謝菲飛 謝寶強 胡燕芳
【摘要】1型糖尿病是糖尿病一種分型,在所有糖尿病中占10%左右,其發(fā)病機制主要是胰島β細胞受到嚴重破壞造成胰島素分泌不足。依照WHO制定的分型標準,1型糖尿病主要分為自身免疫性(1A)糖尿病和特發(fā)性(1B)糖尿病。暴發(fā)性1型糖尿病臨床發(fā)病突然,胰島素會在很短時間內(nèi)嚴重缺乏而造成機體代謝異常紊亂,是特發(fā)性1型糖尿病中的一個新亞型。該病和以往的自身免疫性1型糖尿病在臨床表現(xiàn)上是有所不同,同時缺乏自身免疫表現(xiàn)。當前,臨床上對其發(fā)病機制進行了大量研究,本文針對暴發(fā)性1型糖尿病臨床流行病學、發(fā)病機制的研究進行綜述,以期提升臨床醫(yī)生對該病的認識,為臨床治療提供一定參考。
【關(guān)鍵詞】暴發(fā)性1型糖尿?。贿z傳因素;病毒感染;免疫因素
Pathogenesis of Fulminant Type 1 Diabetes Mellitus/XIE Feifei,XIE Baoqiang,HU Yanfang,et al.
//Medical Innovation of China,2018,15(23):-148
【Abstract】Type 1 diabetes is a type of diabetes mellitus,which accounts for about 10% of all diabetes,the pathogenesis of type 1 diabetes is mainly caused by the severe destruction of islet β cells.According to the WHO classification criteria,type 1 diabetes is mainly divided into autoimmune(1A) diabetes and idiopathic(1B) diabetes.Fulminant type 1 diabetes clinical disease suddenly,in a very short period of time will be a serious lack of insulin caused by abnormal metabolic disorders,idiopathic type 1 diabetes is a new subtype.The disease and the previous autoimmune type 1 diabetes in clinical manifestations is different,while the lack of autoimmune performance.At present,the clinical pathogenesis of a large number of research,this article for the fulminant type 1 diabetes clinical epidemiology,pathogenesis of the study are reviewed in order to enhance the clinicians understanding of the disease for clinical treatment to provide some reference.
【Key words】Fulminant type 1 diabetes mellitus;Genetic factor;Viral infection;Immune factor
First-authors address:Ganzhou Municipal Hospital,Ganzhou 341000,China
doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2018.23.038
暴發(fā)性1型糖尿?。╢ulminant type 1 diabetes,F(xiàn)T1DM)是以急驟起病、嚴重高血糖與糖化血紅蛋白水平不匹配、而胰島功能迅速衰竭為特征的一種少見的糖尿病類型。2000年日本學者首次提出了暴發(fā)性1型糖尿病是1型糖尿病的一種新的亞型。它是短時間內(nèi)β細胞完全破壞,突發(fā)性胰島素缺乏導致的高血糖,從而快速進展為酮癥或酮癥酸中毒[1]。
在日本,新診斷的糖尿病中有0.2%的FT1DM,14.8%~19.6%的急性發(fā)作的1型糖尿?。╰ype 1 diabetes,T1DM)。日本的FT1DM占T1DM的20%[2]。
