正常范围内CD4+T细胞水平对2型糖尿病患者胰岛素抵抗的影响

张珍华, 孙 娟, 何苗苗, 李小霜, 于洪恩

近年来,2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的发病率及病死率呈明显的上升趋势,已成为危害国民健康的主要疾病之一。目前普遍认为T2DM是一种免疫相关性代谢性炎症疾病[1],多种免疫细胞和细胞因子的共同作用导致胰岛素的合成、分泌和功能缺陷。T淋巴细胞被认为是T2DM代谢性炎症的基础,尤其是CD4+T细胞亚群失衡及功能紊乱[2-4]。CD4+T细胞可通过分泌白细胞介素-17(interleukin-17,IL-17)、干扰素-γ(interferon-γ,IFN-γ)等细胞因子直接或间接加重胰岛素抵抗(insulin resistance,IR),是T2DM患者IR发生和胰岛β细胞损害的重要机制[5-7]。在临床工作中发现,大部分T2DM患者的CD4+T细胞水平均在正常范围内。鉴此,本研究旨在进一步明确正常CD4+T细胞水平与T2DM患者IR间的关系。现报道如下。

1 对象与方法

1.1研究对象 招募2021年9月至2022年6月徐州医科大学附属医院内分泌科收治的T2DM患者269例。其中男161例,女108例,年龄(56.5±25.5)岁。依据正常范围内的CD4+T细胞水平由低到高将研究对象分为4组:A组58例,414～670个/μl;B组78例,671～927个/μl;C组74例,928～1 183个/μl;D组59例,1 184～1 440个/μl。本研究通过医院伦理委员会审核批准,所有研究对象签署知情同意书。

1.2纳入与排除标准 纳入标准:(1)符合《中国2型糖尿病防治指南(2017年版)》[8]中关于T2DM的诊断标准;(2)CD4+T细胞水平在正常范围内:414～1 440个/μl;(3)临床检查资料完整。排除标准:(1)1型糖尿病和其他特殊类型糖尿病;(2)合并糖尿病酮症酸中毒、糖尿病肾病及其他严重并发症者;(3)手术、肿瘤、严重外伤等应激状况者;(4)有严重的心、脑、肝、肾系统疾病者;(5)合并免疫系统、血液系统疾病者;(6)合并急慢性感染患者;(7)妊娠期及哺乳期妇女。

1.3一般临床资料收集 通过医院电子病历收集研究对象的一般临床资料,包括性别、年龄、病程、体质量指数(body mass index,BMI)、收缩压(systolic blood pressure,SBP)和舒张压(diastolic blood pressure,DBP)。

1.4生化指标检测 禁食8～12 h,于入院的次日早晨抽取空腹静脉血。应用美国BIO-RAD全自动糖化血红蛋白仪通过高效液相色谱法测定糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA1c)水平。应用日立7600型全自动生化分析仪测定血脂甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)。应用罗氏生化免疫分析仪通过电化学发光法测定空腹胰岛素(fasting insulin,FIns)。细胞生物玻片法检测CD4+T细胞计数,试剂盒购自上海汇中细胞生物科技有限公司。通过酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测IL-17、INF-γ和C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)。IL-17、INF-γ检测所用试剂盒购自上海凌珀生物科技有限公司。CRP检测试剂盒购自上海德赛诊断产品有限公司。

1.5胰岛β细胞功能及IR相关指标检查 所有患者行口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test,OGTT)及胰岛素释放试验。测定服糖后0 min、 60 min、120 min、180 min的血糖和胰岛素水平。(1)胰岛β细胞功能指标:稳态模型胰岛β细胞功能指数(Homeostasis Model Assessment-β,HOMA-β)=20×FIns/(FPG-3.5)。(2)IR指标:稳态模型胰岛素抵抗指数(Homeostasis Model Assessment-Insulin Resistance Index,HOMA-IR)=(FIns×FPG)/22.5;Matsuda指数评估胰岛素敏感性IS(Matsuda Insulin Sensitivity Index,ISIM)[9]=10 000/(FIns×FPG×OGTT平均血糖×OGTT平均胰岛素)1/2。

2 结果

2.1四组一般临床资料比较 四组年龄、性别、BMI、TC、TG、病程、SBP和DBP比较差异无统计学意义(P>0.05)。四组CRP、INF-γ、IL-17比较差异有统计学意义(P<0.05),且与CD4+T细胞水平呈正关联。见表1。

表1 四组一般临床资料比较

2.2四组糖耐量指标比较 四组HOMA-β比较差异无统计学意义(P>0.05)。四组HbA1c、FPG、HOMA-IR、ISIM比较差异有统计学意义(P<0.05),且HbA1c、FPG、HOMA-IR与CD4+T细胞水平呈正关联,ISIM与CD4+T细胞水平呈负关联。见表2。

表2 四组糖耐量指标比较

2.3HOMA-IR与其他指标的相关性分析结果 Spearman秩相关性分析结果显示,HOMA-IR与CD4+T细胞、CRP、HbA1c、FBG、IL-17、INF-γ呈显著正相关(P<0.05),与ISIM呈显著负相关(r<0,P<0.05)。见表3。

