2型糖尿病与白细胞介素-10及其基因多态性的关系

唐小平 万 沁 陈 枫 陈丽丽 陈 庄

(泸州医学院附属医院医学实验中心，四川 泸州 646000)

糖尿病前期患病率约为24.5%〔1〕。同时糖尿病又可增加严重的老年性疾病风险，比如糖尿病能够增加卒中风险2～5倍〔2〕，而2型糖尿病(T2DM)患者血糖波动也可以增加动脉粥样硬化斑块风险〔3〕。T2DM发病机制尚未完全阐明,近年来研究认为T2DM可能是细胞因子介导的炎症反应,炎症在糖尿病的发病机制中起媒介作用。血浆中白细胞介素(IL)-10主要来自Th2细胞的分泌，它参与机体的慢性炎性反应，同时以不同方式、不同途径在胰岛素敏感组织(脂肪、肌肉、肝脏等)调节着机体糖脂代谢，在T2DM的发生中起着重要作用。

1 炎症因子紊乱与T2DM

T2DM患者存在着不同程度的免疫功能紊乱，是一种慢性低度炎症状态〔4〕。T2DM常伴有多种细胞因子浓度的改变，炎症标志物能预测T2DM的发生〔5〕，经过抗感染治疗或者降低免疫炎性因子的血清浓度，可明显改善T2DM患者糖代谢的异常〔6〕。免疫系统活化早于T2DM发生〔7〕，因此其发病可能与诸多炎症细胞因子相关〔8〕。①C反应蛋白(CRP)。西苏格兰冠心病预防研究(WOSCOPS)首次提出〔9〕：在中年男性中CRP是独立于其他糖尿病危险因子的预测T2DM的重要指标。刘海行等〔10〕通过研究高敏CRP与5年糖尿病发病风险的关系，发现基线高敏CRP水平是糖尿病发病的独立预测因素，并提示慢性炎症在糖尿病发生的病理过程中发挥重要作用。②肿瘤坏死因子(TNF)-α。TNF-α可调节慢性炎症和多种代谢紊乱，在胰岛素抵抗(IR)中起着重要作用。Philip等〔11〕研究发现肥胖组脂肪组织分泌的TNF-α是非肥胖组的7.5倍，且TNF-α浓度与胰岛素敏感指数(SI)呈负相关。Dominguez 等〔12〕使用TNF- α抑制剂治疗T2DM患者，发现其血管并发症和IR可以得到逆转。③IL- 6。IL- 6是一种多效性的细胞因子，研究发现T2DM患者的血清IL-6浓度随糖耐量受损程度增加及并发症的出现而升高，并且认为IR与IL-6的异常增高有关，IL-6有可能成为临床预测及判断IR的指标之一〔13〕。同时，大量的IL-6可对胰岛细胞产生直接的细胞毒作用，从而加速糖尿病的发生。④脂联素。脂联素不仅与肥胖、糖尿病、IR有关，也参与炎症反应。Lindasy等〔14〕在前瞻性研究发现，比较70个糖尿病的病人及70个对照病人，在校正体质量指数(BMI)、年龄、性别等指标后发现糖尿病组基础脂联素水平仍较对照组低，认为高脂联素水平组发展为T2DM较低水平组的相对危险度低。⑤其他因子。Tanis是近年发现的一种新的蛋白质，是血清淀粉样蛋白A(SAA)受体，SAA是一种急性期炎症反应蛋白，有研究发现Tanis与糖尿病、肥胖、炎症有关。视黄醇结合蛋白- 4(RBP4) 是新发现的脂肪细胞因子，张敏等〔15〕研究发现，RBP4与脂联素呈负相关，提示它参与IR的发生并促进糖尿病及其并发症的发生和发展。由此可见，炎症反应相关因子紊乱与T2DM的发病密切相关。

