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(大連醫(yī)科大學(xué) 附屬第二醫(yī)院 內(nèi)分泌科，遼寧 大連 116027)

臨床醫(yī)學(xué)

新診斷2型糖尿病患者血清脂多糖水平與動脈粥樣硬化的關(guān)系

劉立朝，唐怡，王荔，蘇本利

(大連醫(yī)科大學(xué) 附屬第二醫(yī)院 內(nèi)分泌科，遼寧 大連 116027)

目的探討新診斷2型糖尿病(NDDM)患者血清脂多糖(LPS)水平與動脈粥樣硬化之間的相關(guān)性。方法檢測112名NDDM患者入組時和入組1年LPS水平以及大動脈粥樣硬化超聲指標(biāo)，并選取75名年齡、性別相匹配的健康對照，對LPS、大動脈粥樣硬化超聲指標(biāo)及相關(guān)臨床資料進(jìn)行分析。結(jié)果與健康對照組相比較，NDDM患者的lnLPS水平(1.64±0.32)高于健康對照組(1.42±0.28)，差異有顯著性意義(P<0.01)。采用偏相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，校正性別、年齡、病程后， LPS與入組時收縮壓(SBP)、體重指數(shù)(BMI)、甘油三酯(TG)、頸動脈內(nèi)膜厚度(CCA-IMT)、1年時收縮壓(SBP)、總膽固醇(TC)及1年時CCA差呈正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為0.312、0.287、0.274、0.187、0.231、0.295和0.287，P均<0.05)。多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，入組時BMI、1年時CCA差是LPS獨(dú)立相關(guān)因素。結(jié)論LPS在糖尿病患者中水平升高，是引起動脈粥樣硬化的危險因素。

2型糖尿病；脂多糖；動脈粥樣硬化

慢性低活度炎癥狀態(tài)是2型糖尿病和動脈粥樣硬化形成的共同機(jī)制。脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)是革蘭陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)成分之一，也是革蘭陰性細(xì)菌的主要致病因子。革蘭陰性細(xì)菌感染時，LPS從細(xì)菌外膜釋放出來，誘發(fā)機(jī)體免疫炎癥反應(yīng)。近年來，國內(nèi)外對脂多糖損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞方面的研究報道很多，但LPS在糖尿病及糖尿病大血管病變個體的研究報道較少。鑒于以上背景，本研究選擇新診斷2型糖尿病(NDDM)患者為研究對象，探討該人群LPS水平與動脈粥樣硬化之間的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 研究對象

從參與國家十一五科技支撐計(jì)劃《2型糖尿病大血管并發(fā)癥干預(yù)措施與控制模式研究實(shí)驗(yàn)》的大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院分中心病人中收集入組實(shí)驗(yàn)滿1年且資料完整的112例2型糖尿病患者。研究對象為確診糖尿病病程不超過2年，年齡在35～70歲之間，無肝腎功能不良(血肌酐>正常上限1.2倍，谷草轉(zhuǎn)氨酶>正常上限2倍)，抽血前半年內(nèi)無酮癥或酮癥酸中毒、高滲昏迷、嚴(yán)重應(yīng)激狀態(tài)，無進(jìn)展性的致命性疾病。并選擇年齡、性別相匹配的健康對照75例。

1.2 研究方法

詳細(xì)記錄所有研究對象的性別、年齡、吸煙與否、高血壓病史，測量患者的身高與體重及血壓。

生化指標(biāo)測定：所有研究對象在實(shí)驗(yàn)入組時及實(shí)驗(yàn)滿1年時，均空腹8 h，留取血液、尿液標(biāo)本，分別檢測空腹血糖(FPG)、血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、糖化血紅蛋白(HbA1C)、空腹胰島素(Ins)。

血管B型超聲檢查：所有研究對象在實(shí)驗(yàn)滿1年時均由同一名超聲醫(yī)師行頸總動脈、髂總動脈、股動脈超聲檢查。動脈內(nèi)膜中層厚度(IMT)的檢查方法：以右側(cè)頸總動脈(CCA)、髂總動脈(CIA)、股動脈(CFA)作為靶血管，3個動脈內(nèi)膜中層厚度測量位置分別為：頸總動脈—距頸動脈球膨大起始處10 mm內(nèi)最厚處；髂總動脈—距腹主動脈分叉遠(yuǎn)端10 mm內(nèi)最厚處；股動脈—股動脈分叉近端10 mm內(nèi)最厚處。斑塊記錄：檢查視野內(nèi)有斑塊時，記錄斑塊的數(shù)目、大小、回聲和形態(tài)。

