合并2型糖尿病对椎间盘退变患者血清半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9、B细胞淋巴瘤2表达水平的影响及其临床意义▲

臧燕伟 姚明言 史鹏鹏

(河北省保定市第一中心医院1 影像三科，2 内分泌二科，3 门诊部，保定市 071000，电子邮箱：zyw110518@163.com)

椎间盘退变是引起中老年人群腰腿疼痛的主要原因之一，且随人口老龄化的加快，椎间盘退变发生率逐年增加[1]。炎症反应、代谢异常等均可引起椎间盘退变[2]，研究发现，糖尿病引发的微血管病变可引起椎体骨质过早过快退化、骨质增生及疏松改变、椎体骨缘及小关节增生肥大、关节间隙变窄等，促进腰椎退行性病变发生发展[3]。有研究报告，腰椎间盘突出症患者血清半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)表达上调，其可通过参与细胞凋亡过程影响疾病进展[4]。B细胞淋巴瘤2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)基因在腰椎间盘突出症患者髓核组织中低表达，且与退变程度呈负相关[5]。由于Bcl-2/Caspase-9凋亡通路在调控肿瘤细胞凋亡机制中发挥关键作用[6]，且Bcl-2、Caspase-9均与血管内皮细胞功能变化有关[7-8]。本研究探讨合并2型糖尿病的椎间盘退变患者Bcl-2、Caspase-9的表达情况及其与椎间盘退变程度的相关性。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2017年12月至2019年12月因腰腿痛于本院门诊就诊的343例患者作为研究对象，其中男性173例，女性170例，年龄45～65(53.16±6.02)岁。纳入标准：(1)经MRI检查确诊为腰椎间盘退变[9]；(2)临床资料完整。排除标准：(1)合并腰椎外伤、腰椎感染、先天畸形等；(2)合并恶性肿瘤；(3)合并严重肝肾功能障碍疾病。根据患者入组时是否患有2型糖尿病分为2型糖尿病组216例，非2型糖尿病组127例，其中2型糖尿病的诊断标准根据中华医学会糖尿病学分会制定的相关标准[10]进行诊断。两组患者的性别、年龄、体质指数及吸烟者比例、饮酒者比例、高血压史者比例差异均无统计学意义(均P>0.05)。本研究经本院医学伦理委员会批准同意，所有患者均对本研究知情同意并签署知情同意书。

表1 两组患者一般资料的比较

1.2 方法

1.2.1 收集资料：收集受试者就诊时的年龄、体质指数、吸烟、饮酒、高血压史等一般资料。吸烟指吸烟≥1支/d，且连续吸烟≥6个月[11]；饮酒指饮白酒≥50 g/次或啤酒≥500 mL/次，≥4次/周，且饮酒史≥12个月[12]；高血压判定标准：未使用降压药物的情况下，非同日3次测量诊室血压，收缩压≥140 mmHg和(或)舒张压≥90 mmHg，即可诊断为高血压，收缩压≥140 mmHg和舒张压<90 mmHg为单纯性收缩期高血压[13]。

1.2.2 影像学检查：所有受试者均采用超导磁共振成像系统(型号：Signa 1.5T Infinity，美国GE公司)行腰椎MRI检查。并采用Pfirrmann分级系统分别对L1/2、L2/3、L3/4、L4/5、L5/S1节段腰椎间盘退变程度进行分级[14]，1～5级分别计1～5分。

1.2.3 血清Caspase-9、Bcl-2及炎性因子表达水平的检测：所有受试者均于就诊时抽取外周静脉血5 mL，4℃下1 500 r/min离心15 min，分离血清并于-80℃保存。6个月内采用酶联免疫吸附法检测血清Caspase-9、Bcl-2、白细胞介素(interleukin-6，IL)-6、IL-18、C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)表达水平，试剂盒购自Abcam公司(货号：ab119508、ab202411、ab178013、ab215539、ab99995)，严格按照试剂盒说明书进行操作。

