二甲双胍对2型糖尿病患者糖脂代谢、Socs3及炎性因子的影响

张志梅 费雯婕 齐翠娟 潘新艳 王芸 聂倩 宋光耀

目前认为2型糖尿病是环境、饮食、遗传及免疫因素相互作用，引起胰岛β细胞功能失调，从而导致胰岛素抵抗或胰岛功能衰竭，患者血糖升高[1]。大量临床及基础研究表明，胰岛素抵抗与炎症、氧化应激等有关[2]。二甲双胍是2型糖尿病患者的一线用药[3]，它主要通过减少肝脏葡萄糖的生成和增加肌肉葡萄糖的摄取降低血糖。除此之外，二甲双胍具有抗炎作用，国外一项临床研究发现，二甲双胍治疗2型糖尿病患者，肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-β(interleukin-β，IL-β)和单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)含量明显降低[4]。此外，在高脂饮食诱导的肥胖大鼠模型中仍然观察到了二甲双胍的抗炎作用[5]，但是其作用机制尚未明确。有研究报道二甲双胍通过依赖于toll样受体4表达的下调和过氧化物酶体增殖物激活受体γ活性的上调来抑制炎性反应[6]。研究提示，二甲双胍不仅可以通过依赖于AMP活化蛋白激酶(AMPK)的途径抑制核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)，还可以增加一氧化氮(NO)的产生和通过AMPK激活抑制聚ADP核糖聚合酶1(PARP-1)途径来抑制炎性反应，从而改善胰岛素抵抗[7]。细胞信号转导抑制因子3(Suppressor of cytokine signalling 3,Socs3)属于细胞因子信号抑制物家族成员之一,在细胞因子和生长相关因子信号通路中起负性调节作用。此外，Socs3参与了炎性疾病的发生发展[8]。国外研究发现，在肥胖状态下，Socs3表达升高，并且参与了瘦素和胰岛素信号转导的抑制，而降低Socs3的表达可提高胰岛素敏感性[9]。此外，Socs3水平增加可导致IRS1磷酸化降低，以及胰岛素刺激后GLUT4易位，胰岛素抵抗发生[10]。因此，Socs3可作为2型糖尿病患者治疗的潜在靶点。本研究主要探讨二甲双胍对糖尿病患者Socs3及IL-6、CRP等炎性因子影响，从而为胰岛素抵抗提供新的预测指标，并为二甲双胍的临床作用提供新的方向。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年12月至2021年3月在河北省人民医院内分泌门诊就诊的初发2型糖尿病患者110例为2型糖尿病(T2DM)组，同期选择年龄、性别与糖尿病组相匹配的在我院体检中心健康查体人群为正常对照(NC)组57例。初发2型糖尿病患者110例随机分为2型糖尿病单纯饮食控制+运动组(T2DM饮食运动组，55例)和在注意饮食运动基础上口服盐酸二甲双胍治疗组(T2DM+MET组55例)。该研究已经被伦理学委员会批准，受试者知情同意并签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准：糖尿病诊断均符合《中国2型糖尿病防治指南》(2017版)诊断标准，且未服用任何降糖药物，7%≤糖化血红蛋白(HbA1c)≤10%，病程6～40个月，年龄18～65岁。

1.2.2 排除标准：①糖尿病急、严重慢性并发症，急慢性感染性疾病，严重的全身系统性疾病，6 个月内经历重大创伤、手术、恶性肿瘤等；②妊娠或哺乳期女性；③严重肝肾功能障碍、心脑血管疾病或患有精神性疾病者。

1.3 方法

1.3.1 资料收集:所有受试者由专人收集年龄、性别、病程、吸烟史、饮酒史、家族史等一般资料；受试者禁食水8 h 后均于次日清晨穿着轻便衣服、脱掉鞋子后由专人测量身高、体重，并计算体重指数BMI。

1.3.2 饮食与用药干预:为T2DM饮食运动组饮食控制应遵循科学饮食，主食定量，选择低升糖指数食物，碳水化合物占45%～60%，脂肪占20%～30%，蛋白质占15%～20%，多吃蔬菜，每日蔬菜摄入量500 g左右，水果适量[11]，运动应以中等强度、有氧运动为主，≥3 次，> 20 min/次[12]。T2DM+MET组在饮食运动基础上给予口服盐酸二甲双胍片0.5 g(中美上海施贵宝有限公司),3次/d，疗程12周，治疗期间每周随访受试者饮食、运动及服药情况。

