2025, Vol. 54文章信息
- 赵婵, 张萌萌, 王锐, 孔凡烁, 杨轶文
- ZHAO Chan, ZHANG Mengmeng, WANG Rui, KONG Fanshuo, YANG Yiwen
- 糖尿病患者血清软骨中间层蛋白1表达及其与心肌纤维化的相关性
- Correlation between serum cartilage intermediate layer protein 1 expression and myocardial fibrosis in patients with diabetes mellitus
- 中国医科大学学报, 2025, 54(9): 791-795, 801
- Journal of China Medical University, 2025, 54(9): 791-795, 801
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文章历史
- 收稿日期：2024-09-29
- 网络出版时间：2025-09-16 08:25:32
引用本文 |
2. 白求恩国际和平医院内分泌科, 石家庄 050051
2. Department of Endocrinology, The Bethune International Peace Hospital, Shijiazhuang 050051, China
糖尿病是胰岛素分泌和作用受损引起的代谢疾病，据报道20~79岁人群中约有4.63亿人患有糖尿病，至2030年患病人数将增长至5.78亿[1-2]。糖尿病可导致全身器官的持续损害，并引起糖尿病心肌病（diabetic cardiomyopathy，DC）[3]。心肌纤维化（myocardial fibrosis，MF）是导致DC的重要病理改变，主要表现为心肌细胞外基质（myocardial extracellular matrix，ECM）沉积过多和以心肌结构紊乱为特征的心肌病理改变[4]。目前仍缺乏评估2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）患者发生MF的可靠血清学诊断指标。软骨中间层蛋白1（cartilage intermediate layer protein 1，Cilp1）是一种ECM蛋白，参与心肌病理纤维化信号传导。近期的研究[5]发现，Cilp1通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1（mammalian target of rapamycin complex 1，mTOCR1）信号通路促进心肌梗死大鼠模型的MF。此外，Cilp1水平升高与收缩性右心室功能障碍、右心室扩张和N末端脑利钠肽前体（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP）水平升高有关，可作为缺血性心肌病患者右心室功能不全的生物标志物[6]。目前关于Cilp1与T2DM患者MF的相关临床研究尚未见报道，因此，本研究拟检测血清Cilp1水平并分析其与T2DM患者MF相关指标及分期的关系，为MF程度评估以及临床靶向治疗提供参考。
1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 研究对象选取2021年1月至2024年1月秦皇岛市第一医院收治的T2DM患者106例，作为T2DM组。其中，男59例，女47例，平均年龄（58.42±6.88）岁，体重指数（body mass index，BMI）为（23.26±2.14）kg/m2。选取2020年2月至2023年2月同院门诊体检健康者110例，作为对照组。其中，男63例，女47例，年龄（59.63±5.82）岁，BMI为（22.72±2.39）kg/m2。
纳入标准：符合T2DM诊断标准[7]；无肿瘤；签署知情同意书；精神正常。排除标准：患有眼部疾病（如青光眼）；1型糖尿病；急、慢性感染；合并其他纤维化疾病，如肝纤维化；心脏疾病、肾功能异常；已确诊或有缺血性心脏病高危因素。本研究获得秦皇岛市第一医院伦理委员会批准（审批号20201209）。
根据文献[8]中的标准评价T2DM组患者的MF程度，1期25例，2期23例，3期27例，0期（正常）31例。
1.1.2 仪器与试剂半乳糖凝集素-3（galactose lectin-3，Gal-3）检测试剂盒购自杭州联科生物技术股份有限公司）；血清Ⅲ型前胶原氨基端肽（procollagen typeⅢ-N-terminal peptide，PⅢNP）、Ⅲ型前胶原（type Ⅲ procollagen，PCⅢ）、透明质酸（hyaluronic acid，HA）ELISA检测试剂盒购自华美生物工程有限公司；血清总RNA提取试剂盒、一步法cDNA反转录试剂盒、实时定量PCR预混液购自哈尔滨新海基因检测公司。多功能酶标仪（SpectraMax iD5）购自美谷分子仪器（上海）有限公司；荧光定量PCR仪（ABI 7500）购自美国应用生物系统公司；核酸定量仪（Nano-600）购自上海嘉鹏科技有限公司。
