孕早期成纤维生长因子19亚族对妊娠期糖尿病的预测价值

高 菲，卢 宇，董书琴，杨 柳，吴邵花，韦 静

1.大连医科大学研究生院，大连 116000；2.江苏省泰州市人民医院内分泌科，泰州 225300；3.江苏省泰州市人民医院产科，泰州 225300

全球妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus，GDM）发病率逐年上升，中国的GDM 发病率高达14.8%，高于世界平均水平［1］。GDM可显著增加孕妇的不良妊娠结局及母胎并发症［2］。目前临床上多通过孕中期行口服葡萄糖耐量试验（oral glucose tolerance test，OGTT）来诊断GDM，诊断时间偏晚，因此寻找可早期预测GDM 的方法尤为重要。成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor，FGF）19 亚家族包括FGF19、FGF21 和FGF23，是一类新型的内分泌激素，能分泌至血液循环中，以内分泌的形式调节代谢，具有维持全身稳态、调节胆汁酸平衡、维持磷酸盐/维生素D稳态、参与葡萄糖和脂质代谢等作用［3］，同时与糖尿病、肥胖等代谢性疾病密切相关［4］。因此，FGF19 亚族可能成为GDM 的新型生物标志物。本研究通过探索孕早期血清FGF19 亚族与GDM 发生风险的关系，探讨FGF19亚族在早期预测GDM中的价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选择2019年10月—2020年10月在泰州市人民医院产科门诊行产前检查的孕妇。纳入标准：单胎妊娠；孕8～12 周；年龄20～40 岁。排除标准：有糖耐量异常或糖尿病病史；有多囊卵巢综合征等内分泌疾病病史；有高血压病史；伴有妊娠子痫或感染性疾病；半年内使用糖皮质激素或其他影响血糖的药物。

1.2 临床资料收集及指标检测

收集孕早期（8～12 周）产检孕妇的身高、体质量、收缩压（systolic blood pressure，SBP）、舒张压（diastolic blood pressure，DBP）、空腹血糖（fasting plasma glucose，FPG）、空腹胰岛素（fasting insulin，FIns）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、三酰甘油（triacylglycerol，TAG）、高密度脂蛋白胆固醇（highdensity lipoprotein cholesterol，HDL-C）和低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、糖化血红蛋白（hemoglobin A1c，HbA1c）等指标资料。同时计算体质量指数（body mass index， BMI）、 稳 态 模 型 胰 岛 素 抵 抗 指 数（homeostasis model assessment-insulin resistance，HOMA-IR）、β 细胞胰岛素分泌指数（HOMA-β）。留取空腹血清标本500 μL，-80 ℃冰箱保存待检。收集孕中期（24～28 周）时75 g OGTT 试验的结果。采用高压液相色谱法检测HbA1c。采用化学发光法检测胰岛素水平。采用酶联免疫吸附法（上海臻科生物有限公司）检测血清FGF19、FGF21、FGF23 水平，按照说明书操作，测定450 nm 处的吸光度值，绘制标准曲线，根据标准曲线计算出每个血清标本的浓度。

1.3 GDM诊断

FPG≥5.1 mmol/L，或糖负荷后1 h血糖（1hPG）≥10.0 mmol/L，或 糖 负 荷 后2 h 血 糖（2hPG） ≥8.5 mmol/L诊断为GDM［5］。

1.4 统计学分析

数据分析采用SPSS 23.0 统计学软件。分别采用x±s和M（Q1，Q3）表示正态和非正态分布的定量资料，使用Mann-WhitneyU检验或t检验进行2 组间比较。采用Pearson 相关分析FGF19 亚族与FPG 的相关性。采用Logistic 回归分析孕早期GDM 的影响因素。以GDM 为状态变量，采用R 软件OptimalCutpoints包绘制受试者操作特征（receiver operator characteristic，ROC）曲线，分析各影响因素预测GDM 的效能。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 孕早期2组临床指标比较

共纳入198 例孕早期妇女，观察过程中发生流产5 例，失访13 例，最终有180 例研究对象在孕中期完成OGTT 试验，其中GDM 组27 例，糖耐量正常（normal glucose tolerance，NGT）组153 例。GDM 发生率为15.0%（27/180）。2 组间年龄以及BMI、SBP、DBP、HbA1c、TC、TAG、HDL-C、LDL-C、HOMA-β水平比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。与NGT 组 相 比，GDM 组FGF21、FPG、FIns 水 平 和HOMA-IR 均明显升高，FGF19 和FGF23 水平均明显降低（均P＜0.05），见表1。

表1 孕早期各组的临床指标比较Tab1 General characteristics of early pregnancy in each group

2.2 孕早期FGF19亚族与FPG的相关性分析

Pearson 相关性分析发现，孕早期FGP 与FGF19水平呈负相关（r=-0.283，P＜0.01），与LogFGF21 水平呈正相关（r=0.160，P＜0.05），而与LogFGF23 水平无明显相关性（r=-0.037，P＞0.05），校正相关因素后结果仍一致，见表2。

