不同糖尿病微血管病變患者血清N-鈣黏蛋白、E-鈣黏蛋白水平變化及其診斷效能分析

王霞，嚴靚，李偉琴，馬衛(wèi)國，劉凱歌

1 西安醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院全科醫(yī)學科，西安710077；2 西安醫(yī)學院臨床醫(yī)學院

2型糖尿病是一種慢性、非傳染性、多系統(tǒng)疾病，患者長期暴露于高血糖微環(huán)境中影響微血管系統(tǒng)，最終導致糖尿病腎?。―KD）、糖尿病視網(wǎng)膜病變（DR）和神經(jīng)病變，影響生活質(zhì)量和總體預期壽命。雖然高血糖引起冠狀動脈、腦血管等大血管系統(tǒng)損害是患者死亡的主要原因，但血糖異常引起的腎臟、眼、神經(jīng)、微血管的危害更加普遍［1］。目前高血糖損傷微血管的機制復雜，尚未完全清楚，亟需特異度、靈敏度更高的血清標志物識別糖尿病微血管并發(fā)癥，評估微血管病變的程度。有研究發(fā)現(xiàn)，細胞外持續(xù)性高糖（高滲）狀態(tài)會增加活性氧的產(chǎn)生，從而導致內(nèi)皮細胞發(fā)生內(nèi)皮—間質(zhì)轉化（EndMT），從而表達N-鈣黏蛋白（N-cadherin）、E-鈣黏蛋白（E-cadherin）［2］，鈣黏蛋白是內(nèi)皮細胞間的主要連接蛋白，介導細胞的連接及穩(wěn)定并參與調(diào)控血管重塑及維持血管的完整性。多項研究顯示，N-cadherin、E-cadherin在內(nèi)皮與周細胞、足細胞等細胞之間黏附及緊密連接的維持，視網(wǎng)膜屏障、腎周毛細血管的維持及形成，血管通透性及微血管的穩(wěn)定等方面發(fā)揮重要的作用［3-4］。為此，本研究觀察了不同糖尿病微血管病變患者血清N-cadherin、E-cadherin水平變化，并探討N-cadherin、E-cadherin對糖尿病微血管病的診斷效能。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇2022年3月—2023年3月就診于西安醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院的2型糖尿?。?］患者240例，其中單純糖尿病、DR［6］、DKD、DR合并DKD患者各60例，分別納入糖尿病組、DR組、DKD組、DR合并DKD組；選擇體檢健康人群60例納入對照組。排除標準1型糖尿病、妊娠期糖尿病、分型診斷不明確及特殊類型糖尿病患者，合并其他眼部疾病患者，合并其他腎臟疾病患者，自身免疫性疾?。L濕病、哮喘等）患者，入院時出現(xiàn)糖尿病急性并發(fā)癥者，合并腫瘤的患者，合并心、肝、腎功能不全及既往有腦血管疾病的患者，合并感染的患者，合并器官纖維化的患者。對照組男38例、女22例，年齡58.0（49.0，69.0）歲；糖尿病組男31例、女29例，年齡58.0（49.0，68.0）歲；DR組男39例、女21例，年齡61.0（45.0，72.0）歲；DKD組男42例、女18例，年齡64.0（56.0，69.5）歲；DR合并DKD組男42例、女18例，年齡64.0（45.8，65.0）歲。各組間性別、年齡差異無統(tǒng)計學意義（P均＞0.05），具有可比性。本研究經(jīng)西安醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準，所有研究對象簽署同意書。