表3 HOMA-IR与其他指标的相关性分析结果

2.4影响HOMA-IR水平的多元线性回归分析结果

以HOMA-IR水平为因变量,以CD4+T细胞、CRP、HbA1c、FBG、IL-17、INF-γ水平为自变量(由于ISIM与FBG存在共线性,故排除)进行多元线性回归(逐步法)分析,结果显示CD4+T细胞、FBG、IL-17、INF-γ水平与HOMA-IR水平呈正关联(P<0.05)。控制FPG及其他混杂因素(CRP、HbA1c、IL-17、INF-γ)后,偏相关分析结果显示,HOMA-IR与CD4+T细胞呈正相关(r=0.343,P<0.05)。见表4。

表4 影响HOMA-IR水平的多元线性回归分析结果

3 讨论

3.1T2DM患者的发病涉及IR和胰岛素分泌不足两方面,而适应性免疫细胞比例失衡在其中起着重要的作用。研究认为,异常活化的CD4+T细胞通过分泌细胞因子直接或间接导致IR和胰岛β细胞功能损伤:(1)INF-γ,可促使巨噬细胞向促炎亚型M1型分化,增强其释放IL-1β和TNF-α等,引发代谢性炎症反应[5]。(2)IL-17,是一种多效促炎因子,可通过直接或间接的方式诱导胰岛β细胞凋亡和IR[10]。本研究结果显示,在正常水平范围内的CD4+T细胞,IL-17、INF-γ及炎症指标CRP会随CD4+T细胞水平的升高而增高;多元线性回归分析结果也显示,CD4+T细胞、IL-17、INF-γ是HOMA-IR的影响因素。IL-17、INF-γ均可通过各自的方式引发代谢性炎症反应,最终促进T2DM的发生、发展,这也与既往的研究结果相似[3,7]。

3.2有研究认为,IR的发生在T2DM的发病机制中独立于胰岛β细胞功能受损,且胰岛β细胞可通过分泌更多的FIns来应对IR状态[11-13]。本研究中,随着CD4+T细胞水平的升高,四组FPG、FIns、HOMA-IR逐渐升高,ISIM逐渐降低,而四组HOMA-β水平比较差异无统计学意义,提示:(1)虽然CD4+T细胞对胰岛β功能也有损伤作用,但在正常水平范围内其作用差异不大;(2)异常活化的CD4+T细胞对IR的影响更大,外周组织胰岛素敏感性也逐渐下降;(3)由于补偿机制,促使胰岛β细胞分泌更多的FIns来应对IR,但由于胰岛素释放量不足,最终导致血糖逐渐升高。

3.3高血糖状态会刺激胰岛素原(错误折叠的蛋白)增加,导致内质网应激,使构象未成熟胰岛素原复合物(conformational immature proinsulin complex,CIPC)大量堆积,造成胰岛素生成减少及细胞中活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)增高,从而加重IR[14-15]。而CD4+T细胞则可以通过多种作用机制加重IR:(1)异常活化的CD4+T细胞可分泌较高水平的IFN-γ,持续激活酪氨酸激酶-信号转录激活因子1(Janus kinase-signal transducer activator of transcription 1,JAK-STAT1)信号通路,降低人脂肪细胞的胰岛素敏感性,抑制细胞分化[16];IFN-γ还参与介导胰岛内皮细胞和β细胞MHCⅡ类分子基因表达,从而进一步刺激特异性CD4+T细胞增殖。表明CD4+T细胞在IR和脂肪炎症中发挥重要作用[17-18]。(2)IL-17可通过增加胰岛素受体底物-1(insulin receptor substrate-1,IRS-1)丝氨酸磷酸化和降低其酪氨酸磷酸化来抑制胰岛素通路,导致IR。(3)CD4+T细胞分泌的多种效应性因子,包括IL-17、IFN-γ、TNF-α等,均可通过放大效应促进T2DM的发生、发展[7]。本研究多元线性回归分析结果也显示,CD4+T细胞、FBG、IL-17、INF-γ是HOMA-IR的危险因素,且呈正相关,提示CD4+T细胞可通过释放IL-17、IFN-γ等炎症因子,联合FPG共同导致IR加重。

3.4HbA1c是血糖和血红蛋白结合的不可逆产物,半衰期约为120 d,能反映患者的长期血糖水平。HbA1c与T2DM患者的免疫系统密切相关[19-21]。据相关文献报道,异常活化的CD4+T细胞可通过多种方式导致血糖升高;慢性高血糖状态也会导致CD4+T细胞异常活化,炎症因子表达增加[7,20]。这种恶性循环也是导致T2DM发展的重要原因。

综上所述,CD4+T细胞水平升高也会使T2DM患者机体处于炎症状态,加重IR,外周组织胰岛素敏感性也更低。即使患者的CD4+T细胞水平在正常范围内,若其水平较高时,可考虑选择加用一些改善胰岛素敏感性的药物。在临床工作中,临床医师应密切监测患者CD4+T细胞及其炎症因子水平,这对患者病情的评估以及治疗方案的调整有一定的参考价值。但本研究也存在着一些不足,例如纳入的T2DM患者的治疗药物并未统一,样本量较小等,故所得结论尚需进一步扩大样本量,经过前瞻性研究进行验证。