周煥珍 王愛萍

昆明市第一人民醫(yī)院兒童生長發(fā)育管理中心（云南昆明 650011）

1型糖尿?。╰ype 1 diabetes，T1D）是一種主要由T 細胞介導(dǎo)的胰島β 細胞特異性破壞導(dǎo)致胰島素絕對缺乏引起高血糖癥的慢性自身免疫性疾病[1]。目前認為T1D 的發(fā)生與遺傳易感性、環(huán)境及免疫等多種因素有關(guān)，然而確切的機制尚未闡明。T1D的典型陽性體征不明顯，病程后期可伴有嚴(yán)重的慢性大血管及微血管并發(fā)癥，其中糖尿病酮癥酸中毒（diabetic ketoacidosis，DKA）是兒童糖尿病急癥死亡的主要原因[2]。近年來，T1D 發(fā)病率在全球呈顯著上升趨勢，而T1D 的診斷仍主要為臨床診斷，至今尚缺乏敏感和有效的生物標(biāo)志物作為T1D 早期預(yù)測的指標(biāo)。本文重點介紹T1D 生物學(xué)標(biāo)志物的最新研究進展及其在TID 疾病風(fēng)險評估中的作用。

1 遺傳標(biāo)志物

T1D 是一種多基因遺傳性疾病，目前全基因組關(guān)聯(lián)研究已發(fā)現(xiàn)50 多個與T1D 相關(guān)的易感基因位點[3]。而遺傳標(biāo)志物可用于評估T1D 的易感性，并且通過易感基因分型可評估罹患T1D 的風(fēng)險。與其他自身免疫性疾病類似，T1D 的遺傳風(fēng)險評估亦主要是通過人類白細胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）分型進行，其中最關(guān)鍵的一類基因是HLA II 類抗原基因，并且大約40%～50%的遺傳易感性由HLA-DR、HLA-DQ基因引起[4-5]。研究發(fā)現(xiàn)，HLA-DR 3、HLA-DR 4和HLA-DQ 8基因型可用于預(yù)測T1D 的發(fā)生風(fēng)險[6]，而將遺傳標(biāo)志物與遺傳風(fēng)險評分結(jié)合能更好地預(yù)測TID 高風(fēng)險兒童[7]。然而，遺傳標(biāo)志物作為未來預(yù)防策略的生物標(biāo)志物敏感性和特異性尚不足，臨床中還需結(jié)合其他生物學(xué)標(biāo)志物方能更有效地評估T1D 風(fēng)險。

2 血清胰島β細胞自身抗體

胰島β 細胞抗原自身抗體并不直接導(dǎo)致T1D，但目前已成為最常用的預(yù)測T1D 的經(jīng)典生物標(biāo)志物之一，并且作為T1D 臨床診斷的輔助指標(biāo)。目前公認可用于預(yù)測T1D 風(fēng)險的自身抗體主要包括胰島細胞自身抗體（islet cell autoantibody，ICA）、胰島素抗體（anti-insulin autoantibody，IAA)）、谷氨酸脫羧酶抗體（glutamic acid decarboxylase antibody，GADA）、酪氨酸磷酸酶抗體（ayrosine phosphatase antibody-2 A，IA-2 A）和鋅轉(zhuǎn)運蛋白8 抗體（zinc transporter 8 antibody，ZnT8）[8-9]。研究表明，無論家族史如何，多個胰島β 細胞自身抗體陽性的兒童均處于T1D 高風(fēng)險中，且2 種或多種胰島β 細胞自身抗體陽性兒童幾乎不可避免地會發(fā)展為臨床癥狀性糖尿病[10]。研究顯示，僅1 種自身抗體陽性者在5年內(nèi)罹患T1D 的風(fēng)險為10%，而3 種自身抗體陽性者在8 年內(nèi)罹患T1D 的風(fēng)險接近90%[11]。芬蘭一項臨床研究表明，T1D 兒童多項自身抗體陽性亦可高度預(yù)測其非糖尿病同胞發(fā)展為糖尿病的風(fēng)險[12]。不僅如此，胰島血清抗體數(shù)量、滴度、親和力和表型均為預(yù)測T1D 的風(fēng)險因子[13]。