2 IL-10的生物活性及抗炎机制

2.1IL-10的生物活性 随着研究的深入，目前认为IL-10可作用于多种细胞，不仅可以诱导外周耐受和免疫抑制，而且在免疫调节中起关键作用。IL-10是Th2型细胞因子中最重要的抗炎细胞因子之一，研究表明IL-10显示出对Th1淋巴细胞和抗原呈递细胞(APCs)的较强调节作用〔16〕。IL-10可以下调MHCⅡ型抗原、共刺激分子B7以及APCs的黏连分子的表达，在此基础上对抗原呈递起抑制作用。同时，IL-10直接抑制由T细胞产生的IL-2和IFN-γ及粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)，并减少由中性粒细胞和NK细胞分泌的细胞因子，还可减少TNF受体的表面表达，以及提高TNF受体进入系统循环的量。而且IL-10也可减少如一氧化氮、自由基和前列腺素等炎性调节因子的分泌〔17〕。另一方面，IL-10也显示了免疫刺激的特性，特别是针对B细胞和抗体的产生。在不同动物模型中的研究表明，IL-10在调控由Th2细胞介导的免疫过程中起一定的作用〔18〕。最近研究显示，IL-10诱导抗原特异性调节T细胞和抗原特异性免疫耐受之间的关系，反复地应用抗原和IL-10刺激，可以诱导不同于Th0、Th1、Th2和Th3细胞的特异性调节T细胞克隆〔19〕。新生的CD4+调节T细胞(Tr1)通过分泌IL-10来抑制增殖反应，并预防体内的炎性反应。因而，IL-10具有多种免疫功能，其中以免疫抑制作用为主：①抑制单核细胞依赖性Th细胞增生，并抑制Th1类淋巴因子如IL-2、IL-1β、IFN-γ、TNF-α等的合成及其活性。②抑制炎症和细胞免疫反应，加强与适应性免疫和清除功能相关的耐受性，抑制由单核细胞和巨噬细胞产生的促炎因子。③抑制NK细胞的活性。④抑制T细胞的凋亡。⑤抑制反应性氮氧化物的产生。

2.2IL-10的抗炎机制 IL-10 属于细胞因子中的干扰素家族,研究发现内源性和外源性的IL-10均能在转录水平上强烈抑制IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α、GM-CSF的合成。近几年来,研究认为IL-10的抗炎机制主要是通过抑制IκB的激酶(IKK)的激活或NF-κB的DNA结合能力,从而抑制NF-κB启动相关前炎症因子基因的转录〔20〕。另一方面,最近随着对核苷酸结合的寡聚结构域(NOD)家族成员NOD2及其同源异构体的深入研究,有证据表明IL-10对的作用可能不仅局限在IKK(IκB的激酶)及其下游的水平上,而且IL-10可以通过提高NOD2-S的表达,从而有效地抑制胞壁酞二肽(MDP)诱导的NF-κB的活化，从而在NF-κB活化上游造成影响〔21〕。同时国外也有报道〔22〕，IL-10抑制炎症细胞因子如TNF-α的合成可能与NF-κB无关,而与活化蛋白转录因子-1(AP-1)、细胞因子信号抑制子-3(SOCS-3)等其他蛋白相关。

3 IL-10与T2DM的关系

糖尿病发病机制研究新观点表明，免疫调节和细胞因子的不平衡性，引起胰岛素渐进性自身免疫性损害，引发糖尿病。越来越多的证据表明低度的炎症状态与肥胖和IR、T2DM和代谢综合征共存状态之间的发展有关联〔23〕。IL-10是免疫系统调节的重要的抑制因子，是与肥胖和T2DM相关的主要抗炎细胞因子，其血清水平变化与T2DM发病密切相关〔24〕。有研究证实通过提高IL-10表达可控制糖尿病的发生发展，揭示胰岛细胞保护作用可通过免疫调解使失衡的免疫过程发生转化，IL-10可能是作用的关键环节。IL-10具有增强胰岛素敏感性作用，其水平降低与胰岛素抵抗的发生有关〔25〕。Van Exel等〔26〕对荷兰599例社区老年男性的一项横向研究发现，IL-10水平的降低与高血糖、糖化血红蛋白(HbA1c)、血脂紊乱相关，表明IL-10水平降低在代谢综合征和糖尿病的发生发展中有一定作用，提示IL-10通过抑制炎性反应，可以预防代谢综合征和糖尿病的发生。在这一研究中对象都是85岁以上的老年人，普通人群是否也有这些相关性尚不明确。白琳等〔27〕研究发现，新发T2DM患者血清IL-10水平明显低于正常对照组，因此IL-10可能在T2DM高血糖发生前就已经降低，并参与了T2DM的发生发展。另有研究表明〔28〕，IL-10可以保护脂肪细胞免受TNF-α的损伤，低水平的IL-10与高血糖症、高糖化血红蛋白、血脂障碍和糖尿病有关联。还有类似报道认为，IL-10抑制T2DM高血糖及其他炎性因子的水平，可能对于T2DM的发病具有一定的保护作用。综上所述，IL-10可在胰岛素作用敏感的主要组织中，通过不同的方式、途径引起糖脂代谢改变，血清IL-10水平的降低与T2DM有关，但很多机制尚不清楚，有待进一步研究。

