杨红兰 (监利县人民医院眼科,湖北 监利 433300)
王勇 (武汉大学人民医院眼科,湖北 武汉 430000)
氧化应激与炎症反应在老年糖尿病视网膜病变中的作用
杨红兰
(监利县人民医院眼科,湖北 监利 433300)
王勇
(武汉大学人民医院眼科,湖北 武汉 430000)
目的:探讨老年糖尿病视网膜病患者血清中氧化应激产物和炎症标志物水平的变化及其临床意义。方法:采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定56例糖尿病视网膜病患者(DR组),包括31例非增殖性视网膜病变组(NPDR组)和25例增殖性视网膜病变组(PDR组)的血清8-羟基脱氧鸟苷酸(8-HdG)、丙二醛(MDA)和白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α),并与29例无并发症的2型糖尿病患者(DC组)和23例正常对照组(NC组)比较。结果:① DR组血清8-HdG和MDA水平均明显高于DC组和NC组,DC组明显高于NC组(P均<0.05),PDR组与NPDR组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。② DR组血清IL-1β和TNF-α水平均明显高于DC组和NC组(P均<0.05),PDR组与NPDR组比较,差异无统计学意义(P>0.05),DC组与NC组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:氧化应激及炎症反应可能在糖尿病视网膜病变中协同发挥重要作用,尤其是早期。因此,早期干预氧化应激及炎症反应可能有利于控制糖尿病视网膜病变的发生和发展。
糖尿病视网膜病变;炎症;氧化应激;老年
糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR) 是糖尿病的一种微血管并发症,可能导致糖尿病患者失明[1]。DR的早期诊断和防治是目前全世界关注的重要公共卫生热点问题,但DR的发病机理尚不清楚,因此,早期发现和及时治疗是延缓糖尿病视网膜病变进程和减少致盲的关键[2,3]。研究表明,氧化应激(oxidative stress,OS)是高血糖诱导糖尿病并发症的重要致病机制,DR发生与机体高氧化应激状态及其伴随的氧化损伤有关[4,5],8-羟基脱氧鸟苷酸(8-Hydroxy-Guanine,8-HdG)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)是氧化应激重要的生物标志物。炎症反应减少β细胞分泌胰岛素,增加胰岛素抵抗性,亦是糖尿病并发症的重要发病机理[6],白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha, TNF-α)是诱导微血管病变的重要炎症因子。本研究拟通过观察糖尿病视网膜病变患者血清8-HdG、MDA等氧化应激产物和IL-1β、TNF-α等炎症标志物的水平,研究氧化应激变化与炎症反应在糖尿病视网膜病变中的作用。
1.1 临床资料
选取2014年9月至2016年3月我院收治2型糖尿病患者85例,均符合1999年WHO诊断标准,均散瞳后检查眼底,根据2014年我国糖尿病视网膜病变临床诊疗指南标准判定是否合并DR。其中非增殖型DR(NPDR组)患者31例,其中男18例,女13例,年龄62~76岁,平均年龄(63.4±6.9)岁,增殖型DR(PDR组)患者25例,其中男12例,女13例,年龄65~77岁,平均年龄(66.3±7.2)岁,无合并症的糖尿病患者(DC组) 29例,其中男12例,女17例,年龄63~78岁,平均年龄(66.0±7.5)岁。选取23名同期健康体检者作为正常对照组,其中男12例,女11例,年龄63~73岁,平均年龄(65.3±6.8)岁。3组之间年龄和性别构成差异无统计学意义(P>0.05)。排除标准:年龄<60岁,严重心脑血管疾病,急慢性感染,肝肾功能异常,肿瘤,自身免疫性疾病,近1月服用糖皮质激素及非甾体抗炎药史。
1.2 方法
