不同C肽水平2型糖尿病人群血清sKL蛋白水平与胰岛素抵抗的相关性*

刘天明

汕头大学医学院第一附属医院检验科(广东汕头 515041)

随着人们生活习惯的改变及老龄化社会的到来，2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)发病率在世界范围内急剧攀升[1]。现有的研究表明胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能衰竭是T2DM主要病理特征，贯穿于T2DM疾病发生、发展过程中，也是T2DM发生、发展的主要致病机制[2]。Klotho基因是研究者于1997年在研究自发性高血压的小鼠中发现的具有抗衰老特性的因子，主要表达于肾脏和脑组织，参与机体多种生理病理过程，与衰老、骨质疏松、动脉硬化、硬皮病、肺气肿等疾病密切相关[3-5]。最近有研究发现Klotho基因参与机体的糖脂代谢，提示Klotho基因可能参与胰岛素抵抗过程[4,6]。然而在T2DM不同阶段，胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能衰竭所发挥的作用是有差异的，因此探究sKL蛋白在T2DM不同阶段的表达水平及与胰岛素抵抗之间相关性具有重要临床意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料 T2DM诊断标准：(1)有糖尿病症状，并且随机血糖≥11.1 mmol/L。随机血糖是指就任意时间的血糖值，典型的糖尿病症状包括多尿、烦渴和无其他诱因的体重下降。(2)空腹血糖≥7.0 mmol/L，空腹状态定义为至少8 h内无热量摄入。(3)口服糖耐量试验(OGTT)时2 h血糖≥11.1 mmol/L。符合1～3中任何一项标准并排除1型糖尿病即可诊断为T2DM[7]。

本研究共收集研究对象205例，均于2016 年1月至2019年7月在汕头大学医学院附属第一医院就诊患者，正常对照选取同时期健康体检患者共115例。按将T2DM受试者分为高C肽血症组93例(OGTT 0 h, 2 h C肽>1.28 nmol/L)和低C肽血症组112例(OGTT 0 h, 2 h C肽<0.27 nmol/L)。各组的平均年龄分别是(61.7±12.1)岁、(60.4±11.2)岁和(59.1±11.2)岁。

排除标准包括：(1)严重高血压；(2)严重慢性疾病、急性感染；(3)心血管病或肝肾疾病史；(4)恶性肿瘤；(5)近期有手术史；(6)妊娠。

本研究获汕头大学医学院附属第一医院伦理委员会批准(批准号：2019095)。

1.2 方法 受试者均在入院后第2天清晨空腹、OGTT(75 g)2 h采集肘静脉血5 mL,离心收集血清,于-20℃保存待测相关指标。化学发光法(西门子)检测空腹C肽、OGTT 2 h C肽、空腹胰岛素。应用全自动生化仪(贝克曼)检测系统测定血糖、三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)及肝肾功能指标。采集空腹静脉血2 mL用于糖化血红蛋白(HbA1C)检测(东芝)。稳态模型评估的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)=空腹血糖(FPG)×空腹胰岛素(FINS)/22.5。血清sKL蛋白采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定。试剂盒购自钦城生物有限公司，具体操作步骤按照说明书推荐。

2 结果

2.1 一般资料 各组间年龄、性别差异无统计学意义(P>0.05)。收缩压(SBP)和舒张压(DBP)在各组间差异有统计学意义(P<0.05)，T2DM伴高C肽血症和低C肽血症患者均明显高于正常对照组(P<0.05)。肝肾功能指标丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)在T2DM伴高C肽血症组和T2DM伴低C肽血症组均高于正常对照组，各组之间差异有统计学意义(P<0.05)。血脂指标TG和LDL在3组间差异有统计学意义(P<0.05)，其中T2DM伴高C肽血症和低C肽血症显著高于对照组(P<0.05)，而TC和HDL在各组间差异无统计学意义(P>0.05)。血糖相关指标FBG、HbA1C、FINS在T2DM伴高C肽血症和低C肽血症均高于对照组(P<0.05), 且在T2DM伴高C肽血症、T2DM伴低C肽血症、正常对照组依次降低(P<0.05)。T2DM伴高C肽血症、T2DM伴低C肽血症、正常对照组在HOMA-IR中有差异，且在T2DM伴高C肽血症与正常对照组、T2DM伴低C肽血症与正常对照组之间差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 各组一般临床资料及生化指标比较

2.2 各组血清sKL蛋白水平的比较 与HOMA-IR指数恰好相反的是T2DM伴高C肽血症组及T2DM伴低C肽血症组患者的血清sKL蛋白显著低于正常对照组[(392.57±55.61)pg/mL、(424.40±76.34)pg/mLvs.(654.79±103.08)pg/mL，P<0.05]，尤其以T2DM伴高C肽血症者下降最为显著。

2.3 血清sKL蛋白水平与各指标参数关系 Pearson相关分析显示，在T2DM伴高C肽血症组及T2DM伴低C肽血症组中血清sKL蛋白水平与HOMA-IR、FINS、FPG及 HbA1C呈负相关(P<0.05)，尤其在T2DM伴高C肽血症相关更显著，而与SBP、DBP、TC、TG、HDL、LDL、BUN、ALT、AST、Cr之间并无显著相关性(P>0.05)。见表2。

