血清ICAM-1、VEGF水平与糖尿病视网膜病变患者微血管损伤的关系

柳洁平，付艳广，张俊广，王伟武安市第一人民医院，河北武安056300；河北省眼科医院

2型糖尿病(T2DM)是一种慢性代谢性疾病，已成为严重威胁人类健康的公共卫生问题之一。糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病最常见的微血管并发症之一，临床表现主要为视物模糊、视力下降甚至失明等[1]。糖尿病患者，尤其在并发大血管病变或微血管病变时，体内循环内皮祖细胞(EPC)、内皮细胞(CEC)、循环祖细胞(CPC)数量和功能发生明显变化，而这些细胞能够直接反映微血管内皮功能。由此推测，DR的发病机制可能与多种血管生成因子和抑制因子相互拮抗协同导致新生血管过度增殖、血管内皮细胞功能异常、微血管损伤等有关[2]。血管内皮生长因子(VEGF)是一个多功能的细胞因子，能够促进内皮细胞增殖和血管生成等[3]。细胞间黏附分子1(ICAM-1)是免疫球蛋白超家族成员之一，可通过参与炎症反应中细胞的增殖、活化和浸润等过程，进而导致内皮细胞凋亡[4]。本研究观察了DR患者血清ICAM-1、VEGF水平与微血管损伤的关系。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2016年12月～2018年12月武安市第一人民医院收治的T2DM患者120例(观察组)，男65例、女55例，年龄46～72(61.98±5.12)岁，病程3～14(6.80±0.31)年。患者均符合《中国2型糖尿病防治指南(2013年版)》中的诊断及分型标准[5]。纳入标准：①符合T2DM诊断标准；②年龄≥18岁；③病历资料完整；④自愿参加本研究，并签署知情同意书。排除标准：①既往有眼外伤、青光眼等眼部疾病者；②合并心脑血管疾病、糖尿病急性并发症、感染性疾病及其他内分泌代谢性疾病者；③近期接受过抗凝、抗感染、调脂等药物治疗者；④妊娠期或哺乳期妇女。所有患者经眼底镜检查或眼底彩色照相检查，并按照美国眼科学会制定的DR国际临床分期标准[6]，分为非DR(NDR)43例、非增殖型DR(NPDR)41例、增殖型DR(PDR)36例。其中，NDR患者男23例、女20例，年龄47～72(61.29±4.28)岁，病程3～6(4.18±0.29)年；NPDR患者男23例、女18例，年龄48～73(62.81±5.36)岁，病程4～11(7.29±0.36)年；PDR患者男19例、女17例，年龄46～73(61.85±5.07)岁，病程6～14年(9.37±0.42)年。同期选择在武安市第一人民医院体检健康的志愿者50例(对照组)，男28例、女22例，年龄45～73(61.92±6.36)岁。两组性别、年龄具有可比性。NDR、NPDR、PDR患者性别、年龄比较P均>0.05，病程比较P<0.05。本研究经武安市第一人民医院医学伦理委员会批准，患者或其家属知情同意。

1.2 血清VEGF、ICAM-1检测 观察组入院次日，对照组体检当日，采集清晨空腹肘静脉血5 mL，3 000 r/min离心12 min、离心半径13 cm，留取上层血清，-80 ℃冰箱保存待测。采用OLYPUS AU2700全自动生化分析仪及其配套试剂盒检测血清VEGF、ICAM-1。

1.3 微血管内皮功能检测 观察组入院次日，对照组体检当日，采集清晨空腹肘静脉血5 mL，3 000 r/min离心12 min、离心半径13 cm，留取上层血清，-80 ℃冰箱保存待测。采用FACSCount流式细胞仪检测外周血内皮祖细胞(EPC)、内皮细胞(CEC)、循环祖细胞(CPC)比例。

2 结果

2.1 两组血清ICAM-1、VEGF水平及外周血EPC、CPC、CEC比例比较 见表1。

表1 两组血清ICAM-1、VEGF水平及外周血EPC、CPC、CEC比例比较

注：与对照组比较，*P<0.05。

2.2 不同DR分期者血清ICAM-1、VEGF水平及外周血EPC、CPC、CEC比例比较 见表2。

表2 不同DR分期者血清ICAM-1、VEGF水平及外周血EPC、CPC、CEC比例比较

注：与NDR患者比较，*P<0.05；与NPDR患者比较，#P<0.05。

2.3 不同DR分期者血清ICAM-1、VEGF水平与外周血EPC、CPC、CEC比例的关系 NDR患者血清ICAM-1水平与EPC、CPC、CEC比例无明显相关性(r分别为0.084、0.046、0.118，P均>0.05)，血清VEGF水平与EPC、CPC、CEC比例亦无明显相关性(r分别为0.029、0.248、0.264，P均>0.05)。

