细胞间粘附分子-1水平与2型糖尿病肾病病变程度的关系

朱虹 刘铁奇

[摘要] 目的 探讨血清中细胞间粘附分子-1（Intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）的水平与2型糖尿病肾病（Diabetic nephropathy，DN）病变程度的关系。 方法 选择2017年4月～2019年1月在我院住院2型糖尿病及健康体检者共265例分为五组[对照组、非DN组、早期DN组、临床期DN组（肾功能正常）、临床期DN组（肾功能异常）]，观察各组ICAM-1与UAER的关系。 结果 1.DN各组ICAM-1明显增高，且随着DN病情的加重，ICAM-1水平逐渐升高（对照组：48.00±13.10 ng/mL;非DN组：203.02±30.55 ng/mL;早期DN组：400.32±55.78 ng/mL;临床期DN组（肾功能正常）：601.12±51.81 ng/mL;临床期DN组（肾功能异常）：863.71±36.44 ng/mL）。2.DN各组UAER均与ICAM-1呈正相关（早期DN组：UAER与ICAM-1的相关系数r=0.789，临床期DN组（肾功能正常）：UAER与ICAM-1的相关系数r=0.719，临床期DN组（肾功能异常）：UAER与ICAM-1的相关系数r=0.510）。 结论 ICAM-1与DN病变程度相关，可作为反映DN病情严重程度的参考指标，也可作为DN早期筛查的参考指标。

[关键词] ICAM-1;2型糖尿病;糖尿病肾病;尿白蛋白排泄率

[中图分类号] R587.2          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-9701（2020）12-0022-04

[Abstract] Objective To investigate the relationship between the level of intercellular adhesion molecule-1（ICAM-1） in serum and the degree of lesions of type 2 diabetic nephropathy（DN）. Methods A total of 265 hospitalized patients with type 2 diabetes and healthy subjects in our hospital from April 2017 to January 2019 were selected and divided into five groups [control group， non-DN group， early DN group， clinical stage DN group（normal renal function）， clinical stage DN group（abnormal renal function）]. The relationship between ICAM-1 and UAER in each group was observed. Results 1.ICAM-1 was increased significantly in each group of DN， and the level of ICAM-1 was gradually increased with the worsening of DN disease （control group： 48.00±13.10 ng/mL; non-DN group： 203.02±30.55 ng/mL; early DN group： 400.32±55.78 ng/mL;clinical stage DN group（normal renal function）： 601.12±51.81 ng/mL; clinical stage DN group（renal dysfunction）： 863.71±36.44 ng/mL）. 2.The UAER of each group of DN was positively correlated with ICAM-1（early DN group： the correlation coefficient of UAER and ICAM-1 was r=0.789; clinical stage DN group （normal renal function）： correlation coefficient between UAER and ICAM-1 was r=0.719; clinical stage DN group（renal dysfunction）： the correlation coefficient between UAER and ICAM-1 was r=0.510）. Conclusion ICAM-1 is related to the degree of DN lesions， and can be used as a reference index to reflect the severity of DN disease. It can also be used as a reference index for early screening of DN.

[Key words] ICAM-1; Type 2 diabetes; Diabetic nephropathy（DN）; Urinary albumin excretion rate

糖尿病（Diabetes mellitus，DM）作為最常见的代谢性疾病，是一种受环境和遗传因素影响的多因素性疾病，已经成为全球最昂贵的慢性疾病之一。糖尿病分类中2型糖尿病（Type 2 diabetes mellitus，T2DM）最为多见，目前全球患病人数约为4.25亿，预计2045年将达6.29亿。我国是全球糖尿病人数最多的国家，2017年糖尿病人数为1.14亿，预计到2045年将达1.5亿左右。随着科技的不断改进，糖尿病患者的生命明显延长，然而糖尿病的各种慢性并发症却明显增高，其中发病率较高的就是糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）。DN可累及约35%的1型和2型糖尿病患者。DN的病理改变最初为肾脏肥大、肾小球血流量增加，接着肾小球系膜细胞增殖、系膜细胞外基质增加、肾小球基底膜增厚，最后发展成为肾小球硬化。早期改变时病情可逆，如病情进展出现持续蛋白尿、肾功能改变发展为尿毒症被迫接受透析或肾移植治疗，就会给个人、家庭、国家带来沉重的负担。因此，寻求早期诊断和有效的治疗是当务之急。