1.2 方法 1.2.1 标本采集采集对照组和T2DM组患者空腹肘静脉血5 mL，3 500 r/min离心15 min，取上清液，贮存于-80 ℃待检测。
1.2.2 血清Cilp1水平检测用RNA提取试剂盒获取血清总RNA，检测总RNA质量与浓度，逆转录cDNA。进行实时定量PCR扩增反应，内参基因为GAPDH。采用2-ΔΔCt法分析Cilp1的相对表达量。引物序列如下：Cilp1，正向5’-ATATAAGGCCGGCACTGGA-3’，反向5’-GGTCCCCTGGGAAGTTTCT-3’；GAPDH，正向5’-AGCCACATCGCTCAGACAC-3’，反向5’-GCCC AATACGACCAAATCC-3’。
1.2.3 血清MF指标检测按照ELISA试剂盒说明书操作，检测血清PⅢNP、Gal-3、PCⅢ、HA水平。
1.3 统计学分析采用SPSS 23.0软件进行统计学分析。计数资料用率（%）表示，采用χ2检验比较。符合正态分布的计量资料用 x±s表示，采用t检验进行2组间比较，采用单因素方差分析进行多组间比较，采用SNK-q检验进行组间比较。
采用Spearman检验分析血清Cilp1与MF分期的关系，用Pearson检验分析血清Cilp1与MF指标的关系，采用多因素logistic回归分析T2DM患者2~3期MF的影响因素。采用受试者操作特征（receiver opera-ting characteristics，ROC）曲线下面积（area under the curve，AUC）评价血清Cilp1对T2DM患者MF分期的诊断价值。P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 T2DM组与对照组一般资料比较T2DM组患者糖化血红蛋白、甘油三酯、空腹血糖、总胆固醇水平均高于对照组，差异有统计学意义（P < 0.05），见表 1。
| Clinical data | T2DM group（n = 106） | Control group（n = 110） | t/χ2 | P |
| Sex（male/female） | 59/47 | 63/47 | 0.057 | 0.811 |
| Age（year） | 58.42±6.88 | 59.63±5.82 | 1.397 | 0.164 |
| BMI（kg/m2） | 23.26±2.14 | 22.72±2.39 | 1.747 | 0.082 |
| History of smoking | 44 | 40 | 0.601 | 0.438 |
| History of alcohol consumption | 39 | 32 | 1.451 | 0.228 |
| Duration of diabetes（year） | 5.05±1.36 | - | - | - |
| Systolic blood pressure（mmHg） | 122.17±6.12 | 120.55±5.74 | 1.883 | 0.061 |
| Diastolic blood pressure（mmHg） | 75.14±6.57 | 74.02±6.05 | 1.304 | 0.194 |
| Fasting blood glucose（mmol/L） | 8.63±1.05 | 5.39±0.77 | 25.928 | < 0.001 |
| Glycosylated hemoglobin（%） | 9.30±1.31 | 5.67±0.82 | 24.505 | < 0.001 |
| Low-density lipoprotein cholesterol（mmol/L） | 2.39±0.58 | 2.26±0.64 | 1.562 | 0.120 |
| High-density lipoprotein cholesterol（mmol/L） | 1.13±0.22 | 1.10±0.23 | 0.979 | 0.329 |
| Triacylglycerol（mmol/L） | 1.70±0.35 | 1.08±0.26 | 14.815 | < 0.001 |
| Total cholesterol（mmol/L） | 4.83±0.77 | 4.60±0.69 | 2.314 | 0.022 |
2.2 T2DM组与对照组Cilp1水平及MF指标比较
T2DM组血清Cilp1水平及MF指标（Gal-3、PⅢNP、PCⅢ、HA）水平均高于对照组，差异有统计学意义（均P < 0.05）。见表 2。
