糖化白蛋白在糖尿病并發(fā)癥中作用的研究進(jìn)展

李慧偉 劉長梅▲ 秦 明

1.濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌與代謝病科，山東濱州 256603；2.山東省聊城市第三人民醫(yī)院內(nèi)科，山東聊城 252200

糖尿病作為一組以慢性高血糖為特征的代謝性疾病，其患病率逐年上升，我國18 歲及以上人群糖尿病患病率為11.2%[1]。長期的高血糖環(huán)境可使人血液中的蛋白質(zhì)通過非酶糖基化等反應(yīng)，形成糖基化終末產(chǎn)物（advanced glycation end products，AGEs）[2]。在過去的幾十年里，糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin，HbA1c）用來評估血糖控制情況和預(yù)測糖尿病并發(fā)癥。HbA1c 的半衰期為90～120 d，可反應(yīng)長期的血糖控制情況。然而，HbA1c 也有其局限性，它不能為腎功能衰竭和血糖濃度不穩(wěn)定的患者提供準(zhǔn)確的信息[3]。有研究表明[4-5]，在發(fā)現(xiàn)HbA1c 存在問題的情況下（如血液透析、腹膜透析和妊娠糖尿病），果糖胺或糖化白蛋白（glycated albumin，GA）是一種更有效的2 型糖尿病總體評價(jià)指標(biāo)。由于GA 比果糖胺具有更強(qiáng)的特異性，因此GA 似乎是比果糖胺更可靠的標(biāo)志物。GA 是血清中白蛋白與葡萄糖發(fā)生非酶糖化反應(yīng)的產(chǎn)物，GA 濃度既不受蛋白量、膽紅素及低分子物質(zhì)等因素的影響，也不受血紅蛋白變異和紅細(xì)胞代謝率的影響。GA 的半衰期為12～21 d，可反映2～4 周血糖的平均水平，對血糖值的變化較HbA1c 靈敏[6]。同時(shí)，二者聯(lián)合測定，對于高血糖的鑒別也有一定的指導(dǎo)作用。

人血清白蛋白由肝臟分泌，由一條含有585 個(gè)氨基酸和17 個(gè)二硫鍵的單肽鏈組成，是血液中發(fā)現(xiàn)的最豐富的蛋白質(zhì)，占總蛋白含量的50%以上。白蛋白具有多種重要功能，包括調(diào)節(jié)血液中的pH 值和滲透壓、抗氧化、分離血液中的毒素等；此外，白蛋白還可以通過與脂多糖的相互作用促進(jìn)炎癥反應(yīng)。研究表明，血漿GA 升高可直接影響糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生[7]。同時(shí)最近的研究指出GA 可作為一種促炎細(xì)胞因子的刺激介質(zhì)，作用于如C 反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）和促炎因子等的形成機(jī)制[8-11]。血漿GA 水平的升高通常以糖尿病為背景。本文將以炎癥為線索，對GA 在糖尿病并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展中的作用作一綜述。

1 GA 和促炎細(xì)胞因子

糖尿?。ㄓ绕涫? 型糖尿病）通常被認(rèn)為是一種自身免疫性疾病，炎癥可能是肥胖和胰島素抵抗之間的聯(lián)系。炎癥的生物標(biāo)志物是炎癥反應(yīng)的生物學(xué)指標(biāo)，包括腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor-α，TNFα）、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白細(xì)胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、中性粒細(xì)胞和CRP，研究顯示糖尿病患者體內(nèi)血糖升高與促炎生物標(biāo)志物呈正相關(guān)[12-13]。AGEs 通過刺激TNF-α、IL-6、IL-1β 等細(xì)胞因子的表達(dá)誘發(fā)全身炎癥。近期有文獻(xiàn)概述了GA 與細(xì)胞因子活性增加的關(guān)系，Zhang 等[14]發(fā)現(xiàn)GA 在刺激單核細(xì)胞分泌大量促炎細(xì)胞因子方面發(fā)揮作用。具體來說，GA 濃度越高，TNF-α 和IL-6 的濃度越高。此外，Sproston 等[9]采用多變量線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，GA水平除了由2 型糖尿病患者血液中的葡萄糖濃度決定外，還由TNF-α 水平?jīng)Q定，它是GA 的獨(dú)立決定因素。這兩篇論文揭示了GA 和TNF-α 之間的雙向關(guān)系：TNF-α 影響GA 水平，同時(shí)GA 水平影響TNF-α的產(chǎn)量。Wang 等[10]發(fā)現(xiàn)，IL-6 的調(diào)控受到GA 轉(zhuǎn)錄調(diào)控形式的影響：GA 下調(diào)microRNA（miR）-146a，降低其對IL-6 表達(dá)的抑制作用，對此提出假設(shè)，或可尋找另一個(gè)因素上調(diào)miR-146a 以此抵消GA 的作用，為藥物控制糖尿病患者炎癥的發(fā)生提供可能性。Martinez 等[15]發(fā)現(xiàn)GA 可通過激活一系列酶來刺激IL-8?？偟膩碚f，以上研究表明，GA 在刺激這些促炎細(xì)胞因子的釋放方面發(fā)揮了作用。

