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綜述 | 上海中醫(yī)藥大學(xué):糖尿病足潰瘍?cè)缙谠\斷生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展(國(guó)人佳作)

編譯:思越,編輯:Tracy、江舜堯。

原創(chuàng)微文,歡迎轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)載。

導(dǎo)讀

糖尿病足是糖尿病主要的慢性并發(fā)癥,是導(dǎo)致殘疾和死亡的主要原因,目前的臨床診斷和預(yù)后不足。對(duì)于糖尿病人來(lái)說(shuō),早期將糖尿病組進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層,可降低住院、殘疾和死亡率。除了降鈣素原、白介素-3、C反應(yīng)蛋白、白介素-1、腫瘤壞死因子α等炎性指標(biāo)外,我們需要更全面的生物標(biāo)志物去預(yù)測(cè)糖尿病足的風(fēng)險(xiǎn)和嚴(yán)重程度,以反應(yīng)治療干預(yù)的作用。由于全世界糖尿病人的數(shù)量不斷上升,且具有復(fù)雜性,因此,整合多組學(xué)方法,去探究糖尿病相關(guān)的生物標(biāo)志物是十分必要的。這些生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn),有助于進(jìn)一步優(yōu)化早期臨床診斷,促進(jìn)疾病預(yù)防和預(yù)測(cè),以及治療評(píng)估,從而防止?jié)円鸬慕刂录l(fā)生。近年來(lái),對(duì)糖尿病足的發(fā)病機(jī)理和治療方面的研究,已經(jīng)取得巨大進(jìn)展。在這篇綜述中,我們?cè)敿?xì)地討論了可以進(jìn)行準(zhǔn)確診斷和風(fēng)險(xiǎn)分層的新的生物標(biāo)志物,并對(duì)它們做了總結(jié)。


論文ID


原名:An update on potential biomarkers for diagnosing diabetic foot ulcer at early stage
譯名:糖尿病足潰瘍?cè)缙谠\斷生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展
期刊:Biomedicine & Pharmacotherapy
IF:4.545
發(fā)表時(shí)間:2021.01
通訊作者:趙誠(chéng)
通訊作者單位:上海中醫(yī)藥大學(xué)

內(nèi)容

1.簡(jiǎn)介

糖尿病是一種以慢性高血糖為特征的代謝疾病,主要由于胰島素分泌和利用缺陷引起。目前,糖尿病治療藥物只能控制血糖水平,不能完全治愈該疾病。由于控制不當(dāng),糖尿病可能導(dǎo)致慢性并發(fā)癥。據(jù)統(tǒng)計(jì),15–25%的糖尿病患者會(huì)患上糖尿病足潰瘍(DFU),并最終發(fā)展為糖尿病足和截肢。Zhang等人發(fā)現(xiàn)糖尿病足潰瘍的患病率為6.3%,且男性發(fā)病多于女性,存在國(guó)家和地區(qū)差異。

由于DFU與微血管和大血管的長(zhǎng)期并發(fā)癥相關(guān),因此有必要及早發(fā)現(xiàn)。對(duì)于糖尿病人來(lái)說(shuō),早期將糖尿病組進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層,可降低住院、殘疾和死亡率。生物標(biāo)志物與生物學(xué)過(guò)程、致病過(guò)程以及對(duì)治療干預(yù)的藥理反應(yīng)有關(guān),對(duì)于早期臨床診斷、疾病預(yù)防、以及疾病進(jìn)展預(yù)測(cè)具有重要意義。隨著分子生物學(xué),基因組學(xué),轉(zhuǎn)錄組學(xué),蛋白質(zhì)組學(xué),代謝組學(xué)和微生物組學(xué)等發(fā)展,生物標(biāo)志物呈現(xiàn)出了多樣化趨勢(shì)?;贒FU生理因素和愈合過(guò)程(圖1),以下展示了部分潛在的生物標(biāo)志物,并將其應(yīng)用于臨床實(shí)踐當(dāng)中(表1)。