表2 sKL蛋白与临床实验指标相关性分析 r值

2.4 血清sKL蛋白临床诊断价值 以OGTT及ADA发布的T2DM诊断标准为金标准，血清sKL蛋白ROC曲线表明，在T2DM伴高C肽血症与正常对照组之间，当血清sKL=491.01 Pg/mL时，具有更加良好的诊断价值[AUC(95%CI)=0.958(0.931～0.984)，P<0.05](图1-A)。而在T2DM伴低C肽血症与正常对照组之间sKL=517.92 pg/mL时，可与正常对照形成良好区分[AUC(95%CI)=0.922(0.883～0.961)，P<0.05](图1-B)。尽管血清sKL蛋白在T2DM伴高C肽血症与T2DM伴低C肽血症之间区分效应不佳[AUC(95%CI)=0.680(0.607～0.753),P>0.05](图1-C)。

注：A：T2DM伴高C肽血症与正常对照组之间；B：T2DM伴低C肽血症与正常对照组之间；C：T2DM伴高C肽血症与T2DM伴低C肽血症之间

3 讨论

Klotho基因是1997年在自发性高血压小鼠中新发现的与衰老有关的基因[3]。后来发现其在胰岛素/胰岛素生长因子-1信号通路中发挥着重要调节作用，进而在机体参与糖脂代谢和胰岛素抵抗过程[8]。近些年来，klotho与T2DM 的相关性研究越来越引起临床科研者关注。前人的研究显示，血清klotho水平在T2DM病例中呈下降趋势，而鲜有研究关注sKL蛋白在T2DM不同C肽水平状态下的表达规律。

本研究结果显示在T2DM伴高C肽血症与T2DM伴低C肽血症的血清sKL蛋白低于正常对照组，这与之前关于sKL蛋白在T2DM表达下降相一致。更有意思的是我们的研究发现sKL蛋白在T2DM伴高C肽血症下降幅度比T2DM伴低C肽血症大。这提示sKL蛋白可能参与了T2DM 的发生、发展。T2DM 患者血清sKL水平降低具体原因尚不明确。有文献研究表明sKL在T2DM 患者中表达下降与以下机制相关：首先，T2DM不仅仅是一种血糖升高内分泌疾病，同时还是一种慢性炎症性疾病[9-10]。其次，胰岛素抵抗在T2DM发生、发展中起着重要作用，而炎症又是胰岛素抵抗的核心。多项临床研究证明抗炎治疗可以改善T2DM患者糖代谢异常，从而能够提高机体对胰岛素的敏感度[11]。而sKL蛋白作为一种新发现的独特蛋白具有明显的抗炎效应[10-11]。一方面，sKL蛋白可通过下调炎症因子表达来改善炎症状态。如在肾小管上皮细胞中过表达sKL蛋白可以抑制TNF-α诱导的核因子-κB(NF-κB)激活及白细胞介素-8(IL-8)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)等炎症因子的产生[12-13]。另一方面，sKL蛋白还可直接抑制炎症信号通路，如维甲酸诱导基因蛋白Ⅰ信号通路[14]。上述数据表明sKL蛋白在胰岛素抵抗中发挥着重要作用与炎症相关。

由于胰岛素抵抗是T2DM原始动因和致病基础，人体研究发现sKL可能是反映胰岛素抵抗及T2DM 发生的检测指标[6,15]。本研究显示，在T2DM不同阶段胰岛素抵抗指数在T2DM伴高C肽血症组、T2DM伴低C肽血症组、正常对照组呈递减趋势[(14.38±5.25)vs(1.61±0.93)vs(0.94±0.08)，P<0.05]，与sKL蛋白趋势恰好相反。因此，T2DM伴高C肽血症组、T2DM伴低C肽血症组sKL蛋白水平与胰岛素抵抗指数之间存在负相关，尤其在T2DM伴高C肽血症组显著相关。本研究还发现，在T2DM伴高C肽血症和T2DM伴低C肽血症组sKL 与FPG、HbA1C、Fins 负相关。进一步证实sKL 在胰岛素抵抗及T2DM 的发生中发挥了重要作用。因为有动物实验发现sKL 能增加胰岛素敏感度，并通过成纤维细胞生长因子21(FGF21)和AMPK 通路对高糖诱导的细胞损害发挥保护作用[16]。

胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能衰竭是T2DM的主要发病机制，并在T2DM不同阶段所发挥的作用是有差别的[17]。早期的T2DM以胰岛素抵抗为主，晚期的T2DM以胰岛β细胞功能衰竭为主。前面的数据显示sKL蛋白、胰岛素抵抗在T2DM伴高C肽血症和T2DM伴低C肽血症有自己特有的变化趋势，因此本项目还研究sKL蛋白在各组间的诊断效能进行分析。ROC曲线表明，在T2DM伴高C肽血症与正常对照组之间，当血清sKL=491.01 pg/mL时，具有更加良好的诊断价值。而在T2DM伴低C肽血症与正常对照组之间sKL=517.92 pg/mL时，可与正常对照形成良好区分。但是血清sKL蛋白在T2DM伴高C肽血症与T2DM伴低C肽血症之间区分效应不佳。实验数据说明sKL蛋白可用于反映T2DM不同阶段病程或病情。

本研究存在以下不足：(1)未设置疾病对照组；(2)病例规模还比较小，存在数据偏移的可能；(3)多为住院患者，病史相对较长，血糖控制不佳，有一定的并发症。今后应考虑纳入新诊断的患者，对血清sKL 水平与胰岛素抵抗的相关性进行研究。

综上所述，sKL可能参与了胰岛素抵抗和T2DM的发生与发展，其机制可能与改善胰岛素敏感度、抗炎效应、抗氧化应激相关，其具体机制有待进一步研究。另外、sKL水平可以作为胰岛素抵抗和T2DM 的预测指标，但尚需更大规模研究证实。

利益相关声明：本文作者声明无利益冲突。

作者贡献说明：研究方案设计及实施、资料收集、标本检测、数据分析、论文撰写均由刘天明完成。