3 T細胞生物標(biāo)志物

先天性免疫和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)中的某些成分與導(dǎo)致T1D 的β 細胞破壞有關(guān)，但是T 細胞是主要的介導(dǎo)因子。由于臨床代謝指標(biāo)易受多種因素影響，因此研究者們對T 細胞分析寄予厚望。T 細胞分析不僅可以深入了解T1D 的發(fā)病機制和進展，而且為T1D免疫生物標(biāo)志物開辟新途徑，T 細胞生物標(biāo)志物也是判斷T1D 進展風(fēng)險和預(yù)后的有效指標(biāo)。目前研究發(fā)現(xiàn)，T1D 相關(guān)的T 細胞生物標(biāo)志物大致可分為兩類：抗原特異性和非抗原特異性[14]。

3.1 抗原特異性T細胞生物標(biāo)志物

胰島特異性CD 4 T 細胞和CD 8 T 細胞可識別T1D 患者中胰島素或胰島素原的表位[15]。此外，最近發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄后的胰島抗原決定簇是抗原特異性檢測的新領(lǐng)域[16]，可應(yīng)用于T 1D 的監(jiān)測和干預(yù)。

3.2 非抗原特異性T細胞生物標(biāo)志物

至今已確定多種與T1D 進展相關(guān)的非抗原特異性T 細胞生物標(biāo)志物，包括T 細胞亞群，如外周血濾泡輔助T 細胞（T follicular helper cells，Tfh）、記憶調(diào)節(jié)性T 細胞（regulatory T cells，Tregs）和功能性標(biāo)志物CD 4+T 細胞IL-2 低反應(yīng)性標(biāo)記[17-18]。最近研究顯示，T1D 患者的Treg 基因標(biāo)記（treg gene signature，TGS）存在顯著改變[19]，TGS可能是T1D的一種免疫調(diào)節(jié)生物標(biāo)志物。

此外，由于新興T 細胞測定技術(shù)的運用，發(fā)現(xiàn)更多與T1D 相關(guān)的T 細胞生物標(biāo)志物，例如TCR 免疫測序、單細胞RNA測序、抗原特異性T細胞表型分析、胰島MHC 多聚體高分辨質(zhì)譜分析等[20-23]。T 細胞生物標(biāo)志物的開發(fā)，將迅速加快T1D檢測工作的進展，并且T 細胞生物標(biāo)志物亦成為T1D 免疫治療療效評估的重要組成部分以及為確定干預(yù)靶點提供新的 見解。

4 新興生物標(biāo)志物

隨著微分子生物學(xué)和基因技術(shù)的發(fā)展，新興生物標(biāo)志物，包括核酸生物標(biāo)志物、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)分析的生物標(biāo)志物均可預(yù)測T1D 的發(fā)生。

4.1 核酸生物標(biāo)志物

近年來，循環(huán)血液中游離核酸類物質(zhì)，如循環(huán)DNA 和循環(huán)RNA 作為早期檢測T1D 中β 細胞死亡的生物標(biāo)志物引起極大的關(guān)注[24]，這對T1D 早期預(yù)測和預(yù)后判斷都有重要意義。血清中存在低濃度循環(huán)DNA 片段，主要由細胞凋亡、壞死產(chǎn)生，而在T1D 進展期間，由于胰島β 細胞死亡導(dǎo)致特征性未甲基化的胰島素DNA 片段泄漏到血液中而被檢測到，因此，外周循環(huán)中脫甲基化的胰島素原是研究β細胞死亡的生物標(biāo)志物的重點[25]。而在循環(huán)RNA中，最重要的是MicroRNA（miRNA），其是一類小的非編碼RNA，在β 細胞功能調(diào)節(jié)和T1D 的發(fā)病機制中都顯示出新的作用。一項研究顯示，目前已在T1D患者和糖尿病鼠類的細胞和血清中鑒定出200 多種失調(diào)的miRNA，而在T1D患者血清失調(diào)的miRNA中，尤其miR-375水平升高被認為與胰島β細胞損傷有關(guān)，因此，miR-375 被作為預(yù)測罹患T1D 風(fēng)險的生物標(biāo)志物[26]。