4 IL-10基因多态性与T2DM

4.1IL-10基因多态性 体内IL-10的效应不仅取决于IL-10本身的分泌和代谢，还通过与其特异性受体结合,调节基因的表达发挥生物学效应。IL-10分泌水平主要由遗传基因所决定，IL-10转录起始位上游1.3 kb的启动子区域内存在数个正调控和负调控启动子序列，正向调控序列位于-1 100/-900之间，负性的调控序列位于-800/-300之间。目前在IL- 10基因启动子区已发现10余个单核苷酸多态位点( SNP)，位于转录调控区，且相互连锁影响IL-10的基因表达。目前研究较多的-1082G/A、-819C/T和-592C/A三个SNPs〔29，30〕，这三个位点的基因型多态性与IL-10基因的转录活性以及血浆中IL-10的水平相关。由于IL-10存在与基因多态性相关的蛋白表达水平差异，结合其抑制细胞免疫和抗炎的生物学活性，这种与等位基因相关联的血浆水平差异势必与免疫、炎症反应的程度相连锁，进而对疾病的发生发展产生影响。另外，流行病学和临床研究发现〔31〕，IL-10基因启动子区多态性与自身免疫系统疾病和病毒性肝炎等疾病有关，而这些疾病在我国和西欧国家的发病率存在显著差异，这是因为不同的遗传背景可能导致了种族间疾病谱的分布差异。

4.2IL-10基因多态性与T2DM易感性 在基因多态性方面，关于IL-10基因启动子位点多态性与T2DM相关研究的报道较少，Chang等〔32〕较早研究IL-10启动子多态性与T2DM的相关性，提示：IL-10基因多态性对于T2DM的易感性可能起到重要作用，但是在T2DM的临床表现中的意义还需进一步研究。王江东等〔33〕通过唐山地区符合条件的244例糖尿病的分析，认为IL-10-592基因型频率在2型糖尿病组与正常对照组中存在显著性差异，IL-10基因多态性可能是T2DM易感的危险因素之一，并且它对于T2DM的预后康复也具有密切关系。Mtiraoui等〔34〕研究发现，IL-10基因多态性对于T2DM并发症中的糖尿病肾病的发病以及预防具有影响作用。Ezzifdi等〔35〕通过对-1082G/A、-819C/T和-592C/A的研究发现IL-10启动子基因多态性与T2DM肾病相关，但Kazemi等〔36〕通过对糖尿病患者、糖尿病肾病患者、正常对照各100例的研究认为，IL-10启动子-592C/A基因多态性在糖尿病发病机制起重要作用，而与糖尿病肾病无关。因此，目前国内外关于细胞因子IL-10基因多态性与T2DM易感性关系的研究工作相对较少，样本量相对偏小，同时由于不同种族或地域人群差异、实验对照的设计等因素不同，研究结果存在一定程度的分歧，要确定IL-10基因多态性与T2DM的关系需要进一步应用大样本的前瞻性研究予以证实。

越来越多的证据表明，炎症反应在糖尿病的发生、发展及并发症的发病机制中起到重要作用。IL-10作为一种重要的免疫因子，其血清水平及其基因多态性与T2DM的关系正在不断地被探讨，深入研究该领域对于理解T2DM发病机制以及拓展T2DM的防治思路具有重要意义。

5 参考文献

1Yang W，Lu J，Weng J,etal.Prevalence of diabetes among men and women in China〔J〕.N Engl J Med，2010；362(12):1090-101.

