摘要: 目的：探讨2型糖尿病(T2DM)患者血清胱抑素C (Cys C)和胰岛功能的相关性。方法：选取2014年~2015年参加中国沿海地区的普通人群流行性病学调查的3091例和2017年~2019年就诊于青岛大学附属医院的住院患者1039例，共4127例。采用Spearman相关分别在非糖尿病和糖尿病人群中对胱抑素C与空腹C肽、空腹胰岛素、HOMA-IR、HOMA-β进行相关性分析；采用Logistic回归分析DKD组中胱抑素C与C肽、胰岛素、HOMA-IR、HOMA-β的线性回归关系。结果：非糖尿病人群与糖尿病人群两组的胱抑素水平没有显著差异(P > 0.05)；DKD组胱抑素C水平显著高于非DKD组(P < 0.05)；在DKD组，胱抑素C与空腹C肽、空腹胰岛、HOMA-IR、HOMA-β为正相关关系(P < 0.05)；在非DKD组，胱抑素C与胰岛素水平呈正相关，与HOMA-IR呈负相关关系(P < 0.05)。结论：在DKD中，我们认为Cys C、C肽和HOMA-IR是相互因果的，Cys C升高可能是HOMA-IR的代偿性反应。
Abstract:
Objective: To analyze the correlation between serum cystatin C (Cys C) and islet function in different populations. Methods: We selected 3091 people who participated in the general population epide-miological survey in coastal areas of China from 2014 to 2015 and 1039 inpatients who visited the Affiliated Hospital of Qingdao University from 2017 to 2019, a total of 4127 people. Spearman’s correlation was used to correlate cystatin C with fasting C-peptide, fasting insulin, HOMA-IR, and HOMA-β. Logistic regression was used to analyze the relationship between cystatin C and C-peptide in group DKD, insulin, HOMA-IR, and HOMA-β by linear regression. Results: There was no significant difference in cystatin level between non diabetes group and diabetes group (P > 0.05); The level of cystatin C in DKD group was significantly higher than that in non-DKD group (P < 0.05); In DKD group, cystatin C and fasting C-peptide, fasting islets, HOMA-IR, HOMA-β are positive correlation (P < 0.05); In non-DKD group, cystatin C was positively correlated with insulin level and negatively cor-related with HOMA-IR (P < 0.05). Conclusion: In DKD, we believe that Cys C, C-peptide and HOMA-IR are mutually causal, and the increase of Cys C may be a compensatory response of HOMA-IR.
1. 简介
胱抑素C是一种非糖基化的碱性蛋白质，由所有有核细胞以恒定的速率产生和分泌。众所周知，胱抑素C是预测DKD的重要指标，且和BMI独立相关 [1] 。一些研究还发现，胱抑素C与心血管疾病，糖尿病性周围神经病变及视网膜病变的发生密切相关。目前仍然缺少胱抑素C与胰岛功能之间的循证学证据。本研究旨在探讨不同人群中胱抑素C与胰岛功能之间的关系以及对相关疾病的影响。
2. 材料与方法
2.1. 参与者
