2型糖尿病并发肺结核患者血清白介素-12和趋化因子配体1水平变化

陈海军 李雨泽 刘玉琴 陈向丽 于天甲 吕和 姜辉 李殿忠

·论著

2型糖尿病并发肺结核患者血清白介素-12
和趋化因子配体1水平变化

陈海军 李雨泽 刘玉琴 陈向丽 于天甲 吕和 姜辉 李殿忠

目的了解2型糖尿病并发肺结核(type 2 diabetes mellitus complicated with pulmonary tuberculosis，T2DM-PTB)患者血清中炎症细胞因子白细胞介素-12(interleukin-12，IL-12)、趋化因子配体1(chemokine cytokines ligand 1，CCL1)水平的变化情况。方法选取2014年9月至2015年6月在黑龙江省传染病防治院就诊的T2DM-PTB患者40例(T2DM-PTB组)，T2DM患者40例(T2DM组)，以及体检科筛查出的健康人群40名(对照组)作为研究对象。收集研究对象人口学特征资料，并抽清晨空腹静脉血3～4 ml。使用酶联免疫吸附试验检测研究对象血清中IL-12和CCL1的水平，并进行比较。结果对照组、T2DM组和T2DM-PTB组血清中IL-12水平分别为(9.87±2.75) μg/L、(11.25±1.99) μg/L、(13.33±3.67) μg/L，三组间比较差异有统计学意义(F=4.46，P<0.01)；进一步的两两比较显示，T2DM组和T2DM-PTB组均高于对照组，T2DM-PTB组高于T2DM组，差异均有统计学意义(P值均<0.05)。对照组、T2DM组和T2DM-PTB组血清中CCL1水平分别为(158.03±29.21) μg/L、(245.02±33.04) μg/L、(381.60±29.99) μg/L，三组间比较差异有统计学意义(F=267.90，P<0.01)；进一步的两两比较显示，T2DM组和T2DM-PTB组均高于对照组，T2DM-PTB组高于T2DM组，差异均有统计学意义(LSD检验，P值均<0.05)。结论T2DM-PTB患者血清中IL-12和CCL1水平明显升高，对T2DM-PTB 的发病机制有提示作用。

糖尿病，2型； 结核，肺； 共病现象； 白细胞介素12； 趋化因子CCL1； 数据说明, 统计

结核病是由结核分枝杆菌感染了机体后而引起的慢性传染病，一般结核分枝杆菌感染者不全部发病，只有5%～10%的被感染者会发展成为有症状的结核病患者[1]。而2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)患者患肺结核的风险根据地域不同较普通人群高4～8倍[2]。在临床工作中笔者总结发现T2DM患者是结核分枝杆菌的易感者，发展成为肺结核患者风险高于正常人；同时，结核病又可以加重糖尿病，使得血糖明显升高，普通降糖方案效果不佳。2型糖尿病并发肺结核(type 2 diabetes mellitus complicated with pulmonary tuberculosis，T2DM-PTB)已经受到广泛关注[3]。白细胞介素-12(interleukin-12，IL-12)和趋化因子配体1(Chemokine cytokines ligand 1，CCL1)在T2DM-PTB的发病过程中扮演重要角色，因此，笔者观察了T2DM-PTB患者血清中IL-12和CCL1水平的变化情况。

对象和方法

1.对象：选取2014年9月至2015年6月在黑龙江省传染病防治院就诊的T2D-PTB患者40例(T2DM-PTB组)，T2DM患者40例(T2DM组)，以及体检科筛查出的健康人群40名(对照组)作为研究对象。收集研究对象人口学特征及相关临床检测指标。研究对象均抽取清晨空腹静脉血3～4 ml(使用乙二胺四乙酸抗凝)，分离血清，-20 ℃保存待测。本研究经黑龙江省传染病防治院伦理委员会的审核，研究对象均签署知情同意书。

