糖尿病患者认知功能障碍与血清VEGF水平的相关性研究

周晔 佘晨欢 李英棉 金素敏 陈娟 苏立霞

·论著·

糖尿病患者认知功能障碍与血清VEGF水平的相关性研究

周晔 佘晨欢 李英棉 金素敏 陈娟 苏立霞

目的研究2型糖尿病患者认知功能障碍与血清血管内皮生长因子(VEGF)之间的关系，并分析可能影响认知功能的的因素。方法选取收治的2型糖尿病患者103例作为病例组，另选年龄、性别、受教育程度相匹配的正常对照组115例 。根据蒙特利尔认知评估量表(MoCA)测评，将2型糖尿病患者分为糖尿病认知障碍组(35例)，糖尿病非认知障碍组(68例)。用ELISA法测定血清VEGF的水平，同时测定糖化血红蛋白、体重指数等指标。结果2型糖尿病认知障碍组与认知正常组比较，糖化血红蛋白(HbA1c)和体重指数(BMI)等差异有统计学意义(Plt;0.05);糖尿病认知障碍组血清VEGF水平与糖尿病认知正常组及正常对照组比较差异有统计学意义(Plt;0.05);2型糖尿病患者的MoCA评分与血清VEGF水平呈负相关(Plt;0.05)，与受教育年限呈正相关(Plt;0.05)。结论2型糖尿病患者认知功能下降与血清VEGF水平升高有一定的关系，对今后糖尿病认知功能的进一步研究提供借鉴意义。

2型糖尿病; 认知功能障碍; VEGF；MoCA评分

随着糖尿病发病率的增加，糖尿病认知功能障碍越来越受到人们的关注[1,2]。糖尿病患者存认知障碍，特别是其学习和记忆能力受损较为突出[3]。而对于中老年人来说，轻微的认知功能减退即可增加发生老年痴呆的风险[4]。但是目前糖尿病认知障碍的研究比较局限，具体发病机制仍不十分清楚[5]。本研究对2型糖尿病合并认知功能障碍与认知功能正常患者的血清VEGF水平进行对比分析，进一步探讨其在2型糖尿病合并认知功能障碍中的作用[6]。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取河北省直属机关第二门诊部收治的103例2型糖尿病患者作为病例组，103例患者，其中男47例，女56例；平均年龄(59.1±6.4)岁。另选年龄、性别、受教育程度相匹配115例作为正常对照组。无糖尿病及糖尿病家族史，签署知情同意书，其中男53例，女62例；平均年龄(59.2±6.1)岁。所有入选者询问文化程度、吸烟史、饮酒史、心肌梗死史及卒中史、现服用药物情况，行体格检查，留取血标本。

1.2 标准

1.2.1 纳入标准：①符合 2000 年WTO公布的2型糖尿病诊断标准;②获得患者家属的知情同意，经本院医学伦理委员会批准。

1.2.2 排除标准：①先天性智能障碍，有其他感染、中毒、肿瘤、代谢等导致脑病可能;②曾经应用精神抑制药物或免疫抑制治疗;③检查前3个月有明确感染史及手术创伤史;④各种原因不能配合检查者。

1.3 认知功能检测 蒙特利尔认知评估量表(Montneal Cognitive Assessment,MoCA)用于入组患者认知功能检测,经由研究型精神科医师训练和监督下的研究者执行。MoCA认知评估量表包含 11 个分测验，包括交替连线测验、视空间与执行功能(立方体、钟表)、命名、记忆、注意、语言重复、语言流畅性、抽象、延迟回忆和定向等检测内容。如果受教育年限≤12年则加1分，最高分为30分。≥26分属于正常。根据MoCA评分结果将 2型糖尿病患者分为障碍组(n=35)和认知正常组(n=68)。

1.4 VEGF蛋白检测 早晨空腹采集受检者静脉血，室温血液自然凝固10～20 min，离心15 min。收集上清，置于-80℃冰箱保存。如保存过程中如出现沉淀，应再次离心。应用酶联免疫测验法(ELISA)检测蛋白浓度，具体操作严格按试剂盒说明进行。