然而,日本女性FT1DM的發(fā)病率比歐洲和美國低10%[3]。在韓國,F(xiàn)T1DM的患病率占所有新診斷的T1DM的7.1%,占成人糖尿病的30.4%[4]。據(jù)中南大學湘雅二醫(yī)院報道,該院FT1DM占急性酮癥起病的T1DM的9.2%(7年內(nèi)87例中出現(xiàn)了8例),在18歲以上患者中占14%,深圳福田醫(yī)院6年中出現(xiàn)了6例,由此推測我國FT1DM的病例亦不少。FT1DM的發(fā)病率并沒有性別差異,起病人群中青少年和成人占90%,男性的平均起病年齡為42歲,而女性起病的平均年齡為35歲[5]。根據(jù)現(xiàn)有的報道,遠東亞洲的FT1DM發(fā)病率較高;然而,白種人FT1DM非常罕見。除了日本、韓國、中國,其他亞洲患者也十分罕見[6],目前也未出現(xiàn)關(guān)于越南的病例報道。
目前關(guān)于FT1DM的病因和發(fā)病機制尚不明確,可能是環(huán)境和遺傳相關(guān)作用的結(jié)果。隨著研究的深入,研究者逐漸發(fā)現(xiàn)FT1DM的發(fā)病機制可能與以下幾個因素有關(guān)。
1遺傳因素
眾所周知1型糖尿病最重要的易感基因是人類白細胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)基因。多項研究顯示FT1DM的發(fā)生與HLA-DR-DQ上某些特定基因的出現(xiàn)有相關(guān)性。
Kawa等[7]發(fā)現(xiàn)了HLA-DRB1*04:05-DQB1*
04:01單倍體與日本人群的自身免疫性胰腺炎密切相關(guān)。2006年研究者不僅發(fā)現(xiàn)HLA-DRB1*04:05-HLA-DQB1*04:01是FT1DM發(fā)病機制中的一個觸發(fā)因素,還證實該基因與懷孕無關(guān)。同時該研究還發(fā)現(xiàn)了HLA-DQA1*0302,0501和HLA-DRB1*0301(DR3),0901參與了FT1DM的發(fā)病[8]。隨后2009年研究者對日本545例T1DM患者的基因進行研究,證實HLA-DRB1*04:05-DQB1*04:01單倍體與FT1DM顯著相關(guān)[9]。Imagawa等[10]發(fā)現(xiàn)FT1DM患者中HLA-DR4-DQ4基因的頻率明顯增高,其中以純合子的危險性最高。Tsutsumi等[11]分析了日本207例FT1DM患者的HLA-DRB1和DQB1的基因型和單倍型,研究結(jié)果顯示與對照組相比,F(xiàn)T1DM患者出現(xiàn)HLA-DRB1*04:05-HLA-DQB1*04:01單倍型和HLA-DRB1*09:01-HLA-DQB1*03:03單倍型的頻率明顯較高。DRB1*04:05-DQB1*04:01和DRB1*09:01-DQB1*03:03被證明是相關(guān)的等位基因。然而DRB1*09:01-DQB1*03:03在谷氨酸脫酸酶抗體陽性的FT1DM患者中更常見。2015年韓國一項研究分析了11例韓國FT1DM患者HLA的基因型和單倍型,發(fā)現(xiàn)HLA-DRB1*04:05-HLA-DQB1*04:01單倍型使得韓國FT1DM發(fā)病風險增加了4.11倍[12],由此提供的證據(jù)顯示了HLA-DRB1*04:05-HLA-DQB1*04:01單倍型是FT1DM的一個重要的遺傳因素。2012年,日本糖尿病協(xié)會修訂了FT1DM的診斷,將HLA-DRB1*04:05-DQB1*04:01作為診斷的參考標準之一[13]。另一項關(guān)于中國人群暴發(fā)性1型糖尿病臨床和自身免疫特征的研究,納入了24例FT1DM患者和48例出現(xiàn)急性酮癥酸中毒的自身免疫性1型糖尿病患者,研究結(jié)果顯示,與自身免疫性1型糖尿病相比,暴發(fā)性1型糖尿病患者出現(xiàn)DQA1*01:02-DQB1*06:01單倍型的頻率更高[14]。
2病毒感染
許多FT1DM患者發(fā)病前曾有病毒感染史,病毒感染很可能參與了FT1DM的發(fā)病。
研究者納入了19例新發(fā)的FT1DM患者、18例新發(fā)的T1DM患者和19名健康人,檢測他們的腸病毒IgA、IgM、IgG抗體,試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)FT1DM患者腸病毒的IgA抗體滴度明顯高于經(jīng)典的T1DM和健康人,提示了腸道感染可能是FT1DM爆發(fā)的原因之一[15]。Shibasaki等[16]在FT1DM患者的胰腺中直接檢測到腸道病毒RNA。關(guān)于基因缺乏小鼠的研究顯示視黃酸誘導基因I樣受體[retinoic acid-inducible gene-I(RIG-I)-like receptors,RLRs]在抗病毒效應中有重要作用[17]。然而有研究證實了FT1DM患者的胰島細胞RLRs有明顯過表達[18-19]。
