血清Th1/Th2细胞因子与妊娠期糖尿病胰岛素抵抗的相关性

王璐璐,杜秀萍

(1山西医科大学第二临床医学院妇产科,太原 030001;2山西省妇幼保健院产科;*通讯作者,E-mail:13835121498@163.com)

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)是指在妊娠过程中首次发生或发现的糖耐量异常,是妊娠期最常见并发症之一[1]。随着人们生活水平的日益提高,妊娠期糖尿病的发生率也呈现上升趋势,根据2017年国际糖尿病联合会(IDF)的估计,GDM影响全球大约14%的孕产妇[2]。GDM的发生机制尚未完全阐明,可能与以下多种因素有关:妊娠期母体内激素水平的改变、胰岛素抵抗、肥胖、慢性炎性反应、氧化应激、遗传因素、胰岛素分泌缺陷、免疫等。近年来流行病学和实验研究结果均证实,炎性反应与胰岛素抵抗有着密切关系,并推测炎性反应可能是促进胰岛素抵抗的一个重要因素,而细胞因子在炎性反应过程中起重要作用。本研究旨在分析妊娠期糖尿病胰岛素抵抗与Th1/Th2细胞因子的关系是否可指导妊娠期糖尿病的治疗。

1 研究对象和方法

1.1 病例选择

选取2018-12-01～2018-12-31于山西省妇幼保健院产前门诊行产前检查的妊娠期糖尿病孕妇72例和同期在我院产检的健康孕妇70例,签署知情同意书,依据纳入标准与排除标准,最终选取妊娠期糖尿病孕妇42例为病例组,健康孕妇37例为对照组作为研究对象。

诊断标准:符合2010年国际糖尿病与妊娠关系研究协会(IAPSG)制定的GDM诊断标准[3]。空腹血糖(FBG)≥5.1 mmol/L,餐后1 h血糖≥10 mmol/L,餐后2 h血糖≥8.5 mmol/L,其中任意一项达到或超过上述界值。

病例组纳入标准:选择孕期为24-28周行孕中期糖耐量试验的孕妇,其糖耐量结果异常,可诊断为妊娠期糖尿病的孕妇。

对照组纳入标准:选择孕期为24-28周行孕中期糖耐量试验的孕妇,其糖耐量结果正常的孕妇。

排除标准:既往患糖尿病、高血压病、肾疾病、自身免疫性疾病者,前次妊娠合并糖尿病者,孕前肥胖者(BMI>30 kg/m2),双胎及多胎妊娠者。

1.2 主要试剂与仪器

TH1/TH2试剂盒,购自杭州赛基生物科技有限公司,编号:20181201。流式细胞仪:Beckman Coulter Cytomics FC500,美国贝克曼公司产品。

1.3 分组与方法

1.3.1 研究分组 选取于山西省妇幼保健院门诊行产前检查24-28周的孕妇,根据纳入与排除标准,留取孕妇行糖耐量试验时所余血清,于-20 ℃冰箱冷藏,根据糖耐量结果及纳入排除标准,选取42例妊娠期糖尿病孕妇作为病例组,37例健康孕妇作为健康对照组。最后将选取的79份血清,采用流式细胞仪行细胞因子的测定。

1.3.2 研究方法 对血清中不同荧光强度的捕获微球表面分别包被白介素-2(IL-2)、白介素-4(IL-4)、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)特异性抗体,捕获微球分别与待检测样本中的IL-2、IL-4、IL-6、IL-10和TNF-α特异性结合后再与PE荧光标记的检测抗体结合,形成双抗夹心复合物,利用流式细胞仪分析复合物荧光强度,从而定量样本中各细胞因子的含量。

1.4 观察指标

观察两组孕妇的细胞因子水平变化。用流式细胞仪检测血清中TNF-α、干扰素-γ(IFN-γ)、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10含量。

1.5 统计学处理

应用SPSS 20.0软件进行统计分析。年龄、孕周、BMI采用均数±标准差表示,各细胞因子统计描述采用中位数(四分位数)表示,两组间比较采用Mann-Whitney检验,取α=0.05为显著性检验水平。

2 结果

2.1 一般资料

两组孕妇的一般资料比较差异均无统计学意义(P>0.05,见表1),组间具有可比性。

表1 对照组与GDM组基本信息比较

Table 1 Comparison of general clinical information of pregnant women between two groups

组别年龄(岁)孕周(周)BMI(kg/m2)对照组29.16±3.5925.11±1.2421.43±2.04GDM组30.55±3.3325.19±1.1522.24±1.71 Z-1.850-0.438-1.783 P0.0640.6610.075

2.2 两组孕妇血清中6种细胞因子含量比较

病例组血清中TNF-α高于健康对照组,IL-4低于健康对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);病例组血清中IFN-γ、IL-2、IL-6、IL-10含量与健康对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05,见表2)。

表2 对照组与GDM组各细胞因子比较(pg/ml)

Table 2 Comparison of TH1/Th2 cytokines in serum between two groups(pg/ml)

组别IL-2IL-4IL-6IL-10TNF-αIFN-γ 对照组4.24(3.29,5.35)7.70(6.12,9.85)6.77(5.97,9.13)5.17(4.31,5.95)5.82(4.84,6.82)8.87(7.51,11.23) GDM组4.55(2.78,5.43)6.37(4.89,8.79)7.55(6.19,9.00)5.55(4.52,5.92)6.40(5.24,7.71)9.46(8.30,10.72) Z-0.796-1.985-0.948-0.555-2.039-0.590 P0.4260.0470.3430.5790.0410.555

