內(nèi)源性多肽在妊娠期糖尿病中的研究進(jìn)展

殷亞?wèn)|，劉嵐

多肽是指分子結(jié)構(gòu)介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間的一類(lèi)化合物，主要由10～50 個(gè)氨基酸組成。多肽在自然界中廣泛存在，迄今為止，在生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的多肽已達(dá)數(shù)萬(wàn)種，且大多具有生物活性，可參與細(xì)胞分化、神經(jīng)體液調(diào)節(jié)及腫瘤發(fā)生等生理、病理過(guò)程[1]，可作為藥物或藥物前體，使用安全，在人體的吸收速度比氨基酸高，所以日益受到人們的重視。近年來(lái)隨著生物信息學(xué)研究方法興起以及多肽藥物篩選方法的應(yīng)用，越來(lái)越多的研究表明母體內(nèi)廣泛存在的生物活性多肽與妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus，GDM）等妊娠相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

GDM 是指在妊娠期間首次發(fā)生或發(fā)現(xiàn)的糖代謝異常，是一種常見(jiàn)的妊娠期并發(fā)癥，目前全世界GDM 平均發(fā)病率為9%～15%[2]。GDM 可增加妊娠期及圍生期母嬰不良結(jié)局發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)（如自然流產(chǎn)、妊娠期高血壓疾病、產(chǎn)后出血及巨大兒、肩難產(chǎn)、新生兒臂叢神經(jīng)損傷、新生兒窒息或死亡等），而且母嬰遠(yuǎn)期患2型糖尿?。═2DM）、肥胖等代謝性疾病的風(fēng)險(xiǎn)也顯著增加，臨床上具有顯著的“跨代效應(yīng)”[3]。目前國(guó)際通用的GDM 診斷方法是在妊娠24～28 周常規(guī)進(jìn)行口服75 g 葡萄糖耐量試驗(yàn)。GDM 主要的治療方法是在醫(yī)學(xué)營(yíng)養(yǎng)治療和運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，對(duì)血糖控制不滿(mǎn)意的孕婦加用胰島素治療，但依然存在治療效果不佳、低血糖、酮癥酸中毒或其他不良反應(yīng)?？诜堤撬幬镆蛟谌焉锲趹?yīng)用的安全性尚存在爭(zhēng)議，臨床應(yīng)用有限。鑒于GDM 給母兒帶來(lái)的眾多近遠(yuǎn)期影響以及顯著的“跨代效應(yīng)”，亟需尋求一種新的診斷方法用于早期預(yù)測(cè)孕期GDM 風(fēng)險(xiǎn)以及探索GDM 新的治療靶點(diǎn)?，F(xiàn)闡述內(nèi)源性生物活性多肽與GDM 的研究進(jìn)展，以期進(jìn)一步闡明多肽在預(yù)測(cè)和治療GDM 中的作用，為疾病的有效防治提供新思路。

1 胎盤(pán)肽

胎盤(pán)是妊娠的重要支持器官，可以為母體與胎兒之間的營(yíng)養(yǎng)和氣體交換提供通道，同時(shí)胎盤(pán)作為一個(gè)重要的內(nèi)分泌器官，產(chǎn)生和釋放激素及介質(zhì)進(jìn)入母體循環(huán)以維持妊娠。越來(lái)越多的證據(jù)表明，幾種胎盤(pán)激素在調(diào)節(jié)母體胰島β 細(xì)胞對(duì)妊娠的適應(yīng)方面起著重要作用。有研究表明妊娠期胎盤(pán)組織分泌大量肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（hepatocyte growth factor，HGF）促進(jìn)β 細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)，與正常妊娠女性相比，妊娠前肥胖者的胎盤(pán)HGF 水平顯著升高，且肥胖女性中血清高HGF 者進(jìn)展為GDM 的風(fēng)險(xiǎn)增加3.5 倍（OR=4.5，95%CI：1.28～15.80）[4]。因此HGF 在預(yù)測(cè)GDM 中可能具有一定價(jià)值。

