外周血及臍血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin與妊娠期糖尿病相關(guān)性

蔣沛楨 韓秋峪

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM)是一種常見的妊娠期并發(fā)癥，目前的研究顯示糖脂代謝異常和胰島素抵抗是妊娠期糖尿病發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素，會(huì)導(dǎo)致各種不良母嬰結(jié)局[1]。AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)-哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白 (mammalian target of rapamycin，mTOR)是機(jī)體能量和營(yíng)養(yǎng)代謝的關(guān)鍵控制位點(diǎn)[2]。Sestrin2、Sestrin3是哺乳動(dòng)物在應(yīng)激狀態(tài)下產(chǎn)生的一種蛋白，Sestrin2可通過(guò)激活A(yù)MPK繼而抑制mTORC1途徑，調(diào)節(jié)葡萄糖代謝[3]。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明Sestrin3可直接激活mTORC2信號(hào)通路，增強(qiáng)葡萄糖代謝[4]。Irisin是一種肌肉因子,在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，Irisin可使AMPK磷酸化，從而增強(qiáng)骨骼肌細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取[5]。本研究擬對(duì)GDM患者及新生兒臍帶血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè)，探討其與GDM患者相關(guān)代謝指標(biāo)與新生兒結(jié)局的關(guān)系。

資料與方法

1.研究對(duì)象：使用隨機(jī)數(shù)表法分別選取2021年6～10月于徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院規(guī)律產(chǎn)檢并住院分娩的妊娠期糖尿病孕婦40例為GDM組，同期正常妊娠孕婦40例為對(duì)照組，診斷標(biāo)椎參照第9版《婦產(chǎn)科學(xué)》診療標(biāo)準(zhǔn)[6]：妊娠24～28周及28周后行75g口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(oral glucose tolerance test，OGTT)：空腹、服糖后1h和服糖后2h血糖值分別為5.1、10.0和8.5mmol/L，任何一點(diǎn)血糖值達(dá)到或超過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)即診斷為GDM。診斷為GDM者，將在后續(xù)門診產(chǎn)檢過(guò)程中給予專業(yè)飲食或用藥指導(dǎo)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①孕前有糖尿病或妊娠期糖尿病史及糖尿病家族史；②不良孕產(chǎn)史；③合并高血壓，肝臟、腎臟功能不全、多囊卵巢綜合征等內(nèi)分泌疾??；④多胎妊娠；⑤孕期至采血前使用影響血糖、血脂藥物；⑥不能配合本次研究樣品采集者。本研究已通過(guò)筆者醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理學(xué)委員會(huì)審查(倫理審批號(hào)：XYFY2021-KL024-01)。

2.方法：(1)一般資料收集：一般資料包括年齡、采血孕周、分娩孕周、孕前體重指數(shù)(body mass index，BMI)、新生兒出生體重、新生兒出生血糖。(2)糖脂代謝指標(biāo)測(cè)定：留取孕婦于檢測(cè)OGTT時(shí)抽取的空腹肘靜脈血5ml，其中3ml應(yīng)用AU680型全自動(dòng)生化分析儀(貝克曼庫(kù)爾特公司生產(chǎn))檢測(cè)糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HAb1c)、空腹胰島素(fasting insulin，F(xiàn)INS)、空腹血糖(fasting plasma glucose，F(xiàn)PG)、總膽固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)，計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model assessment of insulin resistance HOMA-IR)，HOMA-IR=(FPG×FINS)/22.5。取剩余2ml母血及孕婦分娩時(shí)的臍帶血2ml溫室下靜置2h后1000×g離心15min，分離血清標(biāo)記后儲(chǔ)存在-80℃冰箱中，應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)Sestrin2、Sestrin3、Irisin，試劑盒為Bioswamp產(chǎn)品，操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書。

結(jié) 果

1.GDM組和對(duì)照組臨床資料比較：兩組患者年齡、采血孕周、BMI、分娩孕周、TC、HAb1c比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，GDM組FPG、FINS、TG、HOMA-IR、出生體重、母血Sestrin2、母血Sestrin3、臍血Sestrin2、臍血Irisin水平均明顯高于對(duì)照組，母血Irisin水平、出生血糖均明顯低于對(duì)照組(P均<0.05)，兩組臍血Sestrin3水平比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，詳見表1。

