM1，主要是由脂肪細(xì)胞分泌的一種血漿蛋白，胎盤(pán)合體滋養(yǎng)層細(xì)胞可少量分泌[8-9]。人APN是由244個(gè)氨基酸組成，約占血漿總蛋白的0.01%-0.05%，具有四個(gè)不同的功能域：氨基端信號(hào)序列、可變域、膠樣域和羧基端球狀域[10]。APN基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄翻譯形成單體蛋白后，經(jīng)修飾呈不同的多聚體：低分子量(LMW)三聚體、中分子量(MMW)六聚體以及4-6個(gè)三聚體合成的高分子量(HMW)聚合體[11]。APN單體經(jīng)羥基化和糖基化、球狀域疏水相互作用形成三聚體，三聚體通過(guò)二硫鍵形成多聚體，其中可變域的半胱氨酸殘基是三聚體形成多聚體的關(guān)鍵[12]。APN在血液循環(huán)中以?xún)煞N不同形式存在：全長(zhǎng)型和球狀A(yù)PN。全長(zhǎng)型APN主要以LMW、MMW和HMW形式存在，而球狀A(yù)PN是經(jīng)白細(xì)胞彈性蛋白酶在膠樣域裂解APN形成的球狀片段，仍具有生物活性[13]。

2.2 APN受體

APN通過(guò)結(jié)合特異性受體發(fā)揮抗炎、抗動(dòng)脈粥樣硬化和胰島素增敏等作用。其受體有三種：AdipoR1、AdipoR2和T-鈣粘蛋白受體(T-cadherin)。AdipoR具有7次跨膜結(jié)構(gòu)，7次跨膜螺旋結(jié)構(gòu)以順時(shí)針?lè)较虬鼑梢粋€(gè)空腔，具有G蛋白偶聯(lián)受體相反的跨膜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和功能，屬于PAQR家族[10]。AdipoR1結(jié)構(gòu)分為以下4個(gè)區(qū)域：胞內(nèi)N-末端區(qū)、細(xì)胞內(nèi)螺旋區(qū)、7TM結(jié)構(gòu)域和胞外C-末端區(qū)。AdipoR2結(jié)構(gòu)與AdipoR1極為相似。AdipoR1在骨骼肌中表達(dá)較多，對(duì)球狀A(yù)PN有較高親和力，對(duì)全長(zhǎng)型APN有較低親和力；而AdipoR2主要局限在肝臟，對(duì)全長(zhǎng)型和球狀A(yù)PN有同等親和力[12]。T-cadherin表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞，沒(méi)有跨膜結(jié)構(gòu)，通過(guò)糖基化磷脂酰肌醇錨定在質(zhì)膜上的胞外蛋白，與HMW和MMW結(jié)合[14]。

3 APN調(diào)控

AdipoR的7TM結(jié)構(gòu)域有位于細(xì)胞膜內(nèi)層的鋅離子結(jié)合位點(diǎn)，APN結(jié)合于此，從而啟動(dòng)許多靶組織(包括肝臟、骨骼肌等)中一系列下游信號(hào)事件[12]，最終促進(jìn)骨骼肌葡萄糖攝取、脂肪酸氧化，抑制肝臟糖異生及炎癥等，最終改善胰島素敏感性[15]。APN與T-cadherin結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞遷移和增殖[15]。

3.1 AMP激活的蛋白激酶(AMPK)信號(hào)通路

APPL1是APN作用機(jī)制中起重要作用的接頭蛋白，在AMPK通路中尤為重要。當(dāng)APN作用于AdipoR時(shí)，APPL1通過(guò)其羧基末端與AdipoR的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)結(jié)合。磷酸化的APPL1通過(guò)激活蛋白磷酸酶2A(PP2A)和失活蛋白激酶Cζ(PKCζ)介導(dǎo)AMPK的激活，增強(qiáng)脂肪酸氧化和抑制糖異生，改善胰島素抵抗[16]。

