外周血及脐血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin与妊娠期糖尿病相关性

蒋沛桢 韩秋峪

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus，GDM)是一种常见的妊娠期并发症，目前的研究显示糖脂代谢异常和胰岛素抵抗是妊娠期糖尿病发生的主要危险因素，会导致各种不良母婴结局[1]。AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 (mammalian target of rapamycin，mTOR)是机体能量和营养代谢的关键控制位点[2]。Sestrin2、Sestrin3是哺乳动物在应激状态下产生的一种蛋白，Sestrin2可通过激活AMPK继而抑制mTORC1途径，调节葡萄糖代谢[3]。有动物实验表明Sestrin3可直接激活mTORC2信号通路，增强葡萄糖代谢[4]。Irisin是一种肌肉因子,在细胞实验中，Irisin可使AMPK磷酸化，从而增强骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取[5]。本研究拟对GDM患者及新生儿脐带血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin表达水平进行检测，探讨其与GDM患者相关代谢指标与新生儿结局的关系。

资料与方法

1.研究对象：使用随机数表法分别选取2021年6～10月于徐州医科大学附属医院规律产检并住院分娩的妊娠期糖尿病孕妇40例为GDM组，同期正常妊娠孕妇40例为对照组，诊断标椎参照第9版《妇产科学》诊疗标准[6]：妊娠24～28周及28周后行75g口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test，OGTT)：空腹、服糖后1h和服糖后2h血糖值分别为5.1、10.0和8.5mmol/L，任何一点血糖值达到或超过上述标准即诊断为GDM。诊断为GDM者，将在后续门诊产检过程中给予专业饮食或用药指导。排除标准：①孕前有糖尿病或妊娠期糖尿病史及糖尿病家族史；②不良孕产史；③合并高血压，肝脏、肾脏功能不全、多囊卵巢综合征等内分泌疾病；④多胎妊娠；⑤孕期至采血前使用影响血糖、血脂药物；⑥不能配合本次研究样品采集者。本研究已通过笔者医院医学伦理学委员会审查(伦理审批号：XYFY2021-KL024-01)。

2.方法：(1)一般资料收集：一般资料包括年龄、采血孕周、分娩孕周、孕前体重指数(body mass index，BMI)、新生儿出生体重、新生儿出生血糖。(2)糖脂代谢指标测定：留取孕妇于检测OGTT时抽取的空腹肘静脉血5ml，其中3ml应用AU680型全自动生化分析仪(贝克曼库尔特公司生产)检测糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin，HAb1c)、空腹胰岛素(fasting insulin，FINS)、空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)，计算胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment of insulin resistance HOMA-IR)，HOMA-IR=(FPG×FINS)/22.5。取剩余2ml母血及孕妇分娩时的脐带血2ml温室下静置2h后1000×g离心15min，分离血清标记后储存在-80℃冰箱中，应用酶联免疫吸附法检测Sestrin2、Sestrin3、Irisin，试剂盒为Bioswamp产品，操作步骤严格按照试剂盒说明书。

结 果

1.GDM组和对照组临床资料比较：两组患者年龄、采血孕周、BMI、分娩孕周、TC、HAb1c比较，差异均无统计学意义(P均>0.05)，GDM组FPG、FINS、TG、HOMA-IR、出生体重、母血Sestrin2、母血Sestrin3、脐血Sestrin2、脐血Irisin水平均明显高于对照组，母血Irisin水平、出生血糖均明显低于对照组(P均<0.05)，两组脐血Sestrin3水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)，详见表1。

表1 两组患者临床资料比较

2.孕妇外周血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin水平与各指标的相关性分析结果：孕妇外周血中Sestrin2、Sestrin3与FPG、FINS、HOMA-IR之间均呈正相关(P<0.05)；Irisin与FPG、FINS、TG、HOMA-IR之间均呈负相关(P均<0.05)，详见表2。

表2 外周血中Sestrin2、Sestrin3、Irisin与各指标的相关性

3.母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin诊断GDM的ROC曲线分析：母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin诊断GDM的ROC曲线分析详见表3。由ROC曲线可知，母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin以及3个指标联合诊断GDM的曲线下面积分别为0.762、0.707、0.787、0.867，各指标诊断GDM的价值差异均有统计学意义(P均<0.05)。母血Sestrin2诊断GDM的阈值为5.021，对应敏感度为50.0%、特异性为98.7%；母血Sestrin3诊断GDM的阈值为5.615，对应敏感度为55.0%、特异性为87.5%；母血Irisin诊断GDM的阈值为305.130，对应敏感度为92.5%、特异性为67.5%；三者联合诊断GDM的阈值为0.470，对应敏感度为87.5%、特异性为82.5%。

表3 母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin诊断GDM的ROC曲线

图1 各指标诊断GDM的ROC曲线

4.新生儿不同情况脐带血Sestrin2、Sestrin3、Irisin水平比较：巨大儿组Sestrin2、Sestrin3、Irisin均明显高于非巨大儿组，新生儿低血糖组Sestrin2、Irisin均明显高于非低血糖组，差异均有统计学意义(P均<0.05)。非低血糖组和非低血糖组Sestrin3水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)，详见表4。

