STK11遗传多态性对二甲双胍治疗2型糖尿病疗效的影响

张景旺，任鹤民，张志琴，薛 磊

(1 鹤壁市人民医院药学部，鹤壁 458030；2 河南大学淮河医院内分泌科，开封 475000)

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)作为全球常见慢性非传染性疾病，是威胁我国公共健康的因素之一[1]。随着现代生活方式的变化和肥胖人数的增加，糖尿病发病率逐年升高，预防和治疗T2DM已成为迫切需要解决的公共卫生问题[2]。临床上对于T2DM患者的治疗主要为生活方式干预及药物治疗，指南推荐首选药物为二甲双胍。二甲双胍作为降糖药物，虽不会显著降低体重，但能有效降低血脂、血糖，减少心血管疾病的发病率[3]。已有研究指出[4]，二甲双胍的临床疗效与多种因素相关，包括机体自身因素、药物间相互作用、药物剂型、遗传因素等。基因是决定药物代谢酶、药物转运蛋白和受体活性及功能表达的结构基础，因此考虑药物的吸收、转运、分布、代谢等与基因多样性相关[5]。丝氨酸-苏氨酸激酶(STK11)作用于腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)，进而调节血糖和血脂，因此推测STK11的基因多态性可能会影响T2DM患者的临床疗效[6]。本研究对其进行了探究，以期为后期临床治疗提供参考。现分析报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年7月～2017年12月期间本院收治的400例T2DM患者为糖尿病组，400例患者中94例患者治疗期间仅接受二甲双胍治疗，设为观察组。其中32例患者经治疗HbA1c水平降低值超过基线的0.5%以上设为应答组，其余62例患者设为无应答组。选取同期本院收治的200例健康志愿者为健康组。糖尿病组患者中，男性245例，女性155例；病程(5.96±2.43)年；治疗时间为3个月至12年，平均(3.89±1.56)年。健康组中，男性111例，女性89例。

纳入标准：① 经临床诊断为T2DM患者；② 年龄≥18周岁；③ 自愿参加本项研究，并已签署知情同意书。

排除标准：① 合并恶性肿瘤、卒中、心肌梗死、脑梗死等疾病者；② 合并严重脏器功能障碍患者；③ 合并免疫系统疾病者；④ 存在呕吐脱水、消化道出血、严重感染性疾病者；⑤ 存在严重的精神疾病或认知功能障碍者。

1.2 临床特征

记录并比较患者的性别、年龄、体质量指数(body mass index，BMI)。抽取患者静脉血5 ml，离心取上层血清，使用全自动生化分析仪检测患者的空腹血糖(FBG)、餐后血糖(PBG)、胰岛素(INS)、C肽(CPO)、餐后C肽(PCPO)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL)水平。抽静脉血后，采取高压液相离子交换层析法分离测定糖化血红蛋白。

1.3 DNA分离和基因分型

使用EDTA抗凝管收集研究对象静脉血3 ml，操作根据Wizard基因组DNA纯化试剂盒(Promega，Madison，USA)流程。从外周血白细胞提取基因组DNA，并于-20 ℃存储样品。使用高通量MALDI-TOF技术对样本进行基因分型，STK11rs2075604的PCR引物是ACGTTGGATGAAGGAGACGGGAAGAGGAG(正义链)and ACGTTGGATGATATATCCTTTCCGGTGTT(反义链)，PCR产物通过MassARRAY分析仪4.0(Sequenom Inc.)进行测序。

1.4 观察指标

比较糖尿病组患者与健康组基线及治疗前后的临床特征与基因型和等位基因频率分布；比较应答组和无应答组患者的临床特征，并分析STK11rs2075604基因多态性和二甲双胍的治疗效果。

1.5 统计学方法

采用SPSS 20.0统计软件进行数据分析。计量数据采用t检验，计数数据采用χ2检验。P<0.05表示有统计学差异。

2 结果

2.1 糖尿病组与健康组临床特征比较

糖尿病组与健康组的性别、年龄、TC、TG和LDL水平比较差异无统计学意义(P>0.05)；糖尿病组患者的BMI、HbA1c、FBG、PBG、INS水平高于健康组，CPO、PCPO、HDL水平低于健康组，差异具有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 糖尿病组与健康组临床特征比较

BMI:体质量指数;HbA1c:糖化血红蛋白;FBG:空腹血糖;PBG:餐后血糖;INS:胰岛素;CPO:C肽;PCPO:餐后C肽;TC:总胆固醇;TG:甘油三酯;LDL:低密度脂蛋白胆固醇;HDL:高密度脂蛋白胆固醇

2.2 糖尿病组与健康组基因型和等位基因频率分布比较

糖尿病组与健康组人群均符合Hardy-Weinberg平衡，两组患者的基因型频率和等位基因频率比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 糖尿病组与健康组基因型和等位基因频率分布比较 n(%)