近年来研究者发现，细胞因子对DN的作用[1]，其中细胞间粘附分子-1（Intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）较受关注，最近的研究表明炎症可能是DN的重要病理生理机制[1-2]。ICAM-1是炎症的标志物，ICAM-1与DN有着显著的联系[3]。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1入组标准  选择2017年4月～2019年1月在我院住院的2型糖尿病209例及健康体检者56例共265例分为五组，糖尿病肾病（DN）的分组按照Mogensen以尿白蛋白排泄率（UAER）作为分期标准[4]，肾功能异常组按照慢性肾衰竭分期标准，具体如下：对照组： 选56例健康体检者;非DN组（UAER<20 μg/min）56例，男29例，女27例;早期DN组（UAER 20～200 μg/min）56例，男28例，女28例;临床期DN组（肾功能正常）（UAER≥200 μg/min，44≤Cr<133 μmol/L）53例，男26例，女27例，;临床期DN组（肾功能异常）（UAER>200 μg/min，133≤Cr﹤180 μmol/L）44例，男24例，女20例。2型糖尿病及健康体检者对此次入选抽血检查情况均知情同意，并经过我院伦理委员会批准同意。

1.1.2 诊断标准  2型糖尿病患者的选择按照1999年WHO糖尿病专家委员会提出的诊断标准[5]：空腹血糖：指距离上次就餐至少8～10 h，没有热量摄入时监测血糖。如空腹血糖>7.0 mmol/L;任意时间血糖：指无论上一次就餐时间，随时随地可检测血糖，如>11.1 mmol/L;葡萄糖耐量试验：指患者服用75g葡萄糖后，再检测2 h血糖，如≥11.1 mmol/L 时，诊断为糖尿病。糖尿病症状+以上任意一个达到标准，可以诊断为糖尿病，如无症状常再重复一次检查，可确诊糖尿病。

1.1.3 排除标准  除外糖尿病急性并发症及1型、特殊类型及妊娠期糖尿病;除外可能引起肾功能异常的因素：急慢性肾炎，急性肾盂肾炎，肾盂积水，多囊肾，肾癌，肾结石;除外可能影响ICAM-1水平的因素：发热、糖尿病足、手术、外伤或其他感染等;除外可能引起UAER增加的原因：发热、运动、高血压、乳酸酸中毒和心功能不全等。

1.2 方法

1.2.1 酶联免疫吸附剂法测定血清ICAM-1  样品收集及保存：（1）血清：将每次收集到患者血液的试管，3000转离心10 min使血清和红细胞迅速小心分离。（2）保存：样本收集后按一次用量分装，冻存于-20℃。待收集齐患者标本后统一在室温下解冻并确保样品均匀地充分解冻。操作步骤及结果：（1）步骤：准备好试剂盒（ICAM-1、尿白蛋白、血糖、糖化血红蛋白、尿素氮、肌酐试剂盒均为德国罗氏诊断有限公司）、缓冲液及板条;设置标准品孔和样本孔;自动洗板机洗板;每孔加入底物A、B各50μL，充分摇匀，37℃避光孵育15 min;每孔加入终止液50 μL，充分摇匀，放入酶标仪中检测ICAM-1值。记录酶标仪自动计算的每个样本的ICAM-1值。

1.2.2 电化学发光法检测尿白蛋白  样品收集及保存：尿标本：嘱患者弃晨尿，喝500 mL水后，取随意尿，分装保存于-20℃的冰箱。待收集齐标本后统一在室温下解冻并确保样品均匀充分地解冻。操作步骤及结果：（1）分别将校准品、标本加20 μL，发光标记物加40 μL，荧光素标记物加40 μL，磁性微球溶液加20 μL，混匀，37℃温育15 min，上磁分离器分离4 min，倒去上清。（2）沿试管壁加工作洗液400 μL，静置60 s，倒去上清。（3）重复两次步骤。（4）直接上机测试。（5）记录化学发光测定仪自动地计算出的每一个标本尿白蛋白值，结果以μL/mL表示。

1.2.3 计算UAER  根据尿白蛋白浓度计算UAER的值，以 μg/min表示，计算方法为：UAER=（白蛋白尿浓度×尿量）/1440 min。

1.2.4 其他化验项目的检测  FPG、PBG、HbA1c及BUN、Cr的测定：使用ROCHE MODULAR P 分析仪及ROCHE配套试剂采用葡萄糖氧化酶法测定清晨FPG及PBG，采用动力学紫外法测定BUN及酶比色法测Cr，采用免疫抑制比浊法测定HbA1c的值。

1.3 观察指标

观察各组ICAM-1水平的变化及各组UAER、ICAM-1、FPG、2 hPG及HbA1c之间的相关性。

1.4 统计学方法

应用SPSS15.0软件包进行数据处理，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，多组间比较使用单因素方差分析（one-way ANOVA），两组间比较采用SNK，并做相关分析，应用Stepwise行回归分析，计数资料比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义，P<0.01为差异有高度统计学意义。