圖1 DFU病理生理因素及愈合過(guò)程

糖尿病的發(fā)生與環(huán)境、基因、胰島功能障礙以及其他導(dǎo)致DFU的因素有關(guān)。在DFU潰瘍愈合過(guò)程中,在結(jié)痂后,可能進(jìn)一步惡化為壞疽,并最終導(dǎo)致截肢。愈合過(guò)程通常分為至少四個(gè)階段:凝血,炎癥,遷移擴(kuò)散(包括基質(zhì)沉積)和重塑

表1 DFU早期診斷的生物標(biāo)志物

2.DFU的病理改變及其護(hù)理

2.1  病理因素

DFU的病理變化與高血糖癥,周?chē)窠?jīng)病變,周?chē)芗膊?,足部畸形,敗血癥,炎性細(xì)胞因子和感染易感性有關(guān),其中大多數(shù)因素并不會(huì)單獨(dú)導(dǎo)致DFU的發(fā)生。當(dāng)胰島素反饋回路發(fā)生異常時(shí),胰島素在敏感組織的作用會(huì)受到影響,進(jìn)而導(dǎo)致胰島β細(xì)胞功能異常。在2型糖尿病中,胰島素抵抗會(huì)增加肝臟中的葡萄糖生成,減少肌肉和脂肪組織中的葡萄糖吸收,并由于β細(xì)胞功能障礙導(dǎo)致胰島素釋放減少,并最終引起血糖水平升高。若患者血糖控制不良,高血糖癥會(huì)通過(guò)多種機(jī)制引起神經(jīng)纖維損害,例如慢性炎癥,晚期糖基化終產(chǎn)物形成和蛋白激酶C,其中,周?chē)窠?jīng)病變是引起DFU的最常見(jiàn)原因。神經(jīng)病變導(dǎo)致足部畸形、關(guān)節(jié)活動(dòng)受限,引起足部壓力升高形成暫時(shí)性骨痂,進(jìn)一步增加局部壓力,引起局部組織損傷,炎癥,組織壞死并最終形成潰瘍。

2.2  傷口愈合和DFU

傷口愈合通常分為四個(gè)階段:凝血,炎癥,遷移擴(kuò)散和重塑。在急性損傷中,這些階段會(huì)平穩(wěn)而有序的發(fā)展并最終愈合,而在慢性損傷中無(wú)法進(jìn)行有序發(fā)展,會(huì)在炎癥期停滯,最終無(wú)法愈合。在持續(xù)的炎癥期中,巨噬細(xì)胞是促炎細(xì)胞因子的主要產(chǎn)生者,在從炎癥階段向增殖階段的過(guò)渡中起關(guān)鍵作用;但是,糖尿病通過(guò)損害單核細(xì)胞向傷口聚集,抑制吞噬作用,防止炎性巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榭寡谞顟B(tài),從而破壞巨噬細(xì)胞功能。在晚期,糖尿病還會(huì)阻礙角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的功能,從而引起上皮細(xì)胞的受損。目前,有超過(guò)100種已知的生理因素,延長(zhǎng)了傷口愈合,包括:生長(zhǎng)因子降低或受損,血管生成反應(yīng),巨噬細(xì)胞功能,膠原蛋白積累,白細(xì)胞募集,細(xì)胞外基質(zhì)沉積,肉芽組織的數(shù)量,成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞的遷移和增殖,表皮神經(jīng)的數(shù)量,骨骼愈合,細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)組分積累與基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)重塑平衡

2.3 DFU的護(hù)理

由于病因和病理機(jī)制復(fù)雜,通常治療方法不止一種。目前DFU護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)包括四個(gè)基本原則:感染管理,清創(chuàng),緩解壓力和必要時(shí)的血運(yùn)重建,但治療效果仍然不理想。目前,采用多學(xué)科方法進(jìn)行DFU護(hù)理成為主流的方式,包括非手術(shù)清創(chuàng)劑,敷料和局部用藥,高壓氧療法,負(fù)壓傷口療法,生物工程皮膚替代品,生長(zhǎng)因子,干細(xì)胞,能量療法、全身療法等。Borys等人證明負(fù)壓治療對(duì)于二型糖尿病DFU患者是安全的,此外,這些新療法仍缺乏足夠的證據(jù)來(lái)證明其臨床療效。

