白细胞介素—37在增殖性糖尿病视网膜病变中的表达的研究

李君君　张奕霞

[摘要] 目的 探討IL-37是否在玻璃体中表达以及在增殖性糖尿病视网膜病患者血清及玻璃体中的表达情况。 方法 选取2016年12月～2017年11月在石河子大学医学院第一附属医院眼科确诊为增殖性糖尿病视网膜病变且需行玻璃体切除手术治疗的患者30例30只眼作为PDR组，确诊为非糖尿病视网膜病（如：特发性黄斑裂孔、原发性视网膜脱离等）非糖尿病且需行玻璃体切除手术治疗的患者30例30只眼作为对照组，分别留取两组研究对象的血清及玻璃体标本，用酶联免疫吸附测定法测定标本中IL-37的表达量。对一般临床资料及标本中IL-37表达量的测量结果行统计学分析。 结果 ①两组研究对象一般临床资料行组间分析：性别、年龄、淋巴细胞计数（L）差异无统计学意义（P>0.05），FBG、WBC、N、NLR均具有统计学差异（P<0.05）；②PDR组与对照组患者的血清及玻璃体中均可检测到IL-37的表达；③PDR组患者的血清中IL-37的表达量高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；④PDR组患者的玻璃体中IL-37的表达量高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；⑤PDR组、对照组患者玻璃体中IL-37的表达量高于其血液中IL-37的表达量。 结论 ①IL-37在玻璃体中有表达；②IL-37可能参与了糖尿病视网膜病变的发病。

[关键词] 白细胞介素-37；糖尿病视网膜病变；增殖性糖尿病视网膜病变；血清；玻璃体

[中图分类号] R598.7 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2018）16-0056-04

[Abstract] Objective To investigate whether IL-37 is expressed in the vitreous and in the serum and vitreous of patients with proliferative diabetic retinopathy. Methods Thirty patients（30 eyes） who were diagnosed with proliferative diabetic retinopathy and required vitrectomy in the Department of Ophthalmology at the First Affiliated Hospital of Medical College in Shihezi University from December 2016 to November 2017 were selected as the case group. 30 patients（30 eyes） diabetic retinopathy （such as： idiopathic macular hole， primary retinal detachment， etc.） non-diabetic patients requiring vitrectomy surgery were chosen as a control group， serum and vitreous body were taken from two groups of subjects Specimens were assayed by enzyme-linked immunosorbent assay for IL-37 expression. A statistical analysis of the general clinical data and measurements of IL-37 expression in the specimens was performed. Results ①There was no significant difference in gender， age， and L between the two groups（P>0.05）. There were statistical differences between FBG， WBC， N， and NLR（P<0.05）.②The expression of IL-37 can be detected in serum and vitreous of patients with proliferative diabetic retinopathy and control group； ③The expression of IL-37 in serum of patients with proliferative diabetic retinopathy is higher than that of control group. The serum levels of IL-37 in the patients showed significant differences between the groups（P<0.05）； ④The amount of IL-37 in the vitreous of the patients with proliferative diabetic retinopathy was higher than that of the control group. The expression of IL-37 was significantly different between the groups（P<0.05）. ⑤The expression of IL-37 in the vitreous of the proliferative diabetic retinopathy group and the control group was higher than that of the amount of expression the IL-37 in the blood. Conclusion ①IL-37 is expressed in the vitreous body； ②IL-37 may be involved in the pathogenesis of diabetic retinopathy.

[Key words] Interleukin-37； Diabetic retinopathy； Proliferative diabetic retinopathy； Serum； Vitreous body

我国人群糖尿病患病率一直呈现不断增长的趋势[1，2]，对人群健康和疾病负担产生了重要影响[3，4]。糖尿病视网膜病变（diabetic retinopathy，DR）作为糖尿病性微血管病变之一，已经成为中老年人群致盲的主要原因[5]，因此深入研究其发病机制尤为必要。现在普遍认同DR是一种多因素交叉反应的协同作用结果，参与其发病机制的因子有很多，其中白细胞介素就是其中之一。IL-37作为白细胞介素-1家族的新成员，是否也参与其中，本研究将通过测定增殖性糖尿病视网膜病（non diabetic retinopathy，PDR）患者的血清及玻璃体中的IL-37的含量，揭示其是否参与DR的发病，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2016年12月～2017年11月在我科住院行玻璃体切割手术的患者60例60只眼纳入本研究。其中，PDR组患者男14例，女16例，共30例30只眼，中位年龄为53.50岁；非糖尿病视网膜病（如：特发性黄斑裂孔、原发性视网膜脱离等）非糖尿病患者男12例，女18例，共30例30只眼作为对照组，中位年龄58.00岁。两组研究对象在性别比例、平均年龄上比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。上述患者诊断均依据世界卫生组织诊断标准。两组患者均符合2型糖尿病诊断标准及2002年糖尿病性视网膜病变新的国际临床分级标准。排除标准：①合并有心血管、肾脏、呼吸系统、消化系统、血液系统、免疫系统等严重原发性疾病者；②近1個月受外伤或行手术治疗者；③妊娠、哺乳期妇女；④肥胖者；⑤精神病者。

