李 影 劉 彥 王 艷 羅 娜 陶俊賢 張真穩(wěn) 孫曉芳

江蘇省蘇北人民醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科，江蘇省揚(yáng)州市 225001

肥胖被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題之一。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，2014年，全球有超過(guò)19億超重成人，而有4 100萬(wàn)兒童(<5歲)處于超重或肥胖狀態(tài)[1]。肥胖患者長(zhǎng)期處于慢性非特異性低度炎癥狀態(tài)，且這種低度炎癥與傳統(tǒng)的炎癥反應(yīng)不同，是由營(yíng)養(yǎng)物和代謝過(guò)剩觸發(fā)。脂肪組織由不同種類的細(xì)胞組成，其中免疫細(xì)胞在肥胖相關(guān)的低度炎癥狀態(tài)中具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，脂肪細(xì)胞功能失調(diào)加速脂質(zhì)向骨骼肌和肝臟溢出，導(dǎo)致異位脂肪沉積和胰島素抵抗(Insulin resistance，IR)[2]。此外，脂肪組織還可以分泌游離脂肪酸和炎癥因子，如腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor-α，TNF-α)、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)和瘦素等，從而干擾胰島素信號(hào)系統(tǒng)，誘導(dǎo)IR[3]。然而，炎癥、肥胖和2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus，T2DM)的觸發(fā)因素仍有待進(jìn)一步闡明。

核轉(zhuǎn)錄因子κB(Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells，NF-κB)在細(xì)胞炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答及炎癥相關(guān)靶基因的調(diào)控中起著重要作用。脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)又稱為“代謝性內(nèi)毒素”，它是革蘭氏陰性菌(如擬桿菌)的細(xì)胞壁成分，能引起促炎因子在不同組織中的表達(dá)，被認(rèn)為是NF-κB活性的誘導(dǎo)物和引起肥胖慢性低度炎癥的潛在因素[4]。LPS與靶組織，如脂肪、骨骼肌和肝臟等上面特定的受體相互作用，誘導(dǎo)炎癥因子的分泌，并且負(fù)反饋調(diào)節(jié)胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程[5]。目前，關(guān)于肥胖患者LPS水平的直接報(bào)道甚少。本研究旨在分析肥胖患者LPS的水平，并探討影響LPS的因素及其與體質(zhì)量指數(shù)(Body mass index，BMI)、體脂分布、胰島素抵抗的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年6月—2019年7月在我院內(nèi)分泌就診及體檢中心檢查的肥胖癥患者49例(肥胖組，BMI≥28)，健康體檢者21例(正常對(duì)照組，BMI 18.5～23.9 )。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡為18～45歲；(2)肥胖的診斷依據(jù)中國(guó)成人肥胖防治專家共識(shí)，BMI≥28；(3)所有受試者經(jīng)75g口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(OGTT)，證實(shí)空腹血糖(Fasting plasma glucose，F(xiàn)PG)<6.1mmol/L，餐后2h血糖(2hPG)<7.8mmol/L；(4)腰圍：男性>90cm，女性>85cm；(5)血壓<140/90mmHg(1mmHg=0.133kPa)，總膽固醇<6.0mmol/L。 排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)繼發(fā)性肥胖；(2)急慢性感染性疾病、自身免疫性疾病、急性心腦血管疾病、腫瘤病史；(3)合并嚴(yán)重的心、肺、腎等基礎(chǔ)疾病；(4)近半年有服用可能影響胰島素敏感性的藥物，激素及免疫抑制劑服藥史，近期外科手術(shù)史；(5)妊娠、哺乳期或長(zhǎng)期口服避孕藥者。所有受試者體重至少穩(wěn)定3個(gè)月以上，受試者均簽署倫理委員會(huì)批準(zhǔn)的知情同意書。

1.2 研究方法 采集受試者現(xiàn)病史、既往史、家族史，測(cè)量身高、體重、腰圍、臀圍，計(jì)算BMI和腰臀比(Waist-hip ratio，WHR)。所有受試者禁食8h后留取清晨空腹肘靜脈血，采集上清液，及時(shí)放置于-80℃冰箱內(nèi)保存。采用全自動(dòng)生化分析儀(日本日立公司)檢測(cè)FPG、空腹胰島素(Fasting insulin，F(xiàn)INS)、總膽固醇(Total cholesterol，TC)、總甘油三酯(Total triglycerides，TG)、高密度脂蛋白膽固醇(High density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(Low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(Alanine transaminase，ALT)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(Aspartate aminotransferase，AST)和尿酸(Uric acid，UA)。采用鱟試劑盒(北京EKT205)檢測(cè)血清LPS。計(jì)算穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估胰島素抵抗指數(shù)(Homeostasis model assessment of insulin resistance index，HOMA-IR)。HOMA-IR=FPG(mmol/L)×FINS(mIU/L)/22.5。以HOMA-IR≥2.69作為判定胰島素抵抗的切點(diǎn)[6]。

