内源性多肽在妊娠期糖尿病中的研究进展

殷亚东，刘岚

多肽是指分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物，主要由10～50 个氨基酸组成。多肽在自然界中广泛存在，迄今为止，在生物体内发现的多肽已达数万种，且大多具有生物活性，可参与细胞分化、神经体液调节及肿瘤发生等生理、病理过程[1]，可作为药物或药物前体，使用安全，在人体的吸收速度比氨基酸高，所以日益受到人们的重视。近年来随着生物信息学研究方法兴起以及多肽药物筛选方法的应用，越来越多的研究表明母体内广泛存在的生物活性多肽与妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus，GDM）等妊娠相关疾病的发生、发展密切相关。

GDM 是指在妊娠期间首次发生或发现的糖代谢异常，是一种常见的妊娠期并发症，目前全世界GDM 平均发病率为9%～15%[2]。GDM 可增加妊娠期及围生期母婴不良结局发生风险（如自然流产、妊娠期高血压疾病、产后出血及巨大儿、肩难产、新生儿臂丛神经损伤、新生儿窒息或死亡等），而且母婴远期患2型糖尿病（T2DM）、肥胖等代谢性疾病的风险也显著增加，临床上具有显著的“跨代效应”[3]。目前国际通用的GDM 诊断方法是在妊娠24～28 周常规进行口服75 g 葡萄糖耐量试验。GDM 主要的治疗方法是在医学营养治疗和运动指导的基础上，对血糖控制不满意的孕妇加用胰岛素治疗，但依然存在治疗效果不佳、低血糖、酮症酸中毒或其他不良反应。口服降糖药物因在妊娠期应用的安全性尚存在争议，临床应用有限。鉴于GDM 给母儿带来的众多近远期影响以及显著的“跨代效应”，亟需寻求一种新的诊断方法用于早期预测孕期GDM 风险以及探索GDM 新的治疗靶点。现阐述内源性生物活性多肽与GDM 的研究进展，以期进一步阐明多肽在预测和治疗GDM 中的作用，为疾病的有效防治提供新思路。

1 胎盘肽

胎盘是妊娠的重要支持器官，可以为母体与胎儿之间的营养和气体交换提供通道，同时胎盘作为一个重要的内分泌器官，产生和释放激素及介质进入母体循环以维持妊娠。越来越多的证据表明，几种胎盘激素在调节母体胰岛β 细胞对妊娠的适应方面起着重要作用。有研究表明妊娠期胎盘组织分泌大量肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）促进β 细胞的增殖和生长，与正常妊娠女性相比，妊娠前肥胖者的胎盘HGF 水平显著升高，且肥胖女性中血清高HGF 者进展为GDM 的风险增加3.5 倍（OR=4.5，95%CI：1.28～15.80）[4]。因此HGF 在预测GDM 中可能具有一定价值。

多种脂肪因子也参与了GDM 的发生。研究发现，GDM 孕妇血清脂联素水平低于健康孕妇，且胎盘脂联素的表达也显著减少[5-6]，GDM 孕妇在整个妊娠期内血清脂联素水平持续降低，低脂联素血症可使孕妇患GDM 的风险增加3.6 倍（OR=4.6，95%CI：1.8～11.6）[7]。脂联素可以促进胰岛β 细胞对妊娠的适应，增加胰岛素敏感性，因此脂联素可作为妊娠早期预测GDM 的一种潜在有价值的生物标志物。瘦素作为一种促炎脂肪因子，参与机体免疫反应，通过降低食欲和减少胰岛素分泌影响葡萄糖代谢。GDM 孕妇胎盘中瘦素的表达明显增高，但目前其导致糖耐量受损的具体机制究竟是直接源于胰岛的β 细胞效应还是瘦素的下丘脑效应尚不清楚[4]。目前瘦素治疗仅用于瘦素或瘦素受体基因多态性引起的肥胖，应用非常局限；血浆瘦素水平与肥胖程度成正比，有研究指出妊娠前体质量指数（body mass index，BMI）比GDM 本身更能预测循环瘦素水平[8]。还有研究发现血浆脂联素与瘦素水平呈负相关，血浆脂联素/瘦素比值（＜0.33）可以作为妊娠6～14 周时GDM 的早期预测因子[9]。

