脂联素在妊娠早期预测妊娠期糖尿病的研究进展

李文昕，杜珍武，徐晓红*

(吉林大学第二医院 1.妇产科；2.骨科，吉林 长春130041)

妊娠期糖尿病(GDM)是指在妊娠期首次发生的高血糖，是一种常见且严重的妊娠期并发症。GDM可导致巨大儿、胎儿畸形、先兆子痫、胎死宫内、新生儿低血糖等严重并发症，甚至增加了母婴远期2型糖尿病、心血管疾病的发病率。因此早期发现、早期给予医学干预，可减少GDM导致的不良妊娠结局，具有重要的临床意义。现众多学者就GDM早期预测因子的研究取得了很多进展，其中脂联素(APN)是预测GDM发展的最佳生物标志物。本文就APN在妊娠早期预测GDM的最新国内外研究结果进行综述，旨在探究APN在早期预测GDM的应用。

1 GDM概述

正常妊娠女性在妊娠中晚期胰岛素敏感性下降，减少了肌肉和脂肪等组织对葡萄糖的摄取，此时胰腺β细胞会从功能(胰岛素分泌能力增加)和形态(β细胞数量增加)两方面进行适应性地改变，以维持血糖稳态[1-2]。正常孕妇于妊娠晚期出现胰岛素抵抗短暂性增加，母体通过脂解作用供能，以满足胎儿日益增长的能量需求[1]。而GDM患者的胰腺β细胞不能对增加的胰岛素需求做出充分的适应性改变，最终导致不同程度的高血糖[3]。由国际糖尿病与妊娠研究组(IADPSG)提出的GDM诊断标准是国际最常用的诊断标准，即妊娠24-28周行75 g口服葡萄糖耐量试验(OGTT)[4]。研究发现在GDM患者诊断之前，胎儿在妊娠20周已经出现过度生长的现象[5]，而降低高血糖引起的胎儿过度生长的医学干预应于妊娠24周之前进行[6]。现早期预测GDM的生物标志物有：空腹血糖、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、瘦素、APN等[7]，其中APN用于早期预测GDM的研究近几年取得了一定的进展，本文就APN及其受体、APN调控和APN与GDM的相互联系三方面的研究进行综述。

2 APN及其受体

2.1 APN

APN又称Acrp30，GBP28，AdipoQ和apM1，主要是由脂肪细胞分泌的一种血浆蛋白，胎盘合体滋养层细胞可少量分泌[8-9]。人APN是由244个氨基酸组成，约占血浆总蛋白的0.01%-0.05%，具有四个不同的功能域：氨基端信号序列、可变域、胶样域和羧基端球状域[10]。APN基因经转录翻译形成单体蛋白后，经修饰呈不同的多聚体：低分子量(LMW)三聚体、中分子量(MMW)六聚体以及4-6个三聚体合成的高分子量(HMW)聚合体[11]。APN单体经羟基化和糖基化、球状域疏水相互作用形成三聚体，三聚体通过二硫键形成多聚体，其中可变域的半胱氨酸残基是三聚体形成多聚体的关键[12]。APN在血液循环中以两种不同形式存在：全长型和球状APN。全长型APN主要以LMW、MMW和HMW形式存在，而球状APN是经白细胞弹性蛋白酶在胶样域裂解APN形成的球状片段，仍具有生物活性[13]。

2.2 APN受体

APN通过结合特异性受体发挥抗炎、抗动脉粥样硬化和胰岛素增敏等作用。其受体有三种：AdipoR1、AdipoR2和T-钙粘蛋白受体(T-cadherin)。AdipoR具有7次跨膜结构，7次跨膜螺旋结构以顺时针方向包围成一个空腔，具有G蛋白偶联受体相反的跨膜拓扑结构和功能，属于PAQR家族[10]。AdipoR1结构分为以下4个区域：胞内N-末端区、细胞内螺旋区、7TM结构域和胞外C-末端区。AdipoR2结构与AdipoR1极为相似。AdipoR1在骨骼肌中表达较多，对球状APN有较高亲和力，对全长型APN有较低亲和力；而AdipoR2主要局限在肝脏，对全长型和球状APN有同等亲和力[12]。T-cadherin表达于内皮细胞和平滑肌细胞，没有跨膜结构，通过糖基化磷脂酰肌醇锚定在质膜上的胞外蛋白，与HMW和MMW结合[14]。

3 APN调控

AdipoR的7TM结构域有位于细胞膜内层的锌离子结合位点，APN结合于此，从而启动许多靶组织(包括肝脏、骨骼肌等)中一系列下游信号事件[12]，最终促进骨骼肌葡萄糖摄取、脂肪酸氧化，抑制肝脏糖异生及炎症等，最终改善胰岛素敏感性[15]。APN与T-cadherin结合，促进细胞迁移和增殖[15]。

3.1 AMP激活的蛋白激酶(AMPK)信号通路

APPL1是APN作用机制中起重要作用的接头蛋白，在AMPK通路中尤为重要。当APN作用于AdipoR时，APPL1通过其羧基末端与AdipoR的胞内结构结合。磷酸化的APPL1通过激活蛋白磷酸酶2A(PP2A)和失活蛋白激酶Cζ(PKCζ)介导AMPK的激活，增强脂肪酸氧化和抑制糖异生，改善胰岛素抵抗[16]。

3.2 过氧化物增殖体激活受体-α(PPAR-α)及其他信号通路

APN通过AMPK磷酸化，激活PPAR-α后上调乙酰辅酶A氧化酶(ACO)、解偶联蛋白(UCP)等分子，增加能量消耗和脂肪酸氧化[17]。APN作用于受体后，磷酸化APPL1可与胰岛素受体底物蛋白1/2(IRS 1/2)形成复合物，继而与胰岛素受体(IR)胞内结构域结合，增强胰岛素信号通路(PI3K-Akt信号通路)，降低血糖[15]。APN还可通过STAT3、JNK及MAPK等通路，发挥糖脂代谢作用，增强胰岛素的敏感性。

