超重或肥胖2型糖尿病患者成纖維細胞生長因子21水平與微血管并發(fā)癥的相關(guān)性研究*

李 健，余 蘭，周 宇，殷小華，王艷立，鐘智丹，吳嘉俐

(四川省自貢市第一人民醫(yī)院內(nèi)分泌科 643000)

微血管病變是糖尿病特異性并發(fā)癥，以微血管基底膜增厚和微循環(huán)障礙為主要特征，可累及全身各組織器官，尤以視網(wǎng)膜、腎臟、神經(jīng)明顯。糖尿病微血管并發(fā)癥的發(fā)病機制極其復(fù)雜，目前尚未完全闡明，認為與胰島素抵抗、高糖毒性、慢性低度炎癥等多因素有關(guān)。成纖維細胞生長因子21(fibroblast growth factor21,FGF21) 是一種代謝調(diào)節(jié)因子，主要來源于肝臟。有研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者血清FGF21水平與糖尿病微血管并發(fā)癥具有相關(guān)性，但也有研究得出不同結(jié)論[1-3]。T2DM患者中肥胖或超重現(xiàn)象十分常見，二者被認為是T2DM發(fā)病的危險因素[4]。本研究選取肥胖或超重T2DM患者作為研究對象，探討FGF21水平與微血管并發(fā)癥的相關(guān)性，旨在為糖尿病微血管病變的診治提供臨床依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年8月至2020年2月本院內(nèi)分泌科住院的肥胖及超重T2DM患者378例。納入標準：(1)年齡大于或等于18周歲；(2)符合《中國成人超重和肥胖癥預(yù)防控制指南》[5]相關(guān)肥胖及超重診斷標準；(3)符合《中國2型糖尿病防治指南(2020年版)》[6]對T2DM及其慢性并發(fā)癥診斷標準；(4)單純T2DM或僅合并一種糖尿病慢性并發(fā)癥；(5)臨床病歷資料完整；(6)簽署本研究知情同意書并積極配合本研究。排除標準：(1)3個月內(nèi)使用過皮質(zhì)激素抑制劑、糖皮質(zhì)激素藥物；(2)處于應(yīng)激狀態(tài)；(3)患有惡性腫瘤、抑郁癥，以及嚴重肝、腎損害等；(4)嚴重感染且需要給予抗生素治療；(5)患有癲癇或3個月內(nèi)使用抗癲癇藥物治療；(6)酗酒；(7)妊娠期或哺乳期女性。其中單純T2DM患者40例，糖尿病腎病(DN)患者 83例，糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR) 患者88例，糖尿病周圍神經(jīng)病變(DPN) 患者97例，心血管自主神經(jīng)病變(CAN) 患者70例；男212例，女166例。根據(jù)血清FGF21水平分為低FGF21組(<298 ng/mL)、中FGF21組(298～419 ng/mL)和高FGF21組(>419 ng/mL)，每組126例。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準。

1.2 方法

1.2.1資料收集

收集3組患者性別、年齡、體重指數(shù)(body mass index,BMI)、腰圍、T2DM病程，以及吸煙、飲酒情況等，并測量3組患者收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)等。

1.2.2診斷標準

1.2.2.1肥胖及超重標準

BMI≥24 kg/m2為超重，≥28kg/m2為肥胖，同時男性腰圍不低于85 cm、女性腰圍不低于80 cm。

1.2.2.2T2DM診斷標準

具有典型糖尿病癥狀，隨機血糖大于或等于11.1 mmol/L或空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)≥7.0 mmol/L或75 g糖負荷后2 h血糖大于或等于11.1 mmol/L或糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c,HbA1c)≥6.5%，無典型癥狀者擇日復(fù)查確認。