3.DFU的生物標(biāo)志物

3.1炎性生物標(biāo)志物

3.1.1降鈣素原

降鈣素原(PCT)是甲狀腺C細(xì)胞肝肺和腎實(shí)質(zhì)細(xì)胞釋放的多肽,在細(xì)菌感染的診斷中起著重要的作用。Umapathy等人對(duì)無(wú)DFU(WDFU)、傳染性DFU(IDFU)和無(wú)傳染性DFU(NIDFU)的血液分析發(fā)現(xiàn),PCT可能是診斷IDFU患者的關(guān)鍵指標(biāo)。在IDFU患者的ROC曲線(xiàn)中,PCT的ROC面積最大,高于C反應(yīng)蛋白、白細(xì)胞計(jì)數(shù)和紅細(xì)胞沉降率。當(dāng)臨界值為0.5ng / mL時(shí),其敏感性為54%,特異性為100%,陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為100%,陰性預(yù)測(cè)值為12%;此外,PCT的循環(huán)水平與T細(xì)胞因子正相關(guān),暗示其用作IDFU診斷生物標(biāo)志物的可能性。Massara的結(jié)果發(fā)現(xiàn)IDFU組的PCT和CRP水平顯著高于NIDFU組,Park等人發(fā)現(xiàn)PCT和CRP與DFU感染程度顯著相關(guān),而只有PCT水平才能區(qū)分IDFU患者是否被感染。但是,Korkmaz等人發(fā)現(xiàn),NIDFU患者的WBC、CRP、白介素-6、,ESR和纖維蛋白原水平更高,但PCT沒(méi)有意義,此外,還有一些研究表明,PCT對(duì)輕度感染患者的預(yù)測(cè)效果較差,重度患者效果更好。

3.1.2 PTX-3

PTX-3蛋白是一種可溶性模式識(shí)別受體,是由單核吞噬細(xì)胞,成纖維細(xì)胞,髓樣樹(shù)突狀細(xì)胞,顆粒細(xì)胞,腎小球系膜細(xì)胞,內(nèi)皮細(xì)胞,平滑肌細(xì)胞和脂肪細(xì)胞在炎性部位合成,因此其水平可能與血管炎癥密切相關(guān)。在炎癥過(guò)程中,大量的PTX-3在血管壁中產(chǎn)生,在血栓形成和缺血性血管疾病中發(fā)揮內(nèi)皮調(diào)節(jié)劑作用,抑制血管生成和狹窄。Ozer等人發(fā)現(xiàn),PTX-3是診斷IDFU的有效標(biāo)志物,在不同臨床程度的IDFU亞組中均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Takashi等人證明PTX-3與糖尿病和糖基化血紅蛋白正相關(guān),慢性高血糖會(huì)增加其血清水平,但其作為血管炎癥的生物標(biāo)志物證據(jù)仍然不足,需要進(jìn)一步研究。

3.1.3 C反應(yīng)蛋白

C反應(yīng)蛋白(CRP)是起源于肝臟的血漿蛋白,是炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵元素。當(dāng)發(fā)生組織損傷和感染,其水平可迅速增加至正常值的1000倍以上,因此作為急性期檢測(cè)標(biāo)志物廣泛使用。Weigelt等人發(fā)現(xiàn)急性DFU及其嚴(yán)重程度與蛋白質(zhì),細(xì)胞因子和趨化因子的顯著增加有關(guān),但與感染無(wú)關(guān),且相比于WDFU患者,急性DFU患者的CRP,纖維蛋白原,IL-6水平明顯升高。Metineren等人對(duì)56名DFU和壞疽患者手術(shù)前后的CRP水平,進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)手術(shù)前后CRP值小于1.5、年齡為73歲與死亡風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān);Jeandrot等人發(fā)現(xiàn),CRP是區(qū)分一級(jí)和二級(jí)足潰瘍的最有效指標(biāo),且CRP和PCT的升高很可能與TNF-α,IL-6和IL-1介導(dǎo)的免疫反應(yīng)有關(guān);Tecilazich等人發(fā)現(xiàn),對(duì)DFU患者進(jìn)行為期12周的前瞻性實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)CRP和IL-1α水平與傷口愈合有關(guān)。

