胰岛素抵抗与儿童哮喘急性期血清炎性因子的相关性

胰岛素抵抗与儿童哮喘急性期血清炎性因子的相关性*

陈小建1马超2

(海口市人民医院儿科, 海南 海口 570100;2深圳市儿童医院儿科, 广东 深圳 518000)

【摘要】目的研究支气管哮喘儿童急性发作期胰岛素抵抗与血清炎性因子的关系及其对哮喘发作状态的影响。 方法收集我院2013年1月至2014年5月就诊的支气管哮喘急性发作期儿童54例作为观察组，3个月内未全身使用过激素及茶碱类药物的慢性持续期儿童55例作为疾病对照组，检测其TNF-α、IL-6、CRP、胰岛素抵抗指标、肺功能，并进行比较分析。结果儿童哮喘急性发作期与疾病对照组、正常对照组相比较，胰岛素抵抗指数升高，差异具有统计学意义(P<0.05)；TNF-α、IL-6、CRP等炎症因子分泌增多，差异也具有统计学意义(P<0.05)。多元逐步回归分析结果表明，TNF-α、IL-6、CRP水平升高是支气管哮喘儿童胰岛素抵抗的主要因素，相关系数依次为(r1=0.514，P1=0.025；r2=0.487，P2=0.032；r3=0.589，P3=0.028)。采用Pearson相关分析结果表明，支气管哮喘儿童急性发作期胰岛素抵抗与哮喘发作程度成正相关(r=2.145，P=0.012)。结论胰岛素抵抗在儿童支气管哮喘急性发作中起着重要作用，有待进一步探讨。

【关键词】支气管哮喘； 胰岛素抵抗； 白介素-6； 肿瘤坏死因子-α； C-反应蛋白

【中图分类号】R 720.597【文献标志码】A

基金项目：深圳市科技计划项目(200902102)

收稿日期：( 2014-09-04； 编辑： 张文秀)

A Correlation of insulin resistance, inflammatory cytokines and acute asthma in childrenCHEN Xiaojian1,MA Chao2

(1.HaikouPeople'sHospital，Haikou570100; 2.Children'sHospitalofShenzhen，Shenzhen518000,Guangdong)

Abstract【】ObjectiveTo study on the correlation of insulin resistance, inflammatory cytokines and acute asthma in children. MethodsThere were 54 acute asthma recruited as observation group, 55 persistent asthma recruited as disease control group and 54 healthy children recruited as control group. The insulin resistance index，pneumonia function(FEV1，FEV1/FVC%)，inflammatory cytokines such as TNF-α，IL-6 and CRP were detected and analyzed. ResultsCompared to the disease control group and the control group，the insulin resistance index, significant elevation of observation group were significantly increased(P<0.05). Multiple stepwise regression analysis resulted in that inflammatory cytokines such as TNF-α，IL-6 and CRP could be major factors increased insulin resistance. The increased insulin resistance was correlated to more severe asthma(r=2.145，P=0.012). ConclusionInsulin resistance caused by inflammatory cytokines could play an important role in asthma state，which deserved further developing.

【Key words】Asthma; Insulin resistance; Interleukin-6； Tumor necrosis factor-alpha; C-reactive protein

哮喘的发病机制非常复杂，支气管哮喘是由嗜酸性粒细胞、肥大细胞和淋巴细胞等多种炎性细胞共同参与的气道慢性炎症，发病机制非常复杂[1]。慢性气道炎症可引起气道损伤，进而出现气道修复和重塑平滑肌增厚的疾病进展过程中，有多种细胞因子和炎症细胞一起参与，交互作用--支气管哮喘病的发生、发展以及疾病的严重程度与许多细胞因子，尤其是炎性因子相关[2]。近年来的研究表明胰岛素抵抗、高胰岛素血症会加重支气管炎症反应，加速支气管哮喘的进展[3]。但是儿童支气管哮喘急性发作期胰岛素抵抗及其与相关炎症因子之间的可能关系，目前鲜有报道[4]。因此本研究主要探讨儿童支气管哮喘急性发作期胰岛素敏感性的变化及其与哮喘发展状态之间的关系。

