血清总脂联素水平在正常体重到超重/肥胖、正常糖耐量到血糖调节受损及2型糖尿病疾病谱发展中的变化及其预测价值

李娜 李悦 黄新梅 吴跃跃 李晓雅 朱建萍 陶勇军 张小英 刘军

随着全球肥胖症和2型糖尿病(T2DM)的流行，营养过剩的脂肪毒性作用越来越受关注。明确调节代谢稳态的新型信号分子和途径，有利于探究防治肥胖症和其病理生理结果的药理学靶标。瘦素、脂联素(APN)等脂肪因子在能量代谢稳态中的保护作用是近年来的研究热点[1]。APN是由脂肪细胞分泌的脂肪细胞因子，为一种30 kDa的特异性蛋白,APN在体内以三聚体、六聚体和高分子量多聚体等结构形式存在，高分子量脂联素(HMW-APN)为其主要活性形式，总脂联素(tAPN)为各种结构形式APN的总称[2]。尽管相关研究表明，肥胖、胰岛素抵抗、T2DM啮齿动物和人类的血清APN显著降低，但APN水平的实际变化在血糖调节异常(IGR)到T2DM的动态发展过程中尚未得到很好的描述。因此，本研究探讨血清tAPN在正常体重(NW)到超重/肥胖(Ow/Ob)、正常糖耐量(NGT)到IGR及T2DM疾病谱发展中的变化及其对Ow/Ob和IGR/T2DM的预测价值。

对象与方法

1.对象：纳入2018年11月～2019年11月于复旦大学附属上海市第五人民医院内分泌科门诊和上海中医药大学附属吴泾社区卫生服务中心门诊就诊的Ow/Ob合并初发IGR/T2DM患者共60例，其中男26例，女34例，年龄38～84岁，平均年龄(63±10)岁。所有患者均符合2003年中国成人超重和肥胖症预防控制指南超重/肥胖诊断标准及1999年WHO糖尿病诊断标准。纳入同期于复旦大学附属上海市第五人民医院体检中心进行健康体检的糖耐量正常的健康志愿者110例，其中男67例，女43例，年龄35～76岁，平均年龄(52±9)岁。根据BMI、空腹血糖(FPG)及餐后2小时血糖(2h PG)水平将所有受试者分成为4组:正常体重正常糖耐量组(BMI<24 kg/m2，FPG<6.1 mml/L和2h PG<7.8 mml/L，NW-NGT组，60例)、超重/肥胖合并正常糖耐量组(BMI≥24.0 kg/m2或≥28.0 kg/m2，FPG<6.1 mml/L和2h PG<7.8 mml/L，Ow/Ob-NGT组，50例)、超重/肥胖合并血糖调节受损组(BMI≥24.0 kg/m2或≥28.0 kg/m2，6.1 mmol/L≤FPG<7.0 mmol/L和(或)7.8 mmol/L≤2h PG<11.1 mmol/L，Ow/Ob-IGR组，20例)和超重/肥胖合并2型糖尿病组(BMI≥24.0 kg/m2或≥28.0 kg/m2，FPG≥7.0 mmol/L和2h PG≥11.1 mmol/L，Ow/Ob-T2DM组，40例)。均排除贫血、肿瘤、近期感染、手术、严重肝肾疾病、甲状腺功能亢进症、既往有降糖药物服用史及特殊药物服用史等病例。本研究设计符合赫尔辛基宣言，经上海市第五人民医院伦理委员会审核批准，所有受试者均知情同意。

2.方法

(1)一般资料收集：收集所有受试者一般资料，包括既往史、用药史，测量收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、身高和体重，计算BMI。

(2)实验室检查：所有受试者禁食12 h后，于次日清晨8时行口服75 g无水葡萄糖耐量试验(OGTT)，测定FPG和2h PG。采用Roche Cobas 8000全自动生化分析仪测定ALT、FPG、2h PG、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和血清肌酐(Scr)；采用罗氏E602全自动电化学发光仪测定空腹胰岛素(FINS)水平。同时吸取部分血清冰冻于-80 ℃冰箱,采用酶联免疫吸附测定试验(ELISA)统一测定血清tAPN水平。采用稳态模型评估胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)，HOMA-IR=FPG(mmol/L)×FINS(mIU/L)/22.5；胰岛β细胞功能指数(HOMA-β)=20×FINS(mIU/L)/[FPG(mmol/L)-3.5]。