1.3 身體成分測(cè)定 于空腹?fàn)顟B(tài)下通過(guò) Inbody770(韓國(guó) Biospace 公司)測(cè)定所有受試者的身體成分。在溫度和濕度合適的環(huán)境中進(jìn)行(10～40℃，30%～75%RH，70～106kPa)，身體內(nèi)安裝有起搏器或金屬支架者禁做該項(xiàng)檢查。所有受試者測(cè)試前禁食禁水至少8h，著輕便衣物，去除佩戴的金屬物品，赤腳站立于足部電極對(duì)應(yīng)位置上，雙手分別持手部電極自然垂下與身體分開(kāi)，測(cè)試時(shí)間為 30～60s，所有受試者測(cè)定過(guò)程均由同一個(gè)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的醫(yī)師完成。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料和身體成分比較 兩組受試者的年齡、性別構(gòu)成差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。肥胖組患者的體重、BMI、腰圍、臀圍和WHR均顯著高于正常對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見(jiàn)表1。身體成分分析表明，肥胖組受試者體脂肪含量(Body fat，BF)、去脂體重(Fat free mass，F(xiàn)FM)、骨骼肌(Skeletal muscle mass，SMM)、體脂百分比(Percent body fat，PBF)、內(nèi)臟脂肪面積(Visceral Fat area，VFA)和基礎(chǔ)代謝率(Basal metabolic rate，BMR)的水平均較正常對(duì)照組顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見(jiàn)表1。

表1 兩組一般資料和身體成分指標(biāo)的比較

注：a表示獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；b表示Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。

2.2 兩組臨床生化指標(biāo)比較 兩組受試者FPG比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表2。肥胖組患者FINS及 HOMA-IR水平顯著高于正常對(duì)照組，且肥胖組81.63%的患者存在胰島素抵抗，與正常對(duì)照組比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見(jiàn)表2。

與正常對(duì)照組比較，肥胖組患者的TG、TC、LDL-C、ALT、UA和LPS水平顯著升高(P<0.01)，見(jiàn)表2和圖1。同時(shí)，肥胖組患者HDL-C水平顯著低于正常對(duì)照組，而兩組AST水平無(wú)顯著性差異，見(jiàn)表2。

表2 兩組臨床指標(biāo)的比較

注：a表示獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；b表示Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。

圖1 兩組血清LPS水平比較

注：*表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.01。

2.3 血清LPS和臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析 Pearson相關(guān)性分析顯示：血清LPS水平與體重、BMI、BF、PBF、FFM、SMM、VFA、腰圍、臀圍、WHR、BMR、FINS、HOMA-IR、TG、TC、LDL-C水平均呈正相關(guān)(P<0.05)，與HDL-C呈顯著負(fù)相關(guān)，與性別、年齡、FPG無(wú)相關(guān)性，見(jiàn)表3。

表3 LPS與代謝指標(biāo)相關(guān)性分析

注：Pearson相關(guān)分析。

2.4 血清內(nèi)毒素和臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析 以LPS為因變量，以BMI、BF、VFA、WHR、FINS、HOMA-IR、TG、TC、LDL-C、HDL-C為自變量，校正年齡、性別后行多元逐步回歸分析，結(jié)果顯示，HOMA-IR、WHR是LPS的獨(dú)立影響因素，見(jiàn)表4。

表4 LPS為因變量的多元逐步回歸分析

3 討論

胰島素抵抗是一種與肥胖密切相關(guān)的病理狀態(tài)，加重T2DM及代謝綜合征的發(fā)病。HOMA-IR通常被用作評(píng)估IR的一種替代方法，這種方法更方便、簡(jiǎn)單、快速和經(jīng)濟(jì)[7]。本研究發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比，49例肥胖癥雖經(jīng)OGTT試驗(yàn)排除糖尿病，但受試者HOMA-IR平均水平為6.35±3.79，且有40例受試者HOMA-IR>2.69，提示肥胖組患者均伴有不同程度的胰島素抵抗。研究發(fā)現(xiàn)，腰圍是青少年肥胖患者空腹胰島素水平和IR的簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)因子；而且，腰圍與肥胖患者的糖脂代謝紊亂密切相關(guān)[8]。本研究發(fā)現(xiàn)，肥胖組腰圍平均水平(119.38±14.02)cm，WHR平均水平為1.01±0.07，提示肥胖組受試者多存在腹型肥胖(即中心型肥胖)的特征。

