血清淀粉樣蛋白A 對2 型糖尿病及其常見并發癥影響的研究進展

孫麗華，張永莉

(延安大學附屬醫院東關分院，陜西 延安)

0 引言

據流行病報告顯示，老齡化的加劇和長期不良的生活方式使2 型糖尿病的患病率從1980 年的0.67%飆升2013 年的10.4%，患病率可能繼續升高[1]。SAA 在感染、免疫等眾多領域廣泛研究，并被應用于臨床輔助判斷疾病活動期和恢復期等，SAA 對糖尿病及其并發癥的作用機制尚不明確，故不斷探索 SAA 在啟動或加速疾病進展的 機制，使其成為早期診斷指標和靶向治療的位點之一。本文主要從SAA 的概述、SAA作用于糖尿病及4 種常見并發癥可能機制這2 大方面進行綜述。

1 SAA 的概述

SAA 被分離、命名已有50 多年歷史了，各生物的 SAA 基本結構并不完全相同，在進化的過程中具有顯著保守性，但在人類 SAA 發生了多種較小的變異。人類的 SAA 基因都含有4 個外顯子和3 個內含子的相同結構，并且SAA 家族聚集在一個160 kb 內11 p15.1 染色體區域，其包括急性期基因SAA1 和 SAA2，偽基因 SAA3 及結構基因 SAA4[2]。SAA 的單體由4 個α 螺旋體及 C-結構域構成，螺旋1 和螺旋3 具有親水性和疏水性，可與螺旋2、螺旋4 相互作用，也可形成特殊的凹形疏水表面與脂蛋白結合，主要是高密度脂蛋白膽固醇( HDL)[3]。SAA 可作為一個樞紐，一邊連接 HDL，一邊通過C-結構域與糖胺聚糖連接，在動態 HDL 平臺上介導各種蛋白質、脂類和蛋白聚糖之間的相互作用，進而實現細胞信號轉導、運輸等。SAA 還與許多其他不同的配體相互作用，如膽固醇、視黃醇、硫酸肝素蛋白聚糖、金屬離子、各種蛋白質等，從而使 SAA 參與視黃醇轉運、調節先天免疫以及動脈粥樣硬化和某些癌癥等多種疾病[4]。SAA 屬于載脂蛋白家族中的高度異質類蛋白，是一種急性時相反應蛋白，當機體受到細菌、病毒、腫瘤等炎癥刺激后引起單核細胞、巨噬細胞等釋放炎癥因子腫瘤壞死因子(TNF)、白細胞介素6(IL-6)等作用于 SAA 表達通路，使其在4-6 小時內可迅速升高約1000 倍。

2 SAA 與2 型糖尿病(DM)

2.1 2 型糖尿病是以胰島素抵抗為主逐漸進展為胰島素缺乏的一種糖尿病類型，故認為胰島素抵抗可能是多數2 型糖尿病發病的始發因素。胰島素抵抗的發病機制至今未闡明，目前被廣泛認可的機制是脂質超載和炎癥反應這兩個論點：一方面，脂肪細胞增大導致血液循環中游離脂肪酸(FAA)及其代謝產物水平增高，這些物質在非脂肪細胞主要是肌細胞、肝細胞、胰島β 細胞內大量沉積，從而抑制胰島信號轉導；另一方面，增大的脂肪細胞可促進巨噬細胞分泌TNF、IL-6 等炎癥因子，進一步通過 Jun 氨基酸激酶(JNK)阻斷骨骼肌內胰島信號轉導，兩者相互交叉，相互補充。另外，2型糖尿病是免疫系統長期活躍導致慢性炎癥的疾病，2 型糖尿病的發展過程中，可能存在先天性免疫、獲得性免疫或兩者的異常相互影響，但免疫細胞在炎癥和脂質代謝的啟動部位、相互作用還未被完全了解[5]。

