《眼科新进展》  2017年8期 736-738   出版日期：2017-08-05   ISSN:1003-5141   CN:41-1105/R

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2型糖尿病合并皮质性白内障患者房水中Txnip、Trx的定量检测及相关性分析


    近年来，我国1型和2型糖尿病患者的发病率逐年上升，糖尿病引发的白内障患者人数也在不断攀升。糖尿病性白内障通常为皮质性白内障，一般分为两种，一种是真性糖尿病性白内障，多见于1型的青少年糖尿病患者，多为双眼发病，发展迅速；另一种为糖尿病患者的年龄相关性白内障，虽然不如第一种进展迅速，但是相较于单纯年龄相关性白内障患者，具有发展快、混浊严重等特点。而作为糖尿病氧化应激发病机制中扮演重要角色的硫氧还蛋白（thioredoxin,Trx）-硫氧还蛋白互作蛋白（thioredoxin interacting protein，Txnip）氧化还原系统^［1］，是否也在糖尿病性白内障的发生与进展过程中起作用，是值得我们思考和研究的问题。糖化血红蛋白(hemoglobin A1c,HbA1c)可以稳定地反映患者近120 d的血糖平均水平，与是否空腹及胰岛素的临时使用关系不大，用于评价患者长时间的血糖状况更为合理，因此我们检测了不同患者房水中的Trx、Txnip以及血清中HbA1c的含量，希望找到Trx、Txnip含量与患者HbA1c及白内障程度的相关性，从而为临床糖尿病性白内障的治疗提供新的指导依据。
1　资料与方法
1.1　一般资料　选择2015年1月至2016年1月于我院诊断为2型糖尿病合并皮质性白内障并且行晶状体摘出术的患者60例60眼，其中男28例28眼、女32例32眼。将20例HbA1c＜5.5%者作为对照组（A组），5.5%≤HbA1c＜6.5%者20例作为B组，HbA1c≥6.5%者20例作为C组。每眼按LOCSII晶状体混浊分类标准中的皮质混浊程度分级，将其标记为Cx（其中x=0、1、2、3、4、5；本研究中至少为2级），所有病例均排除角膜炎、虹膜炎等其他眼前节疾病。各组病例的年龄、性别及糖尿病病程差异均无统计学意义（均为P>0.05；见表1）。



1.2　方法　分别收集每例患者的房水及血清。血清标本：采集术前晨起空腹静脉血，送至我院检验科检验HbA1c。房水标本：在手术正式开始前，消毒铺巾、开睑后，于角膜缘内1 mm处行前房穿刺，抽吸患者房水0.2 mL放入2 mL EP管内后，再继续行其他手术治疗，房水标本迅速置于-80 ℃冰箱保存。房水标本采用酶联免疫吸附实验（ELISA法）测定各样本中Trx及Txnip的含量。ELISA试剂盒购于上海晶抗生物技术有限公司。操作按照试剂盒说明书进行。
1.3　统计学分析　采用SPSS 24.0统计学软件进行分析。所有数据进行正态性检验和方差齐性检验，正态分布数据用x?±s表示。两组间及多组间的数据比较由于方法不齐应用非参数秩和检验。单因素相关分析采用Pearson或Spearman等级相关分析，相关系数用r表示。危险因素筛查应用有序多分类Logistic回归分析。P＜0.05为差异有统计学意义。
2　结果
2.1　各组房水中Txnip、Trx浓度的比较　A组、B组、C组房水中Txnip及Trx浓度均呈正态分布，而各组间2个指标的方差齐性检验均显示方差不齐，运用非参数秩和检验进行分析：A组、B组、C组3组间患者房水中Txnip的浓度差异均有统计学意义（均为P＜0.05），趋势为逐渐升高；3组间Trx的浓度差异亦均有统计学意义（均为P＜0.05），趋势为先升高后降低（表2）。其中C组患者的Trx含量有3眼检测结果为0，可能由于含量过少低于试剂盒检测范围及敏感度所致。