1.2.2.3DN診斷和分期標準

(1)持續(xù)性尿清蛋白肌酐比值(urinary albumin creatinine ratio，UACR) ≥30 mg/g，同時排除其他慢性腎臟疾病。(2)慢性腎臟病分期：腎臟損傷伴腎小球濾過率估計值(estimated glomerular filtration rate，eGFR)正常，即eGFR≥90 mL·min-1·(1.73 m2)-1為1期(G1)；腎臟損傷伴eGFR輕度下降[60～<90 mL·min-1·(1.73 m2)-1]為2期(G2)；eGFR輕中度下降[45～<60 mL·min-1·(1.73 m2)-1]為3a期(G3a)；eGFR中重度下降[30～<45 mL·min-1·(1.73 m2)-1]為3b期(G3b)；eGFR重度下降[15～<30 mL·min-1·(1.73 m2)-1]為4期(G4)；腎衰竭[eGFR<15 mL·min-1·(1.73 m2)-1或需要透析治療]為5期(G5)。

1.2.2.4DR診斷和分級標準

根據(jù)散瞳眼底照相結(jié)果檢測到微動脈瘤、視網(wǎng)膜前出血、玻璃體積血、新生血管形成或黃斑水腫中的任何一項特征性病變即定義為DR。DR分級標準：(1)出現(xiàn)新生血管形成、視網(wǎng)膜前出血或玻璃體積血中的一種或多種改變?yōu)樵鲋称谝暰W(wǎng)膜病變(proliferative diabetic retinopathy,PDR)；(2)出現(xiàn)以下任何一個改變但未有PDR表現(xiàn)者為重度非增殖期視網(wǎng)膜病變(nonproliferative diabetic retinopathy,NPDR)，①1個以上象限中視網(wǎng)膜內(nèi)微血管明顯異常，②2個以上象限中有靜脈串珠樣改變，③4個象限均有20 處以上視網(wǎng)膜內(nèi)出血；(3)散瞳眼底檢查見有微動脈瘤且輕于重度NPDR的表現(xiàn)為中度NPDR；(4)僅見微動脈瘤則為輕度NPDR。

1.2.2.5糖尿病神經(jīng)病變診斷標準

(1)DPN 多倫多臨床評分系統(tǒng)大于6分；震動感覺閾值大于15 V；潛伏期、振幅、F 波、H-反射及神經(jīng)傳導(dǎo)速度(nerve conduction velocity,NCV)的神經(jīng)傳導(dǎo)檢查中脛神經(jīng)、腓淺神經(jīng)或正中神經(jīng)中的2支及以上至少有一項異常，上肢NCV<50 m/s，下肢 NCV<40 m/s即為NCV異常。(2)CAN 依據(jù)標準心血管反射試驗，Valsalva 動作期間最大和最小 R-R 值差小于或等于1.1 s為異常，深呼吸心率差和臥立位心率差均小于或等于10次/分鐘為異常，臥立位血壓差大于或等于30 mm Hg為異常，前3項中有2項出現(xiàn)異常并有任一血壓異常即可判定為CAN。

1.2.3實驗室檢測

采集3組患者禁食8 h以上次日清晨空腹肘靜脈血10 mL，采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測血清FGF21水平。采用美國Bio-Rad Hercules VarientⅡ全自動HbA1c分析儀用高壓液相法測定HbA1c。采用日本日立7600-120全自動生化分析儀經(jīng)葡萄糖氧化酶法測定FPG，經(jīng)直接法測定低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)，經(jīng)膽固醇氧化酶法測定總膽固醇(total cholesterol,TC)，經(jīng)甘油磷酸氧化酶法測定三酰甘油 (triglyceride,TG)，經(jīng)放射免疫法測定空腹血清C肽(fasting c-peptide,FCP)，經(jīng)免疫比濁法測定C 反應(yīng)蛋白(C reactive protein,CRP)。采用酶法測定血肌酐，免疫比濁法測定胱抑素C，采用CKD-EPI 公式計算eGFR。采用AXsym化學(xué)發(fā)光儀檢測空腹血清胰島素(fasting insulin,FINS)，采用穩(wěn)態(tài)模式評估法(homeostasis model assessment,HOMA)計算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-insulin resistance,HOMA-IR)，HOMA-IR=FPG×FINS/22.5。收集3組患者24 h尿液(早晨7:00至次日早晨7:00)，準確記錄總尿量，混勻后取5 mL采用德國Bayer DCA 2000測定儀經(jīng)免疫比濁法測定尿肌酐和尿清蛋白，計算UACR。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 一般資料