Kisspeptin 是G 蛋白耦联受体（G protein-coupled receptor，GPR）的配体，可在胎盘中表达，健康妊娠者胎盘表达量明显增加[10]，GDM 孕妇血清Kisspetin水平则显著降低[11]。Kisspeptin 靶向激活GPR54，一项针对小鼠胰岛β 细胞进行特异性GPR54 基因敲除的研究显示，基因敲除小鼠在妊娠期糖耐量受损，葡萄糖刺激的胰岛素分泌显著减少，而外源性Kisspeptin 可以显著改善小鼠葡萄糖耐量；体外实验证实Kisspeptin 可以明显增强人以及小鼠β 细胞对葡萄糖诱导的胰岛素分泌[11]。目前有关Kisspeptin 的临床试验正在开展，若研发成功则有望成为一种治疗GDM 的新方法。

GDM 的病理生理特点是慢性胰岛素抵抗下的β 细胞功能障碍。妊娠状态时，胰岛适应性的分泌更多胰岛素以代偿胰岛素抵抗。上述几种胎盘激素均与妊娠密切相关，其中HGF 和脂联素均可促进β 细胞的增殖。而脂联素作为一种胰岛素增敏剂，不论是在GDM 的早期预测中、还是在改善胰岛素敏感性中、亦或是在促进β 细胞增殖中，都扮演着重要的角色，因此与脂联素相关的研究具有一定的科研价值和临床应用前景。

2 胰岛淀粉样多肽（islet amyloid poly peptide，IAPP）和C 肽

IAPP 是一种由37 个氨基酸残基组成的神经内分泌多肽激素，也被称为淀粉不溶素（amylin）。IAPP由人胰岛β 细胞合成和分泌，生理状态下可协同胰岛素对机体血糖进行精准调节。Kautzky-Willer 等[12]研究发现，妊娠组女性IAPP 分泌速度是非妊娠组的4 倍，而清除速率只提高2 倍；同时发现GDM 组女性血清IAPP 分泌速度比伴有胰岛素抵抗的非妊娠肥胖女性快30%，而清除速率相对较慢；妊娠组女性IAPP 分泌增幅高于非妊娠组女性，这说明妊娠状态时IAPP 是高分泌的。该研究还显示，GDM 组女性血清胰岛素原水平和餐后血清胰岛素原/胰岛素比值均高于正常妊娠组及非妊娠组女性，提示IAPP 可能通过抑制胰岛素分泌在一定程度上降低妊娠状态时体内高胰岛素水平。持续追踪至产后3 个月发现，GDM 女性产后血清胰岛素原水平逐渐降低至正常非妊娠水平，而餐后胰岛素原/胰岛素比值仍保持较高水平，提示GDM 女性有发展为T2DM 的潜在危险性。进一步研究发现，IAPP 可以与细胞膜脂质相互作用，破坏细胞膜屏障，通过形成的淀粉样聚集物损伤β 细胞，加速细胞凋亡[13]。研究发现，抑制淀粉样蛋白生成可以减少β 细胞凋亡，延长β 细胞存活时间；在体外将IAPP 聚集抑制肽与IAPP 一同加入胰岛细胞中培养，发现胰岛细胞凋亡率较对照组（仅加入IAPP）降低50%[14]。这表明淀粉样蛋白抑制剂或许可以用于GDM 的治疗，防止和延缓胰岛β 细胞受损，降低GDM 女性发展为T2DM 的潜在风险。因此，研究者们需要进一步深入IAPP 聚集的相关研究，以此为潜在治疗靶点，开展药物研发和临床试验。

