張鵬翔,曾 霖,孟 璐綜述,劉德亮審校

0 引 言

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)是因β細胞功能逐漸喪失,胰島素分泌降低,進而導(dǎo)致血糖升高及相關(guān)并發(fā)癥的代謝性疾病。國際糖尿病聯(lián)合會的數(shù)據(jù)顯示,2019年全球約有糖尿病患者4.63億人,直接衛(wèi)生支出為7600億美元,到2025-2030年,全球T2DM患者將增加1.3～2億例,衛(wèi)生支出將增至8250億美元,到2045年將進一步增至8450億美元[1]。不斷增加的全球負擔(dān)表明,急需采取多管齊下的篩查策略,優(yōu)化早期風(fēng)險預(yù)測能力,實現(xiàn)高危人群的早期發(fā)現(xiàn)、診斷和治療。雖然現(xiàn)行診斷指標可以準確靈敏地反映血糖波動情況,但因其無法預(yù)測T2DM及其相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展進程,且侵入性檢測具有潛在風(fēng)險,因此提出了無創(chuàng)性檢測的臨床需求和研究指向。唾液樣本具有無創(chuàng)采集、簡便易行等優(yōu)勢,研究發(fā)現(xiàn)多種生物標記物有望作為T2DM及其并發(fā)癥的潛在預(yù)測指標,為未來的臨床診斷及用藥提供更為多樣的參考標準。

1 T2DM

T2DM是一種因胰島素分泌和利用障礙而導(dǎo)致血糖升高的慢性代謝性疾病。慢性高血糖會導(dǎo)致碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝障礙,長期來看會導(dǎo)致多個器官、系統(tǒng)的損傷,最終影響身體健康及生活質(zhì)量[2]。

1.1脂聯(lián)素脂聯(lián)素可通過促進骨骼肌、肝和脂肪組織對葡萄糖的攝取和游離脂肪酸的氧化,從而調(diào)節(jié)糖脂代謝和胰島素敏感性,并顯示出延緩T2DM進展、血管保護及肝代謝等多方面的益處[3-4],因此得到廣泛研究。

Mamali等[5]對50名健康者的血清和唾液樣本進行抵抗素、內(nèi)脂素和脂聯(lián)素水平測量后發(fā)現(xiàn)血清和唾液中脂聯(lián)素水平顯著相關(guān),提示唾液與血清樣本同向變化,可共同指示代謝性疾病的發(fā)展進程。Kalyani等[6]發(fā)現(xiàn),T2DM組血清脂聯(lián)素水平顯著低于對照組,其在兩組間唾液樣本中同樣顯示出了顯著性差異。Teke等[7]則發(fā)現(xiàn)其水平不受身體重指數(shù)(body mass index,BMI)指數(shù)及牙周情況干擾,證實了唾液脂聯(lián)素水平作為T2DM早期預(yù)測的可能。

1.21,5-脫水葡萄糖醇(1,5-anhydroglucitol,1,5-AG)1,5-AG是一種新興的T2DM生物標志物,與糖化血紅蛋白(HemoglobinA1c,HbA1c)、糖化白蛋白(glycated albumin,GA)及血糖相比,血清1,5-AG水平對早期糖代謝異常更為敏感[8]。

Mook-Kanamori等[9]在受試者的唾液、血漿和尿液中共檢測到2178種代謝物,其中有94種代謝物與T2DM顯著相關(guān),而只有3種可在唾液中檢測到,1,5-AG即是其中之一。此外,唾液中1,5-AG水平與血液水平呈正相關(guān),而與血糖和HbA1c呈負相關(guān),且不受年齡、性別和BMI等變量的影響,其空腹與餐后2 h的最佳截斷值分別為0.436 μg/mL和0.438 μg/mL;在使用唾液1,5-AG聯(lián)合空腹血糖檢測時,可使需要OGTT的人數(shù)減少47.22%[10]。Ying等[15]則發(fā)現(xiàn),唾液1,5-AG還與早期胰島素分泌呈正相關(guān),提示該指標還可以評估糖尿病患者的早期胰島功能。

2 T2DM合并牙周炎

慢性牙周炎(chronic periodontitis,CP)已被認為是糖尿病的“第六大并發(fā)癥”,與T2DM互為危險因素[11],慢性高血糖可以在口腔中促進炎性因子及糖基化終產(chǎn)物的累積誘發(fā)CP;而惡化的牙周環(huán)境則又促進炎性因子的表達,通過加重胰島素抵抗等途徑促進T2DM的進展。