2.2　相关性分析　将患者HbA1c含量与房水中Txnip浓度进行Pearson相关分析，结果显示二者呈正相关（r=0.499，P=0.000）；将HbA1c含量与白内障程度进行Spearman等级相关分析，结果显示二者呈正相关（r=0.535，P=0.000）；而Txnip浓度与白内障程度进行的Spearman等级相关分析同样显示二者呈正相关（r=0.493，P=0.000）。由于Trx含量伴随HbA1c的升高呈现先升高后降低的非线性特点，因此Trx的浓度在整体上与患者HbA1c含量、Txnip及白内障程度无法表现出相关性，单独分析每组Trx与其对应组的其他指标的相关性，结果见表3。可见在A组中Trx与Txnip的浓度呈正相关（r=0.810，P=0.000）；在C组中Trx与Txnip的浓度呈负相关（r=-0.809，P=0.000），与白内障程度呈负相关（r=-0.727，P=0.001）；其余均不相关（均为P＞0.05）。



2.3　Logistic回归分析　将患者HbA1c的含量和房水中Txnip浓度分别与白内障程度进行Logistic有序多分类回归分析，结果显示，HbA1c含量（OR=2.58，P=0.001）与房水中Txnip（OR=1.16，P=0.033）均为白内障发病的危险因素（表4）。