2 结果

2.1 各组患者FPG、PBG、HbA1c、UAER、BUN、Cr比较

各组间性别、年龄无统计学差异（P=0.989>0.05）;各组间FPG、2 hPG、HbA1c与对照组比较显著增高（P<0.01），非DN组、早期DN组、临床期DN组（肾功能正常）、临床期DN组（肾功能异常）之间无统计学差异（P>0.05）。各组间UAER比较：差异有统计学意义（P<0.01）。各组间BUN比较：与对照组比较，其余四组显著增高（P<0.01）;与非DN组比较，后三组显著增高（P<0.01）;与早期DN组比较，临床期DN组（肾功能正常）与其无统计学差异（P>0.05），临床期DN组（肾功能异常）比早期DN组显著增高（P<0.01）;与临床期DN组（肾功能正常）比较，临床期DN组（肾功能异常）显著增高（P<0.01）。各组间Cr比较：与对照组比较，其余四组显著増高（P<0.01）;与非DN组比较，早期DN组与其无统计学差异（P>0.05），临床期DN组（肾功能正常）、临床期DN组（肾功能异常）两组则较非DN组显著增高（P<0.01）;与早期DN组比较，后两组显著增高（P<0.01）;与临床期DN组（肾功能正常）比较，临床期DN组（肾功能異常）显著增高（P<0.01）。见表1。

2.2 各组ICAM-1水平的比较

五组间ICAM-1比较，有显著性差异（F=204.63，P=0.0001<0.01）。见表2。

2.3 各组UAER、ICAM-1、FPG、2 hPG及HbA1c之间的相关分析  

对照组：UAER与ICAM-1呈负相关（r=-0.274）。非DN组：UAER与ICAM-1、HbA1c呈正相关（r值分别为0.321、0.378）;ICAM-1与FPG、2 hPG、HbA1c呈正相关（r值分别为0.597、0.470、0.265）。早期DN组：UAER与ICAM-1呈正相关（r=0.789）。临床期DN组（肾功能正常）：UAER与ICAM-1、HbA1c呈正相关（r值分别为0.719、0.366）;ICAM-1与HbA1c呈正相关（r=0.280）。临床期DN组（肾功能异常）：UAER与ICAM-1、FPG、2 hPG及HbA1c呈正相关（r值分别为0.510、0.337、0.365、0.357），ICAM-1与HbA1c呈正相关（r=0.288）。见表3～4。

3 讨论

DN是糖尿病常见的微血管并发症，目前全球血液透析最常见的病因就是DN，这给世界各国都带来沉重的经济负担。然而早期DN是可逆转的，因此寻找一种早期的诊断指标一直是研究者和医疗工作者们的共同目标。

ICAM-1是一个跨膜糖蛋白分子的免疫球蛋白超家族，505个氨基酸长度，分子量取决于糖基化水平、细胞类型和环境之间的变化，介于80 KDa和114 kDa之间，是一个内源性抗氧化剂。在血管内皮细胞和白细胞中表达，其在稳定细胞间相互作用和促进白细胞内皮细胞调节及稳定白细胞相关的跨膜蛋白中起到重要作用[6]。ICAM-1在体内分布较广，但在血管内皮细胞表面表达最强，正常情况下血管内皮细胞不表达或轻微表达ICAM-1[7]。在正常肾脏中，ICAM-1以低水平表達在肾小球系膜细胞、血管内皮细胞、肾小管和间质细胞病理情况下，其在血管内皮细胞及其他细胞的表达明显升高，使白细胞与血管内皮细胞之间的粘附力增加;后者释放一些炎症介质与细胞因子，吸引更多的白细胞粘附于血管壁，起始了炎症反应，改变了局部的血流动力学环境;粘附聚集的白细胞释放氧自由基和蛋白水解酶，导致局部血管内皮细胞水肿变形，甚至坏死。在DN的发生发展过程中ICAM-1起着介导白细胞与内皮细胞粘附、促进血管硬化和肾小球硬化的作用[8]。Watanabe等[9]研究表明：激活ERK，p38和JNK的级联参与了糖尿病肾小球内皮细胞ICAM-1的表达。Ashcroft FM等[10]研究就表明：如ICAM-1的水平增高，可促进炎症介质释放，诱导白细胞迁移至肾脏小血管及系膜区，使DN病变加重。Chow FY等[11]研究结果表明：ICAM-1促进巨噬细胞在糖尿病肾病时的聚集，而巨噬细胞是2型糖尿病肾病肾功能损害和纤维化的关键介质，它能分泌可诱发促进肾损伤的各种因素（如一氧化氮、活性氧、IL-1、TNF-α、金属蛋白酶等），并得出结论：抑制ICAM-1在糖尿病大鼠肾脏中的表达，有可能减少巨噬细胞介导的损伤，延缓糖尿病肾病的进展。

