代謝綜合征患者血清色素上皮衍生因子水平變化及其影響因素

李翠柳 張?jiān)颇?趙乃蕊

(滄州市中心醫(yī)院 內(nèi)分泌二科， 河北 滄州 061000)

色素上皮衍生因子(pigment epithelium derived factor，PEDF)是一種分子量為50 kDa的分泌性糖蛋白，屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑的超家族，它最先從人類視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞培養(yǎng)液中分離而來[1]。PEDF在大多數(shù)組織中均有表達(dá)，其中在肝臟、睪丸、子宮、脂肪組織和骨骼肌中具有較高的表達(dá)水平，而循環(huán)中PEDF主要來源于肝臟及脂肪組織[2]。PEDF具有神經(jīng)保護(hù)、抗炎、抗血管生成、抗腫瘤、抗纖維化及抗衰老等多種生物學(xué)作用[3-8]。代謝綜合征(metabolic syndrome，MS)是一組以肥胖、高血糖、血脂異常以及高血壓等聚集發(fā)病，嚴(yán)重影響機(jī)體健康的臨床征候群，是一組在代謝上相互關(guān)聯(lián)的危險(xiǎn)因素的組合[9]。近年來，PEDF因其代謝調(diào)節(jié)作用而備受關(guān)注。有研究表明，循環(huán)中PEDF水平可能是MS及其相關(guān)并發(fā)癥嚴(yán)重程度和預(yù)后的生物標(biāo)志物[10-14]。本研究旨在探討MS患者中血清PEDF水平的變化及其影響因素。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2018年2月～2020年12月于我院內(nèi)分泌科門診行健康檢查的個(gè)體318人。納入標(biāo)準(zhǔn)：既往未診斷糖尿病、高血壓、冠心病、腦梗死等慢性疾病，未服用特殊藥物。排除標(biāo)準(zhǔn)：急慢性感染病史、嚴(yán)重的心肝腎疾病、應(yīng)激、貧血、惡性腫瘤史及妊娠婦女。本研究所有受試者均簽署知情同意書并經(jīng)滄州市中心醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)室檢查

所有受試者均至少空腹10 h，于次晨空腹及口服75 g葡萄糖后120 min抽取靜脈血，測(cè)定血糖、胰島素，空腹測(cè)定的指標(biāo)還包括糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine transaminase，ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase，AST)、肌酐(creatinine，Cr)、尿素氮(urea nitrogen，BUN)、尿酸(uric acid，UA)、甘油三酯(triglyceride，TG)、總膽固醇(total cholesterol，TC)、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)。所有患者留取空腹血清，使用ELISA法測(cè)定PEDF(BioVendor公司)。

1.2.2 體格測(cè)量

空腹測(cè)量身高、體重，計(jì)算體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)=體重(kg)/身高2(m2)；腰圍、臀圍，計(jì)算腰臀比=腰圍/臀圍；血壓測(cè)量在受試者安靜休息狀態(tài)下使用標(biāo)準(zhǔn)的水銀血壓計(jì)測(cè)定兩次取均值。

1.2.3 代謝綜合征的診斷及分組

根據(jù)2020年中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)分會(huì)關(guān)于MS的診斷標(biāo)準(zhǔn)[9]：①腹型肥胖(即中心型肥胖)：腰圍男性≥90 cm，女性≥85 cm；②高血糖：空腹血糖≥6.1 mmol/L或糖負(fù)荷后2 h血糖≥7.8 mmol/L和(或)已確診為糖尿病并治療者；③高血壓：血壓≥130/85 mmHg和(或)已確認(rèn)為高血壓并治療者；④空腹甘油三酯(TG)≥1.70 mmol/L；⑤空腹HDL-C<1.04 mmol/L，以上具備3項(xiàng)或更多項(xiàng)即可診斷MS。受試者按MS代謝異常項(xiàng)數(shù)，分為0～2項(xiàng)代謝異常組(即非MS組)、3項(xiàng)代謝異常組、4項(xiàng)代謝異常組及5項(xiàng)代謝異常組。

1.2.4 胰島素抵抗及胰島功能指數(shù)

穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)：HOMA-IR=空腹胰島素×空腹血糖/22.5；穩(wěn)態(tài)模型β細(xì)胞功能指數(shù)：HOMA-β=(20×空腹胰島素)/(空腹血糖-3.5)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 研究對(duì)象的臨床特征

本研究共納入318例研究對(duì)象，年齡20～75歲，平均年齡49.73±14.76歲，其中男性145例，女性173例。總體血清PEDF為10.31(8.06, 12.31)μg/mL，其中男性PEDF為10.8(8.86, 12.60)μg/mL，女性PEDF為9.92(7.82, 11.86)μg/mL，男性PEDF水平明顯高于女性(P=0.003)。