| Indicator | T2DM group（n = 106） | Control group（n = 110） | t | P |
| Cilp1 | 1.82±0.33 | 1.09±0.12 | 21.758 | < 0.001 |
| Gal-3（pg/mL） | 18.73±3.27 | 10.54±2.06 | 22.108 | < 0.001 |
| PⅢNP（ng/mL） | 42.39±7.95 | 26.16±6.42 | 16.536 | < 0.001 |
| PCⅢ（ng/mL） | 125.66±13.48 | 80.28±10.77 | 27.385 | < 0.001 |
| HA（ng/mL） | 149.52±15.02 | 102.33±11.54 | 25.949 | < 0.001 |
2.3 不同程度MF的T2DM患者血清Cilp1水平及MF指标比较
T2DM组中，0期MF患者血清Cilp1及Gal-3、PⅢNP、PCⅢ、HA水平低于1~3期MF患者，1期MF患者血清以上指标均低于2期MF患者，2期MF患者以上指标均低于3期，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。见表 3。
| Indicator | Stage 0（n = 31） | Stage 1（n = 25） | Stage 2（n = 23） | Stage 3（n = 27） | F | P |
| Cilp1 | 1.42±0.29 | 1.69±0.321） | 1.94±0.351），2） | 2.30±0.371），2），3） | 36.117 | < 0.001 |
| Gal-3（pg/mL） | 15.01±3.06 | 17.47±3.111） | 20.16±3.491），2） | 22.95±3.471），2），3） | 30.969 | < 0.001 |
| PⅢNP（ng/mL） | 33.49±7.29 | 39.23±7.781） | 45.76±8.431），2） | 52.68±8.461），2），3） | 24.745 | < 0.001 |
| PCⅢ（ng/mL） | 107.46±12.99 | 118.93±13.281） | 134.80±13.751），2） | 145.04±13.991），2），3） | 42.983 | < 0.001 |
| HA（ng/mL） | 133.25±14.67 | 144.18±14.931） | 155.30±15.181），2） | 168.20±15.371），2），3） | 28.238 | < 0.001 |
| 1）P < 0.05 vs. stage 0；2）P < 0.05 vs. stage 1；3）P < 0.05 vs. stage 2. | ||||||
2.4 血清Cilp1水平与MF程度分期的相关性
Spearman分析显示，T2DM组患者血清Cilp1水平与MF分期呈正相关（r = 0.724，P < 0.001）。
2.5 血清Cilp1水平与MF指标的关系Pearson分析显示，T2DM组患者血清中Cilp1水平与PⅢNP（r = 0.501，P < 0.001），Gal-3（r = 0.555，P < 0.001），PCⅢ（r = 0.588，P < 0.001）及HA（r = 0.655，P < 0.001）水平呈正相关。
2.6 T2DM患者2~3期MF的影响因素多因素logistic回归分析结果显示，以血清Cilp1、Gal-3、PⅢNP、PCⅢ及HA为自变量，以T2DM患者是否发生2~3期MF（否=0，是=1）为因变量，进行多因素logistic回归分析，结果显示，血清Cilp1表达水平是T2DM患者2~3期MF的危险因素（P < 0.05）。见表 4。
| Variables of interest | β | SE | Waldχ2 | OR | 95%CI | P | |
| Lower limit | Upper limit | ||||||
| Gal-3 | 0.568 | 0.354 | 2.571 | 1.764 | 0.881 | 3.530 | 0.109 |
| PⅢNP | 0.979 | 0.553 | 3.137 | 2.663 | 0.901 | 7.872 | 0.077 |
| PCⅢ | 1.002 | 0.531 | 3.564 | 2.725 | 0.962 | 7.715 | 0.059 |
| HA | 0.493 | 0.302 | 2.670 | 1.638 | 0.906 | 2.961 | 0.102 |
| Cilp1 | 0.539 | 0.177 | 9.287 | 1.715 | 1.212 | 2.426 | 0.002 |
2.7 血清Cilp1对T2DM患者MF2~3期的诊断效能