2.2 SAA 在脂質代謝方面對胰島素抵抗的影響

早期研究表明SAA 可通過影響脂質代謝參與胰島素抵抗的進程。目前關于 SAA 對脂質代謝影響多集中于HLD- C、低密度脂蛋白膽固醇( LDL- C)，進而影響心腦血管等，對于直接影響甘油三酯(TG)及脂肪酸的研究報道相對較少。SAA可通過以下四種作機制影響脂肪組織脂質代謝[6-8]：(1)SAA可使過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)、膽固醇調節元件結合蛋白1 c( SREBP-1 c)、CCAAT/增強子結合蛋白a(C/EBPa)等與脂肪細胞儲存相關的重要轉錄因子的基因表達降低，使脂肪細胞存儲能力下降；(2)SAA 可使與脂肪生成相關主要酶如甘油醛-3-磷酸脫氫酶(G3 PDH)、脂肪合成酶(FAS)的基因表達減少，使得游離脂肪酸的消耗受抑制；(3)SAA 通過磷酸化激素敏感脂肪酶( HSL)和通過細胞外信號調節激酶(ERK)、蛋白激酶 A( PKA)依賴途徑下調包被蛋白來誘導脂肪分解，增加游離脂肪酸的生成；(4)葡萄糖作為合成甘油磷酸鹽的重要原料之一，而甘油磷酸鹽可合成甘油三酯的骨架結構，當SAA 通過降低脂肪細胞中葡萄糖轉運蛋白4(GLUT4)的表達使葡糖糖攝取減少時，可能會導致脂肪細胞儲備下降。由此可知，SAA 通過增加游離脂肪酸合成、減少消耗，降低脂肪細胞儲備能力，使游離脂肪酸增加，導致胰島素抵抗。

2.3 SAA 在炎癥反應方面對胰島素抵抗的影響

研究顯示包括SAA 在內的多種炎癥指標與胰島素抵抗及糖尿病相關[9][10]。評估 SAA 對胰島素抵抗潛在影響時發現應用重組人類 SAA 處理的3 T3- L1 脂肪細胞可減弱胰島素敏感性、上調 JNK、下調胰島素受體底物- 1( IRS-1)的酪氨酸激酶磷酸化和 GLUT4 的表達，用JNK 抑制劑對細胞進行預處理，則胰島素抵抗可部分恢復，從而證實了 SAA 可能是胰島素抵抗的一個標志物。SAA 可通過以下四種作機制參與炎癥反應：1.SAA 可通過激活脂肪細胞、免疫細胞中的 NF- kB 和 MAPK 信號通路( p44/42，p38 和 p46- JNK)增加脂肪細胞產生 IL-6、IL-8、趨化因子(MCP-1)和免疫細胞產生 IL-6、IL-8、TNFa 等炎癥介質，從而產生胰島素抵抗[7]；2.Tanis 作為SAA 的結合受體，在糖尿病患者骨骼肌和脂肪組織中Tanis 的基因表達與SAA 呈正相關，故SAA 可能使Tanis 受體過表達而降低了葡萄糖攝取，減少基礎糖原和胰島素刺激的糖原合成，減弱了胰島素對PEPCK 基因表達的抑制作用[11-12]；3.SAA 可與甲酰肽樣受體1(FPRL-1)結合后可激活 NF-κB 和PPARγ 進而上調基質MMPs 等進而介導促炎反應[13]；4.SAA 作為脂肪細胞分泌的促炎癥脂肪因子之一，可引起單核-巨噬細胞等分泌釋放炎癥因子，使炎癥細胞驅化、聚集于肝臟、脂肪組織、骨骼肌，產生胰島素抵抗[14]。肥胖、缺乏運動、吸煙、飲食習慣、心理壓力、感染等被認為是先天免疫系統的激活因子，可導致慢性低度炎癥，長期的微炎癥和內在免疫系統活化的狀態與糖尿病的發病機制密切相關[15]，SAA對不同類型的免疫細胞(T 細胞、B 細胞、NK 細胞等)的作用有待進一步研究。