1.2 血清N-cadherin、E-cadherin檢測方法 研究對象禁食12 h，次日清晨采集三管空腹靜脈血樣品，每份5 mL。采用ELISA法檢測血清N-cadherin、E-cadherin。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS26.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，GraphPad Prism8.0軟件進行圖片處理。收集各組實驗室檢查資料，收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）、身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、空腹血糖（FPG）、餐后2 h血糖（PBG）、糖化血紅蛋白（HBALB）、甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）、尿白蛋白排泄率（UAER）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）、糖化白蛋白（GA）、血肌酐（Cr）、腎小球濾過率（eGFR）。經(jīng)Kolmogorow-Smirnov檢驗，符合正態(tài)分布的計量資料以表示，采用單因素方差分析（one-way ANOVA），兩兩比較用LSD-t檢驗；偏態(tài)分布的計量資料以M（P25，P75）表示，采用Mann-WhitneyU檢驗或Kruskal-WallisH檢驗。計數(shù)資料以例表示，采用χ2檢驗。采用Spearman相關分析法分析N-cadherin、E-cadherin與糖尿病患者實驗室檢查指標的相關性。采用Logistic回歸模型分析糖尿病微血管病變的影響因素。采用受試者工作特征（ROC）曲線分析N-cadherin、E-cadherin對2型糖尿病微血管病變的診斷價值，并計算曲線下面積（AUC）。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 各組血清N-cadherin、E-cadherin水平比較糖尿病各組血清N-cadherin水平高于對照組，DR組、DKD組、DR合并DKD組血清N-cadherin水平高于糖尿病組（P均＜0.05）；血清E-cadherin水平低于對照組，DR組、DKD組、DR合并DKD組血清E-cadherin水平低于糖尿病組（P均＜0.05）。見表1。將DR組患者進一步劃分為非增殖期和增殖期，血清N-cadherin水平分別為338.61（322.62，347.01）、357.33（328.95，368.26）pg/mL，血清E-cadherin水平分別為73.48（64.53，88.54）、66.07（59.97，75.98）ng/L，其中增殖期患者血清N-cadherin高于非增殖期患者（P＜0.05）。

表1 各組血清N-cadherin、E-cadherin水平比較［M（P25，P75）］

2.2 血清N-cadherin、E-cadherin與糖尿病患者實驗室檢查指標的相關性 N-cadherin與糖尿病患者的病程、PBG、UAER呈正相關（rs分別為0.450、0.205、0.375，P均＜0.05），與LDL、E-cadherin呈負相關（rs分別為-0.218、-0.475，P均＜0.05），與年齡、SBP、DBP、BMI、FBG、HBALB、TG、TC、HDL、GA、Cr、eGFR無相關性（rs分別為0.046、0.018、-0.028、-0.045、0.054、0.011、-0.048、-0.006、0.046、-0.029、-0.046，P均＞0.05）。E-cadherin與糖尿病患者的病程、N-cadherin呈負相關（rs分別為-0.360、-0.475，P均＜0.05），與UAER、LDL、TC呈正相關（rs分別為0.375、0.205、0.170，P均＜0.05），與年齡、SBP、DBP、BMI、FBG、PBG、HBALB、TG、HDL、GA、Cr、eGFR無相關性（rs分別為0.009、0.080、-0.043、0.041、0.054、-0.061、0.093、0.037、-0.003、0.094、0.086、0.064，P均＞0.05）。

2.3 血清N-cadherin、E-cadherin對糖尿病微血管病變發(fā)病的影響 Logistic回歸模型建模時，納入所有患者，首先以是否糖尿病微血管病變?yōu)橐蜃兞浚Y選出差異有統(tǒng)計學意義的指標為協(xié)變量，包括年齡、病程、SBP、DBP、BMI、FBG、HBALB、TG、TC、UAER、HDL、LDL、GA、Cr、N-cadherin、E-cadherin。依據(jù)似然比檢驗統(tǒng)計量結果，最終進入模型的因素有病程、TC、FBG、PBG、TC、UAER、HDL、LDL、N-cadherin、E-cadherin，似然比檢驗Waldχ2=269.124，P=0.000，提示模型有統(tǒng)計學意義。DR影響因素包括病程、UAER、LDL、N-cadherin；DKD影響因素包括病程、UAER、LDL、HDL、N-cadherin；DR合并DKD影響因素包括病程、UAER、LDL、N-cadherin（P均＜0.05）。見表2 ～ 4。