2.纳入标准：(1)T2DM-PTB组：研究对象为已患T2DM且初次诊断为并发肺结核的患者，其符合T2DM和肺结核的诊断标准。T2DM的诊断参照文献[4]，即有明显的糖尿病典型症状(包括多饮、多食、多尿、体质量下降)，并满足以下任意一条：①任意时间血糖≥11.1 mmol/L；②空腹血糖≥7.0 mmol/L；③空腹血糖≥7.0 mmol/L且口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test，OGTT)2 h血糖≥11.1 mmol/L。肺结核诊断参照文献[5]。(2)T2DM组：研究对象符合T2DM诊断标准[4]，且根据肺结核诊断标准[5]确定未患肺结核者。(3)对照组：研究对象为无肺结核既往史、无糖尿病家族史，生化全项、血常规、糖化血红蛋白、尿常规、尿微量白蛋白等检查均正常的健康人群。

3.排除标准：并发艾滋病、病毒性肝炎(乙型和丙型)、梅毒、肿瘤、结缔组织病及其他内分泌疾病的患者。

4.细胞因子水平测定：血清中IL-12和CCL1采用酶联免疫吸附试验进行测定，所用试剂盒均购自北京诚林生物制品有限公司。每次实验标准品线性回归与预期浓度相关系数R2均大于0.99。实验进行2次，取平均值。

结 果

1.基本信息：对照组、T2DM组和T2DM-PTB组间研究对象在性别、年龄及身高方面的差异均无统计学意义(P值均>0.05)，见表1。

表1 研究对象一般特征在各组间分布情况的比较

2.细胞因子水平：各组研究对象血清IL-12和CCL1水平从低到高依次为对照组、T2DM组和T2DM-PTB组，差异有统计学意义，进一步组间多重比较后发现T2DM组与T2DM-PTB组血清IL-12 和CCL1水平均明显高于对照组，且T2DM-PTB组明显高于T2DM组，见表2。

表2 各组研究对象血清IL-12和CCL1水平的比较

注IL-12、CCL1检测结果的组间比较采用LSD检验，差异均有统计学意义(P值均<0.05)

讨 论

IL-12是最重要的炎症因子之一，它可以活化自然杀伤细胞(natural killer cell，NK细胞)，活化后的NK细胞可以激活巨噬细胞并通过IL-12再正反馈活化NK细胞。体外研究结果也证实了巨噬细胞在感染结核分枝杆菌后可以通过Toll样受体诱导IL-12释放增多，从而通过活化NK及促进氧化反应等多种途径杀灭结核分枝杆菌[6]。当外源性病原微生物进入体内后，机体通过Toll样受体识别结核分枝杆菌后触发各种细胞内信号转导通路，诱导产生细胞因子、肌酸 激酶(creatine kinase，CK)、抗菌分子，以及参与诱导自噬的发生来消灭病原体[7-8]。CK家族中重要的趋化细胞配体因子CC亚族CCL1是一种能够刺激人单核细胞迁移的炎症介质[9]，表达于淋巴细胞和单核细胞上的CCR受体可与CCL1结合，从而发挥生物学作用[10]。因此，笔者希望观察T2DM-PTB患者在IL-12和CCL1水平的改变情况。

本次研究中，各组研究对象年龄、性别、身高间差异均无统计学意义，组间比较时减少了混杂因素所带来的偏倚。结果显示，单纯T2DM患者较健康人血清中的IL-12水平高。此结果与炎症细胞因子可导致T2DM发病风险升高的报道一致[11]。说明T2DM时期机体已经存在炎性反应，T2DM-PTB后炎症反应加剧。健康人感染结核分枝杆菌后，通过Toll样受体参与的宿主防御的激活，产生炎症细胞因子，如肿瘤坏死因子α(TNF-α)、IL-1β，IL-12和一氧化氮，来杀灭结核分枝杆菌[12-13]。本研究结果也支持上述报道。Yeh等[14]也发现，糖尿病患者进行合理的糖尿病饮食运动干预后，糖化血红蛋白水平明显下降，同时IL-12、IL-4及转化生长因子上升，能够更好地增强机体免疫力。T2DM-PTB患者血清中IL-12分子水平比单纯T2DM患者增高，这也许是因为T2DM是一个慢性炎症过程，长期处于免疫系统活跃状态，在感染结核分枝杆菌后机体为了可以清除结核分枝杆菌，所以免疫系统中进一步正反馈生成IL-12增多。其次，有可能跟T2DM是营养过剩性疾病有关。本研究局限在对T2DM患者刚发现患结核病后随即前往医院就诊的患者，并未对T2DM-PTB病程较长的患者进行研究，所以当T2DM患者刚开始感染结核分枝杆菌发病时，炎症细胞因子仍然有较强的免疫功能，生成IL-12增多。

