妊娠期糖尿病孕婦血清細(xì)胞焦亡因子的表達(dá)及其與妊娠結(jié)局的關(guān)系

韓 寧,趙紅陽,孫培焱,魏團(tuán)君,常鑫媛,陳瑩瑩

鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科 鄭州 450052

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM) 是指妊娠期間首次發(fā)生或發(fā)現(xiàn)的糖耐量異常[1]，目前國(guó)內(nèi)GDM的發(fā)生率為17.5%～18.9%[2]，且呈逐年上升趨勢(shì)。GDM的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，普遍認(rèn)為與胰島素抵抗和胰島素分泌不足有關(guān)。妊娠期胰島素抵抗是GDM的發(fā)病基礎(chǔ)，慢性炎癥反應(yīng)被認(rèn)為是導(dǎo)致胰島素抵抗的重要原因。細(xì)胞焦亡是一種新的細(xì)胞炎癥性死亡方式，廣泛參與炎癥反應(yīng)的發(fā)生[3]。關(guān)于GDM患者血清細(xì)胞焦亡因子表達(dá)及其與胰島素抵抗關(guān)系的研究較少。本文通過分析GDM患者與正常糖耐量(normal glucose tolerance，NGT)孕婦血清細(xì)胞焦亡因子核苷酸結(jié)合寡聚域樣受體蛋白3(nucleotide oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3)、半胱氨酸天冬氨酸酶1(cysteine aspartate-specific protease-1，Caspase-1)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)、白細(xì)胞介素-18(interleukin-18，IL-18)的表達(dá)情況，探討GDM孕婦血清細(xì)胞焦亡因子與胰島素抵抗及妊娠結(jié)局的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2020年12月至2021年8月在鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院產(chǎn)科門診行孕中期(24～28周)75 g口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(oral glucose tolerance test，OGTT)并住院分娩的單胎妊娠孕婦265例，其中NGT孕婦123例，GDM孕婦82例，孕前糖尿病(pregestational diabetes mellitus，PGDM)孕婦60例。3組均排除肥胖(孕前BMI>25 kg/m2)，患自身免疫性疾病、甲狀腺疾病、高血壓、心臟病、肝腎疾病、良惡性腫瘤、傳染性疾病及近期有急慢性感染性疾病者。本研究通過我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并獲得患者知情同意。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)文獻(xiàn)[4]，孕24～28周75 g OGTT空腹、服糖后1 h、服糖后2 h的血糖水平分別以5.1、10.0和8.5 mmol/L為界值，任何1項(xiàng)血糖值達(dá)到或超過相應(yīng)界值診斷為GDM；服糖后2 h血糖≥11.1 mmol/L診斷為PGDM。對(duì)確診的GDM和PGDM孕婦立即給予醫(yī)學(xué)營(yíng)養(yǎng)治療和運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)，并進(jìn)行血糖監(jiān)測(cè)教育，血糖控制達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)加用胰島素治療。妊娠期血糖控制標(biāo)準(zhǔn)[4]：患者無明顯饑餓感，空腹血糖≤5.3 mmol/L，餐后2 h血糖≤6.7 mmol/L，夜間血糖不低于3.3 mmol/L，HbA1c<5.5%。

1.3 樣本采集于妊娠24～28周空腹抽取孕婦肘靜脈血約5 mL，室溫下血液自然凝固10～20 min，3 000 r/min離心20 min，分離血清，置于-80 ℃冰箱凍存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 血清細(xì)胞焦亡相關(guān)指標(biāo)的檢測(cè)采用ELISA法檢測(cè)血清中NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18水平，試劑盒購(gòu)自江蘇酶免實(shí)業(yè)有限公司，所有操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。全自動(dòng)電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀檢測(cè)孕婦空腹血糖(fasting plasma glucose，F(xiàn)PG)和空腹胰島素(fasting insulin，F(xiàn)IN)水平，并計(jì)算穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model assessment of insulin resistance，HOMA-IR)=FPG×FIN/22.5[5]。