3.1.4 白介素

白介素(IL)是由單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生了一組細(xì)胞因子,對(duì)免疫功能至關(guān)重要。當(dāng)機(jī)體被感染時(shí),IL會(huì)分泌到靶細(xì)胞上,并與激活靶細(xì)胞的表面信號(hào)結(jié)合,從而改變細(xì)胞行為。該水平的增高與胰島素抵抗的發(fā)展,以及非正常愈合有關(guān),并隨著潰瘍愈合而降低。Sabuncu等人發(fā)現(xiàn)DFU患者的IL-18水平顯著增高;Weigelt發(fā)現(xiàn)急性DFU患者的IL-6水平高于無(wú)糖尿病足的糖尿病患者;Kolumam等人發(fā)現(xiàn),IL-20亞家族在傷口正常愈合過(guò)程中被上調(diào),且IL-20,IL-22和IL-24都可以促進(jìn)糖尿病小鼠的傷口愈合。

3.1.5 腫瘤壞死因子-α

腫瘤壞死因子-α(TNF-α)作為細(xì)胞信號(hào)蛋白,是主要的炎癥調(diào)節(jié)劑之一,在細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用,其作為T(mén)NF家族的一員,主要由單核細(xì)胞,巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞產(chǎn)生,并影響細(xì)胞/分子粘附,遷移,血管生成和凋亡過(guò)程。其通過(guò)激活T細(xì)胞,B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞來(lái)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng),從而誘導(dǎo)其他細(xì)胞因子和細(xì)胞粘附分子的表達(dá),TNF-α在血管內(nèi)皮細(xì)胞中顯著表達(dá),暗示其可能傷口愈合中發(fā)揮重要作用。Dhamodharan等人發(fā)現(xiàn),在慢性傷口愈合過(guò)程中,BAFF的ROC面積高于CRP,并與CRP水平,干擾素(IFN)家族細(xì)胞因子、IL-10家族細(xì)胞因子正相關(guān),與IL-6受體家族負(fù)相關(guān)。

3.2基因生物標(biāo)志物

3.2.1 MicroRNA

MicroRNA是18至22個(gè)核苷酸長(zhǎng)的非編碼RNA,在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)節(jié)著約三分之一的人類(lèi)基因組。MicroRNA在增殖,分化,凋亡和發(fā)育等生物過(guò)程以及疾病的發(fā)病機(jī)理中起著重要作用。大多數(shù)MicroRNA獨(dú)立表達(dá),并在外泌體等細(xì)胞的各種轉(zhuǎn)運(yùn)下,在血液,唾液,腦脊髓液,尿液和其他體液中穩(wěn)定表達(dá),具有生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)的潛力。