將研究人群分為非MS組及MS組，如表1所示。MS組的PEDF、BMI、腰圍、腰臀比、收縮壓、舒張壓、血糖0 min、血糖120 min、胰島素0 min、胰島素120 min、HOMA-IR、HbA1c、ALT、AST、UA、TG、TC均明顯高于非MS組(均P<0.05)；MS組的HDL-C明顯低于非MS組(P<0.01)；年齡、HOMA-β、BUN、Cr、LDL-C兩組間未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均P>0.05)。

表1 MS組及非MS組的臨床特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)室檢查中位數(shù)(P25，P75)，n]

2.2 不同代謝異常分組血清PEDF水平變化

按照代謝異常項(xiàng)數(shù)，將研究對(duì)象分為0～2項(xiàng)代謝異常組(130例)、3項(xiàng)代謝異常組(72例)、4項(xiàng)代謝異常組(71例)及5項(xiàng)代謝異常組(45例)，各組PEDF水平分別為8.35(6.87, 10.01)μg/mL，11.34(9.66, 12.99)μg/mL，11.46(10.17, 12.70)μg/mL，11.27(10.22, 14.21)μg/mL，組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。隨著代謝異常項(xiàng)數(shù)的增多，PEDF水平升高，均明顯高于0～2項(xiàng)代謝異常組(均P<0.001)(見圖1)。

圖1 不同代謝異常組血清PEDF水平的比較

2.3 血清PEDF水平與代謝指標(biāo)的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析顯示，血清PEDF水平與BMI、腰圍、腰臀比、舒張壓、血糖0 min、血糖120 min、胰島素0 min、胰島素120 min、HOMA-β、HOMA-IR、HbA1c、ALT、AST、UA及TG呈顯著正相關(guān)(均P<0.01)，與HDL-C呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與年齡、收縮壓、BUN、Cr、TC、LDL-C未見明顯相關(guān)(見表2)。

表2 血清PEDF水平與代謝組分之間的相關(guān)性分析

2.4 血清PEDF與代謝指標(biāo)的多元逐步回歸分析

以PEDF為因變量，以年齡、性別、BMI、腰圍、腰臀比、收縮壓、舒張壓、血糖0 min、血糖120 min、胰島素0 min、胰島素120 min、HOMA-β、HOMA-IR、HbA1c、ALT、AST、BUN、Cr、UA、TG、TC、HDL-C、LDL-C作為自變量，進(jìn)行多元逐步回歸分析，結(jié)果顯示ALT、HOMA-IR、TG是血清PEDF水平的獨(dú)立影響因素(見表3)。

表3 血清PEDF影響因素多元逐步回歸分析

2.5 血清PEDF對(duì)代謝綜合征的診斷價(jià)值

ROC曲線分析結(jié)果顯示，以9.59 μg/mL為截?cái)嘀?，診斷MS的曲線下面積(area under the curve，AUC)為0.804(95%CI：0.754, 0.854；P<0.001)，敏感度為83.9%，特異度為68.5%，約登指數(shù)為0.523(見圖2) 。

圖2 血清PEDF水平診斷代謝綜合征的ROC曲線

3 討論

近年來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人們的生活習(xí)慣也發(fā)生了很大變化，越來越多的人傾向于久坐的生活方式及攝入過多高熱量食物的飲食習(xí)慣，導(dǎo)致MS的發(fā)生率逐年升高，成為日益嚴(yán)重的健康問題[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，在MS患者中，血清PEDF水平明顯升高，且3項(xiàng)、4項(xiàng)及5項(xiàng)代謝異常組的PEDF水平均明顯高于非MS患者。PEDF水平與BMI、腰臀比、血糖、胰島素、HOMA-β、HOMA-IR、肝臟轉(zhuǎn)氨酶及TG等代謝指標(biāo)明顯正相關(guān)，與HDL-C呈顯著負(fù)相關(guān)。

