张昌玉 田玉峰 马成斌 陈 丽
(1.日照市人民医院, 山东 日照 276826; 2.上海市长宁区妇幼保健院,上海 200051;3.山东大学齐鲁医院内分泌科,山东 济南 250012)
血管病变是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的主要慢性并发症,其发生发展的机制主要是动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS),最终导致的动脉粥样硬化性疾病(atherosclerotic vascular disease,ASVD)及其事件的发生是DM致死致残的主要原因。已有研究[1]指出,冠心病患者妊娠相关血浆蛋白A(pregnancy associated plasma protein-A,PAPP-A)的水平增高预示其死亡率上升。目前专家关注的焦点为DM前期,即糖调节受损(impaired glucose regulation,IGR)阶段是否开始出现心血管病风险,其研究结果不一致,而对高血压合并IGR患者的PAPP-A的水平变化研究更少。PAPP-A是一种高分子量的锌结合金属蛋白酶,是易损斑块的新标志物。本研究试图在一组选择人群中调查IGR的早期血管病变状况,尤其是合并高血压者;并从临床角度测定与动脉血管病变相关的指标,评定这些指标对于糖代谢异常及其血管并发症的临床意义,探讨高血压合并葡萄糖调节受损患者血浆PAPP-A的水平变化及其与血压、体重指数(BMI)、血糖、高敏C反应蛋白(hs-CRP)、血脂等的关系,为糖代谢异常患者的临床降糖、降脂、降压、抗炎等综合治疗提供临床依据。与血糖正常者相比,DM、IGR容易导致更严重的冠状动脉粥样硬化(CAS),表现为多支血管病变、弥漫性病变[2]。有学者[3]提出DM是一种炎症反应。本研究旨在探讨高血压合并T2DM患者血浆PAPP-A水平变化及其与血压、BMI、血糖、血脂、血浆胰岛素、血清hs-CRP等的关系及意义。
选取本院患者和健康体检者共188例。所有受试对象分为3组:初诊IGR组(IGR组)共85例,男44例,女41例,平均年龄(54±13)岁;初诊高血压合并IGR合并组(HT+IGR组)共39例,男21例,女18例,平均年龄(61±9)岁;健康对照组(NC组)共64名,男30名,女34名,平均年龄(52±13)岁。IGR根据1999年WHO的诊断标准确诊。高血压根据1999年WHO/国际高血压联盟(ISH)的诊断标准诊断。NC组均经OGTT证实为正常糖耐量,均无糖尿病及高血压家族史。受试者1个月内未服任何降糖降脂等药物,高血压组患者受试前3 d未服降压药物。各组均排除心、肝、肾等脏器疾病及其他内分泌疾病。
1.2.1标本的收集 空腹及口服75 g葡萄糖后2 h采集静脉血。用全血测定糖化血红蛋白(Hb-A1c)。离心分离血浆两份,一份立即测定血糖、血脂、胰岛素等,另一份加人抑肽酶(IOU/ml)冻存于-70℃冰箱,用于血浆PAPP-A水平测定。
1.2.2指标测定 测定体重、身高、腰臀围、血脂、血压。采用酶联免疫吸附法测定血浆PAPP-A的浓度,试剂盒购于德国DRG公司。颗粒增强免疫透射比浊法(CRPU-hs)测定血清hs-CRP的浓度,试剂盒购于上海德赛诊断系统有限公司。HbAlc用上海奥普生物技术公司生产的多功能全定量金标仪Nyco Card Reader II检测,试剂盒为该公司提供。体内脂肪百分比(FAT%)使用TBF-410体脂分析仪测定。HOMA-IR=FPG×FIns/22.5,HOMA-IS=20×Fins/(FPG-3.5)。计算BMI、WHR。
各组间身高、HDL-C无明显差异。HT+IGR组和IGR组患者FPG、2hPG、2hIns、TG、FFA、HbAlc、HOMA-IR、hs-CRP均明显高于NC组(P<0.05或P<0.01)。HT+IGR组患者年龄、体重、腰围、臀围、BMI、SBP、DBP、WHR均明显高于IGR组和NC组(P<0. 05或P<0.01,表1)。
HT+ IGR组患者血浆PAPP-A水平明显高于IGR和NC组(P均<0. 01),而IGR较NC组有升高趋势,但未达统计学意义(P>0.05,表1)。
表1 各组一般临床指标和PAPP-A浓度比较
注:与IGR组比较,*P<0.05,#P<0.01;与NC组比较,△P<0.05,☆P<0.01。