Lin等人發(fā)現(xiàn),DFU患者的血清中miR-217水平升高,而HIF-1α和VEGF水平降低。HIF-1α作為miR-217的直接靶基因,在使用miR-217抑制劑的DFU大鼠,其足部潰瘍面積減小,潰瘍愈合速度加快,IL-1β,TNF-α和IL-6等炎性因子均顯著降低;同時(shí),足背傷口組織中的微血管密度,以及HIF-1α、VEGF、VEGFR2、eNOS、MMP-2和MMP-9的蛋白表達(dá)增高,暗示抑制miR-217可以通過(guò)HIF-1α/ VEGF通路,促進(jìn)DFU大鼠的血管生成和炎癥狀態(tài),從而有效促進(jìn)潰瘍創(chuàng)面的愈合,這些在血管生成和修飾中起著重要作用的miRNA,稱(chēng)為“angiomiRs”。miR-23家族屬于血管生成因子相關(guān)angiomiRs,Amin等人發(fā)現(xiàn),在IDFU患者的血液和組織中,血管生成因子SDF-1α顯著降低,且在患有IDFU的T2DM患者中,miR-23a和miR-23b的組織特異性表達(dá)降低,而miR-23c升高,相關(guān)分析表明SDF-1α與miR-23c呈顯著負(fù)相關(guān),提示miR-23c是SDF-1α的候選血管生成抑制劑。Gao等人研究發(fā)現(xiàn),miR-155在DFU患者的內(nèi)皮祖細(xì)胞和高糖誘導(dǎo)的對(duì)照細(xì)胞中顯著增高,miR-155的過(guò)表達(dá)可以增強(qiáng)高葡萄糖水平引起的乳酸氫化酶,細(xì)胞凋亡,活性氧類(lèi)型事件增加,降低細(xì)胞活力和遷移;此外,miR-155可以靶向PTCH1的3'非翻譯區(qū),下調(diào)其mRNA表達(dá),暗示miR-155可能是DFU的潛在治療靶標(biāo)。Zhang等人發(fā)現(xiàn),DM患者外周血中的miR-126表達(dá)顯著降低,并在DFU患者中下降更明顯;Zhao等人通過(guò)對(duì)DF和DM患者的血清circRNA和mRNA測(cè)序發(fā)現(xiàn),發(fā)現(xiàn)TLR6、RUNX1、ST2與DM和DF的進(jìn)展有關(guān),且溶酶體途徑在DF的發(fā)生和發(fā)展中起關(guān)鍵作用,在circRNA和mRNA水平上為DF分子機(jī)制提供了線(xiàn)索。

3.2.2 基因多態(tài)性

基因多態(tài)性的發(fā)現(xiàn)可以反映疾病的發(fā)生與發(fā)展軌跡,并有助于了解人群的遺傳易感性,DFU患者在基因多態(tài)性方面具有廣泛的基因變異。Mir等人發(fā)現(xiàn)HSP70基因多態(tài)性、HSPA1B基因型與DFU的嚴(yán)重性和治療結(jié)局相關(guān)。Zubair等人在一項(xiàng)前瞻性隊(duì)列研究中,探究了DFU患者HSP70的C2437T單核苷酸多態(tài)性(SNP)的潛在作用,發(fā)現(xiàn)hspHSP70基因多態(tài)性與t等位基因呈顯著正相關(guān)。Soroush等人發(fā)現(xiàn),在伊朗人群中Vok基因FokI功能變異與DFU存在顯著關(guān)聯(lián),與糖尿病患者的氧化應(yīng)激有關(guān);Amoli等人發(fā)現(xiàn),DFU患者中VEGF基因較低的A等位基因頻率具有保護(hù)作用,可能與血管生成增加相關(guān)。

最近的研究表明,缺氧及其引起的細(xì)胞異常反應(yīng)影響DFU的傷口愈合。HIF-1是氧穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)劑,通過(guò)調(diào)節(jié)與代謝改變,血管生成,增殖,遷移和細(xì)胞存活相關(guān)基因表達(dá),提高細(xì)胞對(duì)缺氧的適應(yīng)性應(yīng)答,高血糖會(huì)抑制HIF-1信號(hào)傳導(dǎo),從而影響傷口愈合,因此,與HIF-1α調(diào)控有關(guān)的途徑,可能在糖尿病傷口愈合機(jī)制中起重要作用。Pichu等人分析了H1F-1α基因多態(tài)性,發(fā)現(xiàn)DFU患者HIF-1α基因的表達(dá)與發(fā)病相關(guān),且DFU患者存在HIF-1α基因多態(tài)性。

賴(lài)氨酰氧化酶家族LOX由賴(lài)氨酰氧化酶(LO)和賴(lài)氨酰氧化酶類(lèi)似物(LOXL1-LOXL4)組成,具有穩(wěn)定細(xì)胞外基質(zhì)的功能,并通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖,轉(zhuǎn)移和血管生成促進(jìn)傷口愈合。Pichu等人發(fā)現(xiàn),2型糖尿病和DFU病人LOX基因(G473A)的a等位基因頻率更高,并在轉(zhuǎn)錄水平得到證實(shí),暗示T2DM和DFU患者與LOX基因多態(tài)性(G473A)有關(guān)。