1.2 标本采集

收集两组研究对象的玻璃体及血清标本（获取患者知情同意）。玻璃体标本的收集：研究对象行玻璃体切除手术时，在未打开灌注管开关前，用5 mL注射器无菌状态直接抽取液化的玻璃体0.1～0.3 mL，并将玻璃体标本移入1.5 mL Eppendorf管，置于-80℃冰箱保存待测；血清标本的收集：采集血液标本前，禁食水8 h，注意休息，避免熬夜、酗酒、过度劳累；采集血液标本时，采用肘正中静脉采血法，采集管选用添加有分离胶的真空采血管，血液标本静置后以4000 r/min，离心3 min，将上清液移入1.5 mL Eppendorf管，置于-80℃冰箱保存待测；血常规检验项目标本采集后常规送检验科检验。

1.3 试验方法

使用夹心酶联免疫吸附测定法（ELISA）按照产品说明检测血清及玻璃体标本内IL-37的水平（Human IL-37 ELISA试剂盒购自武汉博士德公司，最低检测浓度为<1 pg/mL）；使用酶标仪（型号：Bio-Rad伯乐xMark）在450 nm检测各孔的吸光度（A）值，减去TMB空白显色孔，然后以标准品浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线，计算血清及玻璃体液中IL-37的水平。

1.4 统计学方法

采用统计分析软件SPSS20.0对表达结果进行统计学处理。所得数据计量资料呈偏态分布，以中位数和四分位数间距表示[M（P25，P75）]，组间比较用非参数检验，所有统计检验均为双侧概率检验，P<0.05为有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较

两组研究对象的一般临床资料行组间比较，发现两组条件对象在性别构成比、平均年龄及中性粒细胞计数方面差异无统计学意义（P>0.05）；空腹血糖（FBG）（P=0.009）、白细胞计数（WBC）（P=0.045）、中性粒细胞计数（N）（P=0.012）、中性粒淋巴细胞比值（NLR）（P=0.013）差异均具有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.2 两组血清及玻璃体中IL-37的含量比较

PDR组患者的血清中IL-37的含量的中位数为7.52（5.28，10.37）pg/mL，对照组患者的血清中IL-37的含量的中位数为4.34（2.76，7.52）pg/mL，组间比较差异有统计学意义（P<0.05）；PDR组患者的玻璃体中IL-37的含量的中位数为12.28（8.59，17.18）pg/mL，对照组患者的玻璃体中IL-37的含量的中位数为6.81（4.69，10.61）pg/mL，组间比较差异有统计学意义（P<0.05）。见表2。

3 讨论

该研究中，两组患者的一般情况比较，PDR组患者与对照组患者的空腹血糖、白细胞计数、中性粒细胞计数、NLR指标具有统计学差异（P<0.05）。造成差异的原因可能为：因PDR组入选患者均患有2型糖尿病，而对照组入选患者均排除2型糖尿病，故PDR组患者空腹血糖水平具有高于对照组；2型糖尿病是一种自然免疫和低度炎症反应性疾病[6]，故PDR组患者外周血清中的白细胞及中性粒细胞均可较对照组患者升高，且中性粒细胞较白细胞更为敏感[7]；此外，已有研究[8]指出，DR患者的外周血清中的白细胞计数较正常人升高，且与DR的严重程度相关；同时也有研究[8，9]表明，PDR患者的NLR较NPDR患者的升高，表明NLR与DR的发生发展及严重程度相关，是一种方便又廉价的炎症指标。

白细胞介素-1家族的新成员IL-37作为一种新型抗炎因子、一种天然的免疫应答抑制物[10]，在人类淋巴结、胸腺、骨髓、肺等器官及组织中均有表达[11-13]，目前已有大量文献报道其在动脉粥样硬化[14]、慢性肾脏疾病[15]、肺炎[16]、白塞氏病[17]等多种疾病中均发挥了抗炎及免疫应答抑制作用。本研究中，PDR组及对照组患者的血清及玻璃体中均检测到IL-37的表达，提示IL-37在血清及玻璃体中均有表达；且PDR组患者的血清及玻璃体中IL-37的含量均高于对照组患者，提示IL-37可能参与了DR的发病过程。

