暴发性1型糖尿病的发病机制1型糖尿病是糖尿病一种分型,在所有糖尿病中占10%左右,其发病机制主要是胰岛β细胞受到严重破坏造成胰岛素分泌不足。
依照WHO制定的分型标准,1型糖尿病主要分为自身免疫性(1A)糖尿病和特发性(1B)糖尿病。
暴发性1型糖尿病临床发病突然,胰岛素会在很短时间内严重缺乏而造成机体代谢异常紊乱,是特发性1型糖尿病中的一个新亚型。
该病和以往的自身免疫性1型糖尿病在临床表现上是有所不同,同时缺乏自身免疫表现。
当前,临床上对其发病机制进行了大量研究,本文针对暴发性1型糖尿病临床流行病学、发病机制的研究进行综述,以期提升临床医生对该病的认识,为临床治疗提供一定参考。
暴發性1型糖尿病(fulminant type 1 diabetes,FT1DM)是以急骤起病、严重高血糖与糖化血红蛋白水平不匹配、而胰岛功能迅速衰竭为特征的一种少见的糖尿病类型。
2000年日本学者首次提出了暴发性1型糖尿病是1型糖尿病的一种新的亚型。
它是短时间内β细胞完全破坏,突发性胰岛素缺乏导致的高血糖,从而快速进展为酮症或酮症酸中毒[1]。
在日本,新诊断的糖尿病中有0.2%的FT1DM,14.8%~19.6%的急性发作的1型糖尿病(type 1 diabetes,T1DM)。
日本的FT1DM占T1DM的20%[2]。
然而,日本女性FT1DM的发病率比欧洲和美国低10%[3]。
在韩国,FT1DM 的患病率占所有新诊断的T1DM的7.1%,占成人糖尿病的30.4%[4]。
据中南大学湘雅二医院报道,该院FT1DM占急性酮症起病的T1DM的9.2%(7年内87例中出现了8例),在18岁以上患者中占14%,深圳福田医院6年中出现了6例,由此推测我国FT1DM的病例亦不少。
FT1DM的发病率并没有性别差异,起病人群中青少年和成人占90%,男性的平均起病年龄为42岁,而女性起病的平均年龄为35岁[5]。
根据现有的报道,远东亚洲的FT1DM发病率较高;然而,白种人FT1DM非常罕见。
除了日本、韩国、中国,其他亚洲患者也十分罕见[6],目前也未出现关于越南的病例报道。
目前关于FT1DM的病因和发病机制尚不明确,可能是环境和遗传相关作用的结果。
随着研究的深入,研究者逐渐发现FT1DM的发病机制可能与以下几个因素有关。
1遗传因素众所周知1型糖尿病最重要的易感基因是人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)基因。
多项研究显示FT1DM的发生与HLA-DR-DQ上某些特定基因的出现有相关性。
Kawa等[7]发现了HLA-DRB1*04:05-DQB1*04:01单倍体与日本人群的自身免疫性胰腺炎密切相关。
2006年研究者不仅发现HLA-DRB1*04:05-HLA-DQB1*04:01是FT1DM发病机制中的一个触发因素,还证实该基因与怀孕无关。
同时该研究还发现了HLA-DQA1*0302,0501和HLA-DRB1*0301(DR3),0901参与了FT1DM的发病[8]。
随后2009年研究者对日本545例T1DM患者的基因进行研究,证实HLA-DRB1*04:05-DQB1*04:01单倍体与FT1DM显著相关[9]。
Imagawa等[10]发现FT1DM患者中HLA-DR4-DQ4基因的频率明显增高,其中以纯合子的危险性最高。
Tsutsumi等[11]分析了日本207例FT1DM患者的HLA-DRB1和DQB1的基因型和单倍型,研究结果显示与对照组相比,FT1DM患者出现HLA-DRB1*04:05-HLA-DQB1*04:01单倍型和HLA-DRB1*09:01-HLA-DQB1*03:03单倍型的频率明显较高。
DRB1*04:05-DQB1*04:01和DRB1*09:01-DQB1*03:03被证明是相关的等位基因。
然而DRB1*09:01-DQB1*03:03在谷氨酸脱酸酶抗体阳性的FT1DM患者中更常见。
2015年韩国一项研究分析了11例韩国FT1DM 患者HLA的基因型和单倍型,发现HLA-DRB1*04:05-HLA-DQB1*04:01单倍型使得韩国FT1DM发病风险增加了 4.11倍[12],由此提供的证据显示了HLA-DRB1*04:05-HLA-DQB1*04:01单倍型是FT1DM的一个重要的遗传因素。
2012年,日本糖尿病协会修订了FT1DM的诊断,将HLA-DRB1*04:05-DQB1*04:01作为诊断的参考标准之一[13]。
另一项关于中国人群暴发性1型糖尿病临床和自身免疫特征的研究,纳入了24例FT1DM患者和48例出现急性酮症酸中毒的自身免疫性1型糖尿病患者,研究结果显示,与自身免疫性1型糖尿病相比,暴发性1型糖尿病患者出现DQA1*01:02-DQB1*06:01单倍型的频率更高[14]。
2病毒感染许多FT1DM患者发病前曾有病毒感染史,病毒感染很可能参与了FT1DM 的发病。
研究者纳入了19例新发的FT1DM患者、18例新发的T1DM患者和19名健康人,检测他们的肠病毒IgA、IgM、IgG抗体,试验结果发现FT1DM患者肠病毒的IgA抗体滴度明显高于经典的T1DM和健康人,提示了肠道感染可能是FT1DM爆发的原因之一[15]。