酶聯(lián)免疫吸附法測定血清脂多糖(LPS)：人脂多糖/內(nèi)毒素(LPS)ELISA Kit酶聯(lián)免疫分析試劑盒，購于南京凱基生物公司。

研究對象給予血糖、血壓、血脂強(qiáng)化控制。強(qiáng)化血糖控制標(biāo)準(zhǔn): FPG<7.0 mmol/L,HbA1c<7.0%; 強(qiáng)化血壓控制標(biāo)準(zhǔn): BP≤130/80 mmHg。強(qiáng)化血脂控制標(biāo)準(zhǔn): TG<1.7 mmol/L,LDL- C<2.6 mmol/L。降糖藥物主要應(yīng)用磺脲類、雙胍類，達(dá)到最大劑量血糖仍未達(dá)標(biāo)則加用胰島素(NPH 或長效胰島素) 睡前1次皮下注射。降壓藥物選用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)、鈣拮抗劑(CCB)。TC 升高為主的血脂異常,首選他汀類,高TG 血癥為主的脂代謝紊亂選用貝特類。各干預(yù)對象無服用阿司匹林禁忌證者均同時給予阿司匹林100 mg/d。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，各組之間比較符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用t檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料進(jìn)行自然對數(shù)轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行t檢驗(yàn)， LPS與其它研究指標(biāo)的相關(guān)性分析用偏相關(guān)分析。所有比較的差異顯著性檢驗(yàn)定義為P<0.05。

2 結(jié) 果

2.1 2型糖尿病患者與非糖尿病者LPS比較

2型糖尿病患者血lnLPS水平高于非糖尿病者，差異有顯著性意義(1.64±0.32 vs 1.42±0.28，t=-3.095，P<0.01)。

2.2 LPS與其他研究指標(biāo)的相關(guān)性比較

對LPS濃度與實(shí)驗(yàn)入組時及滿1年時的各研究指標(biāo)進(jìn)行偏相關(guān)性分析得出：校正性別、年齡、病程后， LPS與入組時收縮壓(SBP)、TG、頸動脈內(nèi)膜厚度(CCA-IMT),1年時SBP、TC呈正相關(guān)(P<0.05)。具體各研究指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)及P值見表1、表2。

表1 LPS與實(shí)驗(yàn)入組時各研究指標(biāo)相關(guān)性比較

Tab 1 Analysis of the relationship between LPS and clinical date at the baseline

研究指標(biāo)相關(guān)系數(shù)(r)P性別-1．2410．217年齡-0．0540．672病程-0．0220．925吸煙0．0850．607高血壓0．2570．021SBP0．3120．017DBP0．2820．149BMI0．2870．020FPG-0．2120．357HbA1C-0．2300．257Ins0．0710．683TG0．2740．025TC0．2740．182HDL-C0．0510．772LDL-C0．1520．245CCA-IMT0．1870．041CIA-IMT-0．0810．573CFA-IMT0．2510．073

表2 LPS與實(shí)驗(yàn)滿1年時各研究指標(biāo)相關(guān)性比較

Tab 2 Analysis of the relationship between LPS and clinical date after 1 year

研究指標(biāo)相關(guān)系數(shù)(r)PSBP0．2310．039DBP0．1510．243BMI0．2310．147FPG0．1450．432HbA1C0．0850．622Ins-0．0470．872TG0．1850．091TC0．2950．021HDL-C0．0910．482LDL-C0．2960．085CCA-IMT-0．1250．672CIA-IMT-0．0510．782CFA-IMT0．1210．541

2.3 LPS與CCA、CIA、CFA動脈內(nèi)膜變化的相關(guān)性比較

用研究對象入組時CCA、CIA、CFA內(nèi)膜中層厚度與實(shí)驗(yàn)滿1年時CCA、CIA、CFA內(nèi)膜中層厚度之差來反映CCA、CIA、CFA動脈內(nèi)膜變化，并與LPS濃度做偏相關(guān)分析后得出，LPS與1年時CCA差正相關(guān)(P<0.05)。具體相關(guān)系數(shù)及P值見表3。

表3 LPS與動脈內(nèi)膜變化相關(guān)性比較

Tab 3 Analysis of the relationship between LPS and the change of artery intima-media thickness