胰島細胞的RLRs高表達不僅提示了RLRs在FT1DM患者胰腺的感受和應對腸道病毒感染中起關(guān)鍵作用,同時也提示了FT1DM的發(fā)病與病毒感染密切相關(guān)。日本一項全國性的調(diào)查顯示72%的FT1DM案例有流感樣癥狀發(fā)作的病史。研究發(fā)現(xiàn)柯薩奇病毒A和B、脊髓灰質(zhì)炎病毒和艾柯病毒、人皰疹病毒6、巨細胞病毒可能參與了FT1DM的發(fā)病[20]。
病毒感染有可能通過以下幾種機制損壞胰島的β細胞:(1)腸道病毒感染后,病毒在β細胞內(nèi)進行自我復制,由于β細胞抗病毒反應,直接導致β細胞的凋亡。(2)病毒性感染可能觸發(fā)受感染β細胞的毒性反應,通過激活淋巴細胞和抗原呈遞細胞,誘導β細胞的模式識別受體的過表達。當模式識別受體感覺到腸病毒,參與了炎癥反應的基因就會被轉(zhuǎn)錄[21]。(3)腸病毒感染通過趨化因子回路介導引起胰島β細胞的毀滅性破壞,白介素6或白介素10的減少在FT1DM發(fā)病中有特定作用,病毒誘導的免疫反應和細胞因子在FT1DM的胰島β細胞快速凋亡方面也起了一定的作用[22]。正反饋系統(tǒng)可能增強適應性免疫,導致了FT1DM患者β細胞快速和完全的減少。先天性、適應性、自體免疫的過程中,旁路激活/毀壞的機制可能進一步放大β細胞損壞。腸道病毒感染之后,誘導干擾素α和β的明顯表達,導致了主要組織相容性復合體類Ⅰ的過表達,主要組織相容性復合體類Ⅱ的異常表達和樹突細胞/巨噬細胞的激活[18]。此外,干擾素γ和白介素18表達也增加,白介素18是一種潛在的干擾素γ的誘導因素,干擾素γ增加CXC趨化因子配體10(CXC chemokine ligand-10,CXCL10)的分泌[23],通過激活炎癥因子受體3激活巨噬細胞和預印的自體反應的T淋巴細胞(旁位激活),導致觸發(fā)了β細胞凋亡的外在和內(nèi)在旁路。這種激活電路代表了FT1DM患者β細胞損害的一種獨特機制。
3免疫因素
FT1DM的特點是通常與病毒感染相關(guān)的突發(fā)性糖尿病,病毒感染后隨之而來的先天性和適應性免疫機制是FT1DM患者β細胞破壞的首要候選因素之一。
在FT1DM發(fā)病時,胰腺和胰腺外分泌部存在大量的T細胞和巨噬細胞[24]。提示由于先天和后天的免疫紊亂可能誘導旁位激活,從而導致FT1DM患者β細胞的破壞。有研究發(fā)現(xiàn)部分FT1DM患者血清中存在低濃度的谷氨酸脫羧酶抗體,且該抗體存在時間短,由此提示該部分患者的發(fā)病可能與免疫反應有關(guān)[2]。另有研究顯示少數(shù)中國FT1DM患者在發(fā)病時存在胰島相關(guān)抗體,該研究不僅證明了自身反應的T細胞免疫反應,還證明了輔助性T1細胞免疫反應可能參與了中國FT1DM的發(fā)病機制[25]。2016年有研究證明了在FT1DM急性期抗CD300e抗體濃度高??笴D300e抗體可能作為FT1DM發(fā)病的關(guān)鍵分子,抗CD300e抗體將成為診斷FT1DM的有用的手段??笴D300e抗體激活CD300e,調(diào)節(jié)巨噬細胞和樹突細胞、T細胞,觸發(fā)了不同促炎性細胞因子包括腫瘤壞死因子-α、白介素6和白介素8/CXCL8,通過先天性或獲得性免疫導致胰島β細胞的破壞[26]。李照青等[27]發(fā)現(xiàn)14例FT1DM患者中有4例患者發(fā)病時谷氨酸脫羧酶抗體呈陽性,隨訪時2例轉(zhuǎn)陰;而1例患者發(fā)病時谷氨酸脫羧酶抗體陰性的隨訪時該抗體轉(zhuǎn)為陽性。Imagawa等[1]通過對3例FT1DM患者進行胰腺的活檢,雖然胰島分泌功能完全喪失,但未找到胰腺炎的證據(jù)。眾所周知FT1DM患者淀粉酶抗體的陽性率高,顯示輔助性T2細胞對淀粉酶活性免疫力可能對FT1DM的β細胞的損壞有重要作用[28]。
凋亡可能是免疫介導的糖尿病的β細胞死亡的主要形式。哺乳動物中,廣泛的外部信號可能觸發(fā)兩條主要的凋亡通路,外源途徑(死亡受體通路)或細胞的內(nèi)源性途徑(線粒體通路)。凋亡相關(guān)因子(Factor associated suicide,F(xiàn)as)和Fas配體通路也作為細胞凋亡的外在通路。FT1DM患者胰腺、胰島細胞的Fas表達增加,與此同時,有明顯的單核細胞浸潤,F(xiàn)as配體(FasL)浸潤大部分的胰島[18]。另一個凋亡機制可能是通過干擾素γ依賴性JAK/STAT通路和先天性免疫通路導致β細胞的破壞[29-30]。
