血清galectin-3、S-endoglin水平与1型糖尿病儿童糖代谢紊乱及微血管并发症的相关性分析

刘建丽,刘力铭,厉红,刘小娜,张雪松,焦丽华

1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus，T1DM)是一种自身免疫性疾病，主要因自身反应性T细胞激活引起 β细胞功能障碍和凋亡、胰岛素绝对缺乏和血糖水平升高[1]。国际糖尿病联盟糖尿病地图集第 9 版估计每年全球儿童和青少年(15岁以下)T1DM患病例数达98 200例[2]。我国2010—2013年1～14岁儿童 T1DM患病率达1.93/10万，较20世纪90年代增长了3.8倍[3-4]。长期高血糖可引起T1DM患儿出现微血管并发症，包括肾病、视网膜病变和神经病变等，导致视力损害、肾衰竭和自主神经功能异常等，严重威胁T1DM儿童健康和生命安全[5-6]。半乳凝集素-3(galectin-3)是结合碳水化合物的凝集素蛋白家族成员之一，参与炎性反应和免疫调节过程，在鉴别前驱糖尿病和2型糖尿病中具有重要作用[7]。可溶性内皮糖蛋白(S-endoglin)是一种整合于细胞膜上的跨膜糖蛋白，参与血管发生、重构及内皮功能障碍过程，与高血压、动脉粥样硬化等有关[8]。galectin-3、S-endoglin在儿童T1DM中的报道十分少见，鉴于此,现分析galectin-3、S-endoglin与T1DM糖代谢及微血管并发症的关系，以期为临床提供参考，报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2016年2月—2022年2月河北省唐山市妇幼保健院小儿内分泌科收治T1DM患儿105例为T1DM组，男60例，女45例，年龄6～14(10.54±2.77)岁；病程0.1～7.0(4.02±1.35)年；家族遗传史45例；微血管并发症28例。另选择同期医院儿科接诊的52例健康儿童为健康对照组，男31例，女21例，年龄4～14(10.04±2.51)岁，2组受试儿性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究已经获得医院伦理委员会批准(PZ051241)，受试儿家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 病例选择标准 (1)纳入标准：①符合国际青少年糖尿病协会拟定的儿童和青少年T1DM临床实践指南[9]；②年龄≤14岁。(2)排除标准：①合并甲状腺功能亢进或甲状腺功能减退；②合并系统性红斑狼疮、湿疹等其他自身免疫性疾病、感染性疾病；③合并恶性肿瘤；④原发性肾小球疾病、急性肾损伤；⑤酮症酸中毒、低血糖昏迷。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 血清galectin-3、S-endoglin水平检测：T1DM患儿入组后次日、健康对照组门诊当日清晨采集肘静脉血3 ml注入干燥试管，待血液凝固后取上层液置于L535R低速台式冷冻离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)离心留取血清，-80℃保存待测。取血清样本，采用HM-SY96A酶标仪(山东恒美电子科技有限公司)以酶联免疫吸附试验检测，galectin-3试剂盒购自上海捷门生物技术有限公司，S-endoglin试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司。

1.3.2 糖代谢指标检测：上述静脉血采用AU480全自动生化分析仪(美国贝克曼库尔特公司)检测空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(FINS)，稳态模型计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)，全自动糖化血红蛋白检测仪(青岛市三凯医学科技公司)采用离子交换液相层析法检测糖化血红蛋白(HbA1c)水平。

1.3.3 微血管并发症及其诊断：糖尿病视网膜病变参考“我国糖尿病视网膜病变临床诊疗指南(2014年)”相关诊断标准[10]。糖尿病肾病参考“中国糖尿病肾脏病防治指南(2021年版)”相关诊断标准[11]。糖尿病周围神经病变诊断：具备疼痛、麻木、感觉异常等典型临床症状；踝反射、针刺痛觉、震动觉、压力觉、温度觉中任意1项异常；无临床症状者神经电生理检查提示外周神经传导速度减慢[12]。T1DM患儿根据是否发生微血管并发症将其分为并发症亚组28例和无并发症亚组77例。

2 结 果

2.1 2组血清galectin-3、S-endoglin水平比较 T1DM组血清galectin-3、S-endoglin水平均高于健康对照组(P<0.01)，见表1。

表1 健康对照组和T1DM组血清galectin-3、S-endoglin水平比较Tab.1 Comparison of serum galectin-3 and S-endoglin levels between healthy control group and T1DM group

2.2 T1DM患儿不同亚组血清galectin-3、S-endoglin水平比较 并发症亚组血清galectin-3、S-endoglin水平高于无并发症亚组(P<0.01)，见表2。

表2 并发症亚组和无并发症亚组血清galectin-3、S-endoglin水平比较Tab.2 Comparison of serum galectin-3 and S-endoglin levels between complication subgroups and uncomplicated subgroups

2.3 2组糖代谢指标比较 T1DM组FPG、FINS、HOMA-IR、HbA1c水平高于健康对照组(P<0.01)，见表3。

2.4 血清galectin-3、S-endoglin与糖代谢指标的相关性 T1DM组血清galectin-3、S-endoglin水平与FPG、FINS、HOMA-IR、HbA1c均呈正相关(P<0.01)，见表4。

2.5 血清galectin-3、S-endoglin水平诊断T1DM患儿并发微血管并发症的价值 血清galectin-3、S-endoglin水平及二者联合诊断T1DM患儿并发微血管并发症的曲线下面积(AUC)为0.739、0.718、0.914，二者联合诊断T1DM患儿并发微血管并发症的价值高于各自单独检测(Z=3.183、3.349，P均<0.001)，见表5、图1。