以T2DM患者血清Cilp1水平为检验变量，以MF分期为状态变量（0~1期=0，2~3期=1）绘制ROC曲线，结果显示，血清Cilp1诊断T2DM患者2~3期MF的AUC为0.914（95%CI：0.857~0.970），截断值取1.8，灵敏度为84.00%，特异度为87.50%，约登指数为0.715。见图 1。
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| 图 1 血清Cilp1对T2DM患者MF 2~3期的诊断效能 Fig.1 The diagnostic efficacy of serum Cilp1 in T2DM patients with stage 2 and 3 MF |
3 讨论
DC是以糖尿病引起的心肌异常为特征的重大心血管疾病，其特征是心脏肥大、MF和心肌细胞凋亡，导致心肌功能异常，并可进展为心力衰竭[9]。MF是DC的重要组织学标志，是各种细胞类型间串扰的结果，如巨噬细胞能分泌促纤维化和抗纤维化因子，调节性T细胞可通过抑制过度炎症参与调节纤维化，内皮细胞可分泌干扰纤维化过程的抑制因子；此外，炎症反应、能量代谢、氧化应激、细胞凋亡等均在纤维化过程中发挥调节作用[10-11]。因此，研究MF相关的分子指标对病情评估和临床治疗有重要意义。
Gal-3是一种凝集素家族蛋白，与心力衰竭的纤维化炎症反应有关。在轻度射血分数降低的糖尿病患者中，Gal-3水平升高，并与整体纵向应变减少有关，是评价DC的简单且可重复的工具，也是预测不良心血管事件的新型生物标志物[12]。PⅢNP是一种MF相关的胶原来源的血清肽，在心脏重塑过程中沉积于心脏ECM中，导致心室顺应性差和不良结局，是反映MF的重要血清标志物[13]。PCⅢ与HA是典型的血清纤维化指标，也是心肌ECM的重要组成部分。PCⅢ能反映Ⅲ型胶原蛋白的合成，其血清水平可辅助判断MF [14]。HA为糖胺聚糖，能反映胶原积聚和代谢情况，当发生MF时，可在血清中检测到其水平升高，是无创评估纤维化程度的指标[15]。本研究中，T2DM组患者血清Gal-3、PⅢNP、PCⅢ、HA水平均高于对照组，且随着MF分期升高，血清Gal-3、PⅢNP、PCⅢ及HA水平升高，表明上述指标与T2DM患者MF程度密切相关。但Gal-3、PⅢNP、PCⅢ及HA影响因素较多，缺乏可靠性及稳定性。
Cilp1是一种存在于ECM中的非胶原蛋白，在关节软骨中含量丰富，以往多认为Cilp1仅与软骨相关疾病有关，近期有研究[16]显示，在人心脏组织中检测到Cilp1表达，大鼠主动脉狭窄后心肌Cilp1表达水平上调，且在诱导人类心肌重塑的疾病中同样检测到血清Cilp1水平升高。目前还未见Cilp1与T2DM相关的报道。本研究创新性地发现，Cilp1在T2DM患者血清中呈异常高表达。MF分期0~3期患者血清Cilp1水平随分期升高，且与纤维化分期呈正相关，提示Cilp1与T2DM患者MF的发生发展有关。研究[17]证实，Cilp1参与人心脏ECM重塑和转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）信号传导，是MF的新型敏感标志物，能促进肌成纤维细胞增殖、调节胶原蛋白重塑，肌成纤维细胞中Cilp1的过表达可加重心肌梗死后心脏重塑和肌成纤维细胞增殖，被认为是病理性心脏重塑和MF的靶点[18]。本研究结果显示，血清Cilp1水平与Gal-3、PⅢNP、PCⅢ及HA水平呈正相关，提示Cilp1可能参与T2DM患者的胶原蛋白合成及ECM沉积，进而调控MF进展。研究[19]显示，血清Cilp1是慢性心力衰竭的一种新型独立预后预测指标，高水平Cilp1与慢性心力衰竭较高的死亡风险有关，且高水平Cilp1的患者死亡率高于低水平Cilp1患者。因此，Cilp1可能参与T2DM患者MF的发生、发展，血清Cilp1水平可能成为MF早期诊断和病情评估的指标。本研究结果显示，血清Cilp1诊断T2DM患者2~3期MF ROC的AUC为0.914，灵敏度为84.00%，特异度为87.50%，表明血清Cilp1诊断2~3期MF的整体效能较佳，有助于诊断T2DM患者MF程度，可作为T2DM患者MF的新型诊断标志物，用于指导临床工作。
综上所述，T2DM患者血清Cilp1水平升高，与MF分期及血清标志物水平呈正相关。Cilp1可能参与T2DM患者MF进展，检测Cilp1水平可辅助临床评估T2DM患者MF程度。本研究的创新性在于首次明确T2DM患者血清Cilp1表达与MF的关系，有助于临床筛选高危人群以及时诊治。本研究存在一定的局限性，如未探讨Cilp1与T2DM患者MF形成的具体调控机制，且数据来源单一，有待扩大样本量，同时结合细胞实验及动物模型等深入探讨Cilp1在MF中的具体机制，为临床MF治疗提供参考。
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