目前對暴發(fā)性1型糖尿病的發(fā)病原因和發(fā)病機制進行了大量研究,主要集中在遺傳易感性、胰島自身抗體、感染病毒及妊娠等方面,雖然具體病機尚未全面、系統(tǒng)明確。但是對于該病的預后及其臨床兇險性是可以預見,為能及時、正確、有效的診療該病,未來還需對其發(fā)病機制進行深入的研究,開展臨床實驗性研究,以明確該病的發(fā)病機制。
參考文獻
[1] Imagawa A,Hanafusa T,Miyagawa J,et al.A novel subtype of type 1 diabetes melli-tus characterized by a rapid onset and an absence of diabetes-related antibodies[J].N Engl J Med,2000,342(5):301-307.
[2] Imagawa A,Hanafusa T,Uchigata Y,et al.Fulminant type 1 diabetes:a nationwide su-rvey in Japan[J].Diabetes Care,2003,26(8):2345-2352.
[3] Imagawa A,Hanafusa T.Fulminant type 1 diabetes:is it an Asian-oriented disease[J].Intern Med,2005,44(9):913-914.
[4] Cho Y M,Kim J T,Ko K S,et al.Fulminant type 1 diabetes in Korea: high prevalenceamong patients with adult-onset type 1 diabetes[J].Diabetologia,2007,50:2276-2279.
[5]鄭超,林健,楊琳,等.暴發(fā)性1型糖尿病的患病狀況及其特征[J].中華內(nèi)分泌代謝雜志,2010,26(3):188-191.
[6] Tan F,Loh W K.Fulminant type 1 diabetes associated with pregnancy: a report of 2 cases from Malaysia[J].Diabetes Res Clin Pract,2010,90(2):e30-32.
[7] Kawa S,Ota M,Yoshizawa K,et al.HLA DRB10405-DQB10401 haplotype is associa-ted with autoimmune pancreatitis in the Japanese population[J].Gastroenterology,2002,122(5):1264-1269.
[8] Shimizu I,Makino H,Imagawa A,et al.Clinical and immunogenetic characteristics of f-ulminant type 1 diabetes associated with pregnancy[J].J Clin Endocrinol Metab,2006,91(2):471-476.
[9] Kawabata Y,Ikegami H,Awata T,et al.Differential association of HLA with three subtypes of type 1 diabetes:fulminant,slowly progressive and acute-onset[J].Diabetologia,2009,52(12):2513-2521.
[10] Imagawa A,Hanafusa T,Uehigata Y,et al.Different contribution of class Ⅱ HLA in fulminant and typical auloimmune type l diabetes mellitus[J].Diabetologia,2005,48(2):294-300.
[11] Tsutsumi C,Imagawa A,Ikegami H,et al.Class II HLA genotype in fulminant type 1 diabetes:a nationwide survey with reference to glutamic acid decarboxylase antibodies[J].Journal of Diabetes Investigation,2012,3(1):62-69.
[12] Kwak S H,Kim Y J,Chae J,et al.Association of HLA Genotype and Fulminant Type 1 Diabetes in Koreans[J].Genomics Inform,2015,13(4):126-131.