此次研究中，与健康人相比，罹患T2DM的患者血清中CCL1水平升高，而当T2DM-PTB时，血清中CCL1水平进一步升高。Kamei等[15]也证实了胰岛素抵抗患者的血清中趋化细胞配体因子水平增高，而胰岛素抵抗是发生T2DM的根本原因。T2DM组比健康对照组水平增高也符合CCL1是糖尿病进展的关键的报道[16]。T2DM是慢性炎症性疾病，肺结核更是重症感染性疾病，所以炎症趋化因子升高来促进局部巨噬细胞吞噬清除结核分枝杆菌，可能使T2DM患者患肺结核后CCL1水平比单纯T2DM患者有进一步增高。研究发现，糖尿病病情控制不佳时血糖增高和糖化血红蛋白增高均可影响多种趋化细胞因子的表达增高[17]。在临床上，T2DM-PTB本身就定义为T2DM的重症感染性并发症之一，所以这可能是T2DM患者患肺结核病后血清CCL1进一步增高的原因。希望在未来工作中可以对T2DM-PTB病程较长的患者CCL1水平进行深入研究。

本次研究因研究对象的纳入排除标准严格，造成研究对象数相对较少；此外本研究为临床观察性研究，因此未对发病机制作过多的假设，证据强度较弱；以上是本研究的局限之处。

[1] Hernandez-Pando R, Orozco H, Aguilar D. Factors that deregulate the protective immune response in tuberculosis. Arch Immunol Ther Exp (Warsz), 2009, 57(5): 355-367.

[2] Dobler CC, Flack JR, Marks GB. Risk of tuberculosis among people with diabetes mellitus: an Australian nationwide cohort Study. BMJ Open, 2012, 2(1): e000666.

[3] Wang Q, Han X, Ma A, et al. Screening and intervention of diabetes mellitus in patients with pulmonary tuberculosis in poverty zones in China: rationale and study design. Diabetes Res Clin Pract, 2012, 96(3): 385-391.

[4] 钱荣立. 关于糖尿病的新诊断标准与分型. 中国糖尿病杂志, 2000, 8(1): 5-6.

[5] 中华人民共和国卫生部. 肺结核诊断标准(WS288-2008). 北京: 中华人民共和国卫生部, 2008.

[6] Bafica A, Scanga CA, Feng CG, et al. TLR9 regulates Th1 responses and cooperates with TLR2 in mediating optimal resistance toMycobacteriumtuberculosis. J Exp Med, 2005, 202(12): 1715-1724.

[7] Davila S, Hibberd ML, Hari Dass R, et al. Genetic association and expression studies indicate a role of toll-like receptor 8 in pulmonary tuberculosis. PLoS Genet, 2008, 4(10): e1000218.

[8] Songane M, Kleinnijenhuis J, Netea MG, et al. The role of autophagy in host defence againstMycobacteriumtuberculosisinfection. Tuberculosis (Edinb), 2012, 92(5): 388-396.

[9] Miller MD, Krangel MS. The human cytokine I-309 is a mono-cyte chemoattractant. Proc Natl Acad Sci U S A, 1992, 89(7): 2950-2954.

[10] Tiffany HL, Lautens LL, Gao JL, et al. Identification of CCR8: a human monocyte and thymus receptor for the CC chemokine I-309. J Exp Med, 1997, 186(1): 165-170.

[11] Pickup JC, Mattock MB, Chusney GD, et al. NIDDM as a disease of the innate immune system: association of acute-phase reactants and interleukin-6 with metabolic syndrome X. Diabetologia, 1997, 40(11): 1286-1292.

[12] Pompei L, Jang S, Zamlynny B, et al. Disparity in IL-12 release in dendritic cells and macrophages in response toMycobacteriumtuberculosisis due to use of distinct TLRs. J Immunol, 2007, 178(8): 5192-5199.

