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最新综述丨J Inflamm糖尿病和心血管疾病早筛

心血管疾病(CVD)与生命早期的低度炎症有关,并持续到老年。这种长潜伏期的特点为早诊和干预提供了机会。在过去的十年中,核磁共振波谱(NMR)技术在多个流行病学研究中已接近临床转化阶段,这一技术可以特异化检测N-乙酰葡糖胺/半乳糖胺(GlycA)和唾液酸(GlycB)信号,这两个小分子被认为是CVD和糖尿病早期的潜在生物标志物。新加坡南洋理工大学王玉兰团队于2023年10月在Journal of Inflammation杂志上发表题为“Towards clinical applicationof GlycA and GlycB for early detectionof inflammation associated with (pre)diabetesand cardiovascular disease: recent evidenceand updates”的综述文章,系统阐述NMR 检测GlycA和GlycB的NMR检测原理,以它们在预测糖尿病前期和心血管疾病的发生及不良后果方面的现有临床研究证据。原文链接:https://doi.org/10.1186/s12950-023-00358-7。

国际糖尿病联合会最近的估算结果表明,全球20~79岁的人群中约有十分之一患有糖尿病,这一数据在65~99岁的老年群体翻了一倍。而导致糖尿病患者死亡的主要原因是包括急性心肌梗死(MI)、中风和心力衰竭(HF)在内的CVD并发症。随着全球老龄化和健康观念的转变,发现疾病早期筛查的生物标志物就变得越来越重要。

1H-NMR技术具有高精度和重复性(CV < 5%)、用样量少(血浆或血清体积<1 ml)、检测通量高(一次检测样本中数十至数百个目标)、无损性次(不破坏样本)等优点。在这篇综述文章中,我们 重点讨论两方面:1)GlycA和GlycB的NMR信号,作为低度炎症的指标,可能优于成熟的生物标志物C反应蛋白(CRP);2)评估其作糖尿病前期、CVD 和不良临床结果的独立预测因子的能力。


GlycA和GlycB的NMR检测

糖尿病和 CVD 具有共同的病理生理学特征,包括内皮功能障碍、白细胞活化、血栓形成增强和全身血管炎症相关。在急性和慢性炎症期间,肝脏和其他组织将急性期蛋白释放到血样中以调节免疫反应(例如CRP与免疫细胞上的Fc受体结合)。这些蛋白通过糖基化和乙酰化进行翻译后修饰发生结构变化,导致配体-受体结合、细胞-细胞信号传导以及与组织微环境的相互作用发生改变。人体内的每个细胞和人血浆中70% 的蛋白具有可被乙酰化和唾液酸化修饰的聚糖结构。

NMR检测生物样本时,GlycA的信号包括α1-酸性糖蛋白、半乳糖胺、触珠蛋白、α1-抗胰蛋白酶和α1-抗胰凝乳蛋白酶等,而GlycB的信号主要由唾液酸的5-N-乙酰甲基的质子贡献(图1)。

图1 糖蛋白区域的经典NMR谱图


GlycA和GlycB的临床研究

多项大规模队列研究证明GlycA可用于T2D(2型糖尿病)预测。在一项26,508人的队列研究中,发现GlycA升高与发生T2D风险增加密切相关;PREVEND 研究中发现GlycA 而不是hsCRP 是T2D事件独立的预测因子;肥胖青少年糖尿病研究中发现GlycA水平与体重指数(BMI)、总胆固醇和2小时葡萄糖耐量测试值同时下降;以上证据表明GlycA可能是糖尿病前期发展之前的早期炎症生物特征。

GlycA作为动脉粥样硬化指标的证据则有一定争议,具体取决于所研究的病变特征、疾病阶段和患者群体。不同的研究认为GlycA单独或与hsCRP一起,具备一定CVD疾病预测能力。

从上述讨论的证据可以看出,Glyc和GlycB是炎症的良好标志物。但是临床应用的困难主要是来自标准化检测和临床范围的确定。Bruker的IVDr技术在多中心的验证结果显示差异性极小,具备大规划检测的技术可行性。


讨论

心脏代谢疾病的低度炎症与血清或血浆中糖蛋白的修饰有关,可以通过1 H-NMR 技术准确可靠地进行定量检测。最近的研究表明GlycA和GlycB可以推断早期或亚临床心脏代谢疾病表型并预测不良临床结果。GlycA已被证明可以对糖尿病甚至糖尿病前期进行独立预测,其对动脉粥样硬化性心血管疾病并发症的预测可能优于 hsCRP,有待进一步的前瞻性研究验证。与GlycA不同,GlycB可能会告知心力衰竭相关的不良后果。因此在不同年龄、不同种族的健康人群中建GlycA和GlycB的参考水平有助于预测心脏代谢疾病的发生和预后。

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