趙 映，史茂偉

糖尿病（diabetes mellitus，DM）是一種嚴(yán)重威脅人類健康的常見(jiàn)病、多發(fā)病，它是一組由多病因引起的以慢性高血糖為特征的代謝性疾病［1］，其中以 2型 DM（Type 2 diabetes mellitus，T2DM）更為多見(jiàn)，可發(fā)生于任何年齡段，但更多見(jiàn)于40歲以上的成人［2］。糖尿病的病因和發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前認(rèn)為組織因子旁路抑制劑（tissue factor pathway inhibitor，TFPI）在其中發(fā)揮重要作用。

1　2型糖尿病與血管內(nèi)皮損傷

內(nèi)皮損傷是T2DM發(fā)生發(fā)展的重要危險(xiǎn)因素之一，血管內(nèi)皮作為血管壁與血液之間的天然屏障，具有維持血管壁彈性和通透性，平衡凝血和纖溶系統(tǒng)，調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)的重要功能［3］，當(dāng)內(nèi)皮受損時(shí)會(huì)致血管收縮；凝血反應(yīng)和炎性反應(yīng)的啟動(dòng)，導(dǎo)致血栓形成［4］。 此外內(nèi)皮還可影響血小板的功能［5］，生理情況下，內(nèi)皮釋放的NO、前列環(huán)素可抑制血小板活性，而內(nèi)皮受損時(shí)，NO、前列環(huán)素表達(dá)減少，抑制血小板活性下降，因此內(nèi)皮功能不全伴血小板活性增高無(wú)疑在T2DM，特別是疾病的早期起重要作用。研究認(rèn)為，內(nèi)皮損傷主要通過(guò)以下機(jī)制在T2DM中發(fā)揮作用：（1）細(xì)胞信號(hào)通路改變。激活的胰島素介導(dǎo)NO合酶通路自身在DM和胰島素抵抗內(nèi)皮受損中發(fā)揮重要作用，此外該激活的信號(hào)通路與內(nèi)皮素-1的表達(dá)相關(guān)，而內(nèi)皮素-1是一種促血管收縮的前炎性因子。（2）激活氧化應(yīng)激反應(yīng)。氧化應(yīng)激產(chǎn)物在DM、胰島素抵抗、肥胖人群中表達(dá)增多。（3）內(nèi)皮前炎性因子激活，炎性相關(guān)因子如C反應(yīng)蛋白（CRP）、腫瘤壞死因子 α（TNF-α）、白介素 6（IL-6）、細(xì)胞間黏附分子1（ICAM-1）等表達(dá)增多。（4）激活蛋白激酶C可促使糖尿病炎性反應(yīng)、內(nèi)皮損傷進(jìn)程。（5）線粒體功能異常致內(nèi)皮功能受損［6-9］。因此反映內(nèi)皮細(xì)胞功能的生物學(xué)指標(biāo)有助于T2DM的早期預(yù)測(cè)、診斷和干預(yù)。目前能反映T2DM內(nèi)皮功能的生物學(xué)指標(biāo)主要有組織因子旁路抑制劑（TFPI）、ICAM-1、血管細(xì)胞間黏附分子-1（VCAM-1）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）等［10］。