IL-37共分为IL-37a-e 5个剪切异构体，IL-37b是其最大的异构体，也是其最主要的亚型，通常以前体的形式产生，经caspase-l（半胱氨酸蛋白酶-1）处理后成为成熟体[18]，这方面和IL-1β、IL-18相似。IL-37b与IL-18有两个共同的保守氨基酸（Glu-35和Lys-124），IL-18与IL-18Rα或IL-18结合蛋白（IL-18-binding protein，IL-18BP）结合时需要这两个氨基酸的参与。IL-18与IL-18Rα结合参与γ干扰素（Interferon γ，INF-γ）的产生[19，20]，IL-18BP是IL-18天然的拮抗剂，IL-37b可与IL-18BP结合，抑制IL-18的活性，进而抑制IFN-γ的产生[20]。IFN-γ具有增强抗原提呈、活化淋巴细胞、巨噬细胞并促进其释放炎性因子，协同其他致炎因子促进局部炎性反应的作用，因此IL-37可能通过抑制IFN-γ产生在DR的发病过程中发挥抑制炎症反应的作用[21，22]。

该研究中，PDR患者的血清中IL-37的含量明显高于对照组患者，在洪宝建等[23]的研究中，2型糖尿病患者血清中IL-37水平略高于对照组，虽然无统计学差异，但仍可提示IL-37在2型糖尿病炎症的调节中可能起一定的作用。结合该研究结果，也可能提示IL-37的表达量随着糖尿病患者病情的发展而逐渐升高。该研究中，PDR患者的玻璃体中IL-37的含量高于对照组，与Zhao Mengmeng等[24]的研究结果相似，提示IL-37参与DR的发病机制。DR早期，由于糖尿病患者体内长期慢性高血糖状态，引起代谢紊乱及糖毒作用，致使微血管周细胞丢失、内皮细胞破坏、基底膜增厚，血管内外氧交换障碍，导致视网膜广泛缺氧，从而刺激微血管瘤及新生血管的形成。周梦晨等[25]研究表明，在缺氧环境中IL-37作为固有免疫调节因子，可以通过抑制细胞凋亡，炎性因子IL-6和CXCL2的表达，抑制局部的过度炎症反应，因而IL-37在DR的发病机制中可能发挥保护作用。同时，DR的一个重要发病机制为毛细血管的内皮细胞及周细胞在氧化应激的条件下因超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）的保护作用下降而遭到破坏，而研究[26]表明，过表达IL-37可使细胞活力明显升高，减轻细胞由于氧化应激造成的损伤，因而IL-37在PDR期升高可能与此有关，可能发挥保护毛细血管内皮细胞及周细胞的作用。另一方面，IL-37可以刺激类似血管的结构形成[24]，PDR期大量新生血管生成，可能导致了IL-37的表达升高。

此外，该研究结果显示，PDR期玻璃体中IL-37的含量高于血清中的IL-37含量。分析其原因可能是：血眼屏障中的血-视网膜屏障是存在于视网膜组织和血液循环之间具有选择通透性的结构，由内屏障和外屏障组成，内屏障位于视网膜毛细血管，外屏障位于视网膜色素上皮，糖尿病患者的血-视网膜屏障受损后，出现了糖尿病视网膜病变[27]，对于PDR期的患者，其血-视网膜屏障已被严重破坏，所以此时血清中的IL-37可以透过视网膜色素上皮进入眼内，到达玻璃体中，同时视网膜新生血管破裂出血后导致玻璃体积血，IL-37也由此进入玻璃体中，而原本玻璃体中就表达有一部分IL-37，故玻璃体中IL-37的含量高于血清中IL-37的含量。

综上所述，通过此次研究我们可以证实IL-37在玻璃体中有表达，且血清及玻璃体中的IL-37在PDR期表达增多，揭示IL-37可能参与了糖尿病视网膜病的发病，为进一步研究打下基础，为防治糖尿病视网膜病提供新的思路。但此次研究由于获取玻璃体标本的局限性仅限于对处于增殖性糖尿病视网膜病变期的患者的研究，且研究样本量较少，今后仍需进行更全面、样本量更大的研究，最好能在转基因小鼠上实现研究，对其确切机制进行更深层次的探索。

[参考文獻]

[1] Yang SH，Dou KF，Song WJ. Prevalence of diabetes among men and women in China[J]. N Engl J Med，2010， 362（25）：2425.

[2] 张冬慧，唐智柳，李岚，等.我国21世纪初糖尿病患病率系统综述[J].上海预防医学，2012，24（9）：492-495.

[3] 薛俊磊，李明珠，李欣，等.1991～2011年上海市宝山区居民糖尿病死亡和潜在寿命损失趋势的分析[J].华南预防医学，2013，39（4）：15-19，24.