1对象与方法

1.1研究对象经我院伦理委员会批准，于2013年1月至2014年5月期间收集我院就诊的支气管哮喘急性发作期儿童作为观察组，3个月内未全身使用过激素及茶碱类药物的慢性持续期儿童作为疾病对照组。病例入选标准[5]:诊断标准参考根据2003年制定儿童哮喘防治常规 (试行) 标准；年龄6～14岁。合并糖尿病、肝肾功能疾病、自身免疫性疾病等儿童均不纳入本研究。共入选观察组儿童54例，其中包括男性28例，女性26例；年龄6～13岁，中位年龄7.5岁，平均年龄(6.8±1.5)岁；病程1年～7年，平均(4.1±1.9)年，BMI(体重指数)13～26kg/m2，平均(17.5±2.1)kg/m2。疾病对照组儿童55例，其中包括男性27例，女性28例，年龄6～14岁，中位年龄7.3岁，平均年龄(6.6±2.1)岁，病程1.5年～8年，平均(4.3±2.3)年，BMI(体重指数)15～22kg/m2，平均(17.1±2.8)kg/m2。随机选择同期健康体检儿童作为正常对照组，选择年龄、性别、居住地域相匹配的健康志愿者54例为对照组，男26例，女28例，年龄6～13岁，中位年龄7.1岁，平均年龄(6.3±2.4)岁，BMI(体重指数)14～24kg/m2，平均(17.9±2.6)kg/m2。本研究所有操作均向儿童监护人明确告知，并征得其同意，并签署相关文件。三组儿童年龄、性别、体重指数等一般资料均具有可比性(P>0.05)。

1.2研究方法

1.2.1研究指标儿童入选后均取清晨空腹抽取肘静脉血5ml，其中2 000 g离心10min，留取上层血清，置于-70℃冰箱保存，统一检测TNF-α、IL-6、CRP。TNF-α、IL-6测定采用酶联免疫吸附法，ELISA盒由Sigma-Aldrich生物技术公司生产提供，CRP测定用散射比浊法，检测试剂盒由上海基蛋生物技术公司提供，检测仪器为FIA8000免疫定量分析仪。第二日清晨进行口服葡萄糖耐量试验(75g葡萄糖)及胰岛素释放试验，测定空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(Fins)、服75 g葡萄糖后30、60、120、180 min时的血糖(PG)和胰岛素(Ins)，血糖测定采用葡萄糖氧化酶法，胰岛素测定采用电化学发光法。

1.2.2胰岛素抵抗指数的计算[6](1)OGTT葡萄糖曲线下面积用公式AUCG=15×FPG+30×(PG30min+PG180min)+45×PG60min+60×PG120min计算；OGTT胰岛素曲线下面积(AUCI)由此类推。(2)胰岛素抵抗指标：胰岛素抵抗指数和稳态模型胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)来评价胰岛素抵抗，IR=AUCI/AUCG，HOMA-IR=FPG×FIns/22.5。

1.2.3肺功能检测方法采用美国麦加菲ULTIMA PF常规肺功能测试系统肺功能仪测定第1秒用力呼气容积(FEV1)、第1秒用力呼气容积占用力肺活量比值(FEV1/FVC%)。

2结果

2.1儿童哮喘急性发作胰岛素抵抗与炎性因子改变儿童哮喘急性发作期与疾病对照组、正常对照组相比较，胰岛素抵抗指数升高，差异具有统计学意义(P<0.05)；TNF-α、IL-6、CRP等炎症因子分泌增多，差异也具有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1　儿童哮喘急性发作胰岛素抵抗与炎性因子改变

注：①与疾病对照组相比较，P<0.05；②与正常对照组相比较，P<0.05。

2.2支气管哮喘儿童急性发作期胰岛素抵抗与血清炎性因子的关系多元逐步回归分析结果表明，TNF-α、IL-6、CRP水平升高是支气管哮喘儿童胰岛素抵抗的主要因素，相关系数依次为(r1=0.514，P1=0.025；r2=0.487，P2=0.032；r3=0.589，P3=0.028)。

2.3支气管哮喘儿童急性发作期胰岛素抵抗与哮喘发作程度之间的关系采用Pearson相关分析结果表明，支气管哮喘儿童急性发作期胰岛素抵抗与哮喘发作程度成正相关(r=2.145，P=0.012)。