1.5 妊娠結(jié)局本研究觀察的妊娠結(jié)局包括：分娩孕周、妊娠期高血壓、胎膜早破、剖宮產(chǎn)、早產(chǎn)、新生兒出生體重、巨大兒、新生兒低血糖等。以上均依據(jù)文獻(xiàn)[6]的標(biāo)準(zhǔn)診斷。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 26.0進(jìn)行分析。3組孕婦臨床資料年齡、孕次、孕前BMI、檢測(cè)時(shí)孕周及血清NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、血糖的比較采用單因素方差分析和SNK-q檢驗(yàn)，各種妊娠結(jié)局發(fā)生率的比較采用χ2檢驗(yàn)；采用Pearson分析血清細(xì)胞焦亡因子與血糖及胰島素抵抗的相關(guān)性，Logistic回歸分析血清細(xì)胞焦亡因子與孕婦妊娠結(jié)局的關(guān)系。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 3組一般資料的比較3組孕婦年齡、孕次、孕前BMI、檢測(cè)時(shí)孕周比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表1。

表1 3組孕婦一般資料的比較

2.2 3組血清學(xué)指標(biāo)的比較3組FPG、服糖后1 h血糖、服糖后2 h血糖、FIN、HOMA-IR、NLRP3、Caspase-1、IL-1β及IL-18比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；與NGT組比較，GDM組和PGDM組血清NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18水平升高，且PGDM組高于GDM組，見表2。

表2 3組孕婦血清學(xué)指標(biāo)的比較

2.3 GDM組孕婦血清細(xì)胞焦亡因子與血糖及胰島素抵抗的相關(guān)性分析GDM組孕婦血清NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18水平與FPG、FIN、HOMA-IR、服糖后1 h血糖、服糖后2 h血糖呈正相關(guān)，見表3。

2.4 3組妊娠結(jié)局的比較見表4。GDM組和PGDM組妊娠期高血壓、胎膜早破、剖宮產(chǎn)、早產(chǎn)、新生兒低血糖、巨大兒的發(fā)生率均高于NGT組。

2.5 血清細(xì)胞焦亡因子水平與妊娠結(jié)局的關(guān)系見表5。校正孕婦年齡、孕次和孕前BMI等混雜因素后，采用Logistic回歸分析的方法，對(duì)3組細(xì)胞焦亡因子水平進(jìn)行啞變量設(shè)置，以NGT組作為參照，GDM孕婦和PGDM血清細(xì)胞焦亡因子NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18增加了孕婦妊娠期高血壓、胎膜早破及早產(chǎn)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

表3 GDM組孕婦血清細(xì)胞焦亡因子與血糖及胰島素抵抗的相關(guān)性分析 r(P)

表4 3組妊娠結(jié)局的比較

表5 血清細(xì)胞焦亡因子與妊娠結(jié)局的關(guān)系[OR(95%CI)]

3 討論

細(xì)胞焦亡是近年來新發(fā)現(xiàn)的一種炎癥性細(xì)胞死亡，廣泛參與炎癥和感染性疾病的發(fā)生。經(jīng)典的細(xì)胞焦亡途徑通過NLRP3識(shí)別病原體相關(guān)分子模式和損傷相關(guān)分子模式，進(jìn)一步引起Caspase-1的激活，活化的Caspase-1一方面可切割下游gasdermin D蛋白，在細(xì)胞膜上形成孔隙；另一方面可以引起IL-1β、IL-18等炎性因子的成熟與釋放，而成熟的IL-1β、IL-18經(jīng)細(xì)胞膜上的孔隙流出細(xì)胞外后又可進(jìn)一步誘發(fā)炎癥反應(yīng)[7]。細(xì)胞焦亡是機(jī)體中一種重要的天然免疫反應(yīng)，在抗感染中發(fā)揮重要作用。然而，如果機(jī)體受到持續(xù)的刺激，如葡萄糖過剩、脂質(zhì)過度負(fù)荷和細(xì)菌病毒感染時(shí)，可誘發(fā)細(xì)胞焦亡過度活化，將進(jìn)一步加重炎癥反應(yīng)，在一定程度上導(dǎo)致組織器官的損傷[8]。