2Goldstein LB，Adams R，Alberts MJ,etal.Primary prevention of ischemic stroke：a guideline from the American Heart Association/American Stroke Association Stroke Council：cosponsored by the Atherosclerotic Peripheral Vascular Disease Interdisciplinary Working Group；Cardiovascular Nursing Council；Clinical Cardiology Council；Nutrition，Physical Activity，and Metabolism Council;and the Quality of Care and Outcomes Research Interdisciplinary Working Group：the American Academy of Neurology affirms the value of this guideline〔J〕.Stroke，2006；37(6):1583-633.

3邵 红，谢立凯，吕 丹.2型糖尿病患者血糖波动与颈动脉粥样硬化斑块的相关性〔J〕.中国老年学杂志，2011；31(23)：4518-20.

4Barzilay JI，Abraham L,Heckbert SR,etal.The relation of markers of inflammation to the development of glucose disorders in the elderly：the cardiovascular health study 〔J〕.Diabet，2001；50(10)：2384-9.

5Bertoni AG，Burke GL，Owusu JA，etal.Inflammation and the incidence of type 2 diabetes：the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) 〔J〕.Diabet Care，2010；33(4)：804-10.

6Ziccardip P，Nappo F，Giugliano G，elal.Reduction of inflammatory cytokine concentrations and improvement of endothelial functions in obese women after weight loss over one year〔J〕.Circulation，2002；105(7)：804-9.

7陈 香，翁建平.2型糖尿病与天然免疫系统激活〔J〕.中国实用内科杂志，2006；26 (20):1578-80.

8Cruz M，Maldonado-Bernal C，Mondragon-Gonzalez R,etal.Glycine treatment decreases proinflammatory cytokines and increases interferon-gamma in patients with type 2 diabetes〔J〕.J Endocrinol Invest,2008；31(8)：694-9.

9Zick Y.Uncoupling insulin signaning by serine/threonine phosphorylation:a molecular basis for insulin resistance〔J〕.Biochem Soc Trans，Nov 2004;32(5)：812-6.

10刘海行，赵 冬，王 薇，等.血清高敏C反应蛋白水平与五年累积糖尿病发病风险的关系〔J〕.中华流行病学杂志，2011；32(1)：1-4.

11Philip A，Subramanian R，Chunling L，etal.Adipose tissue tumor necrosis factor and interleukin-6，expression in human obesity and insulin resistance〔J〕.Am J Physiol Endocrinol Metab，2001；280(5)：E745-51.

12Dominguez H，Storgaard H，Rask-Madsen C,etal.Metabolic and vascular effects of tumor necrosis factor- alpha blockade with etanercept in obese patients with type 2 diabetes 〔J〕.J Vasc Res，2005；42(6):517.

13侯春兰，李步荣,刘 静,等.2 型糖尿病及胰岛素抵抗与细胞因子的相关性研究〔J〕.第四军医大学学报，2006；27(11)：997-8.

14Lindsay RS，Funahashi T，Hanson RL，etal.Adiponectin and development of type 2 diabetes in the Pima Indian population〔J〕. Lancet，2002；360(9326)：57-8.

15张 敏，田浩明,陈 树，等.血清肿瘤坏死因子α、白介素-6、脂联素以及视黄醇结合蛋4与2型糖尿病患者胰岛素抵抗的关系〔J〕.四川医学，2008；12(29):1610-2.

16Ashour HM，Niederkorn JY.Gammadelta T cells promote anterior chamber-associated immune deviation and immune privilege through their production of IL-10〔J〕.J Immunol，2006；177(12):8331-7.

17Dokka S，Malanga CJ，Shi X,etal.Inhibition of endotoxin-induced lung inflammation by interleukin-10 gene transfer in mice〔J〕.Am J Physiol Lung Cell Mol Physio，2000；279(5):L872-7.

18Cottrez F，Hurst SD，Coffman RL.T regulatory cells 1 inhibit a Th2-specific response in vivo〔J〕.J Immunol，2000；165 (9):4848-53.

19Bellinghausen I，Brand U，Steinbrink K,etal.Inhibition of human allergic T-cell responses by IL-10-treated dendritic cells：differences from hydrocortisone-treated dendritic cells〔J〕.J Allergy Clin Immunol，2001；108(2):242-9.