我们纳入了2014年~2015年参加中国沿海地区的普通人群流行性病学调查的3091例和2017年~2019年就诊于青岛大学附属医院的住院患者1039例，共4127例。其中诊断为2型糖尿病的患者共1183例。纳入标准：2014年~2015年参加中国沿海地区的普通人群流行性病学调查及在2017~2019年期间就诊于青岛大学附属医院；年龄18~80岁；性别不限。排除标准：1) 近期发生低血糖昏迷、糖尿病酮症、高糖高渗性昏迷、乳酸中毒等糖尿病急性并发症；2) 合并严重心力衰竭、严重肝病、恶性肿瘤的患者；3) 免疫功能低下者。根据参与者是否患有糖尿病，我们将所有参与者分为糖尿病组和非糖尿病组；根据是否合并糖尿病肾病，将糖尿病组进一步分为：糖尿病肾病和无糖尿病肾病组。
2.2. 生化指标
我们测量患者的身高、体重、收缩压和舒张压作为人体测量参数。BMI由身高和体重计算得出，公式为BMI = 体重(Kg)/身高平方米(m2)。禁食过夜后采集血样。空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素、空腹C肽、HbA1c、cystatin C (Cys C)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白(HDL-C)、肌酐(Cr)、尿酸(UA)、游离脂肪酸(FFA)、尿微量白蛋白/肌酐(UACR)。所有样品均冷链储存，并在2~4小时内运输至中央实验室进行测试。通过HPLC (Bio-Rad Variant II HbA1c分析仪；Bio-Rad，Hercules，CA，USA)测量HbA1c。通过电化学发光法(Cobas e 601; Roche Diagnosis, Mannheim, Germany)测量血清胰岛素和C-肽。血糖和血脂由Beckman Coulter AU 680 (Krefeld，德国)测量。血清肌酐通过苦味酸法(Coulter AU 680)测定。用酶法测定尿肌酐，用免疫比浊法(AU680)测定尿微量白蛋白。eGFR根据慢性肾脏病流行病学协作(CKD-EPI)公式计算。DKD定义为有T2DM病史且有蛋白尿(UACR > 30 mg/g)或eGFR < 60 ml·min−1·(1.732)−1的患者。根据空腹C肽计算HOMA-IR和HOMA-β值，公式为HOMA-IR = 1.5 + (空腹血糖(mmol/l) * 空腹C肽(mU/L))/2800，HOMA-β = 0.27 * 空腹C蛋白((pmol/l))/(空腹血糖) − 3.5) + 50。
2.3. 统计方法
使用SPSS (22.0)对数据进行分析。连续变量表示为平均值 ± SD。类别变量表示为百分比(%)。卡方(X2)检验用于比较分类变量。使用单因素方差分析来比较连续变量之间的差异。使用皮尔逊相关分析来探讨Cys C与空腹C肽、空腹胰岛素、HOMA-IR、HOMA-β之间的相关性。使用线性回归分析以估计Cys C与空腹C肽、空腹胰岛素、HOMA-IR、HOMA-β之间的关系。P值 < 0.05被认为具有统计学意义。
3. 结果
3.1. 非糖尿病人群与糖尿病人群的基线特征
非糖尿病人群中，我们共纳入2947人，其中男性占38.2%，平均年龄51.56岁；糖尿病人群中，我们共纳入1182人，其中男性占51.4%，平均年龄61.56岁。非糖尿病人群C肽水平显著高于糖尿病人群，而胰岛素水平显著低于糖尿病人群。两组的BMI、胱抑素水平没有显著差异(表1)。
Table 1. Basic characteristics of non-diabetic and diabetic populations
表1. 非糖尿病人群与糖尿病人群基本特征
3.2. 糖尿病肾病组与无肾病组的基线特征
我们共纳入合并糖尿病肾病人447人，其中男性占55.4%，平均年龄63.27岁；无肾病735人，其中男性占40.90%，平均年龄60.98岁。两组空腹C肽和空腹胰岛素水平均无显著性差异。DKD组胱抑素水平显著高于无肾病组(P < 0.05，表2)。
Table 2. Population characteristics of DKD and non-DKD groups in diabetic population
表2. 糖尿病人群中DKD与非DKD组人群特征
3.3. 相关性分析
斯皮尔曼相关性分析表明，在非糖尿病人群中，胱抑素C与空腹C肽、空腹胰岛素、HOMA-IR、HOMA-β均未见显著相关。在糖尿病人群中，胱抑素C与空腹C肽、空腹胰岛素、HOMA-IR、HOMA-β存在较弱的相关性(表3)。我们进一步将糖尿病组分为糖尿病肾病组与无肾病组。在DKD组，胱抑素C与空腹C肽、空腹胰岛、HOMA-IR、HOMA-β为正相关关系；在非DKD组，胱抑素C与胰岛素水平呈正相关，与HOMA-IR呈负相关关系(表4)。
Table 3. Correlation analysis between cystatin C and islet function
表3. 胱抑素C与胰岛功能相关性分析