2.1白細胞介素-6 (interleukin-6,IL-6)IL-6的過度表達可導(dǎo)致胰島素利用受損,引起胰島素抵抗,并可以作用于肌細胞、肝細胞和胰腺β細胞來影響葡萄糖穩(wěn)態(tài)和糖脂代謝[13-14]。此前研究表明,T2DM患者中血清IL-6水平顯著升高,提示其在預(yù)測T2DM中的潛在作用[15]。

劉陸濱等[16]分別測量T2DM伴CP患者和健康人唾液中的IL-6含量,顯示T2DM伴CP患者及健康人唾液和血清IL-6水平存在顯著相關(guān)性。Costa等[17]分別在對照組、CP組、T2DM組及T2DM合并CP組中進行唾液檢測后發(fā)現(xiàn),CP組、T2DM合并CP組唾液中IL-6濃度均高于對照組和T2DM組。且當(dāng)牙周情況逐漸惡化時,唾液IL-6水平亦隨之升高,顯示其在反應(yīng)T2DM患者牙周炎進程中的潛在作用[18]。

2.2IL-17(interleukin-17,IL-17)與發(fā)育內(nèi)皮基因座-1(developmental endothelial locus-1,Del-l)IL-17可以誘導(dǎo)成骨細胞核因子κB受體活化因子配體的表達,刺激破骨細胞的分化和激活,導(dǎo)致牙周骨量減少[19]。Del-1則通過調(diào)節(jié)IL-17和核因子κB受體活化因子配體以抑制破骨細胞生成,抑制炎癥細胞遷移和破骨細胞活性[20]。Folwaczny等[21]證實重度CP患者的健康牙齦中存在高Del-1浸潤,而牙齦炎癥區(qū)域存在高IL-17聚集。

盡管薈萃分析顯示IL-17多態(tài)性與CP易感性無關(guān)[22],但在聯(lián)合Del-1的基礎(chǔ)上仍顯示出較好的檢驗效能。臨床試驗發(fā)現(xiàn),與健康人群及牙齦炎患者相比,慢性牙周炎及侵襲性牙周炎唾液中IL-17水平更高,而Del-1水平更低[23]。Saxena等[24]在納入合并T2DM的CP患者的試驗中發(fā)現(xiàn),與健康組相比,CP組、CP合并T2DM控制組和CP合并T2DM未控制組唾液Del-1水平較低,IL-17水平較高,兩者比值隨牙周及血糖的惡化而下降,但其截斷值尚有待確定。

2.3BPIFA1蛋白BPIFA1蛋白可與細菌脂多糖結(jié)合以發(fā)揮抗菌效能,并通過抑制Toll樣受體9/核因子κB通路抑制炎性因子表達[25]。研究發(fā)現(xiàn)BPIFA1蛋白在鼻咽腔中高度表達,也可在上顎、腮腺和唾液中檢測到[26],提示其作為T2DM早期檢測標記物的可能性。

Border等[27]對T2DM合并缺齒患者的唾液蛋白質(zhì)組進行研究后證實,BPIFA1蛋白在T2DM合并缺齒的患者中表達水平較低。Guo等[28]在進一步研究中,對T2DM患者和健康人采集了未刺激的唾液樣本,以檢測其BPIFA1蛋白、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)和IL-6的濃度。在排除了年齡、性別、空腹血糖和BMI對唾液BPIFA1蛋白的混雜影響后,T2DM患者唾液中BPIFA1蛋白濃度低于非T2DM者,且隨著牙周情況逐漸惡化,該濃度差逐漸增大,顯示BPIFA1可作為T2DM合并牙周炎的潛在預(yù)測生物標志物。

3 T2DM合并肥胖

雖然遺傳、高熱量飲食或缺乏鍛煉等因素在肥胖中的作用已經(jīng)得到共識,但口腔及腸道微生物群的失衡同樣可能對宿主代謝和能量穩(wěn)態(tài)構(gòu)成威脅,從而引發(fā)胰島素抵抗、糖尿病和肥胖等疾病[29-30]。

3.1瘦素作為糖脂代謝的關(guān)鍵信號分子,瘦素可以改善胰島素敏感性、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、降低肥胖和改善炎癥狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn),高瘦素水平與T2DM的發(fā)病過程直接相關(guān)[31],因此對瘦素的監(jiān)測有助于了解T2DM臨床病情進展。