表2 FGF19亚族与FPG的相关性分析Tab 2 Pearson linear analysis for FGF19，FGF21，FGF23 and FPG

2.3 Logistic回归分析孕早期GDM的影响因素

单因素Logistic 回归分析显示，FGF19、FGF21、FGF23 和FPG 均 是GDM 的 影 响 因 素（OR=0.958，1.201，0.970，2.124，均P＜0.05），见表3。进一步行多因素Logistic 回归分析，结果显示FGF21 和FPG 是GDM 的危险因素（OR=1.196，P=0.000；OR=2.280，P=0.010）。经年龄、BMI、血压、血脂校正后，孕早期FGF21 和FPG 仍是GDM 的危险因素［adjusted odd ratio（aOR）=1.187，P=0.000；aOR=2.033，P=0.003］。与孕早期FGF21＜28.91 pg/mL 的孕妇相比，FGF21≥42.00 pg/mL 的孕妇发生GDM 的风险约升高20 倍（aOR=20.018，P=0.000）。 而 与 孕 早 期FPG＜4.42 mmol/L 的孕妇相比，FPG≥4.88 mmol/L 的孕妇发生GDM 的 风 险 约 升 高3 倍（aOR=3.033，P=0.029），见表4。

表3 以GDM为因变量的单因素回归分析Tab 3 Single factor regression analysis with GDM as the dependent variable

表4 FPG、FGF21或二者联合与孕早期GDM发生风险的关系Tab 4 Association of FPG、FGF21 and their combination in early pregnancy with GDM risk

2.4 孕早期FGF21、FPG 及二者联合预测GDM的ROC曲线

孕 早 期FGF21 和FPG 预 测GDM 的ROC 曲 线 分析结果显示：ROC 曲线下面积（area under the curve，AUC） 分别为0.707 和0.646，最佳切点值分别为37.41 pg/mL 和4.84 mmol/L。单项检测时FPG 的敏感度较高（78.7%），特异度较差（47.4%）；而FGF21单项检测的特异度较好（85.2%），敏感度较差（42.6%）。当FGF21 和FPG 二者联合检测时，AUC最高（0.847），敏感度和特异度均较高（77.2%和89.5%），表明孕早期FGF21 和FPG 联合预测GDM 的效能最大，见图1。

图1 孕早期FGF21、FPG及二者联合预测GDM的ROC曲线Fig 1 ROC curve of FGF21,FPG and their combination detection in the prediction of GDM

3 讨论

GDM 是最常见的妊娠期并发症之一，可显著增加先兆子痫、羊水过多、巨大儿及新生儿低血糖等母婴并发症的风险［6］。此外，GDM 妇女后期罹患2 型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM） 风险更高［1］。目前的指南大多建议在妊娠24～28 周行OGTT来诊断GDM；但既往研究［7］发现妊娠早期诊断的GDM 妇女有更高的母婴并发症发生率。因此，早期发现及预测GDM 对改善妊娠结局、减少母婴并发症、降低T2DM发生风险具有重要意义。

FGF19 亚家族一类代谢调节因子，包括FGF19、FGF21和FGF23，可通过激活特有的成纤维生长因子受体（fibroblast growth factor receptor，FGFR），并与klotho 蛋白形成共受体进入血液，进而发挥激素样的代谢调节作用，因此也被称为内分泌FGF 家族［4］。FGF19亚族具有调节糖脂代谢、维持胆汁酸平衡、磷酸盐稳态等作用。本研究以前瞻性队列的方式探索孕早期孕妇循环中FGF19 亚族对GDM 的预测价值。结果表明，孕早期时GDM 孕妇已经出现FGF21 水平上升，FGF19和FGF23水平下降，同时伴有胰岛素抵抗增加和FPG 水平升高。相关性分析发现，在孕早期，FGF21 水 平 与FPG 呈 正 相 关，FGF19 水 平 与FPG 呈负相关，提示FGF19 亚族与妊娠期葡萄糖代谢密切相关。进一步行Logistic回归及ROC 曲线分析，结果表明孕早期FGF21 和FPG 是GDM 的危险因素，且二者联合预测GDM的效能较大。