研究指標(biāo)相關(guān)系數(shù)(r)PCCA差0．2870．023CIA差0．0410．821CFA差0．1820．141

2.4 LPS影響因素的多元線性回歸分析

以LPS作為因變量，實(shí)驗(yàn)入組時及實(shí)驗(yàn)滿1年時的各研究指標(biāo)作為自變量進(jìn)行多元線性回歸分析顯示： LPS與入組時BMI (BMI0)及1年時CCA差獨(dú)立相關(guān)，見表4。

表4影響LPS的多元線性回歸分析

Tab 4 Multiple linear regression analysis of factors affecting LPS

進(jìn)入變量標(biāo)準(zhǔn)βtPBMI00．3423．3810．004CCA差0．3573．4150．006

3 討 論

炎癥反應(yīng)在糖尿病患者大血管粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展過程中具有重要的意義。LPS是革蘭氏陰性菌的主要致病因子，是血管內(nèi)皮細(xì)胞的強(qiáng)烈激活劑。LPS通過直接或間接兩條途徑作用于血管內(nèi)皮，促進(jìn)炎癥的發(fā)生和發(fā)展[1]。所謂直接損傷是指LPS直接作用在血管內(nèi)皮細(xì)胞上而產(chǎn)生的損傷效應(yīng)， LPS作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞后，在最初第2～4 h，其表面黏附分子ICAM-1表達(dá)即開始增加，到第24 h，ICAM-1分泌達(dá)高峰，黏附分子在糖尿病血管并發(fā)癥的發(fā)生過程中起到了重要作用，可介導(dǎo)并增強(qiáng)白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞間的黏附，從而促進(jìn)炎癥的進(jìn)展。間接損傷則是指LPS通過與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，誘導(dǎo)免疫細(xì)胞釋放多種細(xì)胞因子和炎性介質(zhì)，最后再影響微血管內(nèi)皮細(xì)胞的通路。LPS釋放入血后，先與脂多糖結(jié)合蛋白(LBP)結(jié)合，之后再與單核細(xì)胞、T細(xì)胞等免疫活性細(xì)胞表面的蛋白復(fù)合物受體相互作用，將LPS信號轉(zhuǎn)導(dǎo)到細(xì)胞內(nèi)，激活靶基因，產(chǎn)生腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-1(IL-1)、白介素-6(IL-6)等細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子再激活血管內(nèi)皮細(xì)胞，使其也分泌許多可造成血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷的細(xì)胞因子，進(jìn)一步加重血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷。

本研究表明，與正常人相比，2型糖尿病患者組LPS顯著升高，說明糖尿病患者體內(nèi)的炎癥反應(yīng)可能更加嚴(yán)重。LPS水平升高將導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生嚴(yán)重的糖代謝紊亂：一方面在早期通過神經(jīng)內(nèi)分泌體系加速肝臟糖原的分解，提高肝臟糖原異生功能，導(dǎo)致高血糖的發(fā)生；另一方面，LPS還可使TNF-α 和一氧化氮(NO)水平升高，TNF-α通過抑制組織細(xì)胞膜胰島素受體酪氨酸蛋白激酶，造成胰島素受體信號傳導(dǎo)障礙。而NO可誘導(dǎo)胰島β細(xì)胞凋亡，造成血糖刺激的胰島素分泌功能下降，加重糖尿病的進(jìn)展[2]。此外高糖環(huán)境還可加強(qiáng)LPS對心血管組織的炎癥反應(yīng)，有學(xué)者推測可能與Toll樣受體 (Toll like receptors,TLRs)有關(guān)。 TLRs是近年來發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞表面受體家族，屬于模式識別受體，可對病原體相關(guān)分子模式進(jìn)行識別、結(jié)合并引發(fā)一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，進(jìn)而導(dǎo)致炎性介質(zhì)的釋放，TLR4是目前已知的識別LPS最主要的跨膜受體；而TLR2主要介導(dǎo)革蘭氏陽性菌及其細(xì)胞壁成分對細(xì)胞的激活作用，也可介導(dǎo)對LPS的反應(yīng)，機(jī)體的高糖環(huán)境導(dǎo)致TLR2/4的激活，最終使核因子κB(NF-κB)的轉(zhuǎn)位與相應(yīng)免疫基因的活化和轉(zhuǎn)錄，釋放前炎癥因子及輔助剌激分子起到調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的作用[3]。