[13] Akira S. Toll-like receptor signaling. J Biol Chem, 2003, 278(40): 38105-38108.

[14] Yeh SH, Chuang H, Lin LW, et al. Regular Tai Chi Chuan exercise improves T cell helper function of patients with type 2 diabetes mellitus with an increase in T-bet transcription factor and IL-12 production. Br J Sports Med, 2009, 43(11): 845-850.

[15] Kamei N, Tobe K, Suzuki R, et al. Overexpression of monocyte chemoattractant protein-1 in adipose tissues causes macrophage recruitment and insulin resistance. J Biol Chem, 2006, 281(36): 26602-26614.

[16] Nakajima K, Tanaka Y, Nomiyama T, et al. Chemokine receptor genotype is associated with diabetic nephropathy in Japanese with type 2 diabetes. Diabetes, 2002, 51(1): 238-242.

[17] Hattori Y, Suzuki M, Hattori S, et al. Vascular smooth muscle cell activation by glycated albumin (Amadori adducts). Hypertension, 2002, 39(1): 22-28.

2017-05-07)

(本文编辑：李敬文)

Associationbetweenserumlevelsofinterleukin-12,Chemokinecytokinesligand1andoccurrenceofType2diabetesmellituscomplicatedwithpulmonarytuberculosis

CHENHai-jun,LIYu-ze,LIUYu-qin,CHENXiang-li,YUTian-jia,LYUHe,JIANGHui,LIDian-zhong.

DepartmentofMedicalimaging,HeilongjiangProvinceHospital,Harbin150086,China

s:JIANGHui,Email：jianghui7722@163.com;

ObjectiveTo investigate the relationship between serum levels of interleukin-12 (IL-12), Chemokine cytokines ligand 1 (CCL1) and type 2 diabetes mellitus complicated with tuberculosis (T2DM-PTB).MethodsFrom September 2014 to June 2015 in the Infectious Hospital of Heilongjiang Province, 40 cases of T2DM-PTB patients (group T2DM-PTB), 40 cases of T2DM patients (group T2DM), and 40 healthy people (control group) were selected as the research objects. The demographic characteristics of the subjects were collected. In addition, 3 to 4 ml venous blood was collected in the early morning. The serum levels of IL-12 and CCL1 were mea-sured by enzyme-linked immunosorbent assay and compared among groups.ResultsThe serum concentrations of IL-12 in the control group, T2DM group and T2DM-PTB group were (9.87±2.75) μg/L, (11.25±1.99) μg/L and (13.33±3.67) μg/L, respectively. The difference among the three groups was significant (F=4.46,P<0.01). The serum levels of CCL1 in the control group, T2DM group and T2DM-PTB group were (158.03±29.21) μg/L, (245.02±33.04) μg/L and (381.60±29.99) μg/L, respectively. The difference among the three groups was significant (F=267.90,P<0.01). The serum levels of IL-12 and CCL1 in the T2DM and T2DM-PTB groups were significantly higher than that in the healthy control group, and the serum levels of IL-12 and CCL1 in the T2DM-PTB group was significantly higher compared with the T2DM group (P<0.05).ConclusionThe serum levels of IL-12 and CCL1 in patients with T2DM-PTB were significantly increased, suggesting their roles in the pathogenesis of T2DM-PTB.

Diabetes mellitus, type 2; Tuberculosis, pulmonary; Comorbidity; Interleukin-12; Chemokine CCL1； Data interpretation, statistical

10.3969/j.issn.1000-6621.2017.12.005

黑龙江省卫生和计划生育委员会科研项目(2012-432)

150086 哈尔滨，黑龙江省医院医学影像部(陈海军)；黑龙江省传染病防治院(李雨泽、刘玉琴、于天甲、姜辉、李殿忠)；哈尔滨医科大学地方病控制中心[陈向丽(在读硕士研究生)]；哈尔滨医科大学附属第一医院临床营养科(吕和)

姜辉，Email：jianghui7722@163.com；李殿忠，Email：lidianzhong2010@163.com

LIDian-zhong,Email：lidianzhong2010@163.com