表4 新生儿不同情况脐血Sestrin2、Sestrin3、Irisin水平比较

讨 论

GDM作为妊娠期间最常发生的代谢性疾病，其主要危害是导致母婴临床结局不良和病死率增加。研究表明，GDM患者体内拮抗/分泌胰岛素平衡机制破坏，存在明显的糖脂代谢异常和胰岛素抵抗[7]。本研究中FPG、FINS、HOMA-IR、TG均高于正常组，提示GDM患者体内存在糖脂代谢紊乱与胰岛素抵抗。葡萄糖、氨基酸和脂肪酸的胎盘转运增加会刺激胎儿内源性胰岛素和胰岛素样生长因子1 (insulin-like growth factors -1，IGF-1)的产生，导致巨大儿[8]。由于母体高血糖的影响，新生儿体内胰岛素水平升高，使其发生低血糖风险增加，如果不及时处理可能会导致脑损伤[9]。本研究中GDM组新生儿出生体重均比对照组高，新生儿出生血糖低于正常组，提示GDM患者体内紊乱的代谢状况，也会对胎儿体重及血糖造成影响。

Sestrins是一个应激诱导蛋白家族，包括Sestrin1、Sestrin2和Sestrin3，通过调整AMPK与mTOR活性来调节炎症、氧化应激和代谢稳态[10]。Lee等[11]研究发现，在Sestrin2基因敲除小鼠体内，mTOR-Ser2481磷酸化水平增强，并且通过使用AMPK激动剂来提高AMPK表达后，Sestrin2基因敲除小鼠体内血糖降低。研究表明，在压力条件下，叉头框转录因子O(forkhead box transcription factor O,FoxO)可诱导Sestrin3表达，抑制mTORC1的活性,从而增加细胞能量代谢,维持细胞能量稳态[12]。本研究GDM组母血中Sestrin2、Sestrin3水平均高于正常组，均与FPG、FINS、HOMA-IR呈正相关，这提示Sestrin2、Sestrin3参与GDM患者体内代谢稳态的调节并与胰岛素抵抗有关。GDM患者高血糖状态会导致胎盘存在炎性反应及氧化应激反应[13]。本研究中GDM组中脐血Sestrin2高于正常组，可能由于GDM患者胎盘氧化应激反应提高所致。研究表明胎盘AMPK活性降低与IGF-1信号转导的增加似乎参与了GDM孕妇的胎盘中mTORC的激活，导致新生儿出生体重增加[8]。本研究中，巨大儿组脐血Sestrin2与Sestrin3高于非巨大儿组，在低血糖组中脐血Sestrin2水平更高，可能由于mTORC的表达增加反馈性提高Sestrin2、Sestrin3水平所致。

Irisin是一种由Ⅲ型纤连蛋白结构域5水解成的多肽片段，过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子(peroxisomeproliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α)可促进该过程[14]。本研究中GDM组母血Irisin水平较正常组低，可能继发于GDM患者体内PGC-1α的表达下降和功能受损。目前大多数对妊娠糖尿病研究的分析中发现GDM患者血清Irisin水平更低[15]。在胰岛素的刺激下，Irisin可通过AMPK通路，改善糖脂代谢状态，抑制胰岛素抵抗，减少氧化应激[14,16～18]。

本研究结果显示，Irisin与FPG、FINS、IR呈负相关，表明Irisin可能参与GDM患者体内代谢紊乱及胰岛素抵抗的发生。体液中的Irisin会作用于脂肪组织，诱导局部的白色脂肪细胞高表达棕色脂肪标记基因，使能量消耗增加[16]。研究发现，槲皮素通过调节AMPK/PGC-1α信号通路从而诱导白色脂肪褐变[19]。Yuan等[20]通过增强棕色脂肪活性和诱导皮下脂肪组织中棕色样脂肪细胞的形成,增加了肥胖小鼠的能量消耗并改善了葡萄糖稳态。通常认为棕色脂肪在成人体内含量极少，而在新生儿及冬眠动物中较多，本研究显示GDM组孕妇所产新生儿脐血Irisin高于正常组，在巨大儿组与新生儿低血糖组中脐血Irisin水平更高，可能是由于胎儿通过AMPK/PGC-1α通路促进胎儿分泌Irisin，促进新生儿棕色脂肪的表达，增加葡萄糖的利用，调节体内糖脂代谢。

由于GDM对母婴结局的不良影响，准确诊断GDM显得尤为重要，通常对于GDM的诊断依靠OGTT，本研究中ROC曲线提示母血Sestrin2、母血Sestrin3、母血Irisin均对GDM有一定诊断价值，且三者联合诊断价值更高，说明其对评估GDM的发生有辅助作用，可指导干预GDM措施的制定。

综上所述，Sestrin2、Sestrin3、Irisin与GDM患者糖脂代谢、胰岛素抵抗密切相关，并会对胎儿糖脂代谢造成影响，与新生儿低血糖、巨大儿等不良结局有关。但本研究纳入样本量较小，需要今后开展大样本量研究予以进一步证实。