1.4 观察指标

1.4.1 糖脂代谢相关指标:所有受试者入组时及2型糖尿病患者饮食控制+运动或联合二甲双胍治疗3个月后均需抽血化验相关指标：采用全自动生化分析仪测定空腹血糖(FBG)、三酰甘油(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)，液相色谱法测定HbA1c。

1.4.2 胰岛素指标:所有受试者入组时及2型糖尿病患者饮食控制+运动或联合二甲双胍治疗3个月后均需抽血化验相关指标，采用放射免疫法化验各组受试者空腹胰岛素，稳态模式评估法测定胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment for insulin resistance,HOMA-IR), HOMA-IR=FBG(mmol/L)×FIns (μU/ml)/22.5。HOMA-IR≥2.5定义为胰岛素抵抗[13]。

1.4.3 Socs3及炎性因子:所有受试者入组时及2型糖尿病患者饮食控制+运动或联合二甲双胍治疗3个月后均需抽血化验相关指标，采用ELISA试剂盒严格按照说明书操作测定血清中TNF-α、IL-6、C-反应蛋白(C-reactive protein， CRP)、MCP-1水平。用人外周血淋巴细胞分离液(Ficoll分离液)将EDTA-K2抗凝剂的真空采血管中全血进行外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMC)分离，RT-qPCR测定Socs3mRNA表达水平，并进行比较。(RNA的提取、反转录和荧光定量严格按照天根试剂盒说明书步骤进行操作)。Socs3引物序列为：Forward primer (5’-3’)： CTGGTGGGACGATAGCAA，Reverse primer (5’-3’)： CCGTTGGAAAGTTTGAAGATGAPDH引物序列为：Forward primer (5’-3’)：TGAACGGGAAGCTCACTG，Reverse primer (5’-3’)：GCTTCACCACCTTCTTGATG。

2 结果

2.1 正常对照组和2型糖尿病一般指标、Socs3和炎性因子比较 NC组和T2DM组之间年龄、性别差异无统计学意义(P>0.05)，T2DM组比NC组BMI、TC、TG、LDL-C、HbA1c、FBG、HOMA-IR、Socs3、CRP、IL-6、TNF-α、MCP-1明显升高，且差异有统计学意义(P<0.05)，但2组间HDL-C差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 2组一般指标、Socs3和炎性因子比较

2.2 Socs3及炎性因子与胰岛素抵抗指数相关性分析Spearman相关性分析 Socs3及炎性因子CRP、IL-6、TNF-α、MCP-1与胰岛素抵抗指数均呈正相关(P<0.01)。见表2。

表2 Socs3及炎性因子水平变化与胰岛素抵抗指数相关性分析

2.3 二元Logistic回归分析胰岛素抵抗的影响因素 二元Logistic回归分析结果表明，矫正性别、年龄等混杂因素后，Socs3、TNF-α、TG、LDL-C是胰岛素抵抗的独立危险因素(P<0.05)。见表3。

表3 Logistic回归分析胰岛素抵抗的影响因素

2.4 二甲双胍治疗前后一般指标及Socs3水平比较 二甲双胍治疗3个月后，与T2DM饮食运动组比较，T2DM饮食运动+MET组BMI、HbA1c、TC、TG、Socs3水平明显下降，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 二甲双胍治疗前后一般指标及Socs3mRNA水平比较

2.5 二甲双胍治疗前后其他炎性指标变化 二甲双胍治疗后，与T2DM饮食运动组比较，T2DM饮食运动+MET组IL-6、TNF-α、MCP-1水平显著下降，且差异有统计学意义(P<0.05)，CRP水平无明显变化(P>0.05)。见表 5。

表5 二甲双胍治疗前后其他炎症指标比较

3 讨论

近年来，糖尿病发病率逐年升高，预计到2035年2型糖尿病患病人数达到5.919亿人[14]，将严重影响人类生活质量，增加社会经济负担。胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是2型糖尿病的主要“元凶”，而炎性因子的异常与胰岛素抵抗密切相关[15]。因此，降低2型糖尿病患者炎性因子水平可能成为治疗2型糖尿病的一种新的策略。