多種脂肪因子也參與了GDM 的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，GDM 孕婦血清脂聯(lián)素水平低于健康孕婦，且胎盤(pán)脂聯(lián)素的表達(dá)也顯著減少[5-6]，GDM 孕婦在整個(gè)妊娠期內(nèi)血清脂聯(lián)素水平持續(xù)降低，低脂聯(lián)素血癥可使孕婦患GDM 的風(fēng)險(xiǎn)增加3.6 倍（OR=4.6，95%CI：1.8～11.6）[7]。脂聯(lián)素可以促進(jìn)胰島β 細(xì)胞對(duì)妊娠的適應(yīng)，增加胰島素敏感性，因此脂聯(lián)素可作為妊娠早期預(yù)測(cè)GDM 的一種潛在有價(jià)值的生物標(biāo)志物。瘦素作為一種促炎脂肪因子，參與機(jī)體免疫反應(yīng)，通過(guò)降低食欲和減少胰島素分泌影響葡萄糖代謝。GDM 孕婦胎盤(pán)中瘦素的表達(dá)明顯增高，但目前其導(dǎo)致糖耐量受損的具體機(jī)制究竟是直接源于胰島的β 細(xì)胞效應(yīng)還是瘦素的下丘腦效應(yīng)尚不清楚[4]。目前瘦素治療僅用于瘦素或瘦素受體基因多態(tài)性引起的肥胖，應(yīng)用非常局限；血漿瘦素水平與肥胖程度成正比，有研究指出妊娠前體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）比GDM 本身更能預(yù)測(cè)循環(huán)瘦素水平[8]。還有研究發(fā)現(xiàn)血漿脂聯(lián)素與瘦素水平呈負(fù)相關(guān)，血漿脂聯(lián)素/瘦素比值（＜0.33）可以作為妊娠6～14 周時(shí)GDM 的早期預(yù)測(cè)因子[9]。

Kisspeptin 是G 蛋白耦聯(lián)受體（G protein-coupled receptor，GPR）的配體，可在胎盤(pán)中表達(dá)，健康妊娠者胎盤(pán)表達(dá)量明顯增加[10]，GDM 孕婦血清Kisspetin水平則顯著降低[11]。Kisspeptin 靶向激活GPR54，一項(xiàng)針對(duì)小鼠胰島β 細(xì)胞進(jìn)行特異性GPR54 基因敲除的研究顯示，基因敲除小鼠在妊娠期糖耐量受損，葡萄糖刺激的胰島素分泌顯著減少，而外源性Kisspeptin 可以顯著改善小鼠葡萄糖耐量；體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)Kisspeptin 可以明顯增強(qiáng)人以及小鼠β 細(xì)胞對(duì)葡萄糖誘導(dǎo)的胰島素分泌[11]。目前有關(guān)Kisspeptin 的臨床試驗(yàn)正在開(kāi)展，若研發(fā)成功則有望成為一種治療GDM 的新方法。

GDM 的病理生理特點(diǎn)是慢性胰島素抵抗下的β 細(xì)胞功能障礙。妊娠狀態(tài)時(shí)，胰島適應(yīng)性的分泌更多胰島素以代償胰島素抵抗。上述幾種胎盤(pán)激素均與妊娠密切相關(guān)，其中HGF 和脂聯(lián)素均可促進(jìn)β 細(xì)胞的增殖。而脂聯(lián)素作為一種胰島素增敏劑，不論是在GDM 的早期預(yù)測(cè)中、還是在改善胰島素敏感性中、亦或是在促進(jìn)β 細(xì)胞增殖中，都扮演著重要的角色，因此與脂聯(lián)素相關(guān)的研究具有一定的科研價(jià)值和臨床應(yīng)用前景。