细胞因子统计描述采用中位数(四分位数)表示,两组间对比采用Mann-Whitney检验

2.3 两组孕妇血清中Th1/Th2细胞因子比值

分析所检测的两组孕妇血清中Th1/Th2细胞因子含量,发现在病例组血清中TNF-α高于健康对照组,IL-4低于健康对照组;病例组血清中IFN-γ、IL-2、IL-6、IL-10含量与健康对照组相比略有变化,但总体趋势趋向于妊娠期糖尿病孕妇血清中Th1细胞因子升高,而Th2细胞因子降低;通过Th1/Th2细胞因子比值的比较发现,IL-2/IL-4、TNF-α/IL-4、TNF-α/IL-10及IFN-γ/IL-4比值差异有统计学意义(P<0.05,见表3)。

表3 对照组与GDM组各细胞因子比值比较

Table 3 Comparison of the ratios of TH1/Th2 cytokines in serum between two groups

指标对照组GDM组ZPIL-2/IL-40.55(0.45,0.70)0.72(0.58,1.18)-3.1390.002IL-2/IL-60.61(0.52,0.75)0.63(0.50,0.76)-0.0150.988IL-2/IL-100.86(0.75,0.98)0.88(0.78,1.06)-0.570.569TNF-α/IL-40.73(0.55,0.84)0.99(0.81,1.28)-4.745<0.001TNF-α/IL-60.78(0.61,0.91)0.89(0.67,1.04)-1.6850.092TNF-α/IL-101.01(0.86,1.22)1.19(1.01,1.34)-3.0010.003IFN-γ/IL-41.14(0.92,1.27)1.41(1.15,1.83)-3.733<0.001IFN-γ/IL-61.28(1.07,1.71)1.25(0.99,1.43)-0.5990.549IFN-γ/IL-101.71(1.47,2.04)1.73(1.53,1.97)-0.4980.683

3 讨论

大量研究已证实:胰岛素抵抗是导致妊娠期糖尿病最主要的原因[3]。炎性反应与胰岛素抵抗有着密切关系,因此推测炎性反应可能是促进胰岛素抵抗的一个重要因素[4]。胰岛素抵抗的信号调控途径[5]主要包括以下三条:①胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate 1,IRS1)/磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/丝氨酸-苏氨酸激酶(serine threonine kinase, Akt),即IRS1/PI3K/Akt信号通路;②丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK),即MAPK信号通路;③Smad3信号通路。大量研究表明:细胞因子抑制了胰岛素的利用,即细胞因子参与了胰岛素抵抗的信号调控途径,致血糖升高,最终导致了GDM的发生。

人血清中Th1型细胞因子主要介导细胞免疫,对胚胎产生免疫损伤,而Th2细胞因子则主要介导体液免疫,对妊娠有免疫保护作用[6,7]。正常妊娠早期,T-helper细胞活动的平衡强烈地转向以Th2细胞因子为特征的抗炎谱,Th2型细胞因子产生的激素占优势,局部免疫应答向Th2型偏倚,阻止母胎排斥反应[6,7]。Th2型细胞因子在于维持妊娠,而在感染、应激状况下,使Th1/Th2型平衡偏向Th1型[6,7]。Ategbo等[8]研究发现:GDM与Th1相关的细胞因子升高有关。本研究通过对GDM孕妇和健康孕妇血清中TNF-α、IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10水平进行了比较,结果显示GDM组TNF-α水平高于健康对照组,IL-4水平低于健康对照组,提示细胞因子TNF-α和IL-4可能参与了妊娠糖尿病胰岛素抵抗的发生。而病例组血清中IFN-γ、IL-2、IL-6、IL-10的变化,与健康对照组相比有变化,但由于样本量限制,未能发现紧密联系。对于GDM组与正常妊娠组的Th1细胞因子与Th2细胞因子比值进行了统计学分析,结果显示:IL-2/IL-4、TNF-α/IL-4、TNF-α/IL-10及IFN-γ/IL-4比值差异有统计学意义(P<0.05)。因此推断:GDM患者血清中Th1型细胞因子升高,Th2型细胞因子降低,同时比值亦发生了偏倚;是否可以使用针对Th1/Th2细胞因子的阻滞剂,减少该因子的作用,从而减轻胰岛素的抵抗,最终用于妊娠期糖尿病的治疗。通过查找文献发现,现已有针对肿瘤坏死因子及白介素的阻断剂[9,10],是否可以发现针对其他细胞因子的阻断剂,从而实现GDM的精准治疗。

国内外学者研究发现,虽然GDM通常在分娩后得以恢复,但它可能会产生长期的不良后果,包括母亲患2型糖尿病(T2DM)和心血管疾病(CVD)的风险增加,以及儿童未来发生肥胖、心血管疾病、2型糖尿病的风险亦增加。这导致肥胖和糖尿病的恶性循环,从而影响整个人群的健康。不幸的是,目前没有广泛接受的GDM治疗或预防策略,除了生活方式干预(饮食和运动)和偶尔的胰岛素治疗,两者效果均有限。目前新兴的口服抗糖尿病药物,如格列本脲和二甲双胍,前景看好,但长期的安全性仍然令人担忧[11,12]。因此,需要寻求安全、有效和易于管理的新治疗方法。本研究通过对Th1/Th2细胞因子的测定,发现Th1/Th2细胞因子在妊娠期糖尿病患者血清中含量发生了变化,且两种细胞因子的比值变化也有明显的统计学意义,是否可制定针对特定Th1/Th2细胞因子的阻断剂,阻断特定细胞因子的作用治疗GDM。随着对炎症因子的进一步深入研究,可能为GDM的治疗提供新的方向。