[13] Imagawa A,Hanafusa T,Awata T,et al.Report of the Committee of the Japan Diabe-tes Society on the Research of Fulminant and acute-onset type 1 diabetes mellitus:new diagnostic criteria of fulminant type 1 diabetes mellitus[J].
J Diabetes Investig,2012,3(6):536-539.
[14] Zheng C,Zhou Z,Yang L,et al.Fulminant type 1 diabetes mellitus exhibits distinctclinical and autoimmunity features from classical type 1 diabetes mellitus in Chinese[J].Diabetes Metab Res Rev,2011,27(1):70-78.
[15] Imagawa A,Hanafusa T,Makino H,et al.High titres of IgA antibodies to enterovi-rus in fulminant type-1 diabetes[J].Diabetologia,2005,48(2):290-293.
[16] Shibasaki S,Imagawa A,Tauriainen S,et al.Expression of toll-like receptors in the pancreas of recent-onset fulminant type 1 diabetes[J].Endocr J,2010,57(3):211-219.
[17] Satoh T,Kato H, Kumagai Y,et al.LGP2 is a positive regulator of RIG-I-and MDA5-mediated antiviral responses[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2010,107(4):1512-1517.
[18] Aida K,Nishida Y,Tanaka S,et al.RIG-I and MDA5-initiated innate immunity lin-ked with adaptive immunity accelerates β-cell death in fulminant type 1 diabetes[J].Diabetes,2011,60(3):884-889.
[19] Kobayashi T,Nishida Y,Tanaka S,et al.Pathological changes in the pancreas of f-ulminant type 1 diabetes and slowly progressive insulin-dependentdiabetes mellitus (SPIDDM):innate immunity in fulminant type 1 diabetes and SPIDDM[J].Diabetes Metab Res Rev,2011,27(8):965-970.
[20] Akatsuka H,Yano Y,Gabazza E C,et al.A case of fulminant type 1 diabetes with coxsackie B4 virus infection diagnosed by elevated serum levels of neutralizing antibody[J].Diabetes Research & Clinical Practice,2009,84(3):e50-e52.
[21] Tanaka S,Aida K,Nishida Y,et al.Pathophysiological mechanisms involving aggressive islet cell destruction in fulminant type 1 diabetes[J].Endocr J,2013,60(7):837-845.
[22] Tanaka S,Nishida Y,Aida K,et al.Enterovirus infection,CXC chemokine ligand 10(C-XCL10),and CXCR3 circuit:a mechanism of accelerated -cell failure in fulmina-nt type 1 diabetes[J].Diabetes,2009,58(10):2285-2291.
[23] Rotondi M,Chiovato L,Romagnani S,et al.Role of chemokines in endocrine aut-oimmune diseases[J].Endocr Rev,2007,28(5):492-520.
[24] Shibasaki S,Imagawa A,Tauriainen S,etal.Expression of toll-like receptors in pancreas of recent-onset fulminant type 1 diabetes[J].Endocr J,2010,57(3):211-219.
[25] Wang Z,Zheng Y,Tu Y,et al.Immunological Aspects of Fulminant Type 1 Diabetes in Chinese[J].J Immunol Res,2016,2016:1858202.
[26] Haseda F,Imagawa A,Nishikawa H,et al.Antibody to CMRF35-Like Molecule 2,CD300e A Novel Biomarker Detected in Patients with Fulminant Type1 Diabetes[J].PLoS One,2016,11(8):e0160576.
[27]李照青,張金蘋.暴發(fā)性1型糖尿病患者的患病情況及臨床特征[J].中華內(nèi)科雜志,2016,55(11):849-853.
[28] Endo T,Takizawa S,Tanaka S,et al.Amylase alpha-2A autoantibodies:novel marker of autoimmune pancreatitis and fulminant type 1 diabetes[J].Diabetes,2009,58(3):732-737.
[29] Eizirik D L,Mandrup-Poulsen T.A choice of death the signal transduction of immune-mediated beta-cell apoptosis[J].Diabetologia,2001,44(12):2115-2133.
[30] Besch R,Poeck H,Hohenauer T,et al.Proapoptotic signaling induced by RIG-I and MDA-5 results in type Ⅰ interferon-independent apoptosis in human melanoma cells[J].J Clin Invest,2009,119(8):2399-2411.
(收稿日期:2017-06-02)(本文編輯:張爽)