本研究結(jié)果顯示GDM組孕婦血清細(xì)胞焦亡因子NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18與空腹血糖、服糖后1 h血糖、服糖后2 h血糖、FIN、HOMA-IR均呈正相關(guān)，是胰島素抵抗的危險(xiǎn)因素，提示細(xì)胞焦亡因子可能有促進(jìn)胰島素抵抗的作用。研究[9]發(fā)現(xiàn)，NLRP3炎癥小體參與的慢性炎癥反應(yīng)可能與糖尿病孕婦胰島素拮抗及促進(jìn)胰島細(xì)胞損傷有關(guān)。炎癥小體的活化可引起高血糖癥和高胰島素血癥[10]。Jourdan等[11]發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性大麻素可以通過大麻素受體依賴方式激活NLRP3炎癥小體，從而激活Caspase-1，加重胰島素抵抗，導(dǎo)致糖耐量異常；并且IL-1β和IL-18過表達(dá)嚴(yán)重影響胰島素分泌，導(dǎo)致胰島素抵抗。本研究結(jié)果表明GDM組孕婦血清細(xì)胞焦亡因子增加孕婦妊娠期高血壓、胎膜早破、早產(chǎn)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，可能與GDM患者體內(nèi)抗胰島素樣物質(zhì)增加，失代償后胰島素分泌增加，在高胰島素環(huán)境下，氧化應(yīng)激增強(qiáng)，促進(jìn)炎癥小體形成，發(fā)生細(xì)胞焦亡，進(jìn)一步釋放炎癥因子有關(guān)。楊勇等[12]發(fā)現(xiàn)子癇前期孕婦胎盤組織中NLRP3、IL-1β過表達(dá)，細(xì)胞焦亡參與了子癇前期的發(fā)生發(fā)展。Ingrid等[13]研究發(fā)現(xiàn)，與正常妊娠孕婦比較，子癇前期孕婦外周血中NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18的表達(dá)量增多，可能通過激活NLRP3炎癥小體誘導(dǎo)胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞焦亡，釋放炎癥因子，使免疫細(xì)胞聚集，級(jí)聯(lián)放大炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，促進(jìn)子癇前期的發(fā)生發(fā)展。

GDM患者機(jī)體不僅存在胰島素抵抗，還長(zhǎng)期處于慢性炎癥狀態(tài)。妊娠早期孕婦血清中炎癥因子的分泌與胎盤種植和妊娠的維持密切相關(guān)。正常妊娠婦女機(jī)體促炎細(xì)胞因子的釋放是可控的，并有利于胎兒抵御細(xì)菌或病毒的感染。然而，GDM患者促炎細(xì)胞因子的釋放是失控的。有研究[14]發(fā)現(xiàn)GDM患者血清中促炎細(xì)胞因子表達(dá)增加了TNF-α、IL-6、IL-1β等的表達(dá)。母體內(nèi)增加的促炎細(xì)胞因子一方面可促進(jìn)促炎細(xì)胞因子的釋放，另一方面可通過抑制多種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)，抑制胰島素信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)致母體胰島素抵抗的發(fā)生[15]。在細(xì)胞焦亡過程中，當(dāng)IL-1β、IL-18被釋放到細(xì)胞外后可進(jìn)一步誘發(fā)級(jí)聯(lián)放大的炎癥反應(yīng)。研究[16-18]表明IL-1β通過NF-κB、Fas信號(hào)通路誘發(fā)炎癥因子的釋放，IL-18主要通過MAPK、STAT3、PI3K/AKT、NF-κB等途徑誘導(dǎo)炎癥因子的釋放。IL-1β、IL-18通過影響中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞等免疫細(xì)胞的釋放而影響炎癥反應(yīng)過程；還可以引起其下游炎癥因子的激活，進(jìn)一步形成不同炎癥因子之間互相交錯(cuò)激活的炎癥反應(yīng)。因此，GDM孕婦體內(nèi)的慢性炎癥狀態(tài)可能是由細(xì)胞焦亡誘發(fā)炎癥相關(guān)通路的激活而產(chǎn)生的，從而加重胰島素抵抗。

綜上所述，炎癥是導(dǎo)致胰島素抵抗的重要因素之一。GDM孕婦血清細(xì)胞焦亡因子NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18表達(dá)水平升高，并且可能通過增加孕婦體內(nèi)慢性炎癥過程參與胰島素抵抗發(fā)生；而且GDM孕婦血清細(xì)胞焦亡因子可能與孕婦的不良妊娠結(jié)局有關(guān)。