3.2 過(guò)氧化物增殖體激活受體-α(PPAR-α)及其他信號(hào)通路

APN通過(guò)AMPK磷酸化，激活PPAR-α后上調(diào)乙酰輔酶A氧化酶(ACO)、解偶聯(lián)蛋白(UCP)等分子，增加能量消耗和脂肪酸氧化[17]。APN作用于受體后，磷酸化APPL1可與胰島素受體底物蛋白1/2(IRS 1/2)形成復(fù)合物，繼而與胰島素受體(IR)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域結(jié)合，增強(qiáng)胰島素信號(hào)通路(PI3K-Akt信號(hào)通路)，降低血糖[15]。APN還可通過(guò)STAT3、JNK及MAPK等通路，發(fā)揮糖脂代謝作用，增強(qiáng)胰島素的敏感性。

4 APN與GDM的相互聯(lián)系

4.1 APN與GDM發(fā)展的相關(guān)性

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，正常妊娠孕婦出現(xiàn)生理性胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)時(shí)伴隨APN下降是正常生理過(guò)程[18]，而GDM患者在妊娠晚期APN水平明顯低于正常妊娠婦女(P<0.05)[19-21]。因此，妊娠晚期低APN水平與GDM有顯著相關(guān)性。

在前瞻性實(shí)驗(yàn)中，GDM組在妊娠早期APN水平顯著低于正常糖耐量(NGT)組(P<0.05)，表明妊娠早期APN水平降低與隨后GDM的發(fā)展具有顯著相關(guān)性[18,22-24]。雖然GDM的發(fā)展也會(huì)受到其他因素的影響，其中最為顯著的影響因子是孕前超重或肥胖[25]，但在調(diào)節(jié)孕前體質(zhì)指數(shù)(BMI)等混雜因素后，發(fā)現(xiàn)APN降低與妊娠晚期GDM的發(fā)展仍具顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[26-27]。Corcoran[28]等對(duì)孕周<15周具有GDM高危因素的孕婦進(jìn)行前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，APN<8.9 mμg/ml時(shí)，GDM發(fā)生的比值比(OR)=3.3，表明低APN水平是GDM發(fā)展的強(qiáng)危險(xiǎn)因素。

同時(shí)研究[18]還發(fā)現(xiàn)GDM組在妊娠12周、24周所測(cè)的胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)分別與NGT組相比，HOMA-IR水平升高具有顯著差異(P<0.001)，表明GDM患者在妊娠12周時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了一定程度的胰島素抵抗，且妊娠晚期出現(xiàn)更為明顯的胰島素抵抗。在妊娠12周胰島素抵抗存在的情況下，APN發(fā)生顯著下降。因此，APN水平可以反映胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)。

APN與GDM的發(fā)展有很強(qiáng)的相關(guān)性，孕婦血APN下降可反映胰島素抵抗，將APN作為妊娠晚期GDM發(fā)展的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子具有重要的臨床意義，可以幫助臨床醫(yī)生早期篩查GDM。

4.2 APN在早期預(yù)測(cè)GDM的價(jià)值

WilliamsW[29]等在探究妊娠早期血漿APN濃度與隨后GDM發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系中，發(fā)現(xiàn)在調(diào)整孕婦年齡、糖尿病史以及BMI等因素后，妊娠早期APN<6.4 μg/ml時(shí)，孕婦發(fā)生GDM的風(fēng)險(xiǎn)增加了3.2倍；同時(shí)發(fā)現(xiàn)APN每下降1 μg/ml，發(fā)生GDM風(fēng)險(xiǎn)增加了20%。

Madhu[22]等通過(guò)接收者操作特征曲線(ROC)，發(fā)現(xiàn)妊娠11-13周孕婦血清APN cut-off值為9.10 μg/ml時(shí)，APN預(yù)測(cè)GDM發(fā)生的特異度為95.6%，靈敏度為100%。