378例患者血清FGF21水平為170.11～543.29 ng/mL。3組患者性別、年齡、SBP、DBP、FPG、LDL-C、TC、吸煙、飲酒、高血壓患者百分比、T2DM病程，以及DPN、CAN患病率比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；低、中、高FGF21組患者BMI、T2DM病程、HbA1c、TG、FCP、UACR、HOMA-IR、CRP，以及DN、DR患病率依次增加，HDL-C、eGFR依次下降，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 3組患者一般資料比較

續(xù)表1 3組患者一般資料比較

2.2 血清FGF21水平與其他臨床指標的相關(guān)性

FGF21水平與BMI、T2DM病程、HbA1c、TG、FCP、UACR、HOMA-IR、CRP均呈正相關(guān)(P<0.05)，與HDL-C、eGFR均呈負相關(guān)(P<0.05)。見圖1。

圖1 血清FGF21水平與其他臨床指標的相關(guān)性分析

2.3 血清FGF21水平與DN、DR嚴重程度的關(guān)系

隨FGF21水平增加，DN3期及以上、DR中度及以上患者比例明顯增加，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 血清FGF21水平與DN、DR嚴重程度的關(guān)系[n(%)]

2.4 多因素logistic回歸模型分析

T2DM病程、HbA1c、TG、UACR、FGF21均是導(dǎo)致DN和DR發(fā)生的獨立危險因素，HDL-C是DN和DR發(fā)生的保護因素，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 多因素logistic回歸模型分析

2.5 診斷價值

檢測血清FGF21水平診斷DN、DR曲線下面積分別為0.883、0.899，最佳臨界值分別為456.51、450.00 ng/mL，靈敏度分別為83.1%、84.1%，特異度分別為95.3%、95.2%，約登指數(shù)分別為0.784、0.793，95%可信區(qū)間分別為0.829～0.937、0.852～0.946，可作為診斷DN、DR的潛在生物學(xué)指標。見圖2。

圖2 ROC曲線預(yù)測血清FGF21水平對DN、DR的診斷價值

3 討 論

FGF21被證實是一種代謝調(diào)控因子，主要在肝臟生成，在β-Klotho受體協(xié)同作用下與 FGF受體結(jié)合，在全身靶器官或組織發(fā)揮代謝調(diào)節(jié)作用。FGF21可通過促進肝臟脂肪酸的氧化，降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，提高脂肪細胞攝取葡萄糖的能力，也可通過促進骨骼肌對葡萄糖的攝取能力，進而減少脂質(zhì)含量，還能增加胰島素的敏感性，改善胰島素抵抗，最終參與機體糖脂代謝。以往多項研究表明，肥胖人群及T2DM 患者血清FGF21水平明顯升高，且與血糖異常和脂質(zhì)代謝紊亂有關(guān)[6-8]。本研究結(jié)果表明，不同血清FGF21水平肥胖或超重T2DM患者BMI、T2DM病程、HbA1c、HDL-C、TG、FCP、HOMA-IR均存在明顯差異，同時FGF21水平與BMI、T2DM病程、HbA1c、TG、FCP、HOMA-IR呈正相關(guān)，與HDL-C呈明顯負相關(guān)，證實FGF21與機體血糖、血脂的代謝紊亂關(guān)系密切，與張楠等[9]研究結(jié)果基本相符。