Shibasaki等[16]在FT1DM患者的胰腺中直接检测到肠道病毒RNA。
关于基因缺乏小鼠的研究显示视黄酸诱导基因I样受体[retinoic acid-inducible gene-I(RIG-I)-like receptors,RLRs]在抗病毒效应中有重要作用[17]。
然而有研究证实了FT1DM患者的胰岛细胞RLRs有明显过表达[18-19]。
胰岛细胞的RLRs高表达不仅提示了RLRs在FT1DM患者胰腺的感受和应对肠道病毒感染中起关键作用,同时也提示了FT1DM的发病与病毒感染密切相关。
日本一项全国性的调查显示72%的FT1DM案例有流感样症状发作的病史。
研究发现柯萨奇病毒A和B、脊髓灰质炎病毒和艾柯病毒、人疱疹病毒6、巨细胞病毒可能参与了FT1DM的发病[20]。
病毒感染有可能通过以下几种机制损坏胰岛的β细胞:(1)肠道病毒感染后,病毒在β细胞内进行自我复制,由于β细胞抗病毒反应,直接导致β细胞的凋亡。
(2)病毒性感染可能触发受感染β细胞的毒性反应,通过激活淋巴细胞和抗原呈递细胞,诱导β细胞的模式识别受体的过表达。
当模式识别受体感觉到肠病毒,参与了炎症反应的基因就会被转录[21]。
(3)肠病毒感染通过趋化因子回路介导引起胰岛β细胞的毁灭性破坏,白介素6或白介素10的减少在FT1DM发病中有特定作用,病毒诱导的免疫反应和细胞因子在FT1DM的胰岛β细胞快速凋亡方面也起了一定的作用[22]。
正反馈系统可能增强适应性免疫,导致了FT1DM 患者β细胞快速和完全的减少。
先天性、适应性、自体免疫的过程中,旁路激活/毁坏的机制可能进一步放大β细胞损坏。
肠道病毒感染之后,诱导干扰素α和β的明显表达,导致了主要组织相容性复合体类Ⅰ的过表达,主要组织相容性复合体类Ⅱ的异常表达和树突细胞/巨噬细胞的激活[18]。
此外,干扰素γ和白介素18表达也增加,白介素18是一种潜在的干扰素γ的诱导因素,干扰素γ增加CXC 趋化因子配体10(CXC chemokine ligand-10,CXCL10)的分泌[23],通过激活炎症因子受体3激活巨噬细胞和预印的自体反应的T淋巴细胞(旁位激活),导致触发了β细胞凋亡的外在和内在旁路。
这种激活电路代表了FT1DM患者β细胞损害的一种独特机制。
3免疫因素FT1DM的特点是通常与病毒感染相关的突发性糖尿病,病毒感染后随之而来的先天性和适应性免疫机制是FT1DM患者β细胞破坏的首要候选因素之一。
在FT1DM发病时,胰腺和胰腺外分泌部存在大量的T细胞和巨噬细胞[24]。
提示由于先天和后天的免疫紊乱可能诱导旁位激活,从而导致FT1DM患者β细胞的破坏。
有研究发现部分FT1DM患者血清中存在低浓度的谷氨酸脱羧酶抗体,且该抗体存在时间短,由此提示该部分患者的发病可能与免疫反应有关[2]。
另有研究显示少数中国FT1DM患者在发病时存在胰岛相关抗体,该研究不仅证明了自身反应的T细胞免疫反應,还证明了辅助性T1细胞免疫反应可能参与了中国FT1DM的发病机制[25]。
2016年有研究证明了在FT1DM急性期抗CD300e 抗体浓度高。
抗CD300e抗体可能作为FT1DM发病的关键分子,抗CD300e抗体将成为诊断FT1DM的有用的手段。
抗CD300e抗体激活CD300e,调节巨噬细胞和树突细胞、T细胞,触发了不同促炎性细胞因子包括肿瘤坏死因子-α、白介素6和白介素8/CXCL8,通过先天性或获得性免疫导致胰岛β细胞的破坏[26]。
李照青等[27]发现14例FT1DM患者中有4例患者发病时谷氨酸脱羧酶抗体呈阳性,随访时2例转阴;而1例患者发病时谷氨酸脱羧酶抗体阴性的随访时该抗体转为阳性。
Imagawa等[1]通过对3例FT1DM患者进行胰腺的活检,虽然胰岛分泌功能完全丧失,但未找到胰腺炎的证据。
众所周知FT1DM患者淀粉酶抗体的阳性率高,显示辅助性T2细胞对淀粉酶活性免疫力可能对FT1DM的β细胞的损坏有重要作用[28]。
凋亡可能是免疫介導的糖尿病的β细胞死亡的主要形式。
哺乳动物中,广泛的外部信号可能触发两条主要的凋亡通路,外源途径(死亡受体通路)或细胞的内源性途径(线粒体通路)。
凋亡相关因子(Factor associated suicide,Fas)和Fas配体通路也作为细胞凋亡的外在通路。
FT1DM患者胰腺、胰岛细胞的Fas表达增加,与此同时,有明显的单核细胞浸润,Fas配体(FasL)浸润大部分的胰岛[18]。
另一个凋亡机制可能是通过干扰素γ依赖性JAK/STAT 通路和先天性免疫通路导致β细胞的破坏[29-30]。
目前对暴发性1型糖尿病的发病原因和发病机制进行了大量研究,主要集中在遗传易感性、胰岛自身抗体、感染病毒及妊娠等方面,虽然具体病机尚未全面、系统明确。
但是对于该病的预后及其临床凶险性是可以预见,为能及时、正确、有效的诊疗该病,未来还需对其发病机制进行深入的研究,开展临床实验性研究,以明确该病的发病机制。
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