4 APN与GDM的相互联系

4.1 APN与GDM发展的相关性

经研究发现，正常妊娠孕妇出现生理性胰岛素抵抗状态时伴随APN下降是正常生理过程[18]，而GDM患者在妊娠晚期APN水平明显低于正常妊娠妇女(P<0.05)[19-21]。因此，妊娠晚期低APN水平与GDM有显著相关性。

在前瞻性实验中，GDM组在妊娠早期APN水平显著低于正常糖耐量(NGT)组(P<0.05)，表明妊娠早期APN水平降低与随后GDM的发展具有显著相关性[18,22-24]。虽然GDM的发展也会受到其他因素的影响，其中最为显著的影响因子是孕前超重或肥胖[25]，但在调节孕前体质指数(BMI)等混杂因素后，发现APN降低与妊娠晚期GDM的发展仍具显著统计学意义[26-27]。Corcoran[28]等对孕周<15周具有GDM高危因素的孕妇进行前瞻性研究发现，APN<8.9 mμg/ml时，GDM发生的比值比(OR)=3.3，表明低APN水平是GDM发展的强危险因素。

同时研究[18]还发现GDM组在妊娠12周、24周所测的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)分别与NGT组相比，HOMA-IR水平升高具有显著差异(P<0.001)，表明GDM患者在妊娠12周时已经出现了一定程度的胰岛素抵抗，且妊娠晚期出现更为明显的胰岛素抵抗。在妊娠12周胰岛素抵抗存在的情况下，APN发生显著下降。因此，APN水平可以反映胰岛素抵抗状态。

APN与GDM的发展有很强的相关性，孕妇血APN下降可反映胰岛素抵抗，将APN作为妊娠晚期GDM发展的独立预测因子具有重要的临床意义，可以帮助临床医生早期筛查GDM。

4.2 APN在早期预测GDM的价值

WilliamsW[29]等在探究妊娠早期血浆APN浓度与随后GDM发生风险的关系中，发现在调整孕妇年龄、糖尿病史以及BMI等因素后，妊娠早期APN<6.4 μg/ml时，孕妇发生GDM的风险增加了3.2倍；同时发现APN每下降1 μg/ml，发生GDM风险增加了20%。

Madhu[22]等通过接收者操作特征曲线(ROC)，发现妊娠11-13周孕妇血清APN cut-off值为9.10 μg/ml时，APN预测GDM发生的特异度为95.6%，灵敏度为100%。

Yuan[30]等通过ROC，发现当妊娠16-18周孕妇血清APN cut-off值为9.93 μg/ml时，曲线下面积(AUC)为0.751。APN预测GDM发生的特异度为65.1%，灵敏度为80.7%。该研究者进一步分析，纤维胶凝蛋白-3(Ficolin-3)/APN cut-off值为1.06时，AUC为0.968。Ficolin-3/APN比值预测GDM发生的特异度为96.5%，灵敏度为90.9%。表明Ficolin-3/APN同样可作为妊娠期糖尿病的早期预测和筛查的有效手段。

通过上述实验数据，欲确定预测妊娠晚期GDM发展风险的妊娠早期APN浓度的临床阈值是极其困难的，因为样本量小，缺乏临床大数据分析，各个研究设计思路不同，血样本采集时间以及检测技术不同等。同时，APN与其他生物因子(如：Ficolin-3、TNF-α、瘦素等)相结合预测GDM发展是否可以达到1+1>2的性能，因缺乏大量研究支持而无法确定。

4.3 APN在GDM妊娠引起的糖尿病发生的机制

GDM的特点是炎症的放大[31]，使得一些促炎因子分泌增多，而TNF-α等可以抑制脂肪细胞APN的转录，这可能是GDM患者血APN降低的原因[32]。而APN如何参与GDM发展的过程中尚未明确。

Qiao等将妊娠期APN基因敲除(Adipoq-/-)小鼠与未孕Adipoq-/-小鼠相比，妊娠期Adipoq-/-小鼠在妊娠晚期自发出现糖耐量异常和高脂血症，表明了妊娠状态诱导Adipoq-/-小鼠出现GDM[33]。Qiao等又将Adipoq-/-小鼠与野生型小鼠进行对照实验，发现Adipoq-/-组小鼠血胰岛素浓度与胰腺β细胞增殖显著低于对照组。进一步研究发现，Adipoq-/-组小鼠由于APN缺乏，使胎盘催乳素基因表达显著降低，胰岛STAT5磷酸化降低，抑制了胰腺β细胞增殖。上述实验表明了低APN血症在GDM中的病因作用，但由于借助动物模型的原因，仍需大量研究验证其在人类中有同样的调节机制[34]。明确致病机制对于未来GDM的筛查、诊治都具有重要临床意义。

5 结语

早期筛查GDM并给予早期临床干预对改善母儿不良妊娠结局尤为重要。APN是预测GDM发展的最佳生物标志物，这为临床早期筛选GDM患者以及改善其不良妊娠结局提供了机遇与挑战。应用妊娠早期APN浓度预测GDM发生尚未应用于临床，主要因为大量临床验证实验以及致病机理的缺乏，使得分析其对预测GDM的敏感性、特异性和准确性未达到统一。未来的研究方向应更侧重于APN在早期预防GDM的应用及其在GDM发病机制的研究，希望通过更高质量的临床研究可以将APN等生化指标更好地用于GDM的早期预测，早期发现胰岛素抵抗的征象。