3 SAA 與糖尿病腎病(DN)

糖尿病腎病是2 型糖尿病常見并發癥之一，是終末期腎病的主要原因。目前臨床上主要用腎小球濾過率(GFR)和尿白蛋/肌酐比值(AER)對糖尿病腎病進行診斷及分期，但約有20%的2 型糖尿病患者在使用ACEI/ARB 類藥物后即使發展到3 期或以上的 CKD 仍可保持正常蛋白尿。AER 和GFR 的變化逐漸被認為是糖尿病CKD 的補充而非強制性表現，故早期糖尿病腎病應被更加重視[16]。研究發現SAA 與尿白蛋白呈顯著正相關， 提示 SAA 與 DN 嚴重程度相關[17]。SAA 引起DN 可能的機制如下：(1)SAA 可能是足細胞炎癥基因轉錄的重要調控因子，其可上調足細胞促炎基因如 C3、Ccl2、 Ccl5、 Itgb2、 Il1 rn、 Cxcl1 的 表 達，使 得 足 細 胞 通 過NF- KB 通路促進了趨化因子和細胞因子的生成[18]。(2)SAA增加可能是足細胞內JAK2 信號傳導的結果和原因，形成惡性循環，并且發現腎臟中存在的主要是局部產生SAA3，而不是全身產生的SAA1 與SAA2[19]。(3)SAA 能在調理素作用下增加中性粒細胞的氧代謝率，使活性氧產生增加對微血管損傷；(4)SAA 可引起反應性系統性淀粉樣變性，長期升高的循環 SAA 會形成淀粉樣纖維而沉積在腎小球內，從而造成不可逆轉的腎臟結構損傷，將SAA 水平降低到參考范圍內的治療可防止淀粉樣蛋白沉積的進一步積累，可導致淀粉樣蛋白退化并且改善與淀粉樣蛋白相關的器官功能障礙，顯著提高長期生存率[20]。Brad P.等人[21]對2 型糖尿病和 DKD 患者的縱向隊列研究中發現血清 SAA 水平越高，死亡和終末期腎病的風險越高，認為 SAA 可成為非常有價值的 DKD 靶向性生物標志物。

4 SAA 與糖尿病視網膜病變病(DR)

AAO 在最新的DR 臨床指南顯示DR 已經成是成年人視力損害的主要原因。目前臨床上常用眼底照相篩查，主要根據微血管病變將 DR 分為非增殖期視網膜病變( NPDR)與增殖期視網膜病變( PDR)。對角膜、房水、玻璃體、視網膜這些研究樣本利用蛋白質組學方法分析顯示包括SAA 在內的幾種物質具有良好的特征，可作為DR 的生物標志物[22]。一項研究[23]顯示與對照組糖尿病患者相比較，NPDR 和PDR 組患者血清及玻璃體腔內SAA 水平均隨著視網膜病變的加重進一步升高，并且發現血清中SAA 水平與病程、肥胖、血糖、血脂和微血管病變相關，提示 SAA 可能參與了 DR 疾病的發生、發展，并與病情的嚴重程度成正比，使SAA 水平的檢測成為DR 的早期診斷和藥物干預的潛在依據。目前關于SAA 與DR 多為相關性研究，對于SAA 引起DR 的機制研究甚少，可能的機制是SAA 可能通過刺激內皮細胞及單核細胞中細胞因子的表達，加劇血栓形成，并和內臟脂肪素協同促進TNF-α 分泌，三種物質的異常表達促進了眼內動脈重塑和新生內膜的生長作用，加速疾病的進展[24]。目前認為糖尿病視網膜病變不只是一種微血管并發癥，視網膜微血管系統與神經元和神經膠質有密切的關系，并且前者可能后者控制，但SAA 是如何作用于糖尿病患者的神經元、神經膠質細胞而促進DR 進展仍然不確定，可能是通炎癥反應相互溝通[25]。