既往研究發(fā)現(xiàn)，靜脈注射PEDF 21周不僅可以改善肥胖2型糖尿病大鼠的肥胖、胰島素抵抗和血脂異常，還可以抑制脂肪組織中NADPH氧化酶介導(dǎo)的氧化應(yīng)激產(chǎn)生、巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)、細(xì)胞因子過度表達(dá)和脂聯(lián)素的減少，而通過小干擾RNA抑制PEDF的基因表達(dá)可以加劇上述代謝紊亂的發(fā)生[16]。此外，抑制PEDF可能通過增強(qiáng)肝臟中白細(xì)胞介素1β(interleukin 1β，IL-1β)表達(dá)、損害肝臟中胰島素受體底物(insulin receptor substrate，IRS)和Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)而導(dǎo)致肥胖及胰島素抵抗[17]。因此，肝臟和脂肪組織可能是PEDF的靶器官。PEDF可能通過抑制肝臟及脂肪組織中氧化應(yīng)激以及炎癥反應(yīng)而發(fā)揮改善代謝異常及胰島素抵抗的作用。但對(duì)于PEDF的作用，研究人員尚未得出一致結(jié)論。有研究表明，PEDF可以通過激活NF-κB抑制人原代脂肪細(xì)胞和骨骼平滑肌細(xì)胞中胰島素誘導(dǎo)的Akt磷酸化[18]。PEDF還可以減弱IRS-1的酪氨酸磷酸化并抑制暴露于胰島素的骨骼肌細(xì)胞中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4的易位[19]。以上過程均可以導(dǎo)致胰島素抵抗的產(chǎn)生。雖然基礎(chǔ)研究對(duì)于PEDF在胰島素抵抗中的作用尚存在爭(zhēng)議，但多項(xiàng)臨床研究均支持其作為代謝性疾病的標(biāo)記物。MS患者的血清PEDF水平明顯升高，與腰圍、腰臀比、HOMO-IR等代謝指標(biāo)呈明顯正相關(guān)，與本研究結(jié)果一致[10,12,20-22]。與非糖尿病患者相比，糖尿病患者的PEDF水平明顯升高，即使在糖尿病前期，這種差異就已存在[22]。減重手術(shù)可以降低2型糖尿病患者的PEDF水平[23]。

一項(xiàng)前瞻性研究結(jié)果表明，基線PEDF水平可以獨(dú)立預(yù)測(cè)中國(guó)男性10年后進(jìn)展為MS[12]。在本研究中，ROC曲線分析結(jié)果顯示，以9.59 μg/mL為截?cái)嘀担珹UC為0.804，PEDF診斷MS的敏感度為83.9%，特異度為68.5%。國(guó)外一項(xiàng)納入了112例高加索人的研究發(fā)現(xiàn)，以14.9 μg/mL為截?cái)嘀?，AUC為0.75，PEDF診斷MS的敏感度及特異度分別為57.9%及86.7%[21]。但如將PEDF作為MS的診斷標(biāo)記物并應(yīng)用于臨床，仍需大樣本、多中心的研究來確定其最佳診斷截?cái)嘀怠?/p>

此外，本研究發(fā)現(xiàn)ALT、HOMA-IR、TG是血清PEDF的獨(dú)立影響因素。既往多項(xiàng)研究并未將ALT及AST納入分析當(dāng)中，未能發(fā)現(xiàn)PEDF與肝臟轉(zhuǎn)氨酶的相關(guān)性[10-12,21,24]。一直以來血清轉(zhuǎn)氨酶都被看作非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)的標(biāo)志物，同時(shí)ALT識(shí)別NAFLD的準(zhǔn)確性要高于AST[25]，而血清TG水平及HOMA-IR同樣與NAFLD密切相關(guān)。肝臟是循環(huán)中PEDF的主要來源之一[2]。臨床研究表明，在經(jīng)活檢證實(shí)的NAFLD患者中，血清PEDF水平明顯升高，且兩者的關(guān)系獨(dú)立于其他代謝因素[26]。有學(xué)者認(rèn)為PEDF水平的降低可以促進(jìn)肝臟脂肪酸的攝取及脂滴的形成，從而導(dǎo)致NAFLD的發(fā)生[27]。上述研究結(jié)果表明，PEDF在肝臟脂肪變性的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了重要作用， PEDF也許可以作為獨(dú)立預(yù)測(cè)NAFLD發(fā)生發(fā)展的標(biāo)記物，在NAFLD的防治中發(fā)揮重要作用，但仍需更進(jìn)一步的基礎(chǔ)與臨床研究證實(shí)。

如前所述，目前關(guān)于PEDF在糖脂代謝方面的作用仍存在爭(zhēng)議，PEDF可以改善肝臟的胰島素抵抗，卻減弱了骨骼肌的胰島素敏感性，而在脂肪組織中，不同研究得出了不同的結(jié)論[2,13]。在本研究中，ALT、HOMA-IR和TG共同促進(jìn)了循環(huán)中PEDF水平的升高，三者均與肝臟的代謝損傷密切相關(guān)。與本研究相一致，Moreno-Navarrete等[28]研究發(fā)現(xiàn)，循環(huán)中PEDF水平及肝臟PEDF基因表達(dá)均與ALT呈顯著正相關(guān)，該研究認(rèn)為肝臟而非脂肪組織是人類血液循環(huán)中PEDF的主要來源，而循環(huán)中PEDF升高可能主要與代謝誘導(dǎo)的肝損傷相關(guān)。因此，本研究更傾向于認(rèn)為循環(huán)中PEDF水平的升高是對(duì)抗代謝紊亂的結(jié)果而非誘因，升高的PEDF可能主要來源于受代謝紊亂影響的肝臟。

綜上，PEDF可以作為MS及其相關(guān)并發(fā)癥的標(biāo)記物，但其臨床應(yīng)用仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。