血浆PAPP-A水平与年龄、体重、腰围、臀围、DBP、FAT%、BMI、WHR、TG、FFA、FPG、2hPG、FIns、2hPIns、HbAlc、HOMA-IR、hs-CRP呈正相关(r=0.197、r=0.249、r=0.328、r=0.201、r=0.268、r=0.302、r=0.337、r=0.238、r=0.252、r=0.163、r=0.168、r=0.211、r=0.182、r=0.209、r=0.191、r=0.210、r=0.345,P<0. 05或P<0.0l)。以血浆PAPP-A浓度为应变量,以年龄、血压、BMI、WHR、FAT、HbAlc、血糖、胰岛素、血脂、HOMA-IR、hs-CRP等为自变量进行多元回归分析,结果表明腰围、DBP、2hIns、HbAlc、hs-CRP是影响血浆PAPP-A水平的独立相关因素。多项1ogistic回归分析表明,逐步校正年龄、性别、BMI、WHR、FAT等后,血浆PAPP-A浓度与IGR发病无显著相关,而在高血压合并IGR的发生显示出明显的相关性。
PAPP-A水平随着血压等级的升高而表达增高,并与血压水平呈正相关,表明PAPP-A可能参与高血压病的发病和病程的的进展。其机制可能是由于PAPP-A裂解胰岛素样生长因子结合蛋白-4(IGFBP-4),增高胰岛素样生长因子-1(IGF-1)水平。IGF-1 诱导平滑肌细胞分裂、分化、移行和激活炎性细胞,释放炎性因子,同时使LDL-c 水平升高,促进斑块进展和不稳定,从而导致血管内皮增生和血管狭窄,外周阻力增加,动脉硬化,血压升高。炎性反应导致大量单核细胞与内皮细胞的活化,刺激血管平滑肌细胞及内皮细胞等分泌PAPP-A,PAPP-A增加血中IGF浓度,通过激活酪氨酸蛋白酶信号转导系统,作用于血管内皮,使血管内皮受损,两者相互促进,加重炎性反应,导致血压增高,释放更多的PAPP-A,致使炎性反应扩大。同时PAPP-A 增加,致使血浆中游离IGF浓度,促进血管平滑肌细胞及血管内膜细胞的增生、细胞外基质重构[4]。在PAPP-A作用下,增多的IGF-1能降解血管内皮细胞的一氧化氮合酶,使血管舒张因子减少,引起血管壁持续性收缩。IGF能促进血管平滑肌细胞及血管内膜细胞的增生、细胞外基质重构。同时炎性反应导致大量单核细胞与内皮细胞活化,刺激血管平滑肌细胞及内皮细胞等分泌PAPP-A,PAPP-A又促进炎性因子释放,加重动脉血管内皮损伤。因此PAPP-A可能是高血压病的危险因素之一,可以预测高血压病的危险程度。
研究[5]表明,动脉粥样硬化(AS)引发的动脉损伤和炎症极为相关。炎症反应主要病理表现在AS斑块部位炎性细胞的浸润和组织的增生。AS斑块部位主要炎性细胞是巨噬细胞。近年的研究[6]表明,PAPP-A与急性冠脉综合征(ACS)关系密切,血浆PAPP-A水平升高提示冠脉不稳定斑块的存在,并与ACS的危险分层和预后相关。因此,推测其参与AS和DM的发生发展。本研究结果表明,HT+IGR组患者的血浆hs-CRP、PAPP-A水平明显高于IGR和NC组,而IGR较NC组也有升高趋势。鉴于高血压和高血糖均为胰岛素抵抗(IR)的重要组成部分,推测血浆PAPP-A水平变化与IR的发生有一定关系。血浆PAPP-A水平与年龄、体重、腰围、臀围、DBP、FAT%、BMI、WHR、TG.、FFA、 FPG、2hPG、FIns、2hIns、HbAlc、hs-CRP呈明显正相关,多元回归分析表明腰围、DBP、2hIns、HbAlc是影响血浆PAPP-A水平的独立相关因素,这进一步提示PAPP-A与糖脂代谢紊乱和IR有重要的关系。尤其是PAPP-A水平与腰围、WHR有明显相关性,即腹型肥胖明显者,血浆PAPP-A水平升高越明显,表明它与以向心性肥胖为主要特征的IR有关。早期的前瞻性研究表明,白细胞参与了CAS的病理生理过程,白细胞计数是ACS的预测因子[8]。应用免疫组织化学技术进一步证实,存在于斑块破裂部位的巨噬细胞和T淋巴细胞都是已经被激活的[9]。而近期研究[10]又发现CRP是心血管事件危险最强有力的预测因子之,以致于CAS被认为是由细胞免疫介导的慢性炎症反应。
冠心病患者中,糖代谢异常患者高达40%,因而糖调节异常与炎症关系成为目前关注的焦点。从我们的研究结果看,无论是DM组还是IGR组,患者的外周血白细胞计数、FIB和CRP均较血糖正常组升高,这与NHANES III(national health and nutrition exam ination survey III)报道一致[11]。作为血糖异常失控严重程度的一个重要参考指标,尽管R2值都不大,但冠心病患者中HbAlc仍与白细胞、FIB及CRP存在明显正相关关系,因此可以认为DM和IGR患者炎症水平较血糖正常组严重,从解剖学上看也完全支持这一点。从冠状动脉造影结果看,IGR和DM患者无论是在多支血管病变还是在Gensini评分上均较血糖正常组升高,这也与DM或IGR患者炎性反应增高相对应。