1)标本采集与处理 所有对象均于清晨空腹抽取肘静脉血5ml,在2~8℃下2000r/min离心10min,分离上清液,置于离心管密封,统一编号置-80 ℃保存,待所有样品收集完后统一检测。
2)炎症标志物、氧化应激产物测定方法 采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测测定IL-1β、TNF-α,试剂盒购自深圳晶美生物工程有限公司。采用竞争性抑制酶联免疫吸附试验检测8-HdG,MDA 以硫代巴比妥酸反应产物比色法检测,试剂盒由美国Trevigen公司提供。操作过程严格按照试剂盒说明进行,并进行相关实验室质量控制。
1.3 统计学分析
采用SPSS 19.0软件进行统计分析。血清8-HdG、MDA、IL-1β、TNF-α的组间、组内比较用单变量方差分析( ANOVA)和SNK-q检验,血清8-HdG、MDA与IL-1β、TNF-α水平间的关系采用Spearman 相关性检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 血清8-HdG、MDA水平的变化
与NC组比较,DC组及 DR组血清8-HdG和MDA水平均明显升高(P均<0.05);DR组血清8-HdG及MDA水平均明显高于DC组和NC组(P均<0.05);而PDR组与NPDR组比较,血清8-HdG和MDA水平差异无统计学意义(P均>0.05)。见表1。
2.2 血清IL-1β、TNF-α水平的变化
DR组血清IL-1β和TNF-α水平均明显高于DC组和NC组(P均<0.05);PDR组与NPDR组比较,血清IL-1β和TNF-α水平差异无统计学意义(P均>0.05);DC组与NC组比较,血清IL-1β及TNF-α水平差异无统计学意义(P均>0.05)。见表2。
表1 糖尿病视网膜病变患者血清氧化应激产物水平比较
表2 糖尿病视网膜病变患者血清炎症标志物水平比较
DR 的具体发病机制尚不明确,越来越多的证据表明氧化应激不仅是糖尿病发病的一个重要因素,而且是糖尿病视网膜病变的一个关键的危险因素[4,5]。8-HdG是反映氧化应激的生物标志物[7]。MDA是氧自由基与细胞膜不饱和脂肪酸过氧化反应的终产物之一,能间接反映氧自由基含量和氧化损伤程度。8-HdG和MDA是目前公认的评价氧化应激状态的敏感指标。本研究结果证实,DR组及DC组血清8-HdG和MDA水平与正常对照组比较差异均有统计学意义,表明糖尿病早期即存在氧化应激。Dong等报道增殖性视网膜病变者较无视网膜病变及非增殖性视网膜病变糖尿病患者血8-HdG水平明显升高[8]。但是,本研究发现,NPDR以及PDR患者血清中氧化应激标志物水平无明显差别,这也许表明,随病程及视网膜病变的进展,氧化应激并无明显加重。
随着分子生物学的发展,炎症因子和炎性反应在糖尿病发生发展过程中的重要作用逐渐被证实[2,6]。研究发现炎症因子具有促进DR发展的作用[9]。IL-1β通过作用于视网膜色素上皮细胞,促进胶原的合成和沉积,参与增殖性视网膜病变的形成[10,11]。TNF-α刺激血管外基质和血管细胞的增殖,促进眼内新生血管形成和视网膜病变[12],且TNF-α与病情严重程度显著相关[13,14]。本研究发现DR患者血清IL-1β和TNF-α较正常组升高,提示IL-1β和TNF-α水平的升高是造成糖尿病视网膜病变的重要因素。值得注意的是,尽管本研究结果表明在糖尿病视网膜病变的不同时期均有炎症反应,但与NPDR组相比,PDR组血清IL-1β和TNF-α水平并无显著升高,表明炎症反应并没有随着病变的进展而明显加重,相反,TNF-α水平还呈现出下降趋势。这与Demircan等[15]的结果不一致。具体原因不清楚,可能与本研究样本例数较少及研究对象均为老年人有关。动物实验证实抑制炎症反应可以阻止早期阶段的视网膜病变进一步进展,而且持续的抗炎治疗已经成为最新的治疗选择[16]。
总之,本研究证实,糖尿病视网膜病变患者同时存在炎症反应与血管生成,只是不同的病程时期,二者各有侧重。因此,早期同时应用抗氧化应激、抗炎症治疗,可能延缓和治疗糖尿病视网膜病变的疗效更好。
[1]易茜璐.糖尿病视网膜病变的发病机制[J].复旦学报(医学版), 2010;37(5):604~607.