2 GA 與胰島素抵抗

GA 和促炎細(xì)胞因子均參與胰島素抵抗的發(fā)病過程，不同的促炎細(xì)胞因子對糖化白蛋白的刺激表現(xiàn)出不同的動力學(xué)，在高糖濃度下更為明顯。IL-1 基因是FoxO1 的一個(gè)潛在靶點(diǎn)，F(xiàn)oxO1 是介導(dǎo)胰島素對基因表達(dá)作用的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。Ieronymaki 等[16]報(bào)道，胰島素抵抗可刺激促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，導(dǎo)致機(jī)體炎癥，如2 型糖尿病患者胰島素信號受損可引起轉(zhuǎn)錄因子FoxO1 水平紊亂，F(xiàn)oxO1 是一種叉頭轉(zhuǎn)錄因子，通過增強(qiáng)IL-1β 啟動子活性刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子IL-1β。反過來促炎細(xì)胞因子IL-1β 也可促進(jìn)胰島素抵抗。它通過破壞巨噬細(xì)胞和周圍組織[17]的信號來降低胰島B 細(xì)胞的敏感性。另一方面，有學(xué)者報(bào)道了營養(yǎng)過剩引起的慢性低度炎癥亦可導(dǎo)致胰島素敏感性[18]降低。其中來自脂肪組織的促炎細(xì)胞因子TNF-α，可通過促進(jìn)脂肪細(xì)胞脂解和胰島素受體底物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而引起胰島素抵抗。脂肪組織分泌的炎癥介質(zhì)IL-6，可通過降低葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和胰島素受體底物[17]的表達(dá)導(dǎo)致胰島素抵抗。因此，已有研究表明抗炎治療能夠改善胰島素的敏感性。

3 GA 和糖尿病并發(fā)癥

3.1 GA 與糖尿病冠狀動脈粥樣性心臟病

動脈粥樣硬化是一種可致心血管功能紊亂的慢性炎癥過程,是心血管疾病的首要病理基礎(chǔ)。炎癥與心血管并發(fā)癥直接相關(guān)，尤其是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（coronary atherosclerotic heart disease，CAHD）患者，炎癥可作為促進(jìn)斑塊形成的因素之一，導(dǎo)致CAHD[19]。文獻(xiàn)顯示GA 和CAHD 之間具有相關(guān)性，GA 可能是CAHD 炎癥的一個(gè)指標(biāo)。Roohk 等[20]發(fā)現(xiàn)糖尿病合并冠心病患者的CRP 水平明顯升高。其他研究發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，其中GA 與CAHD 的相關(guān)性高于HbA1c。Paradela-Dobarro 等[21]發(fā)現(xiàn)，GA 可以破壞內(nèi)皮細(xì)胞功能，當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞長期暴露于高血糖水平的GA 時(shí)，與正常情況（暴露于非糖基化白蛋白）比較，內(nèi)皮細(xì)胞會變得更加具有促炎性。采用標(biāo)準(zhǔn)的MTT法測定血管內(nèi)皮細(xì)胞在GA 存在下的代謝活性，結(jié)果表明，與其他條件相比，暴露于GA 的內(nèi)皮細(xì)胞代謝活性明顯降低。這種代謝功能障礙損害內(nèi)皮細(xì)胞，可導(dǎo)致氧化應(yīng)激，進(jìn)而導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。Kolluru 等[22]的一項(xiàng)研究也支持了這一發(fā)現(xiàn)，該研究表明，糖尿病引起內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙，導(dǎo)致炎癥發(fā)展。這兩項(xiàng)研究的結(jié)果都強(qiáng)調(diào)了GA 水平升高與炎癥發(fā)展之間的關(guān)系，尤其是在患有CAHD 的糖尿病患者中。

3.2 GA 與糖尿病視網(wǎng)膜病

糖尿病性視網(wǎng)膜病變（diabetic retinopathy，DR）是糖尿病的重要并發(fā)癥之一，是引起成人致盲的首要病因，微血管病變及微循環(huán)障礙所致眼底特異性改變是DR 的主要病理基礎(chǔ)[23]。研究發(fā)現(xiàn)[18]，GA 與HbA1c 一樣，是DR 的危險(xiǎn)因素。在過去的幾年里，諸多研究報(bào)道了GA 和炎癥直接參與糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)病機(jī)制。Schalkwijk 等[24]發(fā)現(xiàn)，給予識別GA 的A717 單克隆抗體后，糖尿病小鼠視網(wǎng)膜毛細(xì)血管膜增厚減少和膜物質(zhì)積累減少。由此，得出結(jié)論，GA 參與了糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)病機(jī)制，而使用抑制Amadori-GA的藥物，如A717 單克隆抗體，則有助于預(yù)防這種疾病，Amadori-GA 是指糖基化過程早期的GA[25]。

Pan 等[26]進(jìn)行了一項(xiàng)為期5年的回顧性縱向研究，通過測定GA、HbA1c 和平均葡萄糖水平，并與眼底攝影檢測的糖尿病視網(wǎng)膜病變進(jìn)展進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)GA與糖尿病視網(wǎng)膜病變進(jìn)展之間存在顯著的獨(dú)立相關(guān)性，GA 有可能用于預(yù)測糖尿病視網(wǎng)膜病變的進(jìn)展。