多种炎性因子和许多趋化因子都直接或间接与胰岛素抵抗有关[16-18]，反之，胰岛素抵抗通常伴有炎性因子水平的升高。研究表明，IL-6、TNF-α除了影响胰岛素信号通路相关因子表达，导致胰岛素抵抗外，TNF-α还可以增加脂肪组织分解，提高外周游离脂肪酸水平[19]；同时作用于其他细胞因子，刺激IL-6、MCP-1的产生，导致胰岛素抵抗，IL-6可损伤胰岛β细胞功能，影响脂代谢，参与胰岛素抵抗发生[19]。MCP-1可通过与CC趋化因子受体2(CCR2)结合而导致巨噬细胞浸入脂肪组织，并参与胰岛素抵抗的发展[20]。一项荟萃分析表明，2型糖尿病发病风险与炎性细胞因子IL-1β、IL-6、CRP、TNF-α水平呈正相关[21]。研究发现，CRP的升高可通过激活NF-κB导致胰岛β细胞凋亡，并参与胰岛素抵抗和2型糖尿病的发生[22]。

细胞因子信号转导抑制物(suppressors of cytokine signaling，SOCS)是一个蛋白质家族，包括Socs1-7及CIS[23]，它在免疫细胞和代谢组织器官的炎性反应中发挥重要作用。在这个家族中，参与胰岛素抵抗的因子包括Socs1、Socs3和Socs6。研究表明，Socs3能够通过抑制胰岛素信号转导关键因子胰岛素受体底物(insulin receptor substrate，IRS)和信号转导及转录激活因子-5b(signal transducers and activators of transcription-5b,STAT5b)的表达，从而诱发胰岛素抵抗[24]。近年研究发现，在人类和啮齿类动物中，Socs3水平与抵抗素呈正相关[25]。而Socs3亦可通过介导炎性反应导致胰岛素抵抗。综上说明，降低炎性因子水平可改善胰岛素抵抗及糖代谢。

二甲双胍是推荐用于治疗2型糖尿病患者的首选药物，已有研究表明它可以通过降低慢性炎性来提高胰岛素敏感性。一项来自加纳的临床研究发现，2型糖尿病患者口服二甲双胍后促炎性细胞因子TNF-α、IFN-γ水平明显下降[26]，而另一基础研究发现，胰岛素抵抗大鼠肾组织TNF-α、IL-1β、IL-6、Socs3水平明显升高，给予二甲双胍治疗(10 mg·kg-1·d-1)4周后肾组织炎性因子水平下降，并可通过作用于IRS1/PI3K/AKT信号通路改善大鼠胰岛素抵抗[27]。然而，二甲双胍对Socs3影响的相关临床研究比较缺乏。

发现糖尿病患者Socs3及MCP-1、TNF-α、CRP等炎性指标明显升高，说明炎性反应在糖尿病发病过程中极其重要。此外，相关性分析表明，Socs3及炎性因子与胰岛素抵抗呈正相关，二元Logistic回归分析提示，矫正年龄、性别混杂因素后，Socs3、TNF-α、TG、LDL-C仍是胰岛素抵抗的独立危险因素，上述结果进一步证实了炎性因子水平升高可导致胰岛素抵抗的发生，降低炎性因子可使胰岛素抵抗得到改善。

本研究将2型糖尿病患者随机分为2型糖尿病单纯饮食控制+运动组和在此基础上口服盐酸二甲双胍治疗组，3个月后结果发现，二甲双胍干预后BMI、TC、TG、HbA1c明显下降，说明二甲双胍可以改善糖脂代谢，与既往研究结果[27]一致。此外，T2DM组Socs3及CRP、IL-6等炎性因子水平明显升高，二甲双胍干预后Socs3及上述炎性因子水平下降，表明二甲双胍具有降低Socs3等炎性因子这一作用。小趣[28]研究发现，2型糖尿病患者给予二甲双胍治疗后血清炎性因子IL-6、TNF-α水平显著降低，与本研究结果一致。因此，Socs3可作为预测胰岛素抵抗的临床指标，二甲双胍通过降低T2DM患者炎性因子改善胰岛素抵抗可能成为以后治疗T2DM的一种新策略。但本研究局限性在于样本量较少，疗程短，今后可扩大样本量进一步明确Socs3预测胰岛素抵抗的切点。