代谢综合征患者腰围及热应激蛋白70与血清肿瘤坏死因子-α水平的关联研究

彭 玥，宋 辉，杨宇轩，郭忠琴

（宁夏医科大学公共卫生与管理学院流行病与卫生统计学系，银川 750004）

代谢综合征（metabolic syndrome，MS）以多种并行发生的代谢性病理改变为特点，以胰岛素抵抗为病理基础，机体内聚集了高血压、糖尿病或糖调节异常、中心性肥胖和血脂异常等复杂的代谢紊乱综合征，甚至是诱发心血管疾病的危险因素[1-2]。全世界约有1/3的人暴露于多种可能引起MS的危险因素下，而MS患病率仍保持着不断升高的趋势[3]。一项美国健康与营养的调查结果表明，1990—2006年成年人MS患病率由28%增加至34%，相比男性，女性MS患病率的增加更为明显[4]。2002—2010年中国广东省的健康调查结果显示，8年内MS患病率从7.3%上升至24.5%[5]。MS的病因复杂，涉及多个系统，发病机制不明确，但已有的研究表明[6]，MS是具有慢性低度和系统性特征的炎症状态，病情转归的过程中，可通过血清生物标记物监测病情进展。肿瘤坏死因子-α（TNF-α）是具有强效促炎作用的细胞因子，作为炎性反应的始动因素，已有研究证实TNF-α水平可影响胰岛素抵抗的发生发展，影响腰围（waist circumference，WC）并参与肥胖的发病环节，最终可导致MS的发生并不断推进病程[7-9]。相关研究强调WC在MS诊断中的地位，并将其纳入评分范围[10]。肥胖过程中调节平衡的关键之一是在应激条件下激活的防御机制，即热激反应。热应激蛋白70（heat stress proteins，HSP-70）在反应中具有重要地位，参与抗凋亡、抗炎反应、细胞信号和免疫反应调节以及糖尿病、肥胖等慢性疾病的进程，对MS具有保护作用[11]。但MS诊断或患病相关指标间的关联仍不明确，国内外对TNF-α水平在MS的病情转归中的作用也未达成共识。因此，本文旨在明确MS患者WC、HSP-70及其他体格和实验室检查指标与血清TNF-α水平的关系，探索各指标与血清TNF-α的相互作用，为MS发病机制的研究提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

本研究按照2005年美国心脏协会（American Heart Association，AHA）对2002年成人高胆固醇血症评估和治疗专家组的第三报道（Adult Treatment PanelⅢ，ATPⅢ）的修订[11]及排除标准，筛选376例无血缘关系的MS患者作为研究对象，所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 纳入标准（MS诊断标准）

按2005年AHA的ATPⅢ修订标准，符合以下3项特征即可确诊MS：（1）腹型肥胖：WC（男性）≥90 cm；WC（女性）≥80 cm；（2）高甘油三酯血症：三酰甘油（triglyceride，TG）≥1.7 mmol·L-1；（3）高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）水平降低：男性HDL-C＜1.03 mmol·L-1，女性HDL-C＜1.29 mmol·L-1；（4）高血压：收缩压（systolic blood pressure，SBP）≥130 mmHg或舒张压（diastolic blood pressure，DBP）≥85 mmHg；（5）高血糖：空腹血糖（fasting plasma glucose，FPG）≥5.6 mmol·L-1。

1.3 排除标准

排除患有心脑血管疾病、肝肾急慢性损伤、循环和内分泌障碍、自身免疫病和长期使用免疫抑制剂者、患有炎症性疾病（受检前2周内无明显感染）和癌症患者，近期手术、外伤和应激状态，职业病，滥用药物或吸毒者，孕产妇人群。

1.4 现场调查

1.4.1 一般情况问卷调查 所有研究对象均自行填写流行病学调查问卷表，内容包括姓名、性别、年龄和MS相关疾病史等基本情况。

1.4.2 体格检查 由经过训练的调查员测量身高、体质量、WC、臀围（hip circumference，HC）及血压，并计算体质量指数（body mass index，BMI）和腰臀比（waist-to-hip ratio，WHR）。

1.4.3 实验室检查 于上午7：30—9：30采集研究对象空腹（禁食≥12 h）肘静脉血样10 mL，全自动生化分析仪（Sysmex XE-2100，TOA Medical Electronics’Kobe，Japan）检测白细胞（white blood cell，WBC）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、TG、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、HDL-C、丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferase，ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase，AST）、FPG和尿酸（uric acid，UA）等生化指标。血清中TNF-α、HSP-70的表达水平采用ELISA法测定。