Tvarijonaviciute等[32]在比較T2DM患者和對照組唾液中瘦素水平后發(fā)現(xiàn),與對照組相比,T2DM患者唾液瘦素水平顯著升高,且其濃度與胰島素和促炎細胞因子水平呈正相關(guān)。Jayachandran等[33]分別在正畸前、正畸后1 h及正畸后1個月對正常組及超重組進行唾液瘦素檢測,發(fā)現(xiàn)超重個體的平均瘦素濃度均為正常組的2～3倍,且與體重呈正相關(guān)。在超重及代謝綜合征兒童中也顯示出了同樣的結(jié)果[34]。但目前尚缺乏在T2DM合并肥胖患者中的大規(guī)模臨床試驗,并有待在未來的研究中進一步確定其截斷值。

3.2C-反應(yīng)蛋白(c-reactive protein,CRP)CRP 是癌癥、動脈粥樣硬化等低級別全身炎癥的檢測指標,在誘發(fā)血管炎癥的同時進一步導(dǎo)致胰島素抵抗。Kanmani等[35]在對58 916人進行6年隨訪后發(fā)現(xiàn),CRP與T2DM發(fā)病之間顯著相關(guān),提示CRP是T2DM發(fā)病的獨立預(yù)測因子。

Selvaraju等[36]招募了40名正常和36名超重的兒童,并對抵抗素、TNF-α、IL-6及CRP等相關(guān)指標進行檢測。結(jié)果顯示,唾液CRP與抵抗素、TNF-α、IL-6等具有較好的鑒別能力,表明CRP可作為兒童肥胖及代謝異常的唾液標志物。Dezayee等[37]評估發(fā)現(xiàn)唾液CRP分別在36%的T1DM患者和56%的T2DM患者中顯著差異,顯示其在T2DM中的診斷價值明顯高于T1DM。Alqaderi等[38]則發(fā)現(xiàn)唾液CRP和胰島素每升高一個單位,BMI分別升高3.5 kg/m2和3.2 kg/m2。與血清CRP和胰島素相比,唾液CRP與胰島素比值較高,為高血糖和肥胖的預(yù)測因子,顯示唾液CRP與青少年高血糖、肥胖及潛在糖尿病相關(guān)。

3.3TNF-αTNF-α可抑制胰島素信號級聯(lián)通路上胰島素受體底物-1和蛋白激酶B的磷酸化而誘導(dǎo)胰島素抵抗。同時,在不同種族、年齡和性別的T2DM患者中血清TNF-α濃度均升高,且合并肥胖時血清中TNF-α水平顯著高于單純T2DM或肥胖的患者,并與體重及HbA1c水平呈正相關(guān)[39]。

Teke等[7]在對受試者進行牙周參數(shù)、唾液脂聯(lián)素、TNF-α、IL-6和血管內(nèi)皮素水平測量后發(fā)現(xiàn),T2DM患者的指標均高于對照組,但在調(diào)整年齡、性別、BMI等因素后,只有TNF-α和血管內(nèi)皮素水平在T2DM患者中顯著升高。既往的小樣本研究發(fā)現(xiàn),肥胖組唾液TNF-α水平為1.68 pg/mL,顯著高于對照組(0.94 pg/mL)[40]。但在另一項近期實驗中,調(diào)整年齡和牙周狀況之后TNF-α與T2DM未顯示出顯著的相關(guān)性[41]。

4 妊娠期糖尿病(Gestational diabetes mellitus,GDM)

據(jù)估計,GDM影響全球14%的妊娠進程,而大約60%的GDM女性在分娩后會進一步患上T2DM,還可增加胎兒罹患肥胖癥、T2DM和心血管疾病的風(fēng)險[42]。早期篩查有助于及時干預(yù)對母親及胎兒的潛在不良影響。

4.1唾液葡萄糖T2DM在引起大血管并發(fā)癥的同時,也會導(dǎo)致唾液腺微血管和基底膜結(jié)構(gòu)的改變,使葡萄糖更容易通過半滲透性基底膜,從而增加唾液分泌物中的葡萄糖水平[43]。因此GDM患者血糖控制欠佳時,唾液葡萄糖水平也會相應(yīng)升高。