2 结果

2.1 3组一般资料比较 2型糖尿病认知功能障碍组、2型糖尿病认知功能正常组和正常对照组相比较，在年龄、性别和受教育程度上没有统计学意义(Pgt;0.05)。在糖化血红蛋白(HbA1c)和体重指数上(BMI)，2型糖尿病认知障碍组和认知功能正常组，与正常对照组相比，有统计学意义(Plt;0.05)。然而在2型糖尿病中，HbA1c和BMI，认知障碍组较认知功能正常组差异无统计学意义(Pgt;0.05)。见表1。

表1 基本临床资料及相关指标比较

注：与正常对照组比较，*Plt;0.05

2.2 3组MoCA评分情况及血清VEGF水平比较 2型糖尿病认知功能障碍组血清VEGF水平为(358.08±67.6)pg/ml，与认知功能正常组和正常对照组相比较，差异有统计学意义(Plt;0.05)。同时，2型糖尿病认知功能正常组和正常对照组相比，差异无统计学意义(Pgt;0.05)。见表2。

表2 MoCA评分情况及血清VEGF水平比较

注；与正常对照组比较，*Plt;0.05;与2型糖尿病认知功能正常组比较，#Plt;0.05

2.3 MoCA评分与各指标相关性分析 MoCA评分与血清VEGF水平呈负相关(Plt;0.05)，与受教育年限呈正相关(Plt;0.05)，与年龄、HbA1c、BMI相比较，差异无统计学意义(Pgt;0.05)。见表3。

表3 MoCA评分与各指标相关性分析

3 讨论

本研究通过MoCA评分对糖尿病患者和正常对照组，进行认知功能测定。在研究中，发现在糖尿病患者存在不同程度的认知功能障碍。与正常对照组相比，差异有统计学意义(Plt;0.05)。

伴随社会老龄化的加剧，认知障碍逐渐被人们重视。而2型糖尿病认知障碍也越来越成为一个研究的热门问题[7]。有研究发现，炎症在认知障碍的发生起到了重要的作用[8]。动物实验表明，氧化应激也在小鼠认知障碍的发生发挥了一定的作用[9]。VEGF是内皮细胞特异性的丝裂原,能促进内皮细胞增生、迁移,增加内皮细胞通透性,促进新生血管生成[10],近年来在糖尿病方面逐渐被认知，其可能是多种糖尿病并发症重要指标。由于VEGF在血管生成方面的作用，糖尿病肾病发生发展中的作用对VEGF的关注已经成为热点[11]。同时，VEGF作为增生性糖尿病视网膜病变(PDR)新生血管形成联系非常紧密的一个因子。临床实验发现在PDR患者玻璃体中VEGF水平明显升高[12]。此外，高脂高糖饮食能诱发系统性新陈代谢的快速重组[13]。有研究表明,高脂肪高糖喂养的老鼠会使葡萄糖转运蛋白1在血脑屏障(BBB)血管内皮细胞表达过剩，从而减少大脑葡萄糖吸收，促发炎症的发生使认知障碍的发生[14,15]。

作为血管生成的重要调控因子，VEGF水平有助于血管的生成，而低循环的VEGF水平可能会影响血管正常功能的形成[16]。从理论上来说，丰富的血管性血液供应可以保证氧气的供应，营养被运送到活性的中枢神经组织，从而提供必要的能量需求和供应，来保持中枢系统的正常功能活动。因此，VEGF的水平从一定意义上来说，对于中枢系统的正常功能起着重要的的作用，包括认知水平的改变。从另一方面说，皮层的灌注不足也影响认知水平。多种疾病模型被用来研究认知功能和血管生成的关系，包括阿尔茨海默氏病模型和癫痫疾病模型等[17]。对于认知功能障碍的研究，现今虽然还不能确定大脑的低灌注不足是其的主要发病原因，但是随着研究的深入，发现血管的变化在此疾病中起着重要作用。糖尿病认知功能障碍的发生，也可以考虑血管因素对认知功能的关系。