1.5 统计学方法

使用SPSS 22.0统计学软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差（±s）描述，采用独立样本t检验比较MS患者不同性别间体格检查与实验室指标的差异；采用方差分析比较多组血清TNF-α水平间体格检查与实验室指标的差异，用LSD-t检验进行两两比较。相关性分析用偏相关。采用多元线性回归建立影响血清TNF-α水平变化模型。统计学检验均采用双侧检验，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 不同性别MS患者一般临床资料比较

不同性别MS患者间年龄、BMI、WC、HC、WHR、TG、TC、HDL-C、LDL-C、SBP、AST、ALT、FPG、WBC、TNF-α、HSP-70和UA分布差异均无统计学意义（P均＞0.05），女性DBP低于男性（P=0.002），见表1。

表1 不同性别MS患者一般临床资料比较

2.2 MS患者不同血清TNF-α水平组间体格检查、血脂、肝功能及其他实验室指标比较

血清TNF-α为正偏态分布资料，以四分位数为分组依据，即Q1（＜75.69 mmol·L-1，94例）、Q2（≥75.69且＜139.21 mmol·L-1，94例）、Q3（≥139.21且＜233.46 mmol·L-1，94例）、Q4（≥233.46 mmol·L-1，94例）。在不同TNF-α水平组间，MS患者的WC（P=0.046）、WHR（P=0.043）、HSP-70（P＜0.001）和UA（P=0.045）差异均有统计学意义，血脂各指标、肝功能各指标、BMI、HC、SBP、DBP、FPG、WBC各组间差异均无统计学意义（P均＞0.05）。采取LSD-t检验分析MS患者WC、WHR、HSP-70和UA的组别差异：Q4组WC比Q1、Q3组更宽（P均＜0.05），Q4组WHR比Q1组更高（P＜0.01）；TNF-α有随着HSP-70浓度升高而降低的趋势（P＜0.05）；Q2组的UA比Q1和Q4组的更高（P均＜0.01），见表2~表5。

表2 MS患者不同血清TNF-α水平组间体格检查指标比较（±s）

表2 MS患者不同血清TNF-α水平组间体格检查指标比较（±s）

与Q4组比较*P＜0.05，**P＜0.05。

TNF-α组别 n Q1 94 Q2 94 Q3 94 Q4 94 F值P值BMI/（kg·m-2） WC/cm HC/cm WHR SBP/mmHg DBP/mmHg 25.35±2.92 89.07±11.91* 96.81±9.27 0.92±0.06** 128.77±15.89 78.33±9.80 25.45±2.86 91.43±11.01 97.81±9.20 0.93±0.05 129.98±16.02 80.99±10.86 25.06±2.54 89.40±10.50* 96.40±8.20 0.93±0.06 130.28±18.49 80.82±11.88 25.85±3.12 93.19±11.85 98.82±8.83 0.94±0.06 127.49±20.09 78.94±12.53 1.204 2.692 1.392 2.751 0.495 1.311 0.308 0.046 0.245 0.043 0.686 0.271

表5 MS患者不同血清TNF-α水平组间其他实验室指标比较（±s）

表5 MS患者不同血清TNF-α水平组间其他实验室指标比较（±s）

与Q1组比较*P＜0.05；与Q2组比较#P＜0.05，##P＜0.01。

TNF-α组别 n Q1 94 94 Q2 Q3 94 Q4 94 F值P值FPG/（mmol·L-1） WBC/（×109/L） HSP-70/（ng·mL-1） UA/（μmoL·L-1）6.94±3.39 6.60±1.96 45.00±22.61 339.06±64.49##7.39±3.29 6.86±2.11 37.11±28.92* 361.62±63.65 7.28±2.90 6.38±1.61 28.26±26.85*# 345.17±61.97 7.65±3.04 6.53±2.51 25.03±21.76*# 336.04±77.94##0.816 0.874 12.020 2.702 0.486 0.455 ＜0.001 0.045

2.3 血清TNF-α与WC和HSP-70的多元线性回归分析

以血清TNF-α浓度为因变量，WC、HSP-70和UA为自变量，根据不同的调整水平建立模型，进行多元线性回归分析。容忍度＞0.1，不存在多重共线性。将结果不具有显著性的UA排除后，WC和HSP-70进入方程（P均＜0.05），TNF-α与WC和HSP-70存在线性关系。模型2优于模型1和模型3，调整R2=0.101，线性回归方程为YTNF-α=13.131－0.053XHSP-70＋0.045XWC，见表6。