1.3 统计学分析 采用SPSS 23.0软件进行统计学分析。计量资料以(x±s)表示，组间比较采用成组设计t检验或t′检验；计数资料以例数(百分比)表示，组间比较采用χ2检验；采用Pearson法进行相关性分析。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 2型糖尿病合并椎间盘退变患者MRI图像 2型糖尿病合并椎间盘退变患者出现脊椎骨髓脂肪化、多个椎体上缘许莫氏结节等椎间盘退变病变，见图1。非糖尿病椎间盘退变患者MRI影像学显示T2WI呈点状、条状高信号影，纤维化存在部分破裂或完全破裂现象，见图2。

图1 2型糖尿病合并椎间盘退变患者MRI图像

图2 非2型糖尿病椎间盘退变患者MRI图像

2.2 两组患者椎间盘退变程度Pfirrmann评分的比较 2型糖尿病组患者L1/2、L2/3、L3/4、L4/5、L5/S1节段椎间盘的Pfirrmann评分均高于非2型糖尿病组(均P<0.05)。见表2。

表2 两组患者椎间盘Pfirrmann评分比较(x±s，分)

2.3 两组患者血清Caspase-9、Bcl-2及炎性因子水平的比较 2型糖尿病组患者血清Caspase-9、IL-6、IL-18、CRP水平均高于非2型糖尿病组，血清Bcl-2水平低于非2型糖尿病组(均P<0.05)。见表3。

表3 两组患者血清Caspase-9、Bcl-2及炎性因子水平的比较(x±s)

2.4 2型糖尿病合并椎间盘退变患者血清Caspase-9、Bcl-2水平与椎间盘Pfirrmann评分的相关性 2型糖尿病合并椎间盘退变患者血清Caspase-9水平与L1/2、L2/3、L3/4、L4/5、L5/S1节段椎间盘Pfirrmann评分呈正相关，血清Bcl-2水平与L1/2、L2/3、L3/4、L4/5、L5/S1节段椎间盘Pfirrmann评分呈负相关(P<0.05)。见表4。

表4 2型糖尿病合并椎间盘退变患者血清Caspase-9、Bcl-2水平与椎间盘Pfirrmann评分的相关性

2.5 两组患者血清Caspase-9与Bcl-2水平的相关性 2型糖尿病合并椎间盘退变患者及单纯椎间盘退变患者的血清Caspase-9水平与Bcl-2水平均呈负相关(r=-0.356，P<0.001；r=-0.332，P<0.001)。

3 讨 论

椎间盘退变可引起颈部、腰部、腿部麻木和疼痛，是椎间盘突出的发病基础，严重影响中老年人生活质量。纤维环破裂导致髓核突出后免疫反应和炎症反应异常激活并引起血循环障碍是椎间盘退变发生的重要机制[15]。有研究表明，椎体软骨终板细胞凋亡可以促进纤维环完全纤维化及核髓消失，从而导致椎间盘退变的发生[16]。

黏多糖是椎间盘的主要组成分之一，糖代谢紊乱会使腰椎退行性病变患者椎间盘的退变加重并导致纤维环出现裂隙，影响椎间盘的稳定性和载荷，加速椎间盘破裂和椎间盘突出的发生[17]。有研究报告，糖尿病患者的内质网可应激诱导细胞凋亡增加，该过程不仅能加重糖尿病患者血管病变，还能促进椎间盘相关细胞凋亡[18]。本研究结果显示，2型糖尿病组患者L1/2、L2/3、L3/4、L4/5、L5/S1节段椎间盘Pfirrmann评分均高于非2型糖尿病组患者(均P<0.05)，提示合并糖尿病可能加重椎间盘退变病变程度。