结 果

1.4组受试者一般资料和实验室检查结果比较：与NW-NGT组比较，Ow/Ob-IGR和Ow/Ob-T2DM组受试者的年龄、BMI、SBP、DBP、ALT、UA、TG、FPG、2h PG、HOMA-IR明显升高，而HDL-C、HOMA-β、tAPN明显降低(P<0.01)；Ow/Ob-NGT组受试者仅BMI、UA、TG明显高于NW-NGT组(P<0.05)，其余指标间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。与Ow/Ob-NGT组比较，Ow/Ob-IGR组和Ow/Ob-T2DM组受试者的年龄、TG、FPG、2h PG、HOMA-IR明显升高，Scr、HOMA-β明显降低(P<0.05)；Ow/Ob-T2DM组受试者的ALT、TC、FINS明显高于Ow/Ob-NGT组，tAPN显著低于Ow/Ob-NGT组(P<0.01)，而在Ow/Ob-IGR组和Ow/Ob-NGT组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。Ow/Ob-T2DM组受试者FPG、2h PG、HOMA-IR显著高于Ow/Ob-IGR组(P<0.05)。见表1。

表1 4组受试者一般临床资料和实验室检查结果比较[M(P25,P75)]

2.血清tAPN与代谢参数的相关分析：Spearman相关分析结果显示，血清tAPN水平与BMI(r=-0.344)、ALT(r=-0.260)、TG(r=-0.188)、FPG(r=-0.358)、2h PG(r=-0.324)、FINS(r=-0.393)、HOMA-IR(r=-0.450)均呈负相关，与HDL-C(r=0.294)呈正相关(P<0.05)，而与年龄、SBP、DBP、Scr、eGFR、UA、TC、LDL-C、HOMA-β均无明显相关性(P>0.05)。

3.血清tAPN对Ow/Ob发生的预测价值：血清tAPN水平预测Ow/Ob发生的ROC曲线下面积为0.682(敏感度为64.1%，特异度为64.0%)，最佳切点值为4.08 μg/ml(P<0.001)，见图1。

4.血清tAPN预测血糖异常的logistic回归分析和ROC曲线分析：将IGR和T2DM患者统一定义为血糖异常，以血糖异常与否为因变量，校正年龄、性别、BMI及FINS混杂因素，logistic回归分析结果显示，tAPN是血糖异常的独立保护因素(OR=0.726，P<0.01)，见表2。使用FPG、FINS、HOMA-IR及tAPN等指标来预既往研究结果表明，APN水平降低在人类T2DM、肥胖症和心血管疾病的发展中起重要作用。本研究结果发现，血清tAPN水平与BMI、ALT、TG、FPG、2h PG、FINS、HOMA-IR呈负相关，与HDL-C呈正相关。NGT人群从NW进展到Ow/Ob时，tAPN水平已开始下降，而Ow/Ob人群从NGT进展到T2DM时，tAPN水平进一步显著下降。当tAPN水平降低至4.08 μg/ml可预测Ow/Ob的发生，而进一步降至3.13 μg/ml时，可预测血糖异常的发生，反映了tAPN水平从单纯Ow/Ob发展到合并IGR/T2DM时的动态变化。

表2 血糖异常危险因素的logistic回归分析

测血糖异常的发生，ROC曲线下面积分别为0.979(敏感度92.7%，特异度95.6%)、0.722(敏感度61.8%，特异度78.4%)、0.873(敏感度78.2%，特异度87.6%)及0.708(敏感度64.3%，特异度72.2%)，最佳切点值分别为5.69 mmol/L、11.07 mIU/ml、2.70及3.13 μg/ml(P<0.001)，见图2。