2　TFPI結(jié)構(gòu)與功能

TFPI是絲氨酸蛋白酶抑制物家族成員之一，它是由276個(gè)氨基酸殘基組成的耐熱單鏈糖蛋白，相對(duì)分子量為 42 000～48 000［11］，包含 K1、K2 和 K3 三個(gè)Kunitz型結(jié)構(gòu)域。TFPI基因全長(zhǎng)約86 kb，位于2q31～2q32.1區(qū)域，由9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子組成［12-14］。其中外顯子1和2編碼TFPI mRNA的5′端非翻譯區(qū)，外顯子3編碼信號(hào)肽及N末端，外顯子 4、6、8分別編碼 TFPI的 K1、K2和 K3結(jié)構(gòu)域，外顯子5和7編碼K1、K2和K3之間的兩段連接區(qū)， 外顯子 9 編碼 C 末端和 3′端 非翻譯區(qū)［15，16］。TFPI 有 兩 種 剪 切 形 式 TFPIα和 TFPIβ，TFPIα包 括K1、K2、K3三種結(jié)構(gòu)域，K1結(jié)構(gòu)域能結(jié)合TF/FⅦa復(fù)合體，K2結(jié)構(gòu)域能與Ⅹa因子結(jié)合形成TF/FⅦa/FⅩa/TFPI復(fù)合體，K3結(jié)構(gòu)域能結(jié)合蛋白S從而增強(qiáng)抑制Ⅹa因子活性，此外TFPIα的C末端能促使TFPI與內(nèi)皮表面的黏多糖結(jié)合，但它可被肝素抑制，從而使血中TFPI表達(dá)提高2～4倍。TFPIβ雖然僅包括K1、K2兩種結(jié)構(gòu)域，但卻在C末端有一8-12個(gè)氨基酸序列，可通過(guò)糖磷脂酰肌醇（GPI）錨定抑制內(nèi)皮FⅩa和TF/FⅦa發(fā)揮抗凝作用［17］。因此無(wú)論是TFPIα還是TFPIβ都可通過(guò)抑制FⅩa和FⅩa依賴的TF/FⅦa發(fā)揮抗凝作用。此外TFPIα亦可通過(guò)其C末端結(jié)合Ⅴ因子B區(qū)域來(lái)抑制凝血酶原發(fā)揮抗凝作用。TFPI通過(guò)與GPI錨定的相關(guān)受體結(jié)合形成GPI錨定的TFPI在內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá)，而內(nèi)毒素、白介素-1、TNF-α、血小板來(lái)源的生長(zhǎng)因子、肝素、纖維生長(zhǎng)因子等均可生理性上調(diào)TFPI的表達(dá)。

3　TFPI與糖尿病發(fā)病

3.1抑制炎癥反應(yīng) 體外研究顯示，持續(xù)高血糖狀態(tài)下，晚期糖化終產(chǎn)物與其特定受體的結(jié)合可誘導(dǎo)血管內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)，并導(dǎo)致TF表達(dá)增加。TF被認(rèn)為是與糖尿病微血管并發(fā)癥（微量蛋白尿、視網(wǎng)膜病變）和神經(jīng)病變的獨(dú)立危險(xiǎn)因素［18］。與此同時(shí)亦有研究顯示在合并微量蛋白尿的糖尿病患者中，TFPI表達(dá)明顯增加，由于TFPI主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生，TFPI表達(dá)增加說(shuō)明內(nèi)皮功能受損，或TFPI通過(guò)黏多糖與內(nèi)皮結(jié)合的能力被削弱。其原因?yàn)橛捎谔腔饔迷鰪?qiáng)，內(nèi)皮抗栓能力下降導(dǎo)致［19，20］。糖尿病患者TFPI表達(dá)增加被認(rèn)為是機(jī)體的一種保護(hù)性代償反應(yīng)，用以抵消TF依賴途徑誘導(dǎo)的血液高凝狀態(tài)［21］。

研究證實(shí)，炎癥和免疫反應(yīng)在胰島素抵抗、動(dòng)脈粥樣硬化等血管性疾病的發(fā)病中起關(guān)鍵作用。動(dòng)脈粥樣硬化（AS）是一種免疫介導(dǎo)的炎癥性病變，而作為AS等危癥的T2DM在發(fā)生發(fā)展過(guò)程中也伴隨著一定程度的炎性反應(yīng)，目前認(rèn)為免疫相關(guān)的炎癥是胰島素抵抗、T2DM進(jìn)展的主要因素之一［22-24］。大量脂肪組織被巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞浸潤(rùn)，持續(xù)釋放出促炎因子（IL-1β、TNF、IL-17、IL-6 等），同時(shí)抗炎因子IL-10、IL-5、干擾素-γ等也被釋放調(diào)控平衡。當(dāng)病理?xiàng)l件下胰島細(xì)胞衰竭導(dǎo)致胰島的肥大細(xì)胞和胰島β細(xì)胞的增殖，同時(shí)持續(xù)的炎性免疫細(xì)胞刺激（如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、淋巴細(xì)胞），脂肪細(xì)胞及其他浸潤(rùn)細(xì)胞釋放前炎性細(xì)胞因子增多，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，胰島纖維化。近年有人提出在胰島素抵抗、T2DM中發(fā)揮炎性作用源于代謝（營(yíng)養(yǎng)敏感途徑）和固有免疫（病原敏感途徑）有共同作用的受體或細(xì)胞信號(hào)通路［25］。臨床研究也證實(shí)外周血炎性標(biāo)志物是T2DM發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，抗炎藥物如阿司匹林、IL-1受體拮抗藥可不同程度降低血糖水平，降低T2DM的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。故認(rèn)為炎癥參與T2DM的發(fā)生發(fā)展，而抗炎治療可改善糖代謝紊亂，其機(jī)制為內(nèi)皮受損導(dǎo)致炎性因子釋放增多，再者巨噬細(xì)胞等參與調(diào)節(jié)免疫炎性反應(yīng)的全過(guò)程。TFPI在炎性反應(yīng)方面也發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。糖尿病患者高血糖狀態(tài)誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng)可使內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)成分，如膠原、纖維連接蛋白和血凝蛋白（vWF和TF）的增加，但由于TFPI分泌水平的改變導(dǎo)致TF表達(dá)量與其活性程度并不一致［26］。研究表明炎性反應(yīng)也可以誘導(dǎo)凝血反應(yīng)，炎性因子（如白介素-1β、白介素-6、腫瘤壞死因子α）可直接或間接上調(diào)TF從而誘導(dǎo)凝血反應(yīng)發(fā)生［27］。最新研究還發(fā)現(xiàn)在革蘭陰性菌敗血癥鼠模型中TF、凝血酶、FⅩa也可誘導(dǎo)炎性反應(yīng)，而TFPI則可抑制TF誘導(dǎo)的炎性反應(yīng)進(jìn)展［28］。