2.3 应答组与无应答组临床特征比较

应答组与无应答组患者的性别、年龄、BMI、二甲双胍剂量、二甲双胍治疗后FBG和PBG水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。应答组患者基线HbA1c、FBG和PBG水平低于无应答组患者，二甲双胍治疗后HbA1c水平低于无应答组，且应答组患者治疗前后的FBG和PBG变化均低于无应答组，HbA1c治疗前后的变化低于无应答组，差异具有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 应答组与无应答组临床特征比较

2.4 STK11 rs2075604基因多态性和二甲双胍的疗效

根据年龄、性别和体重指数进行调整后，STK11rs2075604多态性对二甲双胍的疗效有显著影响，TK11rs2075604GT携带者的二甲双胍疗效优于无应答组，T等位基因者二甲双胍疗效更好(P<0.05)。使用STK11rs2075604GG基因型作为参照，GT/TT基因型与二甲双胍的疗效显著相关(P<0.05)。隐性模型中，GT/TT基因型与TT基因型没有显著差异。见表4。

表4 STK11 rs2075604基因多态性和二甲双胍的治疗效果 n(%)

3 讨论

糖尿病作为世界上最常见的慢性疾病，尽管临床上治疗方法众多，但仍然对患者的生活产生严重影响。二甲双胍作为临床中治疗T2DM的首选药物，其临床疗效也与多种因素相关[7]。STK11基因全长23 kb，包含11个内含子和10个外显子，mRNA全长2.4 kb，由433个氨基酸构成蛋白，分子量为 48 kDa[8]。SKT11基因编码蛋白LKB1在胚胎组织和成人中广泛表达，主要存在于骨骼肌、睾丸、胰腺和肝脏内。本研究发现STK11rs2075604基因多态性与二甲双胍治疗T2DM患者的疗效有一定相关性。

胰岛β细胞内TG和脂肪酸聚集能够产生脂毒性，进而抑制细胞对葡萄糖诱导的胰岛素分泌过程。SKT11可抑制脂肪酸合成酶和内源性胆固醇调节元件结合蛋白1C的编码基因表达，因此逆转基因过度表达，造成TG堆积，进而降低脂毒性对胰岛β细胞的损害[9]。因此，SKT11编码蛋白LKB1可激活AMPK，进而缓解脂毒性，抑制胰岛β细胞凋亡，改善β细胞功能[10]。同时在内源性胆固醇调节元件结合蛋白1C过表达的β细胞脂毒性模型中，LKB1-AMPK表达上调能促进脂肪酸合成的限速酶乙酰辅酶A羧化酶磷酸化，进而抑制酶活性，降低脂肪酸的合成量，增加游离脂肪酸(free fatty acid，FFA)的氧化，改善葡萄糖对胰岛素分泌过程的调节[11]。LKB1与β细胞形态有一定相关性，β细胞数量与胰岛素含量增大，胰岛素释放增多，而β细胞内线粒体功能和形态发生变化，这说明LKB1能维持胰岛β细胞的线粒体和糖代谢稳定[12]。提示LKB1-AMPK通路能够调节胰岛α细胞，血糖变化能够调节LKB1-AMPK通路，促进释放胰升血糖素。本研究结果显示，应答组患者基线HbA1c、FBG和PBG水平低于无应答组患者，二甲双胍治疗后HbA1c水平低于无应答组，且应答组患者FBG和PBG水平平均变化均低于无应答组，HbA1c水平平均变化高于无应答组，差异具有统计学意义(P<0.05)。根据年龄、性别和体重指数进行调整后，STK11rs2075604多态性对二甲双胍的疗效有显著影响，TK11rs2075604GT携带者使用二甲双胍的疗效优于无应答组，T等位基因者的二甲双胍疗效更好(P<0.05)。这是由于患者肌肉组织中LKB1-AMPK被激活后，TG和脂肪酸合成量降低，脂肪酸氧化增多，所摄取葡萄糖量增加。肝脏组织中LKB1-AMPK被激活后，葡萄糖-6-磷酸酶下调，降低了肝糖输出量[13]。已有研究指出[14]，在胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)大鼠模型中，上调LKB1-AMPK通路能降低FFA和TG水平，增加高密度脂蛋白胆固醇含量，提示STK11能改善IR。本研究仍存在一些缺陷。首先，二甲双胍的疗效差异可能与多种遗传因素相关。其他基因、单核苷酸多态性(SNPs)、患者生活环境不同等因素或许也会对二甲双胍的临床疗效产生影响。其次，虽然二甲双胍的剂量并没有明显差异，但由于安全性和医学原因，二甲双胍剂量不同可能会影响HbA1c水平的变化。最后，本研究样本量有限，研究样本容量越大，越能验证STK11rs2075604对更广泛人群的疗效。

综上所述，STK11rs2075604多态性会影响二甲双胍治疗T2DM患者的临床疗效，主要与其T等位基因相关，GT+TT基因型比GG基因型对减少HbA1c的作用更显著。