3.3 蛋白生物標(biāo)志物

蛋白質(zhì)組學(xué)在疾病的早期診斷和準(zhǔn)確預(yù)后方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。盡管存在方法的不統(tǒng)一和組織的異質(zhì)性問(wèn)題,但能幫助我們擴(kuò)大對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)、發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)記物,以及更有效地進(jìn)行早期診斷和疾病監(jiān)測(cè),打開(kāi)新的方向。

中性粒細(xì)胞是人體中最豐富的白細(xì)胞種類(lèi),它可以吞噬和殺死入侵的微生物,構(gòu)成了先天免疫反應(yīng)的第一道防線(xiàn)。由傳染因素和其他炎癥因素引起細(xì)胞活化后釋放的顆粒蛋白和染色質(zhì)構(gòu)成了細(xì)胞外纖維,稱(chēng)為中性粒細(xì)胞胞外陷阱(NETs)。高葡萄糖水平可誘發(fā)NETs介導(dǎo)的細(xì)胞死亡,且NETs是尿病損傷和糖尿病視網(wǎng)膜病變的驅(qū)動(dòng)因素,NETs介導(dǎo)的細(xì)胞死亡是自然防御過(guò)程,但過(guò)度死亡會(huì)促進(jìn)血栓形成,炎癥和內(nèi)皮功能障礙。Fadini等人通過(guò)蛋白組學(xué)發(fā)現(xiàn),NETs成分在未愈合的DFU中增加,并且傷口中的中性粒細(xì)胞蛋白酶水平隨感染水平增加和愈合延遲而升高。蛋白質(zhì)精氨酸脫亞氨酶4(PAD4)促進(jìn)嗜中性粒細(xì)胞向組蛋白瓜氨酸化。在糖尿病小鼠的皮膚中,PAD4活性增加促進(jìn)NET誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡,PAD4活性的抑制減少了中性粒細(xì)胞的形成,并促進(jìn)傷口愈合。此外,通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)分析,未與快速愈合的患者,發(fā)現(xiàn)差異蛋白主要與上皮分化、蛋白酶抑制、細(xì)胞凋亡、絲氨酸內(nèi)肽酶活化,凝血和防御反應(yīng)調(diào)節(jié)有關(guān)。Wang等人發(fā)現(xiàn),巨噬細(xì)胞衍生趨化因子,Th2型CC趨化因子、Clusterin、Syndecan 4可能是DFU愈合的標(biāo)志物。

在傷口愈合的復(fù)雜過(guò)程中,釋放出的蛋白酶可用于膠原蛋白的降解,從而從受損部位去除死亡細(xì)胞和壞死組織。Krisp等通過(guò)質(zhì)譜分析慢性糖尿病足滲出液的蛋白質(zhì)組成,發(fā)現(xiàn)炎癥反應(yīng)刺激蛋白S100、MMP-1,MMP-2和MMP-8的含量升高,并伴隨抗血管生成蛋白的升高;Jones等人發(fā)現(xiàn),MMP-9不利于糖尿病傷口的愈合中,而MMP-8相反。

3.4 代謝生物標(biāo)志物

隨著代謝組學(xué)的發(fā)展,其應(yīng)用與疾病的發(fā)病和病理生理機(jī)制研究越來(lái)越廣泛。血清,血漿和尿液是代謝組學(xué)分析最常用的樣品,血清或血漿可評(píng)估循環(huán)代謝物,而尿液可以檢測(cè)經(jīng)腎臟排泄的代謝終產(chǎn)物。有研究發(fā)現(xiàn),一型糖尿病和二型糖尿病的患者通常會(huì)改變體內(nèi)葡萄糖、果糖、氨基酸、和脂質(zhì)的代謝,因此代謝助學(xué)技術(shù)可以幫助識(shí)別這些體內(nèi)代謝物的變化。