有研究显示，在皮层低氧的环境从而诱导VEGF的释放，促进血管形成，增加脑灌注，从而对认知功能的异常的动物模型起得保护作用[18]。在我们的实验中，糖尿病作为一个持久的刺激因素，从而影响了VEGF水平。另外一方面，VEGF水平的改变，也作为机体对正常生理的一个防御机制。糖尿病的发生，改变了机体的正常代谢和组织的正常供能。而VEGF水平的改变，能够促进血管生成，起到一定程度的保护作用。此外，在实验中发现，VEGF水平的升高，能够激活星型胶质，而星型胶质细胞作为中枢神经系统一个支持保护营养等功能，对认知损伤有一定的保护作用。在另一项研究中，研究者发现给认知功能障碍的小鼠予外源性的VEGF的治疗，结果显示VEGF的治疗能够比较好得促进血管生成，从而影响实验小鼠认知功能。然而，VEGF也在实验中被证实会在动物体内不断累积。持续累积的VEGF却会影响血管的生成，从而加重认知水平缺失[19]。

海马的神经发育和生长，是大脑边缘系统正常功能的宝座。在学习和认知记忆中，海马扮演着重要的作用，包括特定记忆的形成和储存类型，以及情绪行为的调节[20]。VEGF的表达在大脑海马被证实能够影响神经的形成和认知功能的改变。此外，值得注意的是。在研究中发现VEGF能够促进海马血管的再生。在我们的研究发现里，也出现了糖尿病患者的VEGF水平的改变。而且在糖尿病患者认知功能障碍组的VEGF的水平，也提示可能存在的VEGF水平过低，也影响了海马血管的正常再生，从而导致认知水平的改变。VEGF对神经形成的发生密切相关，VEGF通过血管的生成从而影响海马区的正常血液灌流，从而在一定程度上影响了正常的认知水平。此次实验的结果也提示，在糖尿病认知功能异常时，VEGF水平也可以作为一个比较好的监测指标。

在转基因小鼠的VEGF功能的研究中发现，降低转基因小鼠的VEGF水平，减少了血管密度或神经发生，但是在实验中并没有发现VEGF水平的改变影响了小鼠的认知功能[21]。这个实验给研究者们提供了一个特别有意思地视角。此后的研究发现，成熟的血液血管对VEGF抑制和神经发生是不耐受的过程可以由其他因素来调节，而不是VEGF[22]。一些列实验进一步揭示了VEGF在神经系统中的作用，可能不仅仅涉及到血管的生成，可能会影响神经元的可塑性。研究发现VEGF可能会影响神经突触的生长，从而调节正常的神经信号传递，从而影响认知功能。因此在糖尿病认知障碍的人群里面，考虑VEGF的影响，可能其作用是多方面的。

我们的研究显示，糖尿病患者血清的VEGF水平与认知水平存在着显著的关系。在糖尿病认知功能障碍的患者中，存在着不同程度的血清VEGF水平的升高。随着对糖尿病认知功能研究的深入，此项结果对我们进一步得认知2型糖尿病认知功能障碍提供了一定的参考作用。糖尿病认知功能障碍涉及到多方面因素的作用，至于具体的机制，包括VEGF对血脑屏障的影响，VEGF等因子是否参与海马炎症的发生，还需进一步得研究。

1 Saedi E,Gheini MR,Faiz F,et al.Diabetes mellitusandcognitiveimpairments.World J Diabetes，2016，7:412-422.

2 Zimering MB,Knight J,Ge L,et al.VADT Investigators.Predictors of cognitive decline in older adult type 2Diabetes from the veterans affairs diabetes trial.Front Endocrinol (Lausanne),2016，8:123.

3 Yang SQ,Xu ZP,Xiong Y,et al.Diabetes mellitus with and without cognitive impairment.Sci Rep,2016，6:32980.

4 苏亚利,赵志刚.糖尿病认知功能障碍影响因素及治疗研究进展.中华实用诊与治疗杂志,2014,5：1674-1675.