Ganesan等[44]在對健康婦女及GDM患者進行刺激前后空腹及餐后血糖與唾液葡萄糖測定后發(fā)現(xiàn):空腹及餐后狀態(tài)下,GDM患者刺激前后的唾液葡萄糖水平均顯著高于健康婦女,且在空腹和餐后條件下,刺激和未刺激的唾液與血糖樣本之間均呈正相關(guān);ROC曲線下,空腹時刺激前后唾液葡萄糖的最佳截斷值為5.1 mg/dl和5.4 mg/dl;在餐后條件下分別為8.8 mg/dl和9.3 mg/dl。由此顯示唾液葡萄糖水平或有可能成為評估GDM患者血糖水平替代方法。

4.2胎盤生長因子(Placental growth factor,PlGF)PIGF在正常胎盤發(fā)育過程中參與調(diào)節(jié)滋養(yǎng)細胞的生長和分化、絨毛血管生成以及母體螺旋動脈的重塑[45]。研究表明,妊娠17-19周的GDM患者血清PlGF水平較妊娠11-13周時增加了約20%,并于26-30周時達到峰值[46]。

Chaparro等[47]在對212位妊娠第11-14周的孕婦隨訪后發(fā)現(xiàn),至第24-28孕周時,共有14名孕婦(6.6%)經(jīng)OGTT診斷為GDM。與健康女性相比,GDM組孕婦牙周探測深度、探測時出血和牙周炎癥表面積均顯著增加。且該組孕婦齦溝液中PlGF的濃度為8.46 pg/mL,顯著高于正常組孕婦(0 pg/mL),提示PlGF可能通過促進血管增殖和擴張以誘導(dǎo)GDM孕婦牙周炎癥的進展。且其預(yù)測效力不受BMI水平的影響。因此,PlGF可能是用于識別早期GDM的有效生物標志物。

4.3內(nèi)脂素薈萃分析顯示在BMI>30 kg/m2的GDM女性中,血清內(nèi)脂素水平顯著增加;而當(dāng)BMI<30 kg/m2時差異不顯著[48],表明GDM女性血清內(nèi)脂素的增加可能與代償性改善妊娠期受損的胰島功能有關(guān),這種代償機制在肥胖的GDM女性中更為明顯。

Eroglu等[49]分析比較第24-28孕周的孕婦及GDM患者后發(fā)現(xiàn),GDM患者與對照組之間唾液內(nèi)脂素水平分別為(18.89±9.59) ng/mL和(12.44±8.75)ng/mL,存在顯著差異。以13.5 ng/mL作為截斷值時,靈敏度為72%,特異性為63%。但既往研究表明,唾液內(nèi)脂素水平會因牙周炎癥而升高[50],本研究排除了患有牙齦炎的GDM患者,因此研究面較為狹窄,有待在擴大樣本及疾病譜的研究中探討其臨床應(yīng)用價值。

5 結(jié) 語

T2DM正成為全球范圍內(nèi)的一種代謝性流行病。病理上,許多生物學(xué)途徑的失調(diào)要先于T2DM的臨床診斷,且隨著病情進展,需要頻繁測量相關(guān)指標,以評估病情及指導(dǎo)臨床。人類唾液是一個包含近3000種蛋白質(zhì)和12 000種肽的豐富寶庫[51],越來越多的證據(jù)表明,唾液幾乎可以反映所有的正常和疾病狀態(tài)[52]。因此,唾液檢測有望為T2DM的診斷及治療提供依據(jù)。

作為新興的研究方向,唾液檢測較傳統(tǒng)檢測方式而言具有其自身的優(yōu)勢:①唾液檢測既可避免疼痛和感染風(fēng)險,也可避免尿液檢測帶來的尷尬,且采集過程可由患者獨立完成,帶來了很大的便利。②唾液中含有豐富的生物信息,可反映人體各種生理及病理性變化。③快速、簡便的檢測方法可以節(jié)約醫(yī)療時間,使醫(yī)生能根據(jù)風(fēng)險對患者進行分層并處理。

然而唾液檢測亦有其不足之處:①唾液腺的分泌,容易受到飲食、環(huán)境、年齡以及情緒或口腔病變等影響,導(dǎo)致生物分子的濃度隨之發(fā)生改變或混淆。②當(dāng)前與T2DM及其并發(fā)癥相關(guān)的唾液標記物,其截斷值在各種族、年齡、性別之間尚未得到統(tǒng)一。③用于檢測與分析的工具尚未成熟與推廣,進入臨床尚有待時日。

因此,在采用先進準確的技術(shù)程序和標準化的分析工具后,唾液生物標記物有望進入臨床,進一步對肥胖、胰島素抵抗及T2DM及相關(guān)并發(fā)癥進行精確評估。