RUSU等[10]發(fā)現(xiàn)，血液透析患者血液FGF21水平明顯升高，且與腎小球濾過率呈負相關(guān)，與血清肌酐呈正相關(guān)。GALASSI等[11]研究表明，慢性腎臟病患者血清FGF21 水平隨疾病進展逐漸升高。JUNG等[12]認為,血清FGF21水平與DR存在U形關(guān)系，低水平血清FGF21參與了DR的發(fā)病，高水平FGF21可能是為了防止微血管損傷而發(fā)生的代償性增加。表明FGF21與腎臟疾病和DR存在一定關(guān)系。本研究也發(fā)現(xiàn)，肥胖或超重T2DM患者血清FGF21水平與DN、DR的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。FGF21與UACR呈正相關(guān)，與eGFR呈負相關(guān)，說明血清FGF21水平隨腎功能減退逐漸升高。分析其原因：(1)FGF21主要是通過腎臟排泄，腎臟清除率下降影響了FGF21通過腎臟的排泄；(2)可能是機體對代謝紊亂作出的代償反應(yīng)，最終導(dǎo)致血清FGF21水平隨腎功能減退而升高。既往有研究表明，作為糖尿病腎臟損傷的主要機制，炎癥和氧化應(yīng)激是導(dǎo)致疾病持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素[13]。有研究表明，F(xiàn)GF21具有抗纖維化、抑制炎癥和氧化應(yīng)激的作用[14]。本研究結(jié)果顯示，常見炎癥和應(yīng)激反應(yīng)指標CRP水平也與血清FGF21水平呈正相關(guān)。同樣推測在一定范圍內(nèi)，血清低水平FGF21可反映DN的炎癥和氧化應(yīng)激狀況，高水平FGF21則是為了減輕這種有害刺激而發(fā)生的代償性反應(yīng)。此外，本研究進一步發(fā)現(xiàn)，血清FGF21水平能夠用于反映DN患者腎臟損害程度，有望成為預(yù)測腎臟損害的潛在指標，與早期相關(guān)文獻報道結(jié)果一致[15]。

李林娟等[1]研究表明，DN、DR 患者血清FGF21水平均升高，且血清 FGF21是DN的危險因素。本研究與其不同的是血清 FGF21既是DN也是DR發(fā)生的獨立危險因素，且DN和DR具有相同的影響因素。大量研究表明，DN和DR具有相關(guān)性，二者是兩個主要的糖尿病微血管并發(fā)癥，且腎小球、視網(wǎng)膜具有相近的組織結(jié)構(gòu)和生理功能，發(fā)病機制相似，即糖基化終末產(chǎn)物的大量堆積、多元醇通路活化、炎癥因子、氧化應(yīng)激、蛋白激酶C、血流動力學(xué)改變等，因此，相同的危險因素均能導(dǎo)致腎和眼的微循環(huán)損傷，且二者在疾病發(fā)展和病理改變方面具有高度相似性[16]。此外，據(jù)文獻報道，二者互為預(yù)測因子[17]。然而，由于易感基因、參與細胞因子的不同，以及診斷的差異使二者的發(fā)病機制不同，進而導(dǎo)致二者發(fā)生、發(fā)展的不平行性，即DN和DR并不總是同時出現(xiàn)[18]。本研究結(jié)果或可通過二者的平行性進行解釋，也可能是本研究所分析的影響因素中均與二者不同的發(fā)病機制和不平行性無關(guān)。本研究進行的ROC曲線分析結(jié)果顯示，血清FGF21水平對DN、DR的診斷價值均較高，且各指標值或范圍相差不大，進一步證實DN和DR的關(guān)聯(lián)性，同時說明血清FGF21水平有望作為診斷DN、DR的潛在生物學(xué)指標。此外，曲線不平滑可能與樣本量較小有關(guān)。

綜上所述，DN、DR 患者血清FGF21水平均升高，血清FGF21是DN、DR的獨立危險因素，可能參與了二者的發(fā)病和進展，有望作為潛在的生物學(xué)診斷指標。此外，F(xiàn)GF21在糖脂穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中的詳細機制目前并未完全闡明，是否能作為糖脂代謝紊亂治療的新靶點尚不明確。本研究存在的不足之處為僅收集了單中心肥胖及超重T2DM患者的臨床資料；未設(shè)置健康對照組；僅納入了DN、DR、DPN、CAN 4種糖尿病微血管并發(fā)癥，且均為僅合并一種糖尿病微血管并發(fā)癥病例。今后將通過擴大研究范圍，納入1種以上糖尿病微血管并發(fā)癥患者進行深入研究，為臨床診治提供更加有力的證據(jù)。