3 讨 论

T1DM又称胰岛素依赖型糖尿病，该病起病急，多因感染、饮食不当诱发，临床症状与2型糖尿病相似，易并发酮症酸中毒和低血糖，需要使用胰岛素长期治疗，T1DM血糖控制不佳与糖尿病肾病、视网膜病变、外周和自主神经病变等微血管病并发症有关，尽管在T1DM疾病控制和治疗方面取得了非常重要的进展，但仍不能完全预防其微血管病并发症的发生，因此，寻找T1DM微血管并发症的相关标志物十分重要[11]。现有研究显示，高血糖诱导的血管内皮功能失调及炎性介质的释放与T1DM微血管并发症的发生有关[12]。

表3 健康对照组和T1DM组糖代谢指标比较Tab.3 The difference of glucose metabolism indexes between healthy control group and T1DM group

表4 血清galectin-3、S-endoglin与糖代谢指标相关性分析Tab.4 Correlation analysis of serum galectin-3, S-endoglin and glucose metabolism indexes

表5 血清galectin-3、S-endoglin水平诊断T1DM患儿并发微血管并发症的价值Tab.5 serum levels of galectin-3 and S-endoglin in the diagnosis of microvascular complications in children with T1DM

galectin-3是一种32～35 kD大小的糖蛋白，具有1个及以上进化保守碳水化合物识别结构域的β-半乳糖苷结合凝集素，在免疫细胞、上皮细胞、内皮细胞和感觉神经细胞等几乎所有类型的细胞内和细胞外空间均有分布，galectin-3则通过其N末端结构域介导肽—肽结合，从而调节细胞黏附、生长、分化、凋亡和血管生成，参与包括炎性反应、免疫、组织纤维化和肿瘤等多种病理过程[13]。galectin-3可进入细胞核并分泌到细胞表面和包括血清和尿液在内的生物体液中，是心脏病、肾病和癌症诊断或预后预测的生物学标志物[14]。现有报道显示，2型糖尿病患者外周血中galectin-3水平增高，且其水平与胰岛素分泌功能密切相关，galectin-3可能通过炎性反应通路导致胰岛β细胞纤维化和胰岛素分泌功能受损，还介导胰岛素抵抗参与妊娠期糖尿病过程[15]。本研究发现，血清galectin-3与儿童T1DM也存在密切关系，可能参与儿童T1DM发病、胰岛素抵抗及微血管损伤过程。现有研究发现，galectin-3可直接与胰岛素受体结合抑制下游胰岛素信号传导，进而抑制肝细胞中葡萄糖输出，降低胰岛素敏感性[16]。galectin-3可与晚期糖基化终产物(AGE)受体结合形成AGE受体复合物聚集于肾血管内皮和系膜组织中，诱导肾纤维化，加剧糖尿病肾病的发生。galectin-3还可通过介导神经炎性反应和氧化应激导致视网膜神经细胞退化，参与糖尿病视网膜病变过程[17]。

注：galectin-3.半乳凝集素-3；S-endoglin.可溶性内皮糖蛋白图1 血清galectin-3、S-endoglin水平诊断T1DM患儿并发微血管并发症的ROC曲线Fig.1 serum galectin-3 and S-endoglin levels in diagnosis of T1DM children with microvascular complications ROC curve

endoglin又称CD105，是转化生长因子(TGF)-β1和TGF-β3的跨膜受体，主要表达在内皮细胞、单核细胞/巨噬细胞、成纤维细胞和血管平滑肌细胞等各种血管壁细胞，参与血管发生和重构，在伤口愈合、缺氧、新生血管生成时endoglin表达增加并通过调节TGF-β信号传导刺激血管平滑肌细胞迁移、增殖和新生血管生成，并下调内皮型一氧化氮合酶表达，最终促进动脉粥样硬化18]。endoglin可被基质金属蛋白酶裂解形成S-endoglin释放至外周血循环中，S-endoglin水平升高被认是内皮损伤或功能障碍的标志[19]。本研究发现，T1DM患儿血清S-endoglin水平增高，且S-endoglin与T1DM糖代谢紊乱及微血管并发症的发生有关。Ekiz-Bilir等[20]报道指出，2型糖尿病患者endoglin水平高于健康受试者，且糖尿病肾病患者endoglin水平高于尿白蛋白正常的糖尿病患者，提示endoglin与糖尿病肾病的发生有关。Abu等[21]报道也指出，增殖性糖尿病视网膜病变患者外周血中S-endoglin浓度增加，且与疾病活动性有关。可见S-endoglin与糖尿病患者微血管并发症有关，分析原因为endoglin可激活Akt 进而激活血管内皮生长因子-A，促使血管细胞黏附分子-1基因转录，导致内皮细胞活化、单核细胞浸润和炎性反应[22]。endoglin可降低内皮型一氧化氮合酶和膜内皮糖蛋白表达及其信号转导，影响血管收缩功能[23]，导致血管功能障碍。endoglin还可促使肌成纤维细胞分化和细胞外基质产生，促使纤维化进程[24]，最终导致微血管并发症的发生。

ROC分析结果显示，血清galectin-3、S-endoglin在T1DM患儿并发微血管并发症中具有诊断价值，提示血清galectin-3、S-endoglin可作为T1DM微血管并发症的潜在生物学指标，为临床辨别微血管并发症提供可靠信息。

综上，T1DM患儿血清galectin-3、S-endoglin水平均增高，且与T1DM糖代谢紊乱及微血管并发症发生有关，可作为T1DM微血管并发症诊断的标志物，可为临床诊治提供一定信息。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

刘建丽：设计研究方案，实施研究过程，论文撰写；刘力铭：提出研究思路，研究选题；厉红：设计论文框架，进行文献调研与整理；刘小娜：提出研究思路，分析试验数据，论文审核;张雪松：资料搜集整理，论文修改;焦丽华：进行统计学分析