3.2調(diào)節(jié)微血管生成 除炎癥反應(yīng)外，TFPI在調(diào)控微血管生成方面也發(fā)揮重要作用，這與T2DM的發(fā)生發(fā)展亦密切相關(guān)。胰島β細(xì)胞可分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A （VEGF-A），VEGF-A與微血管內(nèi)皮細(xì)胞上特異性受體結(jié)合后，可發(fā)揮新生血管生成的作用。TF-FⅦa可通過(guò)調(diào)控PAR-2信號(hào)通路促進(jìn)細(xì)胞增生和血管生成。利用腺病毒轉(zhuǎn)染的內(nèi)皮細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，外源性TFPI可通過(guò)抑制TF/PAR-2信號(hào)通路來(lái)減少內(nèi)皮細(xì)胞增殖和血管生成［29］。同時(shí)TFPI發(fā)揮作用具有濃度依賴性，抑制TF/PAR-2依賴的血管生成通路的TFPI濃度要明顯高于抑制TF/Ⅶa依賴的凝血通路中TFPI的濃度。血漿中TFPI的生理濃度在2.5~5 nM之間，研究表明，當(dāng)外源性TFPI濃度達(dá)20 nM時(shí)，可明顯抑制內(nèi)皮細(xì)胞遷移和微血管形成，但對(duì)細(xì)胞增殖和凋亡無(wú)明顯影響。在黑色素瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，注射TFPI可明顯抑制瘤體生長(zhǎng)，其作用機(jī)制與抑制瘤體中的內(nèi)皮細(xì)胞增殖有關(guān)。另一方面，糖尿病狀態(tài)下可產(chǎn)生過(guò)量活性氧簇（ROS），誘導(dǎo)VEGF的表達(dá)，在促進(jìn)血管生長(zhǎng)和維持內(nèi)皮完整性方面發(fā)揮重要病理生理作用。而TFPI可通過(guò)調(diào)控多種炎性因子表達(dá) （TNF-α、IL-1、IL-6等）影響體內(nèi)氧化應(yīng)激狀態(tài)，改變VEGF表達(dá)，從而減少糖尿病患者微血管形成。

