血清YKL-40、CTRP-3水平在2型糖尿病心血管并发症中的诊断价值

汪慧卉，吴柱国，王颖,莫丽珍，梁世炫

(1.东莞市清溪医院心血管内科，广东 东莞 523660；2.广东医科大学第二临床医学院科研平台,广东 东莞 523000)

糖尿病是一种造成全球健康负担日益加重的主要慢性病之一，且全球糖尿病患病率呈上升趋势。根据国际糖尿病联盟数据显示，2018年有4.25亿人患有糖尿病，其中95%以上是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)，且发展中国家人数较多，特别是农村地区[1-3]。第六次中国糖尿病流行病学调查显示，中国成人糖尿病患病率高达11.6%，一半以上的死亡病例与心血管并发症有关[4]。早期预测T2DM患者心血管并发症，早期干预，对提高患者存活率以及生存质量具有重要意义。血管内皮功能障碍和慢性炎症是心血管并发症的主要发病机制。人类软骨糖蛋白39(human cartilage glycoprotein 39,Hcgp-39/YKL-40)是一种新发现的炎症标志物，其在多种疾病中参与血管生成、生长、增殖、分化和重塑过程[5-6]。补体C1q肿瘤坏死因子相关蛋白3(complement C1q/tumor necrosis factor related protein-3,CTRP-3)属于CTRP家族成员，是一种参与多种慢性疾病的血管增殖性应答的蛋白质[7]。关于血清YKL-40、CTRP-3在T2DM心血管并发症患者发病过程中作用的相关研究较少。本研究通过检测血清YKL-40、CTRP-3的水平，探讨其在诊断T2DM患者心血管并发症中的价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择2018年1月1日至10月30日东莞市清溪医院收治的80例T2DM患者为研究对象。纳入标准：T2DM符合《中国2型糖尿病防治指南(2013年版)》[8]诊断标准；心血管并发症结合患者症状、体征、病史、心电图、彩色多普勒超声等辅助检查存在明显病变。排除标准：T2DM同时合并除心血管并发症外的严重并发症(合并肾功能不全尿毒症期、脑卒中等严重并发症或有文献表明[9-10]合并可能导致本研究中的两种血清标志物升高的疾病)以及心血管疾病发病在T2DM病史前的患者。所有患者按有无心血管并发症分为T2DM合并心血管并发症组(n=50)和T2DM无心血管并发症组(n=30)。本研究获得东莞市清溪医院科研伦理委员会批准，遵循赫尔辛基宣言的原则。

1.2方法

1.2.1资料收集 使用标准健康调查问卷记录、收集病史以及药物治疗情况，并从患者住院病历中获得客观资料，包括性别、年龄、体质指数(body mass index,BMI)、腹围。BMI通过标准公式[BMI=体重(kg)/身高(m2)]计算。采用标准血压计测量血压，并在静息5 min后坐位测量。腹围在受试者处于正常呼气结束时通过软带在肋缘和髂嵴之间的中点测量。

1.2.2血液生化指标检测 采用日本日立医疗有限公司全自动生化分析仪(7180)检测空腹状态下三酰甘油、高密度脂蛋白胆固醇、肌酐、血尿酸。

1.2.3血清YKL-40、CTRP-3水平检测 采集患者入院次日清晨空腹静脉血8 mL，以离心半径17.5 cm，3 800 r/min离心5 min，留取上清液，保存于-80 ℃条件下保存留待检测。血清标本在室温环境下复融后统一采用双抗体夹心酶联免疫吸附法检测血清YKL-40和CTRP-3水平，试剂盒购自武汉华美生物工程有限公司，具体操作步骤严格按照说明书进行。

2 结 果

2.1T2DM心血管并发症的单因素分析 两组患者性别、三酰甘油、高密度脂蛋白胆固醇比较差异无统计学意义(P>0.05),T2DM合并心血管并发症组年龄、BMI、腹围、血清血尿酸、肌酐、YKL-40高于T2DM无心血管并发症组，CTRP-3低于T2DM无心血管并发症组(P<0.05)。见表1。

表1 影响T2DM心血管并发症的单因素分析

T2DM:2型糖尿病；BMI：体质指数；YKL-40：人类软骨糖蛋白39；CTRP-3：补体C1q肿瘤坏死因子相关蛋白3；a为χ2值，b为Z值，余为t值

2.2T2DM心血管并发症的多因素分析 以T2DM患者是否合并心血管并发症作为因变量，将单因素分析有统计学意义的变量作为自变量进行二分类反应变量的Logistic回归分析，结果显示，老龄，高BMI、腹围，血清血尿酸、肌酐、YKL-40水平升高是T2DM患者发生心血管并发症的危险因素(P<0.05)，血清CTRP-3水平升高是T2DM患者并发心血管并发症的保护因素(P<0.05)。见表2。

表2 T2DM患者合并心血管并发症影响因素的二分类变量的Logistic回归分析

T2DM:2型糖尿病；BMI：体质指数；YKL-40：人类软骨糖蛋白39；CTRP-3：补体C1q肿瘤坏死因子相关蛋白3

2.3血清YKL-40、CTRP-3对T2DM患者发生心血管并发症的预测价值 绘制ROC曲线，YKL-40预测心血管并发症的曲线下面积(area under curve，AUC)为0.955，最佳截断值为3.366 μg/L，诊断灵敏度为96.0%，特异度为93.3%；CTRP-3预测心血管并发症的AUC为0.974，最佳截断值为0.433 μg/L，诊断灵敏度为100.0%，特异度为98.0%；YKL-40联合CTRP-3预测心血管并发症的AUC为1.000，诊断灵敏度为100.0%，特异度为100.0%。见表3、图1。