Table 4. Correlation analysis of cystatin C and islet function
表4. 胱抑素C与胰岛功能相关性分析
3.4. 回归分析
在DKD组，我们分析了胱抑素C与C肽、胰岛素、HOMA-IR、HOMA-β的线性回归关系。胱抑素C与空腹C肽、空腹胰岛素、HOMA-IR、HOMA-β的回归系数分别为0.352 (95% CI: 0.583, 1.809, P < 0.05)，0.127 (95% CI: 0.452, 8.235, P < 0.05)，0.283 (95% CI: 0.559, 1.259, P < 0.05)，0.212 (95% CI: 1.184, 100.077, P < 0.05)。校正性别、年龄、BMI、TC、TG、LDL、HDL、Egfr后，胱抑素C与空腹C肽、空腹胰岛素、HOMA-IR、HOMA-β的回归系数分别为0.367 (95% CI: 0.546, 1.198, P < 0.05)，0.09 (95% CI: −2.818, 8.932, P = 0.367)，0.355 (95% CI: 0.672, 1.605, P < 0.05)，0.085 (95% CI: −25.030, 77.504, P = 0.315) (表5)。
Table 5. Linear regression analysis of cystatin C and islet function
表5. 胱抑素C与胰岛功能线性回归分析
注：MODE1校正了性别、年龄、BMI；MODE2校正了性别、年龄、BMI、TC、TG、LDL、HDL、Egfr。
4. 讨论
与非糖尿病组相比，糖尿病组有更高的空腹血糖、空腹胰岛素，HbA1c，eGFR水平，和较低的空腹C肽，LDL，TG。影响胱抑素C的因素较多，我们未观察到糖尿病人群和非糖尿病人群中胱抑素C水平显著的差异。
在我们的研究中，在非糖尿病人群中，我们未发现Cys C与C肽、HOMA-IR之间的联系，无DKD的2型糖尿病人群中，Cys C与C肽、HOMA-IR之间仅有微弱的相关性。只有在DKD人群中，我们观察到Cys C与C肽、HOMA-IR之间的较强的相关性，但没有观察到Cys C与胰岛素及HOMA-β之间显著的相关性。
Cys C与C肽呈显著的正相关，而与HOMA-β无明显相关性。C肽经肾脏代谢，Cys C增高，肾脏过滤功能下降，C肽经肾脏清除速度减慢 [2] 。
C肽不仅是一种反映胰岛功能的指标，更是一种具有生物活性的肽类。在肾脏细胞中，受C肽调节的信号通路元素包括：Na+/K+/ATP酶活性、内皮细胞钙离子内流，蛋白激酶c (PKC)，细胞外信号调节激酶(ERK)，Janus激酶(JNK)，TGF-β/Smad，iNOS，PPAR-γ和磷酸肌醇3激酶活性 [3] 。一些证据表明，C肽替代疗法可能成为新的治疗1型糖尿病肾病的方法。C肽可以通过减轻肾小球肥大，肾小球系膜扩张，肾小管间质炎症，肾小管钠重吸收和肾小球高滤过等组织学损伤，从而降低白蛋白尿，还可以抑制在高糖状态下肾组织中的各种细胞凋亡过程和组织损伤，从而提供肾脏保护作用 [4] 。而在我们的研究中，随着Cys C的增加，2型糖尿病肾病患者的C肽增加。2016年，在肥胖的2型糖尿病患者中观察到，较高浓度的C肽可能通过诱导炎症反应和推动动脉粥样硬化过程损伤内皮细胞 [5] 。因此，我们推测，较高浓度的C肽会加重肾脏损伤，使Cys C增高。
2010年，Seung-Hwan Lee等人发现，当2型糖尿病患者的Cys C增加时，HOMA-IR也增加，并推测胰岛素抵抗可能是解释Cys C与心血管疾病发生的原因 [6] 。研究表明，血清Cys C升高时，妊娠期糖尿病的发生率增加，且伴随HOMA-IR升高 [7] 。此外，在1型糖尿病患者中，也发现了Cys C的增加与胰岛素敏感性降低有关 [8] 。在肥胖小鼠模型的研究中发现，在肥胖条件下，Cys C上调，下调了脂肪细胞的炎症因子，从而减轻了外周胰岛素敏感组织的炎症 [9] 。Cys C通过诱导内质网应激而减弱了肝细胞中胰岛素信号的转导，在Cys C的脑细胞中，也发现Cys C的上调减弱了海马神经元中胰岛素信号的转导 [10] 。
5. 小结
由于横断面研究的局限性，我们无法得知Cys C上调与C肽、HOMA-IR之间的因果关系。根据目前的研究结果，在DKD中，我们认为Cys C、C肽和HOMA-IR是相互因果的，而在非糖尿病人群和无DKD的糖尿病人群中，我们无法得出类似的结论。一方面，DKD患者Cys C水平的升高反映了肾功能的下降和肾脏清除C肽能力的降低，导致C肽的增加；另一方面，过量的C肽会诱发炎症反应，损伤内皮细胞，加重肾脏损伤。当HOMA-IR升高时，Cys C的升高可以减轻外周胰岛素敏感组织的炎症，因此Cys C升高可能是HOMA-IR的代偿性反应。
NOTES
*通讯作者。