3　讨论
    糖尿病在我国的发病率呈逐年上升的趋势，由其引发的糖尿病相关并发症对患者造成的危害更是不容忽视。在眼科，1型和2型糖尿病造成的糖尿病相关眼病，可以说是各个致盲眼病中预后较差，治疗困难，并且同时涉及眼前节及眼后节，经常造成患者视力严重下降的疾病之一。对于糖尿病相关眼病的研究，从基础到临床，一直是近年研究的热点和难点。而糖尿病眼病的热点研究通常集中在糖尿病性视网膜病变、糖尿病性白内障、开角型青光眼以及眼球运动神经麻痹等几个方面。近8 a来，抗VEGF药物在眼科的广泛应用使糖尿病性视网膜病变及其引发的新生血管性青光眼的治疗迈进了一大步，特别是在增生型糖尿病性视网膜病变的患者术前玻璃体内注射大大增加了玻璃体切割手术的安全性。然而，对于糖尿病性白内障的治疗，目前除了白内障摘出联合人工晶状体植入手术以外，尚无其他有效的治疗方案。因此对于糖尿病性白内障的发病机制进行深一步的研究是完全有必要的。
    众所周知，氧化应激反应是高血糖对人体各个组织和器官持续性损伤的一种重要机制。有研究表明，与正常人相比，糖尿病患者血清中超氧化物歧化酶的含量下降，而血清丙二醛及血清蛋白羟基化增加，NADPH氧化酶被大量激活^［2］。同样，有学者证明随着年龄的增加和血糖的升高，白内障患者的前房水中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶以及谷胱甘肽过氧化物酶的含量均明显降低^［3］。对于2型糖尿病患者前房水中的总抗氧化状态以及一氧化氮的含量，同样有学者进行了深入分析和检测，证实了其含量明显高于正常人^［4］。综上所述，糖尿病性白内障的发病机制中，氧化应激扮演了相当重要的角色。
    Trx-Txnip系统是近年发现的，普遍存在于所有真核细胞中，在氧化应激过程中发挥重要作用的氧化还原系统。其中Trx是细胞中高度保守且稳定表达的蛋白质，分为Trx1和Trx2，前者主要存在于细胞质和细胞核，而后者则主要在线粒体中表达。Trx能够通过自身的二硫键，使其他被氧化的蛋白质还原，是体内重要的抗氧化蛋白^［5］。Txnip则是真核细胞中普遍存在的，可以与Trx发生特异性结合，从而抑制Trx的抗氧化功能的一种特殊蛋白。在2型糖尿病患者的骨骼肌中，研究者发现Txnip的含量远高于对照组，同时Trx1的活性也明显减弱^［6］。更有研究表明，在全反式维甲酸处理过的肝星形细胞中，Txnip的表达大量下调，细胞的氧化应激状态明显改善，从而减少了肝硬化和肝细胞癌的发生^［7］。而在心肌细胞中，研究者通过加强Txnip的泛素化降解，从而使Trx的蛋白活性增强，进一步抑制了氧化应激、p38 MAPK、p53以及心肌细胞凋亡的内源性通路，大大提高了心肌细胞的抗氧化应激能力^［8］。而眼科研究者近期也发现，长时间的高脂饮食不但可以造成胰岛素抵抗，同时还能引起视网膜的炎症反应，这种反应直接归因于视网膜细胞内质网的应激状态，而开启这种状态的正是Txnip蛋白^［9］。既然氧化应激是糖尿病眼病发病的重要机制，而Trx-Txnip氧化还原系统又是真核生物氧化应激的重要组成部分，那么我们可以合理推断，Trx-Txnip在眼部的表达，特别是在眼前节的表达，应该与糖尿病性白内障的发病有一定的相关性。本研究按照患者体内HbA1c的含量不同分组，检测了各组患者房水中Txnip和Trx的浓度，Txnip的浓度随着HbA1c升高而升高，可是Trx的浓度是随着HbA1c的升高呈先升高后降低的趋势。以上的研究结果提示我们，Txnip在房水中的含量与患者长时间血糖的水平变化呈相同的变化趋势，且与患者白内障的严重程度呈相同的变化趋势。这给我们提示，糖尿病患者并发的白内障之所以相对于非糖尿病患者发生的时间更早、更严重，也许是因为Txnip在高血糖导致的人晶状体上皮细胞氧化应激状态过程中发挥了重要作用，有可能成为糖尿病性白内障的发病机制之一。另外，Trx在HbA1c正常的患者组（A组），与Txnip浓度呈正相关，可见此时Trx的抗氧化应激作用并未被Txnip拮抗，而此时患者白内障的发生发展可能与Trx的含量并无明显关联。而对于B组患者，其HbA1c的含量提示患者的血糖控制一般，而此时其Trx的浓度高于对照组，虽然此时统计学的相关分析显示，Trx升高与HbA1c及Txnip的升高都不相关，但是我们依旧可根据现有的研究及临床特点推断，这应该是由于在患者血糖升高的早期或者说血糖控制尚可的情况下，虽然晶状体细胞的氧化应激加重，但是Trx作为对抗氧化损伤的重要物质，其表达量代偿性的增高所致，它可以一定程度上减轻机体的氧化应激程度。但是在C组血糖长期控制不良的患者中，Trx的浓度最低，Trx与Txnip、皮质性白内障的严重程度呈现明显的负相关，我们推测应该是Txnip不断合成，其与Trx开始大量发生特异性结合，游离的Trx含量迅速下降，Trx的抗氧化应激能力也迅速下降所致。我们通过Trx、Txnip两种蛋白的变化趋势，可以在一定程度上推断2型糖尿病合并白内障的患者中，两种蛋白都是在血糖异常的时候更大地发挥各自的作用，可见它们与糖尿病有一定的特异性关联，这个新思路或许在今后的白内障治疗中给我们新的指导。
    综上所述，Trx和Txnip在糖尿病性白内障的发生发展过程中，可能起着至关重要的作用。有研究表明，在敲除Txnip基因的小鼠动物模型中，血糖含量明显低于对照组^［10］，而在过表达Trx基因的小鼠动物模型中，其抵抗氧化应激损伤的能力则显著增强^［11］。加之本研究结论，这些成果都可以为糖尿病性白内障的诊断和治疗提供新的依据和思路，也给我们对于眼部晶状体在高糖情况下的氧化损伤状态的判定提供了简单快捷的检测方法。但本研究仅检测了患者房水中两种蛋白的浓度，而患者血清中Trx和Txnip的含量变化与其在眼前节内的变化是否一致，仍需进一步研究。同时由于本研究分组中，各组入选的患者病例数较少，因此有可能影响本研究的试验结果，这都待于我们课题组的进一步研究和完善。