Yuan[30]等通過(guò)ROC，發(fā)現(xiàn)當(dāng)妊娠16-18周孕婦血清APN cut-off值為9.93 μg/ml時(shí)，曲線下面積(AUC)為0.751。APN預(yù)測(cè)GDM發(fā)生的特異度為65.1%，靈敏度為80.7%。該研究者進(jìn)一步分析，纖維膠凝蛋白-3(Ficolin-3)/APN cut-off值為1.06時(shí)，AUC為0.968。Ficolin-3/APN比值預(yù)測(cè)GDM發(fā)生的特異度為96.5%，靈敏度為90.9%。表明Ficolin-3/APN同樣可作為妊娠期糖尿病的早期預(yù)測(cè)和篩查的有效手段。

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，欲確定預(yù)測(cè)妊娠晚期GDM發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)的妊娠早期APN濃度的臨床閾值是極其困難的，因?yàn)闃颖玖啃?，缺乏臨床大數(shù)據(jù)分析，各個(gè)研究設(shè)計(jì)思路不同，血樣本采集時(shí)間以及檢測(cè)技術(shù)不同等。同時(shí)，APN與其他生物因子(如：Ficolin-3、TNF-α、瘦素等)相結(jié)合預(yù)測(cè)GDM發(fā)展是否可以達(dá)到1+1>2的性能，因缺乏大量研究支持而無(wú)法確定。

4.3 APN在GDM妊娠引起的糖尿病發(fā)生的機(jī)制

GDM的特點(diǎn)是炎癥的放大[31]，使得一些促炎因子分泌增多，而TNF-α等可以抑制脂肪細(xì)胞APN的轉(zhuǎn)錄，這可能是GDM患者血APN降低的原因[32]。而APN如何參與GDM發(fā)展的過(guò)程中尚未明確。

Qiao等將妊娠期APN基因敲除(Adipoq-/-)小鼠與未孕Adipoq-/-小鼠相比，妊娠期Adipoq-/-小鼠在妊娠晚期自發(fā)出現(xiàn)糖耐量異常和高脂血癥，表明了妊娠狀態(tài)誘導(dǎo)Adipoq-/-小鼠出現(xiàn)GDM[33]。Qiao等又將Adipoq-/-小鼠與野生型小鼠進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)Adipoq-/-組小鼠血胰島素濃度與胰腺β細(xì)胞增殖顯著低于對(duì)照組。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Adipoq-/-組小鼠由于APN缺乏，使胎盤(pán)催乳素基因表達(dá)顯著降低，胰島STAT5磷酸化降低，抑制了胰腺β細(xì)胞增殖。上述實(shí)驗(yàn)表明了低APN血癥在GDM中的病因作用，但由于借助動(dòng)物模型的原因，仍需大量研究驗(yàn)證其在人類(lèi)中有同樣的調(diào)節(jié)機(jī)制[34]。明確致病機(jī)制對(duì)于未來(lái)GDM的篩查、診治都具有重要臨床意義。

5 結(jié)語(yǔ)

早期篩查GDM并給予早期臨床干預(yù)對(duì)改善母兒不良妊娠結(jié)局尤為重要。APN是預(yù)測(cè)GDM發(fā)展的最佳生物標(biāo)志物，這為臨床早期篩選GDM患者以及改善其不良妊娠結(jié)局提供了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。應(yīng)用妊娠早期APN濃度預(yù)測(cè)GDM發(fā)生尚未應(yīng)用于臨床，主要因?yàn)榇罅颗R床驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)以及致病機(jī)理的缺乏，使得分析其對(duì)預(yù)測(cè)GDM的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性未達(dá)到統(tǒng)一。未來(lái)的研究方向應(yīng)更側(cè)重于APN在早期預(yù)防GDM的應(yīng)用及其在GDM發(fā)病機(jī)制的研究，希望通過(guò)更高質(zhì)量的臨床研究可以將APN等生化指標(biāo)更好地用于GDM的早期預(yù)測(cè)，早期發(fā)現(xiàn)胰島素抵抗的征象。