表1 兩組患者臨床資料比較

2.孕婦外周血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin水平與各指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果：孕婦外周血中Sestrin2、Sestrin3與FPG、FINS、HOMA-IR之間均呈正相關(guān)(P<0.05)；Irisin與FPG、FINS、TG、HOMA-IR之間均呈負(fù)相關(guān)(P均<0.05)，詳見表2。

表2 外周血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin與各指標(biāo)的相關(guān)性

3.母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin診斷GDM的ROC曲線分析：母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin診斷GDM的ROC曲線分析詳見表3。由ROC曲線可知，母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin以及3個(gè)指標(biāo)聯(lián)合診斷GDM的曲線下面積分別為0.762、0.707、0.787、0.867，各指標(biāo)診斷GDM的價(jià)值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。母血Sestrin2診斷GDM的閾值為5.021，對(duì)應(yīng)敏感度為50.0%、特異性為98.7%；母血Sestrin3診斷GDM的閾值為5.615，對(duì)應(yīng)敏感度為55.0%、特異性為87.5%；母血Irisin診斷GDM的閾值為305.130，對(duì)應(yīng)敏感度為92.5%、特異性為67.5%；三者聯(lián)合診斷GDM的閾值為0.470，對(duì)應(yīng)敏感度為87.5%、特異性為82.5%。

表3 母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin診斷GDM的ROC曲線

圖1 各指標(biāo)診斷GDM的ROC曲線

4.新生兒不同情況臍帶血Sestrin2、Sestrin3、Irisin水平比較：巨大兒組Sestrin2、Sestrin3、Irisin均明顯高于非巨大兒組，新生兒低血糖組Sestrin2、Irisin均明顯高于非低血糖組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。非低血糖組和非低血糖組Sestrin3水平比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，詳見表4。

表4 新生兒不同情況臍血Sestrin2、Sestrin3、Irisin水平比較

討 論

GDM作為妊娠期間最常發(fā)生的代謝性疾病，其主要危害是導(dǎo)致母嬰臨床結(jié)局不良和病死率增加。研究表明，GDM患者體內(nèi)拮抗/分泌胰島素平衡機(jī)制破壞，存在明顯的糖脂代謝異常和胰島素抵抗[7]。本研究中FPG、FINS、HOMA-IR、TG均高于正常組，提示GDM患者體內(nèi)存在糖脂代謝紊亂與胰島素抵抗。葡萄糖、氨基酸和脂肪酸的胎盤轉(zhuǎn)運(yùn)增加會(huì)刺激胎兒內(nèi)源性胰島素和胰島素樣生長(zhǎng)因子1 (insulin-like growth factors -1，IGF-1)的產(chǎn)生，導(dǎo)致巨大兒[8]。由于母體高血糖的影響，新生兒體內(nèi)胰島素水平升高，使其發(fā)生低血糖風(fēng)險(xiǎn)增加，如果不及時(shí)處理可能會(huì)導(dǎo)致腦損傷[9]。本研究中GDM組新生兒出生體重均比對(duì)照組高，新生兒出生血糖低于正常組，提示GDM患者體內(nèi)紊亂的代謝狀況，也會(huì)對(duì)胎兒體重及血糖造成影響。