NPDR患者血清ICAM-1水平与EPC、CPC、CEC比例无明显相关性(r分别为0.163、0.039、0.120，P均>0.05)，血清VEGF水平与EPC、CPC、CEC比例亦无明显相关性(r分别为0.204、0.251、0.271，P均>0.05)。

PDR患者血清ICAM-1水平与EPC、CPC比例均呈负相关(r分别为-0.529、-0.427，P均<0.05)，与CEC比例均呈正相关(r=0.533，P<0.05)；血清VEGF水平与EPC、CPC比例均呈负相关(r分别为-0.437、-0.426，P均<0.05)，与CEC比例呈正相关(r=0.471，P<0.05)。

3 讨论

DR是糖尿病最常见的微血管并发症之一，据统计，在成人T2DM患者中，20%～40%可出现DR，8%伴有严重视力丧失，是导致糖尿病患者失明的重要原因[7]。DR的发病机制目前尚不十分清楚，普遍认为是高血糖、血流动力学障碍、蛋白质的非酶促糖基化、凝血机制异常、氧自由基形成异常及多种血管增殖因子等多种因素协同作用所致[8，9]。

DR的基本病理改变包括周细胞选择性丢失、基底膜增厚、微血管瘤形成、内皮细胞增殖、新生血管形成。一旦出现新生血管形成则标志着进入PDR期，引发不可逆的视网膜缺血、缺氧[10]。新生血管形成离不开VEGF的调节。VEGF作为内皮细胞的特异性丝裂原，也是已知最强的血管通透剂，不仅能够提高血管通透性，还能诱导血管内皮细胞增殖、迁移[11]。既往研究表明，正常生理状态下，VEGF在眼部组织处于低水平，而在DR大鼠眼部组织中VEGF表达明显上调[12]。推测VEGF可能通过促进新生血管形成而参与DR病情进展。近年研究证实，炎症反应亦参与DR内皮损伤机制[13]。白细胞是炎症反应的重要参与者，能够黏附于血管内皮。视网膜中的白细胞异常聚集可损伤血管内皮细胞，引起组织水肿、渗漏及无灌注区形成。20世纪初Wilson在利用海绵细胞作混合、分离试验时发现细胞具有选择、识别的作用，后经证实，这种细胞间的识别、黏附依赖于细胞表面的糖蛋白调控，即ICAM[14]。ICAM-1是ICAM家族成员之一，可介导炎性因子分泌，使白细胞附着在毛细血管内皮上，相互传递信号，继而引起血管内皮损伤[15]。由此推测，VEGF、ICAM-1可能参与DR的病理过程。

本研究结果发现，观察组血清ICAM-1、VEGF水平均高于对照组，且随着DR病情加重逐渐升高。糖尿病患者由于长期处于高糖状态，导致微血管功能障碍，引起组织细胞内供血、供氧不足，进而释放大量VEGF，VEGF以旁分泌或自分泌的形式发挥作用，不仅可加重视网膜组织缺血、缺氧等病理状态，还可促进血管增生，进一步破坏内皮功能[16]。ICAM-1能够通过影响血管内皮细胞的黏附作用，进而激活粒细胞跨内皮迁移，导致细胞毒性物质及大量细胞因子的急剧释放，引起内皮功能改变。李甜甜等[17]研究表明，DR大鼠经大麻素1受体拮抗剂AM251等缓解视网膜病变药物干预，可降低血清ICAM-1、VEGF水平。因此，血清ICAM-1、VEGF水平降低可能是对DR的保护机制之一。CEC、EPC、CPC等指标能够直接反映机体微血管内皮功能损伤。本研究观察组CEC比例高于对照组，EPC、CPC比例低于对照组，且随着DR病情加重CEC比例逐渐升高，EPC、CPC比例逐渐降低，与李开元等[18]报道基本一致。由此可见，微血管损伤不仅与糖尿病的发病有关，还与糖尿病并发症的病情程度有关。Pearson相关分析发现，PDR患者血清ICAM-1、VEGF水平与EPC、CPC比例均呈负相关关系，与CEC比例均呈正相关关系。由此推断，DR由NPDR向PDR过渡时，血清ICAM-1、VEGF水平急剧升高，可激活白细胞使其释放更多的活性物质，致使微血管损伤加剧，内皮修复功能受到抑制，大量新生血管形成，微血管通透性增加，DR病情加重。

综上所述，DR患者血清ICAM-1、VEGF水平明显升高，且水平升高与微血管损伤密切相关。因此，血清ICAM-1、VEGF水平能够为评价DR患者机体微血管损伤提供参考。