本研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)偏相關(guān)分析校正性別、年齡、病程后，LPS與糖尿病患者的SBP、CCA-IMT及1年時CCA差正相關(guān)(P<0.05)，表明LPS可引起血管舒縮功能紊亂，在糖尿病患者動脈粥樣硬化過程中可能起著重要作用。LPS可以作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)致內(nèi)皮素-1(ET-1)和一氧化氮(NO)合成和分泌增加，使內(nèi)皮舒張功能受損，進(jìn)而導(dǎo)致血管舒縮功能紊亂的發(fā)生[4]，這可能是高血壓發(fā)生及發(fā)展的病因之一。動物實(shí)驗(yàn)研究還表明：在對糖尿病大鼠注射LPS后，可引起全身性的炎癥反應(yīng)，使體內(nèi)炎癥因子的水平明顯增高[5]。增高的炎癥因子水平對高血糖導(dǎo)致的內(nèi)皮細(xì)胞功能損害起協(xié)同作用，從而進(jìn)一步加重了血管的炎癥反應(yīng)，由于內(nèi)皮功能紊亂及形態(tài)學(xué)變化等因素，造成白細(xì)胞與血小板激活，最終導(dǎo)致動脈粥樣硬化的形成[6]。

本研究LPS水平與CIA、CFA內(nèi)膜厚度未見相關(guān)性，考慮可能與髂總動脈、股動脈離體表位置較遠(yuǎn)，受肥胖、超聲檢測干擾影響較大，不如頸總動脈位置表淺，走行明確，與皮膚平行，較易成像，有較高的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。很多研究已證實(shí)頸動脈粥樣硬化與心、腦動脈粥樣硬化密切相關(guān)，故臨床上可以選用CCA-IMT來反映動脈粥樣硬化的程度[7-8]。

本實(shí)驗(yàn)顯示LPS與入組時TG、1年時TC呈正相關(guān)(P<0.05)， LPS使血脂增高的原因可能為LPS通過激活CD14陽性細(xì)胞，釋放的TNF-α等細(xì)胞因子不但參與炎癥反應(yīng)，而且在脂肪代謝中起重要作用，TNF-α對脂蛋白脂酶有較強(qiáng)的抑制作用，大量的TNF-α可減少外周脂肪組織分解，并促進(jìn)肝細(xì)胞合成TG[9-10]，導(dǎo)致血脂的升高。

本研究將LPS導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)與2型糖尿病中的大血管病變、糖脂代謝紊亂聯(lián)系起來，為進(jìn)一步深入研究糖尿病大血管病變提供了新的線索和思路。將來還需更大的樣本和更加嚴(yán)格前瞻性研究來證實(shí)這一相關(guān)性。

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Lipopolysaccharideandatherosclerosisinnewlydiagnosedtype2diabetes

LIULi-chao,TANGYi,WANGLi,SUBen-li

(DepartmentofEndocrinology,theSecondAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116027,China)

ObjectiveTo study the relationship between Lipopolysaccharide (LPS) and the formation of atherosclerosis in newly diagnosed type 2 diabetes mellitus.MethodsSerum of 112 patients with type 2 diabetes and 75 non-diabetic subjects matched for age and gender were analyzed for LPS in this study. The levels of LPS and ultrasonographic studies on main arteries were performed at the time of enrollment and 1 year later. The results of ultrasonography,the levels of LPS and the other clinical data were analyzed.ResultsThe level of lnLPS in diabetic patients (1.64±0.32) were significantly higher than that in non-diabetic subjects (1.42±0.28)(P<0.01). Partial correlation analysis showed LPS was correlated with the baseline systolic blood pressure (SBP) (r=0.312),body mass index (BMI) (r=0.287),triglyceride (TG) (r=0.274),Carotid artery intima-media thickness (CCA-IMT) (r=0.187),and SBP (r=0.231),total cholesterol (TC) (r=0.295),the change of CCA-IMT (r=0.287) after 1 year (P<0.05)， adjustment for sex,age and the period of disease. Multiple regression analysis indicated that BMI at the baseline and the change of CCA-IMT 1 year later were the independent influential factors of LPS.ConclusionThe lnLPS in diabetic patients were higher than that in non-diabetic subjects. LPS is a risk factor of carotid atherosclerosis.

type 2 diabetes; lipopolysaccharide; atherosclerosis

10.11724/jdmu.2013.06.09

R587.1

A

1671-7295(2013)06-0547-04

劉立朝，唐怡，王荔，等. 新診斷2型糖尿病患者血清脂多糖水平與動脈粥樣硬化的關(guān)系[J].大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2013,35(6)：547-550.

十一五科技支撐計(jì)劃課題(2006 BAI02B08)

劉立朝(1979-)，男，河北石家莊人，主治醫(yī)師。E-mail：wjsmxk@163.com

蘇本利，教授。E-mail：wsllc@eyou.com

2013-06-14；

2013-08-20)