20Mikael M,Pelle A,Gonzalez W,etal.IL-10 inhibits vascular smooth muscle cell activation in vitro and in vivo〔J〕.Am J Physiol Circ Physiol，2004；287(2):866-71.

21Rosenstiel P，Huse K，Till A,etal.A short isoform of NOD2/CARD15，NOD2-S，is an endogenous inhibitor of NOD2/receptor-interacting protein kinase 2-induced signaling pathways〔J〕.PNAS，2006；103(9)：3280-5.

22Ward C，Murray J，Cluqston A,etal.Interleukin-10 inhibits lipopolysaccharide-induced survival and extracellular signal-regulated kinase activation in human neutrophils〔J〕.Eur J Immunol，2005；35(9):2728-37.

23Esposito K，Pontillo A，Dipalo C，etal.Effect of weight loss and lifestyle changes on vascular inflammatory markers in obses women：a randomized trial〔J〕.JAMA，2003；289(14)：1799-804.

24Bluher M，Fasshauer M，Tonics A，etal.Association of interleukin-6，C-reactive protein，interleukin-10 and adiponectin plasma concentrations with measures of obesity，insulin sensitivity and glucose metabolism〔J〕.Exp Clin Endocrinol Diabet，2005；113(9)：534-7.

25叶建红，李治臻，李 焱，等.代谢综合征患者血清白介素-10与胰岛素抵抗的关系〔J〕.南方医科大学学报，2006；26(4)：428-30.

26Exel EV，Gussekloo J，Craen AMD，etal.Low production capacity of interleukin-10 associates with the metabolic syndrome and type 2 diabetes.The Leiden 85-plus study〔J〕.Diabetes，2002；51(4)：1088-92.

27白 琳，周丽芹.新发DM2患者血清sCD40L、IL-10的变化〔J〕.放射免疫学杂志，2011；24(1)：89-90.

28Lumeng CN，Bodzin JL，Saltiel AR，etal.Obesity induces a phenotypic switch in adipose tissue macrophage polarization〔J〕.J Clin Invest，2007；117(1)：175-84.

29Olivieri F，Antonicelli R，Cardelli M,etal.Genetic polymorphisms of inflammatory cytokines and myocardial infarction in the elderly 〔J〕.Mech Ageing Dev，2006；127(6)：552-9.

30卢 斌，卢大儒，邹大进.白细胞介素-10基因对非肥胖糖尿病鼠1型糖尿病发病率的影响〔J〕.中国临床康复，2005；9(3):98-100.

31Khoa PD，Sugiyama T，Yokochi T.Polymorphism of interleukin-10 promoter and tumor necrosis factor receptor II in Vietnamese patients with systemic lupus erythematosus〔J〕.Clin Rheumatol，2005；24(1):11-3.

32Chang YH，Huang CN，Wu CY,etal.Association of interleukin-10 A-592C and T - 819C polymorphisms with type 2 diabetes mellitus〔J〕.Hum Immunol，2005；66(12):1258-63.

33王江东，房 辉,闫全志，等.2型糖尿病患者血清白介素10水平及其基因启动子592位点多态性与2型糖尿病的关系〔J〕.中国全科医学，2010；13(11):1185-7.

34Mtiraoui N， Ezzidi I， Kacem M，etal.Predictive value of interleukin-10 promoter genotypes and haplotypes in determining the susceptibility to nephropathy in type 2 diabetes patients〔J〕.Diabetes Metab Res Rev,2009；25(1)：57-63.

35Ezzidi I，Mtiraoui N，Kacem M,etal.Interleukin-10-592C/A，-819C/T and -1082A/G promoter variants affect the susceptibility to nephropathy in Tunisian type 2 diabetes (T2DM) patients〔J〕.Clin Endocrinol (Oxf)，2009;70(3)：401-7.

36Arababadi MK，Reza Mirzaei M，Ali Sajadi SM,etal.Interleukin (IL)-10 gene polymorphisms are associated with type 2 diabetes with and without nephropathy：A study of patients from the Southeast Region of Iran〔J〕.Inflammation,2012；35(3):797-802.