[2] Zhang W, Liu H, Al-Shabrawey M,et al.Inflammation and diabetic retinal microvascular complications[J].Journal of Cardiovascular Disease Research,2011,2(2):96~103.
[3] Tomic M, Ljubic S, Kaštelan S.The role of inflammation and endothelial dysfunction in the pathogenesis of diabetic retinopathy[J].Collegium Antropologicum,2013,37(supplement 1):51~57.
[4] Ozdemir G, Ergn Y, Bakari S, et al.Melatonin prevents retinal oxidative stress and vascular changes in diabetic rats[J].Eye(Lond),2014,28(8):1020~1027.
[5] 田敏,吕红彬.氧化应激与糖尿病视网膜病变的研究进展[J].眼科新进展,2015, 35(7): 697~700.
[6] Agrawal N K, Kant S.Targeting inflammation in diabetes: Newer therapeutic options[J].World J Diabetes,2014;5(5):697~710.
[7] 柯毅,黎宗汉,叶丽,等.血清8-羟基脱氧鸟苷与糖尿病性视网膜病变相关性[J].中国实用眼科杂志,2014,32(5):638~640.
[8] Dong Q Y, Cui Y, Chen L, et al.Urinary 8-hydroxydeoxyguanosine levels in diabetic retinopathy patients[J].Eur J Ophthalmol,2008,18(1):94~98.
[9] Zhou J, Wang S, Xia X.Role of intravitreal inflammatory cytokines and angiogenic factors in proliferative diabetic retinopathy[J].Curr Eye Res,2012,37(5):416~423.
[10] Liu X, Ye F, Xiong H, et al.IL-1β induces IL-6 production in retinal Muller cells predominantly through the activation of P38MAPK/NF-k B signaling pathway[J].Exp Cell Res,2015,33(1):223~231.
[11] Kaul K, Hodgkinson A, Tarr J M, et al.Is inflammation a common retinal nerve pathogenic link in diabetes[J].Curr Diabetes Rev,2010,6(5):294~299.
[12] Aveleira C A, Lin C M, Abcouwer S F.TNF-a signals through PKCz/NF-k B to alter the tight junction complex and increase retinal endothelial cell permeability[J].Diabetes,2010,59(11):2872~2882.
[13] 韩青.糖尿病视网膜病变患者外周血IL-1β和TNF-α的检测及临床意义[J].中国实验诊断学,2016,20(4):583~586.
[14] 刘秀翠.血清中 VEGF、TNF-α 和CRP水平与2型糖尿病视网膜病变关系的临床研究[J].基层医学论坛,2010,14(7):588~560.
[15] Demircan N, Safran B G, Soylu M, et al.Determination of vitreous interleukin-1 (IL-1) and tumour necrosis factor (TNF) levels in proliferative diabetic retinopathy[J].Eye,2006; 20(12):1366~1369.
[16] Rangasamy S, McGuire P G, Das A.Diabetic retinopathy and inflammation: novel therapeutic targets[J].Middle East African Journal of Ophthalmology,2012;19(1):52~59.
[编辑] 刘阳
2016-12-06
杨红兰(1976-),女,主治医师,主要从事老年眼底病临床研究,761356420@qq.com。
R771
A
1673-1409(2017)04-0048-03
[引著格式]杨红兰,王勇.氧化应激与炎症反应在老年糖尿病视网膜病变中的作用[J].长江大学学报(自科版),2017,14(4)48~50.