肥胖患者血循環(huán)中會(huì)出現(xiàn)多種炎癥介質(zhì)水平的增加，如CRP、IL-6、IL-8、TNF-α、纖溶酶原激活物抑制劑-1等，但卻沒(méi)有典型的紅、腫、熱、痛炎癥反應(yīng)。因此，這種“慢性炎癥”稱為“低度炎癥”或稱為“代謝性炎癥”。LPS又被稱為“代謝性內(nèi)毒素”，可能是導(dǎo)致肥胖患者的低度炎癥的關(guān)鍵因素。LPS水平增加，可通過(guò)接頭蛋白MyD88激活Toll樣受體4(Toll-like receptor4，TLR4)通路導(dǎo)致免疫細(xì)胞活化和炎癥反應(yīng)[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，在排除其他感染因素外，肥胖組空腹血清LPS水平顯著高于健康對(duì)照人群，進(jìn)一步證實(shí)肥胖人群處于慢性炎癥狀態(tài)。為了進(jìn)一步研究血清LPS的影響因素，通過(guò)簡(jiǎn)單相關(guān)分析我們發(fā)現(xiàn)，血清LPS水平與BMI、體脂肪含量、體脂百分比、內(nèi)臟脂肪面積、WHR、HOMA-IR代謝指標(biāo)均呈正相關(guān)；多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，HOMA-IR、WHR是LPS的影響因素。

LPS介導(dǎo)的胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)可能與腸道菌群的變化有關(guān)。腸道菌群通過(guò)核轉(zhuǎn)錄因子、炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)—NF-κB通路調(diào)節(jié)真核細(xì)胞宿主的免疫反應(yīng)。NF-κB是轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，當(dāng)NF-κB 擺脫IκB束縛后，NF-κB可以誘導(dǎo)各種細(xì)胞因子、趨化因子和黏附分子轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)細(xì)胞炎癥因子及免疫細(xì)胞聚集啟動(dòng)炎癥反應(yīng)。健康機(jī)體中腸道菌群抑制NF-κB-IκB解體，使得NF-κB不能進(jìn)入細(xì)胞核，從而減輕炎癥反應(yīng)，血循環(huán)LPS濃度維持在正常水平[10]。研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)高脂飲食喂養(yǎng)4周后，小鼠腸道微生物菌群組成發(fā)生改變，雙歧桿菌和真細(xì)菌的數(shù)量減少，而循環(huán)中LPS水平增加2～3倍，小鼠體重顯著增加，出現(xiàn)肥胖表型并伴有IR[11]。而LPS受體(CD14-/-)缺乏的小鼠在正常飲食狀態(tài)下能保持胰島素敏感性，同時(shí)能抵抗慢性炎癥狀態(tài)，提示CD14可能在生理?xiàng)l件下調(diào)節(jié)胰島素敏感性[11]。研究也發(fā)現(xiàn)，將健康體型小鼠的腸道菌群移植給代謝綜合征的小鼠體內(nèi)，可顯著改善小鼠胰島素敏感性。因此，高糖高脂誘導(dǎo)肥胖的發(fā)生，引起腸道菌群紊亂，導(dǎo)致腸源性LPS水平的增加；而持續(xù)增高的LPS水平引發(fā)機(jī)體低度炎癥狀態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)IR發(fā)生，加重糖脂代謝紊亂。

綜上所述，本研究結(jié)果表明，肥胖人群多合并高胰島素血癥或胰島素抵抗，血清LPS水平顯著高于健康人群，機(jī)體處于慢性低度炎癥狀態(tài)；同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)，HOMA-IR、WHR水平是影響血清LPS水平的重要因素。提示我們?cè)谂R床診療過(guò)程中，對(duì)于合并高血清水平LPS的肥胖人群盡可能進(jìn)行有效的干預(yù)、預(yù)防和治療，以期待早期改善胰島素抵抗，延緩糖尿病等代謝性疾病的發(fā)生或發(fā)展。后續(xù)將會(huì)進(jìn)行更深入的基礎(chǔ)研究來(lái)探討腸道菌群和肥胖等代謝性疾病的發(fā)生發(fā)展，以便更好地指導(dǎo)臨床實(shí)踐。