表3 血清YKL-40、CTRP-3以及两者联合对T2DM心血管并发症的诊断效果

T2DM：2型糖尿病；AUC：曲线下面积；YKL-40：人类软骨糖蛋白39；CTRP-3：补体C1q肿瘤坏死因子相关蛋白3

3 讨 论

心血管并发症是T2DM患者常见的并发症，中国成人糖尿病患者死亡原因中有50%与其心血管并发症相关[4]。找到T2DM患者发生心血管并发症的影响因素，提前预测心血管并发症，最大限度地防止心血管事件的发生具有重要意义。血管内皮功能紊乱与炎症反应是T2DM患者动脉内皮损伤和中膜病变的重要病理改变。心血管疾病的病因为动脉粥样硬化，动脉粥样硬化是一种慢性炎症疾病，炎症被认为是动脉粥样硬化的核心发病机制。已有报道显示，针对全身性炎症的治疗可减少心血管事件的发生[11]。因此，提前检测炎症相关的生物标志物，早期控制炎症疾病的治疗可以改变动脉粥样硬化的过程，从而减少T2DM心血管并发症的发生[12]。

T2DM：2型糖尿病；YKL-40：人类软骨糖蛋白39；CTRP-3：补体C1q肿瘤坏死因子相关蛋白3；ROC：受试者工作特征曲线

图1 YKL-40(A)、CTRP-3(B)、两者联合(C)诊断T2DM心血管并发症的ROC曲线

YKL-40是一种新的炎症标志物，可由多种细胞分泌，包括中性粒细胞、活化巨噬细胞和分化后的巨噬细胞、分化血管平滑肌细胞、内皮细胞、关节炎软骨细胞和癌细胞等[13]。在动脉粥样硬化早期，YKL-40在斑块的血管平滑肌细胞和巨噬细胞中高表达，提示YKL-40可能参与动脉粥样硬化的发生和发展，进一步研究发现YKL-40与内皮功能障碍、动脉粥样硬化斑块的形成和斑块的不稳定性有关[14-15]。T2DM患者中YKL-40升高通过以上机制导致动脉粥样硬化，从而促进T2DM心血管并发症的发生发展。Batinic等[16]及Michelsen等[17]研究发现，YKL-40在冠状动脉疾病中升高，并可预测心血管死亡率。血清中较高水平的YKL-40与冠状动脉疾病患者的存活率降低有关，与全因死亡率相比，YKL-40与死亡率的相关性在心血管死亡率方面更为明显[18-20]。CTRP-3是由脂肪组织分泌的脂肪因子，属于CTRP家族成员，是一种参与多种慢性疾病的血管增殖性应答的蛋白质。脂肪因子可作为糖尿病相关并发症的预后标志物，特别是CTRP家族。CTRP具有类似于脂联素的代谢作用，特别是CTRP-3。有研究发现健康成人血清CTRP-3水平较低，而在患有前驱糖尿病和新诊断的T2DM受试者中较高[21]。而代谢因子和炎症相关因子均可调节CTRP-3的表达[22]。CTRP-3在T2DM的病理生理学中发挥的重要作用是抑制慢性和低度炎症状态，说明CTRP-3具备抗炎潜力[23]。因此，推测CTRP-3调节机制失代偿时，其抗炎能力反而降低，从而导致心血管并发症发生。

本研究多因素Logistic回归分析结果显示，老龄，高BMI、高腹围以及血清血尿酸、肌酐、YKL-40水平升高是T2DM患者发生心血管并发症的独立危险因素，其中血YKL-40每升高1 μg/L，T2DM患者发生心血管并发症的风险增加16.389倍。推测其原因为YKL-40参与动脉粥样硬化病变中的巨噬细胞活化和基质降解，导致斑块形成以及斑块不稳定，最终导致心血管并发症的发生。CTRP-3是T2DM患者并发心血管并发症的保护因素，其水平高，心血管并发症的发生风险减小。有研究表明，CTRP-3对葡萄糖或脂类代谢具有调控作用，可降低血清葡萄糖水平，主要机制并不依赖于胰岛素，而是通过抑制糖异生，减少葡萄糖合成而发挥降糖作用。T2DM患者血清CTRP-3水平降低，故其抑制糖异生及降低葡萄糖作用减弱，导致血糖水平升高。CTRP-3还可通过减少炎症和改善胰岛素信号转导来改善胰岛素抵抗[24]。Yi等[25]通过实验证明CTRP-3可以抑制心肌纤维化，具有心肌保护作用，增强心肌细胞表达的血管生成细胞因子，诱导血管生成。本研究结果还显示，联合检测血清YKL-40和 CTRP-3可提高T2DM心血管并发症诊断价值，AUC高于YKL-40、CTRP-3单独检测。提示T2DM患者血清YKL-40、CTRP-3可作为临床心血管并发症发生风险的重要生物标志物。

综上所述，血清YKL-40水平升高、CTRP-3水平下降与T2DM患者心血管并发症的发生关系密切；两者早期联合检测有助于预测T2DM患者心血管并发症的发生风险；同时进一步明确CTRP-3为T2DM心血管疾病的保护性生物标志物，可为进一步研究相关补充制剂减缓心血管并发症的发生提供依据。本研究尚存在不足之处，YKL-40和CTRP-3在T2DM心血管并发症发展中的相互调节机制尚未阐明。在未来的研究中，应扩大样本量，延长观察时间，对YKL-40和CTRP-3在患者发病不同阶段进行多次对比，深入研究它们在T2DM心血管并发症发展中的相互作用机制。