2 胰島淀粉樣多肽（islet amyloid poly peptide，IAPP）和C 肽

IAPP 是一種由37 個(gè)氨基酸殘基組成的神經(jīng)內(nèi)分泌多肽激素，也被稱(chēng)為淀粉不溶素（amylin）。IAPP由人胰島β 細(xì)胞合成和分泌，生理狀態(tài)下可協(xié)同胰島素對(duì)機(jī)體血糖進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。Kautzky-Willer 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，妊娠組女性IAPP 分泌速度是非妊娠組的4 倍，而清除速率只提高2 倍；同時(shí)發(fā)現(xiàn)GDM 組女性血清IAPP 分泌速度比伴有胰島素抵抗的非妊娠肥胖女性快30%，而清除速率相對(duì)較慢；妊娠組女性IAPP 分泌增幅高于非妊娠組女性，這說(shuō)明妊娠狀態(tài)時(shí)IAPP 是高分泌的。該研究還顯示，GDM 組女性血清胰島素原水平和餐后血清胰島素原/胰島素比值均高于正常妊娠組及非妊娠組女性，提示IAPP 可能通過(guò)抑制胰島素分泌在一定程度上降低妊娠狀態(tài)時(shí)體內(nèi)高胰島素水平。持續(xù)追蹤至產(chǎn)后3 個(gè)月發(fā)現(xiàn)，GDM 女性產(chǎn)后血清胰島素原水平逐漸降低至正常非妊娠水平，而餐后胰島素原/胰島素比值仍保持較高水平，提示GDM 女性有發(fā)展為T(mén)2DM 的潛在危險(xiǎn)性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，IAPP 可以與細(xì)胞膜脂質(zhì)相互作用，破壞細(xì)胞膜屏障，通過(guò)形成的淀粉樣聚集物損傷β 細(xì)胞，加速細(xì)胞凋亡[13]。研究發(fā)現(xiàn)，抑制淀粉樣蛋白生成可以減少β 細(xì)胞凋亡，延長(zhǎng)β 細(xì)胞存活時(shí)間；在體外將IAPP 聚集抑制肽與IAPP 一同加入胰島細(xì)胞中培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)胰島細(xì)胞凋亡率較對(duì)照組（僅加入IAPP）降低50%[14]。這表明淀粉樣蛋白抑制劑或許可以用于GDM 的治療，防止和延緩胰島β 細(xì)胞受損，降低GDM 女性發(fā)展為T(mén)2DM 的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，研究者們需要進(jìn)一步深入IAPP 聚集的相關(guān)研究，以此為潛在治療靶點(diǎn)，開(kāi)展藥物研發(fā)和臨床試驗(yàn)。

C 肽是一種由31 個(gè)氨基酸組成的活性多肽，同樣由胰島β 細(xì)胞分泌，臨床上常用C 肽水平衡量β細(xì)胞功能。作為一種已知的糖尿病標(biāo)志物，C 肽被認(rèn)為是預(yù)測(cè)GDM 患者未來(lái)發(fā)展為T(mén)2DM 的潛在生物標(biāo)志物。在一項(xiàng)針對(duì)98 例既往患GDM 女性長(zhǎng)達(dá)8～10年的隨訪(fǎng)中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)后高C 肽水平的GDM 患者后期更容易發(fā)展成為T(mén)2DM[15]。Liu 等[16]發(fā)現(xiàn)GDM 女性體內(nèi)C 肽水平明顯高于正常妊娠女性[（1.19±1.00）ng/mL vs.（0.77±0.52）ng/mL，P＜0.001]，胰島素抵抗指數(shù)明顯增高（2.86±3.94 vs.1.64±1.95，調(diào)整后P＜0.05）。O′Malley 等[17]報(bào)道105 例GDM 女性和91 例正常妊娠女性空腹血清C 肽水平分別為1.88 μg/L和1.37 μg/L（P＜0.001）。Falcone 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，妊娠早期空腹血清C 肽水平對(duì)GDM 的預(yù)測(cè)作用優(yōu)于空腹血糖或糖化血紅蛋白，尤其是預(yù)測(cè)需要藥物治療的GDM（受試者工作特征曲線(xiàn)下面積為0.837）。以上研究均表明C 肽對(duì)GDM 的早期預(yù)測(cè)具有顯著的優(yōu)越性，由于C 肽可以準(zhǔn)確反映β 細(xì)胞功能，與胎盤(pán)激素相比其預(yù)測(cè)作用更加精準(zhǔn)。因此有必要推廣和普及C 肽的檢測(cè)，在妊娠早期就能夠預(yù)測(cè)GDM風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行靶向干預(yù)和治療，改善GDM 患者的妊娠結(jié)局和遠(yuǎn)期預(yù)后。