既往研究结果表明，吸烟、年龄、肥胖、高血糖、高血脂和高血压是心血管代谢性疾病的独立危险因素[3]。本研究结果表明，血清tAPN水平与一系列心血管代谢性疾病相关的危险因素呈负相关，tAPN水平降低对Ow/Ob、NGT/T2DM具有预测价值，说明血清tAPN与Ow/Ob和T2DM的发生风险呈明显负相关性。低水平tAPN和HMW-APN可独立于性别和体重预示非酒精性脂肪肝的发展，且在女性中发生风险更高[4]。大量流行病学研究结果表明，低APN血症与高血压[5]、心力衰竭[6]及心肌梗死[7]等心血管疾病的风险更高相关。一项前瞻性病例队列研究结果表明，基线时T2DM患者血清tAPN水平明显低于非糖尿病患者(7.141 μg/ml比8.818 μg/ml，P<0.000 1)，对照受试者在随访期间的tAPN水平逐年下降，且早发T2DM患者下降幅度更大[8]。该研究基线数据与本研究结果一致，但该研究病例组与对照组基线的tAPN水平与本研究结果有所差异，可能与种族、人群和年龄对tAPN水平也有很大影响有关[9-10]。因此需要明确不同种族和人群的tAPN在T2DM发展中的变化，从而建立tAPN评估T2DM的诊断标准。此外，本研究结果未发现tAPN水平在患者年龄、性别之间差异有统计学意义，可能与纳入病例数较少有关。本研究结果显示，血清tAPN与HOMA-IR呈负相关，而与HOMA-β无明显相关性，表明tAPN与胰岛素敏感性呈正相关，而与胰岛素分泌功能无明显相关性，这与其他报道结果一致[8]。

大量研究结果表明，APN具有减重、改善胰岛素抵抗、抗肝组织纤维化、抗炎、降低血脂、促进能量消耗和心脏保护作用[11-12]。相关研究结果表明肝脏成纤维细胞生长因子(FGF21)依赖过氧化物酶增殖体激活受体γ(PPARγ)激活脂肪细胞中APN的转录和分泌[13]。APN主要通过结合其受体(AdipoR1、AdipoR2)介导一系列有益代谢作用，其机制可能为以下方面：(1)通过adipoR1活化腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)和过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)，减少肝脏脂肪生成并增加脂肪酸β-氧化作用[14]；(2)通过adipoR1激活肝激酶B(LKB)-AMPK通路，抑制固醇反应元件结合蛋白1C(SREBP1c)的表达而降低参与肝脏脂肪生成和胆固醇合成基因的表达；(3)通过独立于AMPK的信号通路增强与AdipoR1和AdipoR2相关神经酰胺酶活性和抗神经酰胺酶凋亡代谢产物鞘氨醇-1-磷酸酯的形成,促进肝脏神经酰胺分解代谢，从而改善胰岛素抵抗[15]；(4)血管周围脂肪组织中APN在体内外通过激活AMPK和AKT刺激血管生成，促进内皮细胞内内皮一氧化氮(NO)合成，增强内皮NO合酶(eNOS)磷酸化并降低氧化应激，从而改善内皮功能障碍，减少动脉粥样硬化病变区域[16-17]；(6)APN通过其结合伴侣T-钙黏着蛋白被募集到M2巨噬细胞表面，激活Akt促进细胞增殖，从而导致米色细胞活化和生热程序[18]。

以减重为目的对T2DM合并Ow/Ob患者进行强化生活方式干预，1年后患者体重减轻和健康状况的改善与APN变化显著相关[19]。在动物模型中，APN可增强胰岛素敏感性并维持良性脂肪组织扩张，减少异位脂质的沉积[20]。因此，APN替代疗法可能是防治肥胖相关代谢性疾病的有效策略。由于血清中APN水平很高及其生物学功能对翻译后修饰的要求，直接合成APN加工成人类可使用的药物非常困难，而增加内生APN浓度似乎成了可行方法，目前已报道某些药物可增加内生APN水平，如PPARγ激动剂(噻唑烷二酮类药物[21]、INT131[22-23])、活性合成小分子AdipoR激动剂(AdipoRon[24])、FGF21或其类似物[25]。因此，建立标准的APN浓度检测方法，明确APN对肥胖症和T2DM等代谢性疾病的诊断切点值，对于进一步给予增加内生APN浓度的药物治疗来防治代谢性和心血管疾病有重要意义。

本研究纳入人群是未服药治疗的初发IGR/T2DM患者，较好地排除了既往服用降糖药物治疗的干扰，结果发现tAPN对Ow/Ob和T2DM均有较高的预测价值。但是本研究未检测HMW-APN水平，由于HMW-APN是APN的主要活性形式，测定HMW-APN及其与tAPN比值在预测人类代谢性疾病方面可能具有更好的价值。此外，本研究人群样本量有限，还需进一步扩大样本量及开展多中心研究从而为APN可作为代谢性疾病的生物标志物提供更高的循证依据。