Sestrins是一個(gè)應(yīng)激誘導(dǎo)蛋白家族，包括Sestrin1、Sestrin2和Sestrin3，通過(guò)調(diào)整AMPK與mTOR活性來(lái)調(diào)節(jié)炎癥、氧化應(yīng)激和代謝穩(wěn)態(tài)[10]。Lee等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在Sestrin2基因敲除小鼠體內(nèi)，mTOR-Ser2481磷酸化水平增強(qiáng)，并且通過(guò)使用AMPK激動(dòng)劑來(lái)提高AMPK表達(dá)后，Sestrin2基因敲除小鼠體內(nèi)血糖降低。研究表明，在壓力條件下，叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O(forkhead box transcription factor O,FoxO)可誘導(dǎo)Sestrin3表達(dá)，抑制mTORC1的活性,從而增加細(xì)胞能量代謝,維持細(xì)胞能量穩(wěn)態(tài)[12]。本研究GDM組母血中Sestrin2、Sestrin3水平均高于正常組，均與FPG、FINS、HOMA-IR呈正相關(guān)，這提示Sestrin2、Sestrin3參與GDM患者體內(nèi)代謝穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)并與胰島素抵抗有關(guān)。GDM患者高血糖狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致胎盤存在炎性反應(yīng)及氧化應(yīng)激反應(yīng)[13]。本研究中GDM組中臍血Sestrin2高于正常組，可能由于GDM患者胎盤氧化應(yīng)激反應(yīng)提高所致。研究表明胎盤AMPK活性降低與IGF-1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的增加似乎參與了GDM孕婦的胎盤中mTORC的激活，導(dǎo)致新生兒出生體重增加[8]。本研究中，巨大兒組臍血Sestrin2與Sestrin3高于非巨大兒組，在低血糖組中臍血Sestrin2水平更高，可能由于mTORC的表達(dá)增加反饋性提高Sestrin2、Sestrin3水平所致。

Irisin是一種由Ⅲ型纖連蛋白結(jié)構(gòu)域5水解成的多肽片段，過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子(peroxisomeproliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α)可促進(jìn)該過(guò)程[14]。本研究中GDM組母血Irisin水平較正常組低，可能繼發(fā)于GDM患者體內(nèi)PGC-1α的表達(dá)下降和功能受損。目前大多數(shù)對(duì)妊娠糖尿病研究的分析中發(fā)現(xiàn)GDM患者血清Irisin水平更低[15]。在胰島素的刺激下，Irisin可通過(guò)AMPK通路，改善糖脂代謝狀態(tài)，抑制胰島素抵抗，減少氧化應(yīng)激[14,16～18]。

本研究結(jié)果顯示，Irisin與FPG、FINS、IR呈負(fù)相關(guān)，表明Irisin可能參與GDM患者體內(nèi)代謝紊亂及胰島素抵抗的發(fā)生。體液中的Irisin會(huì)作用于脂肪組織，誘導(dǎo)局部的白色脂肪細(xì)胞高表達(dá)棕色脂肪標(biāo)記基因，使能量消耗增加[16]。研究發(fā)現(xiàn)，槲皮素通過(guò)調(diào)節(jié)AMPK/PGC-1α信號(hào)通路從而誘導(dǎo)白色脂肪褐變[19]。Yuan等[20]通過(guò)增強(qiáng)棕色脂肪活性和誘導(dǎo)皮下脂肪組織中棕色樣脂肪細(xì)胞的形成,增加了肥胖小鼠的能量消耗并改善了葡萄糖穩(wěn)態(tài)。通常認(rèn)為棕色脂肪在成人體內(nèi)含量極少，而在新生兒及冬眠動(dòng)物中較多，本研究顯示GDM組孕婦所產(chǎn)新生兒臍血Irisin高于正常組，在巨大兒組與新生兒低血糖組中臍血Irisin水平更高，可能是由于胎兒通過(guò)AMPK/PGC-1α通路促進(jìn)胎兒分泌Irisin，促進(jìn)新生兒棕色脂肪的表達(dá)，增加葡萄糖的利用，調(diào)節(jié)體內(nèi)糖脂代謝。

由于GDM對(duì)母嬰結(jié)局的不良影響，準(zhǔn)確診斷GDM顯得尤為重要，通常對(duì)于GDM的診斷依靠OGTT，本研究中ROC曲線提示母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin均對(duì)GDM有一定診斷價(jià)值，且三者聯(lián)合診斷價(jià)值更高，說(shuō)明其對(duì)評(píng)估GDM的發(fā)生有輔助作用，可指導(dǎo)干預(yù)GDM措施的制定。

綜上所述，Sestrin2、Sestrin3、Irisin與GDM患者糖脂代謝、胰島素抵抗密切相關(guān)，并會(huì)對(duì)胎兒糖脂代謝造成影響，與新生兒低血糖、巨大兒等不良結(jié)局有關(guān)。但本研究納入樣本量較小，需要今后開展大樣本量研究予以進(jìn)一步證實(shí)。