炎癥在糖尿病視網(wǎng)膜病變早期的作用報(bào)道最多的生化途徑是AGE 的形成導(dǎo)致某些炎癥細(xì)胞因子如IL-6、IL-8 的上調(diào)，以及內(nèi)皮細(xì)胞表面細(xì)胞間粘附分子1 的上調(diào)[27]，進(jìn)而使白細(xì)胞更多地粘附在內(nèi)皮細(xì)胞表面，最終導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞血供減少而造成損傷。毛細(xì)血管進(jìn)一步阻塞導(dǎo)致組織缺血，形成糖尿病視網(wǎng)膜病變[27]。最近，Dong 等[28]確定Amadori-GA 通過miR-124依賴機(jī)制誘導(dǎo)視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞活化和炎癥反應(yīng)。因此，有更多的證據(jù)表明GA 與糖尿病視網(wǎng)膜病變之間的正相關(guān)關(guān)系直接與GA 和炎癥介導(dǎo)在其發(fā)病機(jī)制中的作用有關(guān)。

3.3 GA 與糖尿病腎病

慢性腎病（chronic kidney disease，CKD）是糖尿病最常見的并發(fā)癥之一，GA 與腎小球基底膜增厚、腎病的發(fā)生相關(guān)。Vos 等[29]在對CKD 的綜述中得出結(jié)論，GA 是檢測控制2 型糖尿病腎病進(jìn)展的最佳指標(biāo)。Schalkwijk 等[24]的一項(xiàng)研究表明，1 型糖尿病腎病患者的GA 水平較未患腎病的患者明顯升高，表明GA 與早期腎病之間具有獨(dú)立的聯(lián)系。不止一項(xiàng)研究表明，較低的GA 提示更好的累積生存率。血液透析糖尿病患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)可以用GA 率來評估，有人認(rèn)為GA增加1%對應(yīng)3%的死亡風(fēng)險(xiǎn)[30]。當(dāng)使用EXO-226 的化合物來處理小鼠，可以中斷白蛋白的糖基化過程。即在常規(guī)給予EXO-226 后，盡管處于高血糖環(huán)境，GA 水平仍在正常范圍內(nèi)。顯示給予EXO-226 的小鼠，腎病相關(guān)的結(jié)構(gòu)和功能異常較未給予EXO-226小鼠明顯降低，提示GA 水平的升高與糖尿病腎病的發(fā)展具有直接關(guān)系。

Chen 等[25]發(fā)現(xiàn)，將GA 添加到腎小球系膜和內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)基中，會刺激蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）的活性。而在糖尿病腎病中，某些PKC 亞型的增加可導(dǎo)致血管系統(tǒng)功能失調(diào)。在腎小球內(nèi)皮細(xì)胞的類似實(shí)驗(yàn)中，GA 也能獨(dú)立于葡萄糖濃度的增加而刺激PKC 活性。Lu 等[31]測量了2 型糖尿病患者的GA、CRP 和TNF-α 水平。他們發(fā)現(xiàn)，這三種化合物水平的升高與糖尿病患者腎臟損害的嚴(yán)重程度有關(guān)。由于GA、CRP 和TNF-α 是腎損害的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，這三種指標(biāo)均可作為預(yù)測2 型糖尿病患者血管和腎臟并發(fā)癥存在程度和嚴(yán)重程度的指標(biāo)。有研究[26]發(fā)現(xiàn)，糖化白蛋白可導(dǎo)致細(xì)胞因子IL-8 的上調(diào)，使糖尿病腎臟炎癥細(xì)胞數(shù)量增加。因此該團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論，這種促炎現(xiàn)象可能導(dǎo)致腎病的發(fā)展。

4 討論與展望

在各種疾病和失調(diào)中，炎癥是發(fā)病機(jī)制的重要組成部分，而GA 在這些疾病中發(fā)揮多方面的作用。有研究表明[32]，DR 患者的GA年平均水平明顯高于非DR患者，而兩組患者的HbA1c 水平?jīng)]有顯著差異。然而，需要指出的是，GA 不適合監(jiān)測白蛋白代謝異常的糖尿病患者的血糖。例如，在腎病綜合征、貧血、甲狀腺功能亢進(jìn)、庫欣綜合征、營養(yǎng)不良、服用鐵劑和糖皮質(zhì)激素治療等增加白蛋白代謝、縮短其半衰期的疾病中，GA 的水平較低。相反，GA 在肝硬化和甲狀腺功能減退癥中似乎很高。GA 作為循環(huán)糖化蛋白質(zhì)的主要組成成分，作為診斷工具，也可能是疾病過程中炎癥的生物標(biāo)志物。血清GA 是否可以作為非糖尿病病理炎癥的獨(dú)立標(biāo)記物，并為疾病過程提供額外的臨床觀察，這是需要進(jìn)一步探索的。由于GA 是衡量血糖狀況的重要指標(biāo)，其炎癥標(biāo)志物的直接效用取決于其測量的患者背景。