3讨论

作为一种变态反应性疾病，支气管哮喘的慢性炎症有多种炎症细胞、炎性介质和细胞因子参与，其中白细胞介素(Interleukin，IL)、肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor-alpha，TNF-α)、C-反应蛋白(C-Reactive Protein，CRP)等在哮喘的发病中扮演的角色日益受到重视[7]。近年来研究发现胰岛素抵抗、高胰岛素血症与支气管哮喘的慢性炎症状态发生发展密切相关[8]。肺组织内有大量胰岛素受体分布，其中以支气管上皮杯状细胞、巨噬细胞、嗜酸粒细胞为主。研究表明气道变应性炎症反应时肺组织内浸润的炎症细胞表面及支气管壁分泌细胞胰岛素受体增多。动物实验研究发现，糖尿病大鼠的气道变应性炎症水平降低，气道变应性炎症反应受抑制与胰岛素缺乏有关，炎症状态下机体胰岛素分泌增多，炎症细胞表而胰岛素受体表达增多，而且胰岛素受体与炎症反应程度呈正相关[9]。提示胰岛素受体与炎症反应程度密切相关。目前多项研究发现，糖尿病患者中哮喘患病率明显低于普通人群[9,10]。

随着哮喘程度的加重，胰岛素抵抗逐渐加重，胰岛素敏感性逐渐下降，胰岛素抵抗往往伴随高胰岛素血症[11]。胰岛素是一种前炎性激素，具有较强诱发和促进炎症的作用，具能使过敏性炎症局部的渗出增加，增加炎症细胞与血管内皮细胞相互作用，促进炎症细胞、尤其嗜酸性粒细胞的游走和趋化，从而使迷走神经所致的气道反应性明显增强，而且研究已证明在炎症反应局灶发现胰岛素受体的相对表达增加。动物试验研究结果表明，在抗原激发前给予经胰岛素予处理的大鼠在受到过敏原刺激示，气道炎症显著加重，同时纠正血糖浓度并不能影响胰岛素的致炎作用，表明胰岛素增强变应性气道炎症反应与其促进血糖吸收利用的功能无关[12]。此外，尚有研究证实胰岛素可以影响Th1/Th2的淋巴细胞相关因子表达平衡，连续接受胰岛素处理后的NOD小鼠出现Th2表达则增强的优势漂移[13]。

本研究结果表明儿童支气管哮喘患儿同样存在不同程度的胰岛素抵抗，且急性发作期胰岛素抵抗明显增加，与哮喘发作程度呈正相关。胰岛素通过胰岛素受体底物(Insulin receptor substrate，IRS)传递信号，不仅参与机体代谢、血糖调节，而且参与调节细胞增殖和抗凋亡，影响多种激酶参与哮喘的发病机制。近年来研究更发现IRS与气道炎症密切相关。本研究也证实儿童支气管哮喘急性发作期同样存在较高水平的TNF-α、IL-6、CRP等炎症因子，多元逐步回归分析结果表明是胰岛素抵抗的主要因素。目前研究发现支气管效果胰岛素抵抗发生的机制包含多条信号转导途径及多种炎症因子多数途径IRS作用，主要为非特异性炎症所产生的炎症因子与胰岛素受体后的信号通路存在交叉作用，胰岛素受体底物/磷脂酰肌醇-3-激酶(IRS/PI-3-K)信号传导通路不能正常发挥作用[14]。TNF-α由单核细胞/巨噬细胞分泌，属于一种多效应的细胞因子，在免疫系统和非免疫系统中均发挥十分重要的作用。多项研究表明哮喘病人TNF-α水平增加，而 TNF-α作为前炎症因子影响胰岛素抵抗、糖脂代谢和血管内皮功能。TNF-α水平与胰岛素抵抗具有相关性，随着哮喘发作程度加重，患者的胰岛素抵抗情况会有所加重，胰岛素敏感性因此下降，导致机体胰岛素分泌代偿性增加[15]。同时，TNF-α亦可能抑制与感染胰岛素自身作用，相对降低胰岛素敏感性。TNF-α作用的具体机制包括可以抑制胰岛素受体的自身磷酸化和胰岛素受体底物-1的磷酸化，干扰胰岛素作用的信号；同时还有抑制葡萄糖转运因子-4并其它细胞因子协同的细胞毒性因子产生NO损伤胰岛β细胞[16]。IL-6可以刺激Fas基因转录，诱导β细胞凋亡，还可与其它细胞因子共同作用，对胰岛β细胞产生细胞毒作用[17]。CRP是一种急性时相炎症反应蛋白，由肝脏合成，会随着炎症组织受损而增加。CRP能够抑制胰岛素受体酪氨酸激酶活性使胰岛素受体底物磷酸化，触发氧化应激反应，引起脂肪细胞释放大量游离脂肪酸影响内皮功能[18]。

4结论

本研究结果提示，胰岛素抵抗在儿童支气管哮喘急性发作时起着极其重要的作用，有待进一步研究。

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