本研究结果显示DBP作为血浆PAPP-A水平的独立相关因素,也提示PAPP-A与高血压有重要的关系,多项Logistic回归分析也表明,校正了年龄、性别、FAT%、BMI、WHR后,血浆PAPP-A浓度与DM合并高血压的发生明显相关,这也进一步提示PAPP-A 对DM合并高血压的发生有作用,与高血压关系密切。本研究同时显示血浆PAPP-A与hs-CRP水平呈正相关,其可能机制是由PAPP-A引发的动脉损伤导致炎性细胞(主要为巨噬细胞)的聚集和激活,诱发了早期的炎症反应,而巨噬细胞通过产生一系列中间产物(包括PAPP-A)导致内膜增生,影响细胞的修复。PAPP-A的升高与hs-CRP水平相关反映了局部炎症的激活。
总之, PAPP-A可能是一个与肥胖、AS、DM和高血压的发生有关的细胞因子,与机体糖脂代谢及血压调节有重要关系,对健康人群定期体检,发现高血压合并IGR患者进行早期检测其血浆hs-CRP、PAPP-A水平,尤其是PAPP-A的水平,对高血压、DM、AS的发生及其发展有着极其重要的临床意义,这有待进一步深入研究。
[1] Lversen KK ,Teisner B , Winkel P, et al. Pregnancy associated plasma protein-A as a marker for myocardial infarction and death in patients with stable coronary artery disease: A prognostic study within the CLARICOR Trial[J]. Atherosclerosis ,2010,209(3):442-448.
[2] KataokaY, Yasuda S, Morii I, et al. Quantitative coronary angiographic studies of patients with angina pectoris and impaired glucose tolerance[J].Diabetes Care,2005,28 (9): 2217-2222.
[3] Zhang L, ZalewskiA ,LiuY, et al. Diabetes-induced oxidative stress and Jow-grade inflammation in porcine coronary arteries[J] . Circulation,2003,108 (4): 472-478.
[4] Szabao Z,Hakanson E, Maros T,et al.High-dose glucose-insulin-potassium after Cardiac surgery : a retrosepective analysis of clinical safety issues[J] .Acta Anaesthesiol Seand,2003,47(4):383-390.
[5] Greaves DR,Channor KM. Inflammation and immune responses in atherosclerosis[J]. Trends Immunol,2002,23(7):535-541.
[6] Bayes Gneis A, Conover CA, Overgaard MT,et al. Pregnancy-associated plasma protein-A as a marker of acute coronary syndromes[J].N Engl J Med,2001,345(11):1022-1029.
[7] Kannel WB, Anderson K, Wilson PW. White blood cell count and cardiovascular disease insights from the Framighan Sudy[J]. JAMA,1992, 267(9): 1253-256.
[8] Kolodgie FD, Vimani R, Burke AP, et al. Pathologic assessment of the vulnerable hum anroronary plaque[J]. Heart, 2004, 90 (12): 1385-1391.
[9] Cesari M, Penninx BW, Newman AR, et al. Inflammatory markers and onset of cardiovascular events results from the Health ABC Sudy[J].Circulation, 2003 , 108(2): 317-322.
[10] MoMillan DE. Increased levels of acute phase serum proteins in diabetes [J]. Metabolisrn, 1989, 38 (11): 1042-1046.