3.3影響脂質(zhì)代謝 糖尿病患者常合并脂類代謝異常，功能障礙的內(nèi)皮細(xì)胞吸收氧化脂質(zhì)可刺激炎癥細(xì)胞和細(xì)胞因子產(chǎn)生動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，斑塊內(nèi)微血管形成可導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定、破裂和血栓的發(fā)生。TFPI最初被發(fā)現(xiàn)可與脂蛋白結(jié)合，因此曾命名為脂蛋白相關(guān)的凝血抑制劑 （lipoprotein associated coagulation inhibitor，LACI）。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，TFPI在脂蛋白和脂質(zhì)代謝方面有許多新的作用角色。血漿中的游離TFPIα主要與脂蛋白結(jié)合，通過(guò)硫酸肝素蛋白聚糖（HSPGs）和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白質(zhì)（LRP）被清除，TFPI羧基端可以結(jié)合脂蛋白受體相關(guān)蛋白，血管損傷后血管內(nèi)皮TFPI過(guò)表達(dá)可以減少急性血栓發(fā)生和新生內(nèi)膜形成，相反，TFPI表達(dá)不足可增加動(dòng)脈粥樣硬化ApoE缺陷小鼠血栓形成的傾向。TFPI可明顯加快VLDL的攝取、內(nèi)化和降解過(guò)程。過(guò)表達(dá)TFPI的動(dòng)脈粥樣硬化模型小鼠，不但顯示出動(dòng)脈斑塊的減少，而且降低血漿總膽固醇水平，其作用效應(yīng)呈HSPGs依賴性，在VLDL受體基因表達(dá)沉默的小鼠模型中，盡管VLDL受體表達(dá)明顯下調(diào)，但并沒(méi)有明顯減弱TFPI誘導(dǎo)的VLDL的結(jié)合和攝?。?0］。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)同游離TFPI相比，脂蛋白結(jié)合的TFPI抗FXa和TFFVIIa復(fù)合體活性減弱，提示脂蛋白結(jié)合的TFPI抗凝活性下降［31］。

綜上所述，2型糖尿病的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，TFPI除發(fā)揮經(jīng)典的抗凝作用外，在高糖環(huán)境誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)、血管生成、脂質(zhì)代謝等方面亦起到重要作用，但具體調(diào)控和分子機(jī)制需要今后開展更深入的研究以闡明，深入發(fā)掘TFPI的機(jī)制，有望為2型糖尿病的治療提供新的高效靶點(diǎn)。

［1］ MACHADO D，COELHO A，PAULA A，et al.Prevalence of dental caries in patients with Type 1 diabetes mellitus treated with multiple insulin injections and that of individuals without diabetes［J］.Acta Med Port，2017，30（5）：402-408.

［2］ EL-HAGRACY RS，KAMAL GM，SABRY IM，et al.Tissue factor，tissue factor pathway inhibitor and factor VII activity in cardiovascular complicated type 2 diabetes mellitus［J］.Oman Med J，2010，25（3）：173-178.

［3］ OLIVIA L，MARINE M，ANNE V，et al.Direct action of endothelin-1 on podocytes promotes diabetic glomerulosclerosis［J］.J Am Soc Nephrol，2014，25（5）：1050-1062.

［4］ WORKU A，MAHMOOD M.Endothelial dysfunction in diabetes：potential application of circulating markers as advanced diagnostic and prognostic tools［J］.EPMA J，2010，1（1）：32-45.

［5］ THOMAS R.Type 2 diabetes mellitus in children and adolescents［J］.World J Diabetes，2013，4（6）：270-281.

［6］ MARTíN-TIMóN I，SEVILLANO-COLLANTES C，SEGURAGALINDO A，et al.Type 2 diabetes and cardiovascular disease：Have all risk factors the same strength?［J］.World J Diabetes，2014，5（4）：444-470.

［7］ RUSZKOWSKA-CIASTEK B，SOKUP A，MACIEJ WS，et al.A preliminary evaluation of VEGF-A，VEGFR1 and VEGFR2 in patients with well-controlled type 2 diabetes mellitus［J］.J Zhejiang Univ Sci B，2014，15（6）：575-581.

［8］ TAKAHIKO N，KATSUYUKI T，BYRON PC，et al.Endothelial dysfunction as a potential contributor in diabetic nephropathy［J］.Nat Rev Nephrol，2011，7（1）：36-44.

［9］ RAJENDRAN P，RENGARAJAN T，JAYAKUMAR T，et al.The vascular endothelium and human diseases［J］.Int J Biol Sci，2013，9（10）：1057-1069.

［10］ HOCAOGLU-EMRE FS，SARIBAL D，YENMIS G，et al.Vascular cell adhesion molecule 1，intercellular adhesion molecule 1，and cluster of differentiation 146 levels in patients with Type 2 diabetes with complications［J］.Endocrinol Metab，2017，32（1）：99-105.

［11］ ERIC W，HOLROYD B，CHIR TA，et al.Tissue factor pathway inhibitor as a multifunctional mediator of vascular structure［J］.Front Biosci（Elite Ed），2012，4（1）：392-400.