由于DFU和糖尿病性腎臟疾病(DKD)都是由微血管功能障礙引起,Harrison等人對(duì)接受6周高壓氧治療(HBOT)患者的進(jìn)行尿液代謝組學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)HBOT可以減少治療患者的腎臟損傷、氧化應(yīng)激和線(xiàn)粒體功能障礙。為了確定與DFU患者傷口愈合相關(guān)氨基酸,Hung等人使用LC-MS靶向代謝組學(xué)方法分析DFU患者的血樣,發(fā)現(xiàn)治療后精氨酸,異亮氨酸,亮氨酸和蘇氨酸的血清水平顯著升高,其中精氨酸是一種堿性氨基酸,可以改善傷口愈合;異亮氨酸和亮氨酸是支鏈氨基酸,可加速肌肉蛋白質(zhì)合成。但是,通過(guò)代謝組學(xué)鑒定出的與傷口愈合相關(guān)的氨基酸,與傳統(tǒng)創(chuàng)傷相關(guān)氨基酸不同,提示有必要對(duì)這些氨基酸進(jìn)行后續(xù)研究。

3.5 微生物標(biāo)志物

人體內(nèi)存在大量的細(xì)菌病毒和單細(xì)胞真核生物,它們與宿主共存,統(tǒng)稱(chēng)為微生物群,該群落可以調(diào)節(jié)宿主的早期發(fā)展,以及宿主各階段的營(yíng)養(yǎng)及免疫情況。除了體表存在微生物群落環(huán)境,腸道菌群也與宿主之間存在復(fù)雜的相互作用,在有關(guān)糖尿病的腸道菌群研究中,Ralston等人發(fā)現(xiàn),飲食、炎癥信號(hào)和腸道微生物組之間存在顯著相關(guān)性,并通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明,腸道菌群與2型糖尿病的發(fā)展、胰島素抵抗以及肥胖有關(guān),產(chǎn)生短鏈脂肪酸的細(xì)菌會(huì)增強(qiáng)葡萄糖刺激的胰島素反應(yīng),且這種反應(yīng)在2型糖尿病中顯著減少。

有關(guān)DFU的研究主要集中在傷口部位,目前已經(jīng)鑒定出大量與DFU和糖尿病足感染(DFI)相關(guān)的細(xì)菌群落,對(duì)感染的預(yù)后有重要的作用。研究發(fā)現(xiàn),病程較短的DFU的微生物構(gòu)成更簡(jiǎn)單,主要有革蘭氏陽(yáng)性菌定值,而疾病進(jìn)程較長(zhǎng)的DFU,則具有更復(fù)雜的微生物組。脆弱擬桿菌是DFIs中最多的厭氧菌,但是厭氧菌的數(shù)量有限,對(duì)感染的進(jìn)程影響很小。

除了傷口部位外,這些微生物還通過(guò)影響糖尿病的進(jìn)程與DFU建立聯(lián)系,通常包括:能量代謝、免疫反應(yīng),炎癥、腸道屏障功能。這些結(jié)果表明腸道菌群的變化,可以限制如艱難梭菌等抗生素抗性相關(guān)細(xì)菌的過(guò)度生長(zhǎng)。

結(jié)論

由于全世界糖尿病人的數(shù)量不斷上升,且具有復(fù)雜性,因此,整合多組學(xué)方法,去探究糖尿病相關(guān)的生物標(biāo)志物是十分必要的。近年來(lái),對(duì)糖尿病足的發(fā)病機(jī)理和治療方面的研究,已經(jīng)取得巨大進(jìn)展。這些生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn),有助于進(jìn)一步優(yōu)化早期臨床診斷,促進(jìn)疾病預(yù)防和預(yù)測(cè),以及治療評(píng)估,從而防止?jié)円鸬慕刂录l(fā)生。疾病生物標(biāo)志物的研究在許多領(lǐng)域都迅速發(fā)展。

如果將新型標(biāo)志物與臨床觀察結(jié)果相結(jié)合,并將這些結(jié)果與臨床基準(zhǔn)進(jìn)行比較,那么將更有意義。就DFU而言,應(yīng)考慮將這些標(biāo)志物與潛在的臨床相關(guān)性、以及臨床證據(jù)相結(jié)合,但就目前而言,該標(biāo)志物的研究仍處于早期階段,需要更多的努力去揭示治療的新見(jiàn)解,并提高預(yù)防和治療水平。

原文鏈接:  
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33227713/


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