Caspase-9是一种细胞凋亡调控蛋白，在启动细胞凋亡机制中发挥重要作用。有研究发现，膝骨关节炎大鼠Caspase-9表达上调，与软骨细胞凋亡增加有关[19]。Caspase-9也被证实在激素性股骨头缺血坏死新西兰大耳白兔模型中高表达，并可通过促进骨细胞凋亡影响疾病进展[20]。Tang等[21]研究表明，椎间盘退变中氧化应激反应的增加可诱导Caspase-9表达上调，促进IL-6等炎症介质表达，加速软骨细胞凋亡，从而引起椎间盘退变。本研究结果显示，2型糖尿病组患者血清Caspase-9水平及IL-6、IL-18、CRP等炎症因子水平均高于非糖尿病组，且2型糖尿病合并椎间盘退变患者血清Caspase-9水平与L1/2、L2/3、L3/4、L4/5、L5/S1节段椎间盘Pfirrmann评分均呈正相关(均P<0.05)。这提示2型糖尿病合并椎间盘退变患者存在较强的炎症反应，其可能是促进椎间盘退变的因素之一；Caspase-9水平的升高可以促进炎症因子的表达，从而进一步促进椎间盘退变，该过程可能与Caspase-9参与内质网应激介导的细胞凋亡有关[22]；Caspase-9水平可能可以反映2型糖尿病患者椎间盘退变的程度。

Bcl-2是一种凋亡相关调控蛋白，可通过作用于线粒体，在抑制细胞凋亡机制中发挥重要作用，但其可能在自身免疫性疾病、神经退行性疾病和肿瘤等疾病中表达缺失。研究表明，绝经后骨质疏松症患者血清Bcl-2表达水平下调，与腰椎骨密度呈正相关[23]。Bcl-2还可增强骨髓间充质干细胞在缺氧环境中的抗凋亡能力，在椎间盘退行性病变的治疗中有重要的指导意义[24-25]。Bcl-2表达下调可诱导髓核细胞及软骨终板源性干细胞凋亡，促进椎间盘退变的发生及进展[26-27]。有研究显示，高糖可降低Bcl-2蛋白表达，与血管内皮功能障碍有关[28]。本研究结果显示，与单纯椎间盘退变患者相比，2型糖尿病组患者的血清Bcl-2水平降低，且血清Bcl-2水平与L1/2、L2/3、L3/4、L4/5、L5/S1节段椎间盘Pfirrmann评分均呈负相关(均P<0.05)，提示Bcl-2低表达可能与2型糖尿病患者椎间盘退变有关。有研究报告，Bcl-2可通过调节钙代谢影响内质网启动细胞凋亡[29]，当其表达降低时，内质网可诱导细胞凋亡，这可能是2型糖尿病合并椎间盘退变患者椎间盘退变程度更重的原因之一。

有研究发现，Bcl-2可通过抑制Caspases蛋白表达、细胞色素C释放等在疾病进展中起抗细胞凋亡作用[30]。母胶质瘤细胞中Caspase-9的表达下调，与肿瘤细胞凋亡受到抑制有关[31]，而乳腺癌患者的核因子κB/Bcl-2/Caspase-9通路可调控肿瘤细胞凋亡进程[5]，表明Bcl-2与Caspase-9在细胞凋亡进程中分别发挥抗凋亡作用和促凋亡作用。本研究结果显示，两组患者的血清Caspase-9水平与Bcl-2水平均呈负相关(均P<0.05)，提示Bcl-2下调可能靶向诱导Caspase-9高表达，两者共同诱导髓核、软骨细胞凋亡。

综上所述，合并2型糖尿病的椎间盘退变患者血清Caspase-9水平升高、Bcl-2水平降低，二者的表达水平与椎间盘退变程度有关，可能共同调节细胞凋亡，从而加重椎间盘退变的程度。但本研究仅分析合并2型糖尿病对椎间盘退变患者Caspase-9、Bcl-2的表达水平影响，二者与细胞凋亡及病变进展的具体机制尚需进一步探究。