[4] 陈辰，周金意，韩仁强，等.江苏省糖尿病死亡率变化趋势分析[J].中华疾病控制杂志，2014，18（6）：512-514.

[5] Sivaprasad S，Gupta B，Crosby-Nwaobi R，et al. Prevalence of diabetic retinopathy in various ethnic groups：a worldwide perspective[J]. Surv Ophthalmol，2012，57：347-370.

[6] 符布清.2型糖尿病患者嗜中性粒细胞相关系数变化研究[J].实用心脑肺血管病杂志，2012，20（12）：1942-1944.

[7] 王静，何方平，娜丽玛，等.糖尿病微血管病变与外周血中性粒细胞计数[J].中国组织工程研究，2015，19（11）：1793-1797.

[8] 申金付，张琴，李茂，等.中性粒细胞/淋巴细胞比值与糖尿病视网膜病变的相关性分析[J].中国糖尿病杂志，2016，24（7）：617-621.

[9] 殷俏，郭淑芹，张云良，等.2型糖尿病及其视网膜病变患者中性粒细胞/淋巴细胞比值变化和意义[J].微循环学杂志，2015，25（4）：46-49.

[10] 张颖，谢晓华.关于IL-37免疫抑制作用的研究进展[J].当代医药论丛，2016，4（9）：116-118.

[11] Kumar S，McDonnell PC，Lehr R，et al. Identification and initial characterization of four novel members of the interleukin-1 family[J]. J Biol Chem，2000，275（14）：10308-10314.

[12] Taylor SL，Renshaw BR，Garka KE，et al. Genomic organization of the interleukin-1 locus[J]. Genomics，2002， 79（5）：726-733.

[13] Pan G，Risser P，Mao W，et al. IL-1H，an interleukin 1-related protein that binds IL-18 receptor/IL-1Rrp[J].Cytokine，2001，13（1）：1-7.

[14] 马良.炎症因子IL-37、Gm-CSF、CRP在动脉粥样硬化中的作用[D].石家庄：河北医科大学，2015.

[15] 李超强，张俊爱，朱凯欣，等.IL-37在慢性肾脏疾病患者中表达及临床意义[J].国际检验医学杂志，2017，38（21）：2947-2949.

[16] 刘桂兰，孙萍，钟海平，等.肺炎支原体肺炎患儿血清IL-37、IL-18水平变化的研究[J].医学理论与实践，2015，28（18）：2428-2430.

[17] 丁利平，黎丽，刘冬舟，等.IL-37对白塞病患者单核细胞分泌炎症因子的影响[J].深圳大学学报理工版，2016， 33（5）：447-451.

[18] Banchereau J，Pascual V，OGarra A.From IL-2 to IL-37：The expanding spectrum of anti-inflammatory cytokines[J].Nat Immunol，2012，13：925-931.

[19] Luo Y，Cai X，Wang S，et al. IL-37 suppresses contact hypersensitivity by inducing tolerogenic dendritic cells[J].Cytokine，2013，63：283.

[20] Kumar S，Hannin CR，Brigham-Burke MR，et al. Interleukin-1F7B（IL-1H4/IL-1F7） is processed by caspase-1 and mature IL-1F7B binds to the IL-18 receptor but does not induce IFN-gamma production[J]. Cytokine，2002， 18（2）：61-71.

[21] Whitman SC，Ravisankar P，Daugherty A.IFN-gamma deficiency exerts gender-specific effects on atherogenesis in apolipoprotein E-/-mice[J]. J Interferon Cytokine Res，2002，22（6）：661-670.

[22] 楊天睿，撒亚莲.云南汉族γ-干扰素受体基因多态性与动脉粥样硬化斑块稳定性的相关性[J]. 重庆医学，2016，45（33）：4643-4645，4649.

[23] 洪宝建，苏丽韫，梁丽娟，等.NLRP3炎性体相关分子表达与老年2型糖尿病的关系[J].浙江医学，2016，38（20）：1653-1655.

[24] Mengmeng Zhao，Yongguang Hu，Ying Yu，et al.Involvement of IL-37 in the pathogenesis of proliferative diabetic retinopathy[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2016，57（7）：2955-2962.

[25] 周梦晨，姜桂青，李倩倩，等.IL-37抑制缺氧诱导的细胞凋亡的研究[J]. 中国病理生理杂志，2016，32（8）：1519-1520.

[26] 刘倩.氧化应激对IL-37表达的影响[D]. 广东医学院，2015.

[27] Kim JH，Kim JH，Yu YS，et al. Blockade of angiotensin Ⅱattenuates VEGF-mediated blood-retinal barrier breakdown in diabetic retinopathy[J]. Cereb Blood Flow Metab，2009，29（3）：621-628.

（收稿日期：2018-02-21）