本试验结果显示，DN患者的ICAM-1水平较健康对照组及糖尿病患者显著升高，DN肾功能异常组ICAM-1较肾功能正常组显著升高，表明ICAM-1在DN的发生发展过程中扮演了重要角色，并可产生持久影响。这与多项研究结果相同：Gu HF等[12]的研究显示：DN患者有ICAM-1基因表达，在蛋白尿逐渐增加的患者组中，血清ICAM-1水平亦逐渐增加。另有实验表明，抑制ICAM-1基因表达可能会改善DN的进展。Karimi Z等[13]的研究显示：微量白蛋白尿患者的ICAM-1高于没有蛋白尿的患者。Potra AR等[14]研究同样表明：ICAM-1水平在糖尿病肾病患者中升高，且与2型糖尿病患者蛋白尿预后相关。更多项的研究[15-16]表明，血清ICAM-1浓度还会影响糖尿病其他并发症的发生包括糖尿病周围神经病变、视网膜病变。

综上所述，ICAM-1与DN病变程度相关，可作为反映DN病情严重程度的参考指标，也可作为DN早期筛查的参考指标。ICAM-1的遗传多态性与2型糖尿病肾病的发生发展有关联，并可能成为一个最有用的预测指标。

[参考文献]

[1] Mehrmoosh Khodaeian，Samaneh Enayati，Ozra Tabatabaei-Malazy，et al.Association between genetic variants and diabetes mellitus in Iranian populations：A systematic review of observational studies[J].J Diabetes Res，2017， 2015：585-586.

[2] Gu HF，Ma J，Gu KT，et al.Association of intercellular adhesion molecule-1（ICAM-1） with diabetes and diabetic nephropathy[J].Front Endocrinol（Lausanne），2017，3：178-179.

[3] Abu Seman N，Anderstam B，Wan Mohamud WN，et al.Genetic，epigenetic and protein analyses of intercellular adhesion molecule-In Malaysian subjects with type 2 diabetes and diabetic nephropathy[J].J Diabetes Complications，2015，29（8）：1234-1235.

[4] 王海燕.腎脏病临床概览[M].北京：北京大学医学出版社，2009：292-293.

[5] 陆再英，钟南山.内科学[M].北京：人民卫生出版社，2008：778-779.

[6] Watanabe，Kenichi Shikata，Yasushi Shikata，et al.Involvement of MAPKs in ICAM-1 expression in glomerular endothelial cells in diabetic nephropathy[J].Acta Med Okayama，2018，65（4）：247-248.

[7] Tong F，Liu S，Yan B，et al.Quercetin nanoparticle complex attenuated diabetic nephropathy via regulating the expression level of ICAM-1 on endothelium[J].Int J Na-nomedicine，2017，12：7805-7806.

[8] Liu L，He D，Fang L，et al.Association between E469K polymorphism in the ICAM-1 gene and the risk of diabetic nephropathy：A meta-analysis[J].Lipids Health Dis，2018，17（1）：291-292.

[9] Watanabe，Kenichi Shikata，Yasushi Shikata，et al. Involvement of MAPKs in ICAM-1 expression in glomerular endothelial cells in diabetic nephropathy[J].Acta Med Okayama，2018，65（4）：255-257.

[10] Ashcroft FM，Rorsmanp.Diabetes mellitus and the β cell：the last ten years[J].Cell，2012，148（6）：1165-1168.

[11] Chow FY，Nikolic-Paterson  DJ，Ozols E，et al. Intercellular adhesion molecule-1 deficiency is protective against nephropathy in type 2 diabetic db/db mice[J].Jam Soc Nephrol，2005，16（6）：1715-1719.

[12] Gu HF，Ma J，Gu KT，et al.Association of intercellular adhesion molecule-1？（ICAM-1） with diabetes and diabetic nephropathy[J].Front Endocrinol（Lausanne），2012， 3（10）：179-182.

[13] Karimi Z，Kahe F，Jamil A，et al.Intercellular adhesion molecule-1 in diabetic patients with and without microalbuminuria[J].Diabetes Metab Syndr，2018，12（3）：365-367.

[14] Potra AR， Kacso IM， Bondor IC，et al.The predictive value of serum intercellular adhesion molecule 1 for the progression of diabetic kidney disease in type 2 diabetic patients[J].Rom Rev Lab Med，2013，21：399-403.

[15] Ryysy L，Yki-Jarvinen H.Improvement of glycemic control by 1 year of insulin therapy leads to a sustained decrease in sE-selectin concentrations in type 2 diabetes[J].Diabetes Care，2001，24：549-552.

[16] Ai H，Song HP.Different expression pattern of serum soluble intercellular adhesion molecules-1 and neutrophilic expression of CD18 in patients with diabetic retinopathy[J].Int J Ophthalmol，2012，5：200-202.

（收稿日期：2019-11-18）