表2 DR影響因素分析結果

2.4 血清N-cadherin、E-cadherin對糖尿病微血管病變的診斷效能 N-cadherin診斷單純糖尿病、DR、DKD、DR合并DKD的靈敏度分別為100%、93.0%、95.0%、95.0%，特異度分別為100%、90.0%、80.0%、83.0%。E-cadherin診斷單純糖尿病、DR、DKD、DR合并DKD的靈敏度分別為100%、88.3%、90.0%、90.0%，特異度分別為100%、76.7%、78.3%、76.7%。血清N-cadherin、E-cadherin對單純糖尿病及糖尿病微血管病變的診斷效能均較好。詳見表5 ～ 6。

表5 血清N-cadherin對單純糖尿病及糖尿病微血管病變的診斷效能

表6 血清E-cadherin對單純糖尿病及糖尿病微血管病變的診斷效能

3 討論

糖尿病微血管病變的發(fā)生與內(nèi)皮細胞損傷、凋亡有關，其實質(zhì)是持續(xù)高滲狀態(tài)下全身細胞（尤其是新生的上皮細胞、神經(jīng)細胞）的病理改變，表現(xiàn)為DR、DKD等［7］。Müller細胞、周細胞、內(nèi)皮細胞在維持視網(wǎng)膜屏障及微血管的成熟、穩(wěn)定中起至關重要的作用［3］。HAYES等［8］研究表明，周細胞、內(nèi)皮細胞、足細胞對于腎周毛細血管的維持及血管通透性同樣重要。

在DKD的發(fā)病中，高糖（高滲）狀態(tài)誘導糖基化終末產(chǎn)物、蛋白激酶C激活，基質(zhì)體蛋白表達增加，基質(zhì)體蛋白和活性氧共同作用下，腎小管周細胞、足細胞和系膜細胞TGF-β表達上調(diào)［9-10］，促進周細胞、足細胞EndMT，加速了腎小球、管間質(zhì)纖維化，并促進成纖維細胞高表達N-cadherin，高表達的E-cadherin進一步向N-cadherin轉化增多。研究表明，Wnt/β-catenin通路、TGF-β促進周細胞、足細胞EndMT可進一步導致E-cadherin高表達［3，11］。在DR中，持續(xù)的高糖（高滲）狀態(tài)發(fā)生氧化應激、白細胞吞噬功能減弱、內(nèi)皮損傷等多因素刺激鈣黏蛋白的表達。DR狀態(tài)下，周細胞是最早被影響的血管細胞，進一步引起內(nèi)皮細胞改變。ZHOU等［12］研究發(fā)現(xiàn)，Müller細胞暴露于高糖環(huán)境后，細胞中N-cadherin表達上調(diào)。WHEELER等［13］研究發(fā)現(xiàn)，DR患者血管內(nèi)皮細胞（視網(wǎng)膜上皮細胞、Müller細胞）損傷的過程中，也存在EndMT，可能是TGF-β水平升高誘導細胞發(fā)生EndMT，從而進一步轉化為成纖維細胞。

本研究結果顯示，糖尿病各組血清N-cadherin水平高于對照組，DR組、DKD組、DR合并DKD組血清N-cadherin水平高于糖尿病組。糖尿病各組血清E-cadherin水平低于對照組，DR組、DKD組、DR合并DKD組血清E-cadherin水平低于糖尿病組。推測N-cadherin、E-cadherin可能與糖尿病病程及糖尿病微血管病變的發(fā)生和進展有關，這與既往研究結果一致［14］。大量研究顯示，高糖狀態(tài)下上皮細胞及視網(wǎng)膜細胞黏附出現(xiàn)異常，N-cadherin、E-cadherin表達異常，以N-cadherin變化更明顯［12，15］。有學者研究發(fā)現(xiàn)，周細胞功能障礙可能導致視網(wǎng)膜中TNF-α、IL-6、MCP-1、NF-κB等炎癥因子激活，通過TGF-β信號軸、鞘氨醇-1-磷酸（S1P）/S1P1受體信號軸調(diào)節(jié)N-cadherin對周細胞的覆蓋［16-17］。視網(wǎng)膜色素上皮細胞中，多種炎癥因子誘導TGF-β與其受體結合，激活Smad信號通路，誘導視網(wǎng)膜色素上皮細胞發(fā)生EndMT［18］。ROY等［19］研究發(fā)現(xiàn)，Müller細胞是牽引性視網(wǎng)膜脫離的關鍵細胞，高血糖誘導Müller細胞表達組織生長因子，促進DR血管內(nèi)皮纖維化，并最終激活下游纖維連接蛋白產(chǎn)生和成纖維細胞增殖，同時促進成纖維細胞高表達N-cadherin，E-cadherin向N-cadherin轉化。