3 多功能腦腸肽（Ghrelin）

Ghrelin 是一種由28 個(gè)氨基酸組成的內(nèi)源性小分子多肽，于1999年首次從大鼠胃細(xì)胞中分離發(fā)現(xiàn)。經(jīng)多年研究發(fā)現(xiàn)，Ghrelin 主要由人體胃底細(xì)胞分泌產(chǎn)生，也有少量產(chǎn)生于其他部位，如下丘腦、心臟、肺、腎、腎上腺、胰腺及胎盤(pán)等[19]。Ghrelin 作為促生長(zhǎng)激素受體的一種內(nèi)源性配體，具有強(qiáng)效的促生長(zhǎng)激素釋放功能，在調(diào)節(jié)機(jī)體能量代謝平衡中扮演著極為重要的角色；其還是一種食欲肽，在調(diào)節(jié)胰島素抵抗、肥胖以及糖尿病等疾病中發(fā)揮重要作用[20]。Palik等[21]研究發(fā)現(xiàn)，GDM 患者空腹血清Ghrelin 水平顯著低于健康妊娠或非妊娠女性，且健康妊娠女性妊娠中期血清Ghrelin 水平較GDM 患者及非妊娠女性顯著升高；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)GDM 患者空腹Ghrelin 水平與BMI、抵抗素、腫瘤壞死因子α（TNF-α）、可溶性腫瘤壞死因子受體2（sTNFR-2）、瘦素、C 肽、C 肽/血糖比值以及維持正常血糖所必需的每日胰島素生理需要量呈負(fù)相關(guān)，與血清脂聯(lián)素水平呈正相關(guān)。Aydin 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)后2 d 健康產(chǎn)婦乳汁[（18.99±2.7）fmol/mL vs.（7.75±2.2）fmol/mL，P＜0.05]和血清[（18.78±2.9）fmol/mL vs.（8.81±2.2）fmol/mL，P＜0.05]中Ghrelin 水平是GDM 產(chǎn)婦的2 倍以上；產(chǎn)后15 d，一部分GDM產(chǎn)婦的血糖及Ghrelin 水平恢復(fù)正常，而對(duì)于血糖未能恢復(fù)正常的產(chǎn)婦，其乳汁和血清Ghrelin 水平仍低于正常。說(shuō)明GDM 可能是導(dǎo)致Ghrelin 水平降低的原因之一。Lappas 等[15]認(rèn)為產(chǎn)后低Ghrelin 水平是GDM 女性未來(lái)罹患T2DM 的重要危險(xiǎn)因素。Kimber-Trojnar 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，與健康妊娠者相比，分娩后48 h GDM 女性Ghrelin 水平在血清中較低，在尿液中較高，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而健康妊娠者在產(chǎn)后早期血清和尿液中的Ghrelin 水平呈正相關(guān)。這種差異可能是由GDM 患者體內(nèi)循環(huán)Ghrelin 代謝紊亂所引起。Taskin 等[24]發(fā)現(xiàn)人體血清、尿液或唾液中的Ghrelin 水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此可以通過(guò)檢測(cè)唾液或尿液等體液反映機(jī)體Ghrelin 水平。然而目前由于樣本量較小，尿液檢測(cè)可能存在一定不確定性及個(gè)體差異。但上述研究無(wú)疑對(duì)GDM 的進(jìn)一步研究帶來(lái)了新思路：①尿液樣本易獲得且無(wú)傷害，檢測(cè)尿液中Ghrelin 水平可能作為一種新的預(yù)測(cè)GDM 的方法；②Ghrelin 改善胰島素抵抗、作為GDM 治療藥物的可能性。因此，廣大研究者應(yīng)該繼續(xù)開(kāi)展大樣本臨床研究，進(jìn)一步明確尿液等體液是否可以準(zhǔn)確反映機(jī)體Ghrelin 水平，為臨床診療提供新方法。

4 甘丙肽（Galanin，GAL）

GAL 是一種由30（人類(lèi)來(lái)源）/29（其他哺乳動(dòng)物來(lái)源）個(gè)氨基酸組成的多肽，廣泛存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)（如下丘腦和垂體前葉）及各種組織器官（胰腺、胃、腸、腎上腺髓質(zhì)和胎盤(pán)），目前已有大量研究證實(shí)GAL 與機(jī)體胰島素抵抗及糖代謝平衡密切相關(guān)，但關(guān)于GAL 與GDM 的研究仍鮮見(jiàn)。Fang 等[25]一項(xiàng)隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，GDM 女性空腹血清GAL 水平顯著高于正常妊娠女性，且GDM 女性GAL 水平與空腹血糖和BMI 呈正相關(guān)，而正常妊娠女性則無(wú)此相關(guān)性。Zhang 等[26]研究發(fā)現(xiàn)，GDM 女性空腹血清GAL 和γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶（gamma-glutamyl transferase，GGT）水平均明顯高于正常妊娠女性，且GDM 女性GAL 水平與GGT 水平呈正相關(guān)?，F(xiàn)已有研究表示高水平的GGT 是T2DM 的預(yù)測(cè)因子[27]，同時(shí)也有證據(jù)表明妊娠期GGT 水平升高是GDM 發(fā)生的危險(xiǎn)因素[28]，因此有理由推斷GAL 可作為一種新型特異性生物標(biāo)志物用于GDM 的預(yù)測(cè)。