［12］ PUY C，TUCKER EI，IVANOV IS，et al.Platelet-derived shortchain polyphosphates enhance the inactivation of tissue factor pathway inhibitor by activated coagulation factor XI［J］.PLoS One，2016，11（10）：e0165172.

［13］ MCVEY JH.The role of the tissue factor pathway in haemostasis and beyond［J］.Curr Opin Hematol，2016，23（5）：453-461.

［14］ GEORGE J，BROZE JR，THOMAS JG.Tissue factor pathway inhibitor：structure-function［J］.Front Biosci，2012，17（1）：262-280.

［15］ EL-HAGRACY RS，GIHAN MK，INAS MS，et al.Tissue factor，tissue factor pathway inhibitor and factor VII activity in cardiovascular complicated Type 2 diabetes Mellitus［J］.Oman Med J，2010，25（3）：173-178.

［16］ KAKALI G，MAITREE B.Overview of platelet physiology：Its hemostatic and nonhemostatic role in disease pathogenesis［J］.Scientific World Journal，2014（3）：781857.

［17］ HARRINGTON CL，DEY AK，YUNUS R，et al.Psoriasis as a human model of disease to study inflammatory atherogenesis［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2017，312（5）：H867-H873.

［18］ SOMMEIJER DW，HANSEN HR，Van OERLE R，et al.Soluble tissue factor is a candidate marker for progression of microvascular disease in patients with Type 2 diabetes［J］.J Thromb Haemost，2006，4（3）：574-580.

［19］ ZHAO Y，YU Y，SHI M，et al.Association study to evaluate TFPI gene in CAD in Han Chinese［J］.BMC Cardiovasc Disord，2017，17（1）：188.

［20］ ESPADA S，STAVIK B，HOLM S，et al.Tissue factor pathway inhibitor attenuates ER stress-induced inflammation in human M2-polarized macrophages［J］.Biochem Biophys Res Commun，2017，491（2）：442-448.

［21］ MOHAMED AF，MOHAMED HS，HESHAM M.Disturbances of haemostasis in diabetes mellitus［J］.Dis Markers，2004，19（6）：251-258.

［22］ REGINALD T，DAVID RM，JORDAN C，et al.Biomechanics of haemostasis and thrombosis in health and disease：from the macro-to molecular scale［J］.J Cell Mol Med，2013，17（5）：579-596.

［23］ WADDINGTON GS.Exercise intensity and inflammation in type 2 diabetes［J］.J Sci Med Sport，2017，20（10）：885.

［24］ PAN L，WANG T.Features of cardiac remodeling in patients with acute coronary syndrome complicated with rheumatoid arthritis［J］.Sci Rep，2017，7（1）：10268.

［25］ SHAH AS，URBINA EM.Vascular and endothelial function in youth with Type 2 diabetes mellitus［J］.Curr Diab Rep，2017，17（6）：36.

［26］ ALAA B，AMIRA K，PIERRE H，et al.Type 2 diabetes mellitus and inflammation：Prospects for biomarkers of risk and nutritional intervention［J］.Diabetes Metab Syndr Obes，2010，3（2）：173-186.

［27］ XUE M，SUN Z，SHAO M，et al.Diagnostic and prognostic utility of tissue factor for severe sepsis and sepsis-induced acute lung injury［J］.J Transl Med，2015，30（13）：172.

［28］ KASETTY G，SMEDS E，HOLMBERG E，et al.Vertebrate TFPI-2 C-terminal peptides exert therapeutic applications against Gram-negative infections［J］.BMC Microbiol，2016，16（1）：129.

［29］ CARNEIRO-LOBO TC，LIMA MT，MARIANO-OLIVEIRA A，et al.Expression of tissue factor signaling pathway elements correlates with the production of vascular endothelial growth factor and interleukin-8 in human astrocytoma patients［J］.Oncol Rep，2014，31（2）：679-686.

［30］ YAMASHITA A，MATSUDA S，MATSUMOTO T，et al.Thrombin generation by intimal tissue factor contributes to thrombus formation on macrophage-rich neointima but not normal intima of hyperlipidemic rabbits［J］.Atherosclerosis，2009，206 （2）：418-426.

［31］ JI H，LI X，YUE S，et al.Pig BMSCs transfected with human TFPI combat species incompatibility and regulate the human TF pathway in vitro and in a rodent model［J］.Cell Physiol Biochem，2015，36（1）：233-249.