糖尿病性干眼患者血清炎症细胞因子的变化及意义

张玮琼 ，吴正正 ，接传红 ，李军 ，严京

干眼是眼表疾病中最常见的一类，是指任何原因引起泪液的质和量的异常，或流体动力学异常，造成泪膜稳定性下降，并伴有各种眼部不适症状和（或）眼表组织病变[1]。随着干眼病程的延长，逐渐影响正常工作和生活。糖尿病患者正在成为干眼的好发人群[2]。全国至少73.6%的糖尿病患者可出现眼部症状，其中，干眼是在糖尿病患者中高发的眼表疾病[3]。临床观察发现，糖尿病患者出现干眼症状较为普遍，并且易被忽视。

糖尿病是引起干眼的最常见原因之一，长期高血糖状态可大大加重干眼症状。2型糖尿病患者在炎症感染期间，体内的多种炎症因子水平紊乱，损伤眼表，是加重干眼症状的主要因素。本研究通过测定糖尿病性干眼患者血清炎症细胞因子白细胞介素-1β（interleukin-1β,IL-1β）及肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的变化，探讨糖尿病性干眼是否与慢性微炎症状态有关。

1 对象与方法

1.1 研究对象

研究对象为2016年4月—2016年12月在中国中医科学院眼科医院糖尿病眼病中心的就诊者，参照下述标准对其是否患有干眼或糖尿病进行诊断，共纳入被检者80人（160只眼）。其中糖尿病性干眼者（糖尿病干眼组）20人（40只眼），男10人，女10人，年龄44～72岁，平均60.4岁，糖尿病病程0.5～21年；糖尿病无干眼者（糖尿病组）20人（40只眼），男 8人，女12人，年龄 47～79岁，平均 61.2岁，糖尿病病程4～30年；干眼无糖尿病者 （干眼组）20人（40 只眼），男 12人，女 8人，年龄 38～84岁，平均59.9岁；无糖尿病无干眼者（正常人组）20人（40只眼），男12人，女8人，年龄30～74岁，平均50.8岁。

糖尿病诊断标准 采用2016年美国糖尿病学会（American Diabetes Association,ADA）糖尿病医学诊疗标准[4]：（1）具有典型症状，空腹≥7.0 mmol/L（126 mg/dl）或餐后血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）；（2）没有典型症状，仅有上述血糖变化者，重复1次，仍达以上值者；（3）没有典型症状，仅空腹血糖≥7.0 mmol/L （126 mg/dl） 或餐后血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）或糖耐量实验（OGTT）2 h血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）者，具有高血糖典型症状或存在高血糖危象者，随机血糖≥11.1 mmol/L（200 mg/dl）。

干眼的诊断标准 采用2013年干眼临床诊疗专家共识[5]：（1）主观症状：眼干、眼痒、异物感等；（2）泪膜稳定性弱，泪膜破裂时间<10 s为异常；（3）泪液分泌减少，泪液分泌实验<10 mm/5 min为异常；（4）眼表损害，角膜荧光素染色点数≥0个为异常。排除其它原因的情况下，主观症状两项阳性，或主观症状1项强阳性，同时泪膜破裂时间≤5 s，泪液分泌实验≤5 mm/5 min，可诊断为干眼。

1.2 检测指标及方法

血清IL-1β及TNF-α检测 被检者隔夜空腹10 h取静脉全血5 ml，静置2 h，3000 r/min离心15 min，分离血清，按照分组，将编号标记于EP管上，置于-20℃冰箱冷冻保存备用。用酶联免疫吸附双抗体夹心法试剂盒测定IL-1β、TNF-α浓度，用酶标仪吸光度值在450 nm波长下测定读数，根据标准血清浓度吸光度值计算出样本浓度。两种试剂盒均由北京奇松生物科技有限公司提供，严格按照试剂盒说明书操作。

客观散射指数的测量 客观散射指数（objective scatter index,OSI）[6]是一种评估视觉质量的标准，反映了屈光介质的混浊程度，泪膜是唯一一层不断变化的光学介质，干眼患者的OSI变化更早、变异幅度更大，通过对客观散射指数的检查，可得出具体的量化数据。OSI值越大，表示泪膜不稳定性越大。本课题使用双通道视觉质量分析系统（optical quality analysissystemⅡ,OQASTMⅡ）（西班牙 Visiometrics公司）测出OSI值。

1.3 统计学方法

采用SPSS19.0统计学软件对数据进行统计学分析。计量资料的原始数据或对数转换后的数据经正态性检验符合正态性分布，以x¯±s表示。组间各指标比较采用单因素方差分析，两两比较比较采用LSD法。糖尿病性干眼者OSI与血清炎症细胞因子浓度相关性采用Pearson相关性分析，并建立线性回归方程。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 各组血清IL-1β、TNF-α浓度水平及OSI结果

糖尿病性干眼组、糖尿病组、干眼组的血清IL-1β、TNF-α， 以及 OSI均明显高于正常人组 （P＜0.05），具体见表 1。

表1 各组被检者血清TNF-α、IL-1β 浓度水平与OSI值比较（x¯±s）

2.2 糖尿病性干眼OSI值与血清 IL-1β、TNF-α水平的关系

糖尿病性干眼者的OSI值与血清IL-1β呈正相关（r=0.771，R2=0.594，P<0.001），与血清 TNF-α 亦呈正相关（r=0.762，R2=0.581，P<0.001）（图 1）。得到的回 归 方 程 分 别 为 ：OSI=0.541+0.032 ×IL-1β （F=70.330，P ＜0.001）；OSI=-1.994+0.083 ×TNF-α （F=23.878，P=0.001）。