5 線(xiàn)粒體衍生肽（mitochondria-derived peptides，MDPs）

MDPs 是由線(xiàn)粒體DNA 編碼的小分子生物活性多肽，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的MDPs 有3 種：線(xiàn)粒體基因16sRNA 區(qū)編碼的人肽（Humanin）、小類(lèi)人肽（small humanin -like peptides，SHLPs）以 及 MOTS -c（mitochondrial open reading frame of the 12sRNA type-c）[29]。MDPs 廣泛分布于各器官組織中，已有大量研究證明MDPs 與肥胖、糖脂代謝、衰老和心血管疾病等多種疾病密切相關(guān)。Humanin 是在哺乳動(dòng)物線(xiàn)粒體基因組中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)MDPs，由24 個(gè)氨基酸組成，可以抑制胰島細(xì)胞凋亡、增加胰島素分泌和提高胰島素敏感性。Ma 等[30]發(fā)現(xiàn)GDM 孕婦血清Humanin 水平顯著低于健康孕婦；GDM 孕婦血清胰島素樣生長(zhǎng)因子1（IGF-1）和胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白3（IGF-BP3）增加；GDM 孕婦血清Humanin水平與體質(zhì)量、BMI 以及胰島素抵抗水平呈負(fù)相關(guān)。已有研究證實(shí)Humanin 受IGF-1 的負(fù)調(diào)控[31]，且IGF-1 和IGF-BP3 與GDM 發(fā)病密切相關(guān)[32]，因此筆者預(yù)測(cè)低水平的Humanin 可能加重GDM 患者胰島素抵抗。鑒于Humanin 的各種作用已經(jīng)明確，相信相關(guān)藥物研發(fā)指日可待。

6 結(jié)語(yǔ)

從GDM 發(fā)生、發(fā)展的病理生理學(xué)角度來(lái)看，上述多肽主要通過(guò)保護(hù)胰島β 細(xì)胞或調(diào)節(jié)胰島素敏感性?xún)蓚€(gè)方面發(fā)揮功能。其中C 肽是目前比較成熟的可以用于GDM 早期預(yù)測(cè)的生物標(biāo)志物，而脂聯(lián)素和Humanin 不僅可以保護(hù)β 細(xì)胞功能，還可以提高胰島素敏感性，具有重要的藥物研發(fā)價(jià)值和臨床應(yīng)用前景。目前GDM 全球發(fā)病率迅速升高，GDM 對(duì)母兒的近遠(yuǎn)期影響也日益受到臨床醫(yī)生以及醫(yī)學(xué)研究者的重視?，F(xiàn)有研究表明，GDM 孕婦胎盤(pán)、羊水、血清或尿液中發(fā)現(xiàn)的差異性多肽，其表達(dá)水平的改變均有可能影響GDM 的發(fā)生及發(fā)展。隨著多肽組學(xué)技術(shù)的日益成熟，多肽類(lèi)藥物及相關(guān)診斷試劑的研發(fā)也越來(lái)越多地受到科研機(jī)構(gòu)或醫(yī)藥企業(yè)的重視，具有廣闊的市場(chǎng)前景。因此，我們應(yīng)該從GDM 發(fā)生、發(fā)展的病理生理學(xué)基礎(chǔ)出發(fā)，開(kāi)展更多、更加深入的與GDM 相關(guān)的多肽研究以及相應(yīng)病理生理機(jī)制的探索。相信多肽組學(xué)在未來(lái)可以給GDM 的早期預(yù)測(cè)、診斷及治療作出新的貢獻(xiàn)，可以做到“未病先治”，在GDM 發(fā)生、發(fā)展前作出預(yù)防和規(guī)避。