5 Hardigan T,Ward R,Ergul A.Cerebrovascular complications ofdiabetes: focus oncognitivedysfunction.Clin Sci (Lond),2016,130:1807-1822.

6 Lennox R,Porter DW,Flatt PR,et al.Comparison of the independent and combined effects of sub-chronic therapy with metformin and a stable GLP-1 receptor agonist oncognitivefunction, hippocampal synaptic plasticity and metabolic control in high-fat fed mice.Neuropharmacology,2014,86:22-30.

7 Takeuchi H,Kawashima R.Neural mechanisms and children’s intellectual development:multiple impacts of environmental factors.Neuroscientist,2015，28:1210-1216.

8 Baglietto-Vargas D,Shi J,Yaeger DM,et al.Diabetes and alzheimer’s disease crosstalk.Neurosci Biobehav Rev,2016，64:272-287.

9 Ito K.Frontiers of model animals for neuroscience: two prosperous aging model animals for promoting neuroscience research.Exp Anim,2013，62:275-280.

10 Bai X,Geng J,Li X,et al.VEGF-A inhibition ameliorates podocyte apoptosis via repression of activating protein 1 indiabetes.Am J Nephrol,2014，40:523-534.

11 Román GC.Vascular dementia. Advances in nosology, diagnosis, treatment and prevention.Panminerva Med,2004，46:207-215.

12 Kristensen PL,Høi-Hansen T,Boomsma F,et al.Vascular endothelial growth factor during hypoglycemia in patients with type 1diabetes mellitus: relation tocognitivefunction and renin-angiotensin system activity.Metabolism,2009，58:1430-1438.

13 Gao Y,Xiao Y,Miao R,et al.The characteristic ofcognitivefunction in Type 2diabetes mellitus.Diabetes Res Clin Pract,2015，109:299-305.

14 Zhao Q,Niu Y,Matsumoto K,et al.Chotosan amelioratescognitiveand emotional deficits in an animal model of type 2diabetes: possible involvement of cholinergic andVEGF/PDGF mechanisms in the brain.BMC Complement Altern Med,2012，12:188.

15 Jing YH,Chen KH,Kuo PC,et al.Neurodegeneration in streptozotocin-induced diabetic rats is attenuated by treatment with resveratrol.Neuroendocrinology,2013，98:116-127.

16 Dobrogowska DH,Lossinsky AS,Tarnawski M,et al.Increasedblood-brain barrier permeability andendothelial abnormalities induced byvascular endothelial growth factor.J Neurocytol,1998，27:163-173.

17 Austin BP,Nair VA,Meier TB,et al.Effects of hypoperfusion in Alzheimer’sdisease.J Alzheimers Dis,2011，26，3:123-133.

18 Kalaria RN,Cohen DL,Premkumar DR,et al.Vascularendothelial growth factor in Alzheimer’sdisease and experimental cerebralischemia.Brain Res Mol Brain Res,1998，62:101-105.

19 Yang SP,Bae DG,Kang HJ,et al.Co-accumulation of vascular endothelial growth factor with beta-amyloid in thebrain of patients with Alzheimer’s disease.Neurobiol Aging,2004，25:283-290.

20 Deng W,Aimone JB,Gage FH.Newneurons and new memories: how does adult hippocampal neurogenesis affectlearning and memory? Nat Rev Neurosci,2010，11:339-350.

21 Licht T,Goshen I,Avital A,et al.Reversible modulations of neuronal plasticity by VEGF.Proc Natl AcadSci USA,2011，108:5081-5086.

22 Cameron HA,Hazel TG,Mc Kay RD.Regulation of neurogenesis by growth factors and neurotransmitters.J Neurobiol,1998，36：287-306.

10.3969/j.issn.1002-7386.2017.24.023

050051 石家庄市，河北省直属机关第二门诊部(周晔、李英棉、金素敏、苏立霞)；承德医学院临床学院(佘晨欢)；河北人民医院药学部(陈娟)

R 587.1

A

1002-7386(2017)24-3763-03

2017-06-09)