5 SAA 與糖尿病大血管病變

糖尿病患者較正常人更易發生動脈粥樣硬化，并且發展迅速，導致心腦血管意外事件發生率大大增加。動脈粥樣硬化由脂質代謝、炎癥細胞浸潤、免疫反應等多個復雜因素和環節所致。目前關于 SAA 與大血管病變的研究較多，長期升高的 SAA 會增加小鼠的動脈粥樣硬化，即使伴隨 SAA 增加的短期炎癥反應也可能增加心腦血管疾病的風險[26]。SAA 引起大血管病變的機制如下：(1)SAA 可與動脈硬化斑塊周圍的內皮細胞及單核巨噬細胞等細胞表面的 Toll 樣受體TLR2、TLR4、以及 FPRL1 相結合，激活下游相關的級聯信號轉導通路如NF- KB 信號通路、 JNK/ AP-1 信號通路，活化核轉錄因子，啟動相關靶基因的轉錄，促進炎癥相關細胞因子表達[13]；(2)SAA 可與巨噬細胞表面的清道夫受體受體 B1( SR- B1)和CD36 相結合，激活下游的 JNK 及 P38 MAPK 信號通路，上調 IL-1、IL-8、IL-23、TNF-α 等炎癥相關因子的表達[27-28]，炎癥因子促進單核巨噬細胞的粘附、遷徙，加速動脈硬化的進展；(3)動脈硬化斑塊內 IL-6、TNF-α 隨 SAA 升高而升高，一方面 IL-6 可導致組織缺氧和自由基產生增加，激發氧化應激，致血管內皮功能失調，TNF-α 可直接損傷內皮細胞，使其通透性增加，消弱了內皮細胞的屏障功能，另一方面二者可協同進一步增強對巨噬細胞的趨化作用和吞噬作用，從而加速動脈粥樣硬化的發生；(4)SAA 可能通過自身或上調驅化黏附相關因子單核細胞趨化蛋白(MPC-1)及血管細胞粘附分子(VCAM-1)的表達驅化、誘導巨噬細胞至病變區域吞噬異常沉積的脂質成為泡沫細胞，加速斑塊形成[29-30]；(5)SAA 可促進膽固醇酯水解酶的增加，導致細胞內游離膽固醇的增加，并且 SAA 會降低巨噬細胞 ACAT 的活性，這促進 SAA 置換與 HDL 結合的 Apro1，形成 SAA/ HDL 復合物，從而抑制膽固醇的逆向轉運，加速巨噬細胞的吞噬清除能力，增加泡沫細胞的形成，使脂質在病變區域沉積[4]；(6)SAA 可誘導血管平滑肌細胞的表型從靜止收縮型向合成增殖型轉變，合成增殖型的平滑肌細胞影響動脈粥樣硬化的發生和增殖，對局部組織重塑起重要作用[31]；(7)SAA 可通過誘導金屬蛋白酶9(MMP-9)的表達，促進動脈粥樣硬化斑塊中細胞外基質(ECM)的降解，從而影響粥樣斑塊的穩定性[32]。上述表明SAA 在大血管病變中發揮重要作用，可作為的大血管病變的標志物之一。

6 SAA 與糖尿病周圍神經病變(DPN)

DPN 是糖尿病常見并發癥之一，隨著病情進展，甚至可能導致足部潰瘍及截肢。目前臨床主要采用電生理檢查、多種感覺檢查、影像學檢查及血清學等多種手段，但對早期診斷欠佳。研究顯示細胞因子、驅化因子、Toll 樣受體、淋巴細胞等通過多種慢性炎癥通路對DPN 的進展產生不同的影響。目前認為DPN 發病機制主要是由高血糖癥引發的代謝通路(如多元醇通路、己糖胺通路、蛋白激酶 C(PKC) 通路等) 導致細胞內物質氧化還原，以及糖基化終末產物(AGEs)的堆積等[33]，AGEs 作為SAA 的受體之一，但關于DPN 患者的研究甚少，SAA 是否作用于代謝通路、引起AGEs 堆積尚不確定，有待進一步研究。

綜上，SAA 主要通過調節脂質代謝、介導炎癥反應導致胰島素抵抗參與2 型糖尿病的發生發展。SAA 是否可通過免疫系統對糖尿病產生影響有待進一步研究。眾所周知，胰島素抵抗與糖尿病各種并發癥有密切的聯系，可進一步促進疾病發展。另外，SAA 對于血管相關并發癥影響較大，通過多個信號通路介導細胞因子釋放，導致炎癥反應和代謝異常，主要表現為血管通透性改變、脂質或淀粉樣物質沉積、血管重塑等。目前對于SAA 直接導致神經變性研究很少，SAA 是如何對神經細胞、膠質細胞等產生作用需要更多的研究證明。由于糖尿病及其并發癥的發病是復雜而緩慢的過程，不能排除其他因素與SAA 相互作用，目前SAA 還沒有被廣泛接受作為有效的生物標志物來監測糖尿病及其并發癥以及評估嚴重程度等，隨著對其基礎研究的不斷深入，SAA 有希望為2 型糖尿病及其并發癥的早期診斷、靶向治療提供更多新的思路。