FGF21 是一种重要的调节糖脂代谢的内分泌因子，也是FGF19 亚族中与葡萄糖代谢关系最为密切的因子。FGF21可以提高胰岛素敏感性，促进胰岛细胞分泌和增殖，降低肥胖或T2DM 患者的血糖及血脂，且不易出现低血糖［8-9］。在1 型糖尿病小鼠动物模型中，FGF21的高表达可通过调控肝脏糖代谢相关的酶及信号通路改善肝脏的胰岛素敏感性，抑制肝脏葡萄糖输出，从而改善糖代谢［10］。但是，在GDM孕妇中，由于白色脂肪细胞的FGF 受体1 和β-klotho 受体表达减少，FGF21 无法与其正常结合形成共受体，导致循环中FGF21 水平代偿性升高，即“FGF21 抵抗”，进而引起其下游信号ERK1/2蛋白磷酸化、脂联素和葡萄糖转运蛋白1 表达下调，最终造成血糖水平的 升 高［11］。BONAKDARAN 等［12］发 现，孕 中 期GDM 组的FGF21 水平显著高于正常对照组。一项巢式病例对照研究［13］也发现，在妊娠14～21 周，GDM组血清FGF21水平明显高于正常妊娠组，且高FGF21水平的孕妇发生GDM 的风险明显升高（aOR=2.478，P＜0.05）。以上研究表明GDM 患者在孕中期FGF21水平显著升高，且升高的FGF21 可增加发生GDM 的风险。本研究进一步探索孕早期FGF21 水平与GDM的关系，结果发现孕早期GDM 患者FGF21 水平已明显高于正常孕妇，且与FGP 水平呈正相关（r=0.160，P＜0.05），与既往孕中期相关研究［14］结果一致。而且，升高的FGF21 可导致GDM 发生风险的增加（OR=1.196，P=0.000），提示在孕早期GDM 孕妇体内即开始出现FGF21 抵抗，并引起血糖升高，促进GDM的发生。

FGF19 是由回肠肠细胞表达的一种内分泌激素，其经典生理作用是调节胆汁酸代谢［15］。研究［16］发现，FGF19 可与成纤维生长因子受体4-β-klotho 结合激活胰岛素非依赖途径，进而调节全身糖脂稳态。在动物模型研究中，FGF19 的高表达可降低高脂饮食诱导下小鼠的体质量，同时也能改善胰岛素抵抗及与肥胖相关的血脂代谢紊乱［17］。WANG等［18］发现孕中期GDM 患者的循环FGF19 水平低于健康孕妇，是胰岛素抵抗的独立危险因素，且与HOMA-IR 呈负相关。本研究在孕早期的人群中发现，GDM 患者血清FGF19 水平明显低于NGT 孕妇，且 与FGP 呈 负 相 关（r=-0.283，P＜0.01），提 示FGF19 在孕早期已参与GDM 的发生过程，与孕中期趋势一致。

FGF23主要由骨细胞产生，主要作用是调控磷酸盐和维生素D 代谢，但研究［19］发现其在糖脂代谢中也发挥重要作用。动物研究表明胰岛素可通过PI3K/PKB/Akt/FOXO1 通 路 下 调FGF23 的 表 达［20］。MOSAVAT 等［21］研 究 发 现 在 孕 中 期（24～28 周）GDM 组血清FGF23 水平明显降低，且FGF23 水平与胰岛素呈负相关，FGF23 水平的降低伴随着GDM 风险 的 增 加（aOR=0.70，P＜0.05），表 明FGF23 是GDM 的保护因素。本研究在孕早期探索血清FGF23与GDM 的关系，发现孕早期GDM 孕妇血清FGF23水平明显低于健康孕妇。这可能是由于GDM 患者在孕早期即出现胰岛素水平的升高，从而抑制FGF23表达。

综上所述，本研究以前瞻性队列研究的方式探索了孕早期血清FGF19 亚族与GDM 发生风险的关系，发现孕早期时GDM 孕妇已经出现FGF21 和FPG 水平升高，FGF19 和FGF23 水平下降，且孕早期FGF21和FPG 是GDM 的危险因素，二者联合预测GDM 具有较高的诊断效能，为早期预测GDM 提供了新的方法和思路。但本研究样本量较少，需要更大样本量的研究来证明孕早期FGF19 亚族与GDM 的关系，且需要进一步的基础研究探明FGF19 亚族调控GDM 的机制。

利益冲突声明/Conflict of Interests

所有作者声明不存在利益冲突。

All authors disclose no relevant conflict of interests.

伦理批准和知情同意/Ethics Approval and Patient Consent

本研究涉及的所有实验均已通过泰州市人民医院伦理委员会的审核批准（审批号KY201914201）。所有实验过程均遵照《赫尔辛基宣言》的条例进行。受试对象或其亲属已经签署知情同意书。

All experimental protocols in this study were reviewed and approved by Taizhou People's Hospital（Approval Letter No.KY201914201，dated 29/04/2019）， and all experimental protocols were carried out by following the guidelines ofDeclaration of Helsinki.Consent letters have been signed by the research participants or their relatives.

作者贡献/Authors'Contributions

高菲、卢宇参与了研究设计；高菲、卢宇、韦静参与了论文的写作和修改；韦静、吴邵花、董书琴、杨柳、高菲参与了数据采集。所有作者均阅读并同意了最终稿件的提交。

The study was designed by GAO Fei and LU Yu. The manuscript was drafted and revised by GAO Fei，LU Yu and WEI Jing.Data acquisition was performed by WEI Jing，WU Shaohua，DONG Shuqin，YANG Liu and GAO Fei. All the authors have read the last version of paper and consented for submission.

·Received：2022-05-04

·Accepted：2022-06-27

·Published online：2022-07-28