4.2 蛋白質(zhì)組學(xué)生物標(biāo)志物

研究發(fā)現(xiàn)，血清蛋白質(zhì)組學(xué)的變化可預(yù)測T1D[27]。T1D 特異的血清蛋白生物標(biāo)志物的鑒定仍處于早期階段，而目前通過高通量“組學(xué)”技術(shù)發(fā)現(xiàn)脂聯(lián)素、載脂蛋白、簇蛋白和皮質(zhì)類固醇結(jié)合蛋白等候選蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物，還有另一類重要的蛋白質(zhì)生物標(biāo)記物如細胞因子和趨化因子，其在免疫細胞應(yīng)答、免疫調(diào)節(jié)、細胞間信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和介導(dǎo)胰島β 細胞炎癥及β 細胞破壞中均發(fā)揮著重要作用，亦成為T1D 潛在的新興生物標(biāo)志物[28]。

4.3 代謝組學(xué)生物標(biāo)志物

氨基酸代謝在T1D 發(fā)病早期有潛在重要性，目前研究發(fā)現(xiàn)芳香族氨基酸、支鏈氨基酸與T1D 風(fēng)險高度相關(guān)[29]，并且氨基酸代謝物的變化亦可能成為預(yù)測T1D 的新興生物標(biāo)志物[30]，將來可通過對血漿氨基酸測定進一步確定降低T1D 風(fēng)險的干預(yù)措施。在T1D 兒童尿液代謝分析研究中發(fā)現(xiàn)，T1D 兒童尿液外泌體miR-424和miR-218的表達高于健康對照組，有助于T1D 診斷[31]，尿液外泌體miR-424 和miR-218是T1D的生物標(biāo)志物并且可能是評估T1D兒童預(yù)后的預(yù)測指標(biāo)。

腸道菌群豐度變化有助于預(yù)測遺傳易感T1D 兒童的自身免疫性。研究發(fā)現(xiàn)T1D 兒童腸道菌群生態(tài)失衡，其中乳酸桿菌和產(chǎn)丁酸鹽的腸道菌群豐度降低，這與胰島β 細胞自身免疫有關(guān)[32]。而在通過高通量16 SrRNA 基因測序分析76 例高遺傳風(fēng)險T1D兒童腸道菌群早期變化的研究中發(fā)現(xiàn)，在胰島β 細胞自身抗體轉(zhuǎn)陽之前擬桿菌門豐度明顯增高[33]。已有文獻報道，使用益生菌制劑調(diào)節(jié)腸道菌群可降低T1D 發(fā)病風(fēng)險[34]，腸道細菌生物標(biāo)志物可能具有潛在的T1D 風(fēng)險評估價值。

綜上所述，目前關(guān)于T1D 生物學(xué)標(biāo)志物的研究已取得顯著進展，其中已確立的經(jīng)典生物學(xué)標(biāo)志物包括遺傳標(biāo)志物和胰島β 細胞自身抗體，T 細胞生物標(biāo)志物正在大規(guī)模臨床試驗中，而生物信息學(xué)的引入促使T1D 新興生物標(biāo)志物的出現(xiàn)。隨著進一步科學(xué)探索和深入研究，T1D 生物學(xué)標(biāo)志物成為有望突破的嶄新研究方向。而將遺傳標(biāo)志物、胰島β 細胞自身抗體、T 細胞生物標(biāo)志物和新興生物標(biāo)志物整合成可用的T1D 生物學(xué)標(biāo)志物的大數(shù)據(jù)并建立分析系統(tǒng)，再將其轉(zhuǎn)化為臨床工具，從而可實現(xiàn)T1D 患者個性化預(yù)測患病風(fēng)險的目標(biāo)，這亦為T1D 的臨床診治帶來新思路。