C 肽是一种由31 个氨基酸组成的活性多肽，同样由胰岛β 细胞分泌，临床上常用C 肽水平衡量β细胞功能。作为一种已知的糖尿病标志物，C 肽被认为是预测GDM 患者未来发展为T2DM 的潜在生物标志物。在一项针对98 例既往患GDM 女性长达8～10年的随访中发现，产后高C 肽水平的GDM 患者后期更容易发展成为T2DM[15]。Liu 等[16]发现GDM 女性体内C 肽水平明显高于正常妊娠女性[（1.19±1.00）ng/mL vs.（0.77±0.52）ng/mL，P＜0.001]，胰岛素抵抗指数明显增高（2.86±3.94 vs.1.64±1.95，调整后P＜0.05）。O′Malley 等[17]报道105 例GDM 女性和91 例正常妊娠女性空腹血清C 肽水平分别为1.88 μg/L和1.37 μg/L（P＜0.001）。Falcone 等[18]研究发现，妊娠早期空腹血清C 肽水平对GDM 的预测作用优于空腹血糖或糖化血红蛋白，尤其是预测需要药物治疗的GDM（受试者工作特征曲线下面积为0.837）。以上研究均表明C 肽对GDM 的早期预测具有显著的优越性，由于C 肽可以准确反映β 细胞功能，与胎盘激素相比其预测作用更加精准。因此有必要推广和普及C 肽的检测，在妊娠早期就能够预测GDM风险，进行靶向干预和治疗，改善GDM 患者的妊娠结局和远期预后。

3 多功能脑肠肽（Ghrelin）

Ghrelin 是一种由28 个氨基酸组成的内源性小分子多肽，于1999年首次从大鼠胃细胞中分离发现。经多年研究发现，Ghrelin 主要由人体胃底细胞分泌产生，也有少量产生于其他部位，如下丘脑、心脏、肺、肾、肾上腺、胰腺及胎盘等[19]。Ghrelin 作为促生长激素受体的一种内源性配体，具有强效的促生长激素释放功能，在调节机体能量代谢平衡中扮演着极为重要的角色；其还是一种食欲肽，在调节胰岛素抵抗、肥胖以及糖尿病等疾病中发挥重要作用[20]。Palik等[21]研究发现，GDM 患者空腹血清Ghrelin 水平显著低于健康妊娠或非妊娠女性，且健康妊娠女性妊娠中期血清Ghrelin 水平较GDM 患者及非妊娠女性显著升高；同时还发现GDM 患者空腹Ghrelin 水平与BMI、抵抗素、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、可溶性肿瘤坏死因子受体2（sTNFR-2）、瘦素、C 肽、C 肽/血糖比值以及维持正常血糖所必需的每日胰岛素生理需要量呈负相关，与血清脂联素水平呈正相关。Aydin 等[22]研究发现，产后2 d 健康产妇乳汁[（18.99±2.7）fmol/mL vs.（7.75±2.2）fmol/mL，P＜0.05]和血清[（18.78±2.9）fmol/mL vs.（8.81±2.2）fmol/mL，P＜0.05]中Ghrelin 水平是GDM 产妇的2 倍以上；产后15 d，一部分GDM产妇的血糖及Ghrelin 水平恢复正常，而对于血糖未能恢复正常的产妇，其乳汁和血清Ghrelin 水平仍低于正常。说明GDM 可能是导致Ghrelin 水平降低的原因之一。Lappas 等[15]认为产后低Ghrelin 水平是GDM 女性未来罹患T2DM 的重要危险因素。Kimber-Trojnar 等[23]研究发现，与健康妊娠者相比，分娩后48 h GDM 女性Ghrelin 水平在血清中较低，在尿液中较高，但差异无统计学意义；而健康妊娠者在产后早期血清和尿液中的Ghrelin 水平呈正相关。这种差异可能是由GDM 患者体内循环Ghrelin 代谢紊乱所引起。Taskin 等[24]发现人体血清、尿液或唾液中的Ghrelin 水平差异无统计学意义，因此可以通过检测唾液或尿液等体液反映机体Ghrelin 水平。然而目前由于样本量较小，尿液检测可能存在一定不确定性及个体差异。但上述研究无疑对GDM 的进一步研究带来了新思路：①尿液样本易获得且无伤害，检测尿液中Ghrelin 水平可能作为一种新的预测GDM 的方法；②Ghrelin 改善胰岛素抵抗、作为GDM 治疗药物的可能性。因此，广大研究者应该继续开展大样本临床研究，进一步明确尿液等体液是否可以准确反映机体Ghrelin 水平，为临床诊疗提供新方法。