表6 MS患者血清TNF-α水平的多元线性回归分析

表3 MS患者不同血清TNF-α水平组间血脂指标比较（±s）

表3 MS患者不同血清TNF-α水平组间血脂指标比较（±s）

TNF-α组别 n Q1 94 Q2 9 94 Q3 4 Q4 94 F值P值TG/（mmol·L-1） TC/（mmol·L-1） HDL-C/（mmol·L-1） LDL-C/（mmol·L-1）2.16±1.06 4.49±1.36 1.01±0.22 2.57±0.93 2.36±1.71 4.29±1.10 1.00±0.20 2.59±0.96 2.34±1.31 4.43±1.18 1.04±0.36 2.65±0.82 2.20±1.24 4.41±1.22 0.98±0.23 2.66±0.90 0.507 0.472 0.724 0.215 0.677 0.702 0.538 0.886

表4 MS患者不同血清TNF-α水平组间肝功能指标比较（±s）

表4 MS患者不同血清TNF-α水平组间肝功能指标比较（±s）

TNF-α组别 n Q1 94 94 94 Q2 Q3 Q4 94 F值P值AST/（U·L-1） ALT/（U·L-1） ALT/AST 22.37±13.00 23.42±16.27 1.05±0.34 25.69±21.72 28.61±29.68 1.11±0.38 22.69±12.24 28.28±26.82 1.15±0.46 24.04±18.00 25.19±18.12 1.09±0.42 0.770 1.072 1.013 0.511 0.361 0.387

2.4 血清TNF-α与WC、HSP-70的偏相关分析

血清TNF-α水平与WC呈正相关（r=0.103，P=0.047）、与HSP-70呈负相关（r=-0.262，P＜0.001）。采用偏相关分析剔除血清TNF-α的影响后，WC和HSP-70的相关程度，发现WC和HSP-70在控制血清TNF-α后无相关性（r=0.094，P=0.071）。

3 讨论

胰岛素抵抗是多种代谢性病理改变的结果，包括高度相关的MS发病组件，如腹型肥胖、高甘油三酯血症、HDL-C水平降低、高血压和高血糖[12]。诱导胰岛素抵抗的介质——TNF-α是MS最重要的促炎因子之一，在感染、炎症、肿瘤、创伤等状态或其他病理情况下增加细胞因子并激活炎症信号通路，免疫细胞激活并分泌TNF-α，使TNF-α水平不断升高，MS病程发展速度不断加快[13-14]。

有研究[15]表明，相比WHR和HC，WC更适用于MS评价体系。WC作为诊断MS的依据之一，与TNF-α水平高度相关，广西的一项城乡居民研究显示，在WC水平较高的人群中，MS的患病率高于其他人群[16]。本研究结果显示，TNF-α水平与WC的关系为正相关，TNF-α水平提升越快，WC水平越高。在脂肪细胞和组织中，TNF-α是胰岛素抵抗存在的重要标志，这可能是引起局部和全身肥胖的炎症状态的原因[17]。同时，TNF-α的过度表达对胰岛素信号转导的抑制会影响葡萄糖转运，引起机体肝脏脂肪的沉积，增加肥胖的风险[18-19]。

邱方园等[20]研究提示，在MS的慢性病程持续作用下，长期的生理生化指标异常使HSP-70水平降低，这与本研究HSP-70水平随着血清TNF-α升高而降低的趋势相符。有研究指出[11]，免疫系统可能接收HSP-70的抗原信息而产生对应抗体，降低HSP-70的表达。

TNF-α水平与WC和HSP-70有关，随着TNF-α表达增高，WC水平也增高，而HSP-70水平与TNF-α呈负相关。在关于2型糖尿病胰岛素抵抗的研究中，Alemi等[21]对HSP-70和WC的关系探索后得出结论，两者是独立的。HSP-70基因表达和肥胖关系的研究也表明，WC和HSP-70无相关性[11]，与本研究控制TNF-α的偏相关分析结果一致。同时纳入方程但最终被排除的还有UA。研究发现，血清UA浓度与MS存在相关性，较低的UA水平已经能够对个体心血管风险状况产生负面影响，增加心血管疾病的病死率[22-23]。本研究中除了Q2组UA水平较高外，其他组UA水平区别不大，代表UA可能只与MS的发病有关。还有研究[24]表明，BMI和HDL-C也与TNF-α水平显著相关。

综上所述，TNF-α作为脂肪细胞和组织中胰岛素抵抗的重要标志，与MS发病组件中肥胖的重要指标WC密切相关。而在MS的慢性病程中，具有保护作用的急性应激产物HSP-70随着血清TNF-α升高而降低表达，持续消耗。