進一步分析N-cadherin、E-cadherin與糖尿病患者實驗室檢查指標的相關性，結果顯示，血清N-cadherin與糖尿病患者病程、PBG、UAER呈正相關，與LDL、E-cadherin呈負相關；血清E-cadherin與糖尿病患者病程、N-cadherin呈負相關，與UAER、LDL、TC呈正相關。多元回歸分析顯示，病程是DR、DKD、DKD合并DR共同的危險因素，這與相關研究結果一致［20］?？紤]病程與疾病的嚴重程度及發(fā)病時間有關，長期的細胞外高糖（高滲）狀態(tài)損傷內(nèi)皮細胞，并通過信號通路進行調(diào)節(jié)。KOVATCHEV［21］研究認為，異常的PBG造成內(nèi)環(huán)境中血糖不穩(wěn)定，并推動糖尿病并發(fā)癥的發(fā)展。有學者發(fā)現(xiàn)，血糖波動會誘導細胞毒性作用，伴隨著血管內(nèi)皮細胞活力降低、細胞凋亡激活和細胞增殖異常，通過大量基因表達變化及PI3K/AKT、NF-κB、MAPK（ERK）、JNK、TGF-β/Smad等信號通路調(diào)節(jié)，誘導鈣黏蛋白表達［22］。不穩(wěn)定的高血糖環(huán)境能更明顯地激活蛋白激酶，促進細胞間黏附分子表達。還有學者發(fā)現(xiàn)，LDL在早期通過上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子表達來影響新生血管形成，同時激活MEK/ERK通路；LDL誘導TGF-β2/Smad信號軸，導致EndMT，通過激活PI3K/AKT通路最終影響N-cadherin、E-cadherin的表達［23］。本研究中，N-cadherin與LDL呈負相關，E-cadherin與LDL呈正相關，LDL為糖尿病微血管病變的危險因素，推測鈣黏蛋白可能與脂類代謝相關。大量研究表明，UAER是評估糖尿病早期腎臟損害的有效指標之一［24］。有研究表明E-cadherin是早期腎臟損害的生物標志物［20］。結合本研究相關性分析結果，考慮鈣黏蛋白的表達與腎周細胞、足細胞、內(nèi)皮細胞發(fā)生EndMT有關［25］。

本研究探討了血清N-cadherin、E-cadherin對糖尿病微血管病變的診斷效能，結果顯示N-cadherin、E-cadherin診斷糖尿病微血管病變的AUC均高于0.8，效能較好，說明N-cadherin、E-cadherin對診斷糖尿病微血管病變具有一定價值。同時我們發(fā)現(xiàn)，N-cadherin診斷DR的AUC、特異度、靈敏度均很高，大量基礎研究結果顯示，DR時N-cadherin表達水平較高，因此N-cadherin對于DR的篩查可能會有積極的意義；E-cadherin診斷DKD的AUC、特異度、靈敏度較高，提示E-cadherin對DKD的診斷意義較大。

綜上所述，與單純糖尿病患者相比，糖尿病微血管病變患者血清N-cadherin水平升高、E-cadherin水平降低，與患者病程密切相關。血清N-cadherin、E-cadherin有望作為糖尿病微血管病變早期診斷及病情評估的指標。然而，由于樣本量的局限性，以上結果需要通過進一步多中心臨床試驗或前瞻性隊列研究進行驗證。