4 甘丙肽（Galanin，GAL）

GAL 是一种由30（人类来源）/29（其他哺乳动物来源）个氨基酸组成的多肽，广泛存在于中枢神经系统（如下丘脑和垂体前叶）及各种组织器官（胰腺、胃、肠、肾上腺髓质和胎盘），目前已有大量研究证实GAL 与机体胰岛素抵抗及糖代谢平衡密切相关，但关于GAL 与GDM 的研究仍鲜见。Fang 等[25]一项队列研究发现，GDM 女性空腹血清GAL 水平显著高于正常妊娠女性，且GDM 女性GAL 水平与空腹血糖和BMI 呈正相关，而正常妊娠女性则无此相关性。Zhang 等[26]研究发现，GDM 女性空腹血清GAL 和γ-谷氨酰转移酶（gamma-glutamyl transferase，GGT）水平均明显高于正常妊娠女性，且GDM 女性GAL 水平与GGT 水平呈正相关。现已有研究表示高水平的GGT 是T2DM 的预测因子[27]，同时也有证据表明妊娠期GGT 水平升高是GDM 发生的危险因素[28]，因此有理由推断GAL 可作为一种新型特异性生物标志物用于GDM 的预测。

5 线粒体衍生肽（mitochondria-derived peptides，MDPs）

MDPs 是由线粒体DNA 编码的小分子生物活性多肽，目前已经发现的MDPs 有3 种：线粒体基因16sRNA 区编码的人肽（Humanin）、小类人肽（small humanin -like peptides，SHLPs）以 及 MOTS -c（mitochondrial open reading frame of the 12sRNA type-c）[29]。MDPs 广泛分布于各器官组织中，已有大量研究证明MDPs 与肥胖、糖脂代谢、衰老和心血管疾病等多种疾病密切相关。Humanin 是在哺乳动物线粒体基因组中发现的第一个MDPs，由24 个氨基酸组成，可以抑制胰岛细胞凋亡、增加胰岛素分泌和提高胰岛素敏感性。Ma 等[30]发现GDM 孕妇血清Humanin 水平显著低于健康孕妇；GDM 孕妇血清胰岛素样生长因子1（IGF-1）和胰岛素样生长因子结合蛋白3（IGF-BP3）增加；GDM 孕妇血清Humanin水平与体质量、BMI 以及胰岛素抵抗水平呈负相关。已有研究证实Humanin 受IGF-1 的负调控[31]，且IGF-1 和IGF-BP3 与GDM 发病密切相关[32]，因此笔者预测低水平的Humanin 可能加重GDM 患者胰岛素抵抗。鉴于Humanin 的各种作用已经明确，相信相关药物研发指日可待。

6 结语

从GDM 发生、发展的病理生理学角度来看，上述多肽主要通过保护胰岛β 细胞或调节胰岛素敏感性两个方面发挥功能。其中C 肽是目前比较成熟的可以用于GDM 早期预测的生物标志物，而脂联素和Humanin 不仅可以保护β 细胞功能，还可以提高胰岛素敏感性，具有重要的药物研发价值和临床应用前景。目前GDM 全球发病率迅速升高，GDM 对母儿的近远期影响也日益受到临床医生以及医学研究者的重视。现有研究表明，GDM 孕妇胎盘、羊水、血清或尿液中发现的差异性多肽，其表达水平的改变均有可能影响GDM 的发生及发展。随着多肽组学技术的日益成熟，多肽类药物及相关诊断试剂的研发也越来越多地受到科研机构或医药企业的重视，具有广阔的市场前景。因此，我们应该从GDM 发生、发展的病理生理学基础出发，开展更多、更加深入的与GDM 相关的多肽研究以及相应病理生理机制的探索。相信多肽组学在未来可以给GDM 的早期预测、诊断及治疗作出新的贡献，可以做到“未病先治”，在GDM 发生、发展前作出预防和规避。