正常人组的血清IL-1β、TNF-α浓度与OSI均无明显相关性（图1）。

图1 散点图。1A.OSI值与血清 IL-1β浓度；1B.OSI值与血清TNF-α 浓度 OSI：客观散射指数 IL-1β：白细胞介素-1β TNF-α：肿瘤坏死因子-α

3 讨论

干眼的发生机制较复杂，炎症、细胞凋亡及性激素水平的改变等均可引起干眼的发生。糖尿病患者高血糖状态通过炎症因子，可以导致干眼的发生并加重干眼症状。随着分子生物学的发展，人们对于干眼的发病机制有更深刻的认识，在临床采集分析中[7]，发现干眼患者的泪液中TNF-α和IL-1β等炎症细胞因子的浓度明显高于健康人群[8]，与角膜上皮的受损程度呈正相关，这与我们此次的实验结果相一致。

3.1 IL-1β在糖尿病性干眼发病机制中的作用

细胞因子具有调节细胞功能的作用，是由淋巴细胞、巨噬细胞等免疫细胞产生。细胞因子中的促炎症性因子，可以介导炎症反应，主要指肿瘤坏死因子、白细胞介素等。白细胞介素-1（IL-1）来自于淋巴细胞和单核细胞，能够始动炎症的级联反应，而IL-1β是IL-1的基因编码亚型之一，是IL-1的主要活性形式，也是一种特异性的促炎症细胞因子[9]，可以对神经递质的释放进行下调，阻碍神经对腺体的调控。IL-1β不仅作为内生性致热源参与炎症反应，而且能够通过诱导环氧化酶2、IL-6等其他因子的表达，加剧炎症反应。IL-1β还参与免疫调节作用，诱导其他细胞因子的表达，加重炎症反应。此外，IL-1β能够与胰岛β细胞受体相结合，使胰岛β细胞产生大量的一氧化氮而凋亡，加速糖尿病进程，发展为糖尿病视网膜病变[10]。大量IL-1β还可以刺激胰岛β细胞表达Fas-mRNA，这种mRNA与由T淋巴细胞表达的配体相结合，导致β细胞凋亡[11]。

3.2 TNF-α在糖尿病性干眼发病机制中的作用

TNF-α是一种细胞激动剂，由单核巨噬细胞分泌，也是一种重要的炎症相关因子[12]。全身的炎症反应都有TNF-α的参与，它是一种内源性的致热源，引起细胞的凋亡，其不仅本身是一种重要的炎症介质，还可以促进其他炎性介质的作用[13]。TNF-α能结合内皮细胞来增加过氧化物阴离子的生成，进而增加IL-1等其他炎症因子的表达，炎症反应的同时，活化中性粒细胞，调控炎症细胞的迁移，造成局部炎症反应的发生[14]。TNF-α可以通过增加泪腺组织中的胶原酶和基质金属蛋白酶Ⅱ来破坏腺泡的结构；与此同时，TNF-α激活淋巴细胞，介导细胞与体液免疫，诱发炎症发生，产生更多的包括TNF-α在内的炎症因子，形成恶性循环，使眼部的慢性炎症持续扩散[15]。TNF-α参与胰岛素抵抗的发生，加快糖尿病和糖尿病并发症的发展[16]。

3.3 IL-1β和TNF-α在糖尿病性干眼发病过程中的相互作用

泪膜和结膜上皮细胞中存在高浓度的炎症因子（IL-1、IL-6、TNF-α 等）， 其中 IL-1 和 TNF-α 对角膜和结膜上皮细胞有正性调节作用。在结膜鳞状上皮化生中，上皮细胞的异常分化和杯状细胞密度逐渐减少，与分化相关的抗原表达也开始减少。IL-1β和TNF-α的浓度与结膜鳞状上皮化生程度显著相关[17]。虽然糖尿病患者干眼的病因学尚未明确，但已经有证据支持炎性因子存在于各种类型干眼的假设。选择IL-1β和TNF-α是因为它们是刺激细胞产生的其他因子放大炎症反应的第一批细胞因子，且二者有协同作用[18]。在炎症反应过程中，它们不仅各自可以介导炎症反应，而且二者均能够激活淋巴细胞，发动体液免疫和细胞免疫两大免疫系统，同时因为本身的内源性致热源，更加扩大了炎症反应的规模，产生更多的炎症因子，如此反复，炎症反应持续存在且不断发展[19]。二者通过介导炎症反应的信号转导，导致胰岛素靶细胞发生选择性功能失调，阻止胰岛素的信号转导，加重糖尿病的发生。动物模型实验表明，环境压力刺激眼表上皮细胞产生炎性细胞因子（如IL-1β和TNF-α），并激活增殖蛋白激酶信号通路[20]。另一项研究表明高渗状态的泪液刺激角膜和结膜上皮细胞，并释放促炎因子[21]。

本研究发现糖尿病性干眼组、糖尿病组、干眼组的IL-1β和TNF-α的血清浓度明显高于正常组，并且在糖尿病性干眼中，两项炎症细胞因子的血清浓度与视觉质量呈正相关。这说明TNF-α和IL-1β作为炎症因子参与了干眼以及糖尿病的发生和发展过程，在糖尿病性干眼的发病机制中起重要作用。本研究对IL-1β和TNF-α浓度的测定，对糖尿病性干眼的早期诊断提供一定的依据和思路，可及早发现糖尿病合并干眼患者，治疗方面，提醒临床医生不仅要积极控制血糖，而且要改善微炎症状态，有助于改善患者眼表情况，降低干眼发生率。

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