英文名称 :diabetes mellitus
糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一组由多病因引起以慢性高血糖为特征的代谢性疾病,是由于胰岛素分泌和(或)利用缺陷所引起。长期碳水化合物以及脂肪、蛋白质代谢紊乱可引起多系统损害,导致眼、肾、神经、心脏、血管等组织器官慢性进行性病变、功能减退及衰竭;病情严重或应激时可发生急性严重代谢紊乱,如糖尿病酮症酸中毒(DKA)、高渗高血糖综合征。
我国传统医学中糖尿病属“消渴”症范畴,早在公元前2世纪,«黄帝内经»已有论述。
糖尿病是由遗传和环境因素的复合病因引起的临床综合征,但目前其病因和发病机制仍未完全阐明。
糖尿病是常见病、多发病,是严重威胁人类健康的世界性公共卫生问题。目前在世界范围内,糖尿病患病率、发病率急剧上升,据国际糖尿病联盟(IDF)统计:2015年全球糖尿病患病人数已达4.15亿,较2014年的3.87亿增加近7.2%;预计到2040年全球糖尿病患病总人数将达到6.42亿;2015年全球因糖尿病死亡人数达500万。近30多年来,随着我国经济的高速发展、生活方式西方化和人口老龄化,肥胖率上升,我国糖尿病患病率也呈快速增长趋势:1980年我国成人糖尿病患病率为0.67%,2007年达9.7%,2013年更高达10.9%。糖尿病前期的比例更高。更为严重的是我国约有60%的糖尿病病人未被诊断,而已接受治疗者,糖尿病控制状况也很不理想。另外,儿童和青少年2型糖尿病的患病率显著增加,目前已成为超重和肥胖儿童的关键健康问题。2015年我国成人糖尿病病人数量为1.096亿,居世界第一位,2015年我国糖尿病相关医疗支出达510亿美元。
糖尿病的分型是依据对糖尿病的病理生理、病因和临床表现的认识而建立的综合分型,随着对糖尿病本质认识的进步和深化而逐渐丰富,但目前的认识尚不完善,故现行的分型分类方法是暂时的,今后还会不断修改。
目前国际上通用WHO糖尿病专家委员会提出的分型标准(1999):
(一)1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)
胰岛β细胞破坏,常导致胰岛素绝对缺乏。
1.免疫介导性
(1A)急性型及缓发型。
2.特发性
(1B)无自身免疫证据。
(二)2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)
从以胰岛素抵抗为主伴胰岛素进行性分泌不足,到以胰岛素进行性分泌不足为主伴胰岛素抵抗。
(三)其他特殊类型糖尿病
是在不同水平上(从环境因素到遗传因素或两者间的相互作用)病因学相对明确的一类高血糖状态。
1.胰岛β细胞功能的基因缺陷
①青年人中的成年发病型糖尿病(maturity-onset diabetes mellitus of the young,MODY);②线粒体基因突变糖尿病;③其他。
2.胰岛素作用的基因缺陷
A型胰岛素抵抗、妖精貌综合征、Rabson-Mendenhall综合征、脂肪萎缩型糖尿病等。
3.胰腺外分泌疾病
胰腺炎、创伤/胰腺切除术、胰腺肿瘤、胰腺囊性纤维化病、血色病、纤维钙化性胰腺病等。
4.内分泌疾病
肢端肥大症、库欣综合征、胰高血糖素瘤、嗜铬细胞瘤、甲状腺功能亢进症、生长抑素瘤、醛固酮瘤及其他。
5.药物或化学品所致的糖尿病
Vacor(N-3吡啶甲基N-P硝基苯尿素)、喷他脒、烟酸、糖皮质激素、甲状腺激素、二氮嗪、β肾上腺素能激动剂、噻嗪类利尿剂、苯妥英钠、α-干扰素及其他。
6.感染
先天性风疹、巨细胞病毒感染及其他。
7.不常见的免疫介导性糖尿病
僵人(stiff-man)综合征、抗胰岛素受体抗体及其他。
8.其他与糖尿病相关的遗传综合征
Down综合征、Klinefelter综合征、Turner综合征、Wolfram综合征、Friedreich共济失调、Huntington舞蹈病、Laurence-Moon-Beidel综合征、强直性肌营养不良、卟啉病、Prader-Willi综合征及其他。
(四)妊娠糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)
指妊娠期间发生的不同程度的糖代谢异常。
不包括孕前已诊断或已患糖尿病的病人,后者称为糖尿病合并妊娠。
糖尿病病人中T2DM最多见,占90%~95%。T1DM在亚洲较少见,但在某些国家和地区发病率较高;估计我国T1DM占糖尿病的比例小于5%。
糖尿病的病因和发病机制极为复杂,至今未完全阐明。不同类型其病因不尽相同,即使在同一类型中也存在异质性。总的来说,遗传因素及环境因素共同参与其发病。胰岛素由胰岛β细胞合成和分泌,经血液循环到达体内各组织器官的靶细胞,与特异受体结合并引发细胞内物质代谢效应,在这过程中任何一个环节发生异常均可导致糖尿病。
在糖尿病的自然进程中,无论其病因如何,都会经历几个阶段:病人已存在糖尿病相关的病理生理改变(如自身免疫抗体阳性、胰岛素抵抗、胰岛β细胞功能缺陷)相当长时间,但糖耐量仍正常;随病情进展首先出现糖调节受损(impaired glucose regulation,IGR),包括空腹血糖受损(impaired fasting glucose,IFG)和(或)糖耐量减退(impaired glucose tolerance,IGT),IGR代表了正常葡萄糖稳态和糖尿病高血糖之间的中间代谢状态;最后进展至糖尿病。
(一)T1DM
绝大多数是自身免疫性疾病,遗传因素和环境因素共同参与其发病。某些外界因素(如病毒感染、化学毒物和饮食等)作用于有遗传易感性的个体,激活T淋巴细胞介导的一系列自身免疫反应,引起选择性胰岛β细胞破坏和功能衰竭,体内胰岛素分泌不足进行性加重,最终导致糖尿病。近年来证实,随着儿童青少年超重和肥胖发病率的升高,部分T1DM也存在胰岛素抵抗,后者在T1DM的发病和(或)加速病情恶化中也起一定作用。T1DM的发病环节和临床表现具有高度异质性。
1.遗传因素
在同卵双生子中T1DM同病率达30%~40%,提示遗传因素在T1DM发病中起重要作用。T1DM遗传易感性涉及50多个基因,包括HLA基因和非HLA基因,现尚未被完全识别。已知位于6号染色体短臂的HLA基因为主效基因,贡献了遗传易感性的50%,其他为次效基因。HLA-Ⅰ、Ⅱ类分子参与了CD4+T淋巴细胞及CD8+杀伤T淋巴细胞的免疫耐受和免疫损伤,从而参与了T1DM的发病。特定的HLA基因和单倍体与T1DM发病有关:DR3-DQ2/DR 4-DQ8为易感基因,易感基因有促发个体产生自身抗体和胰岛炎的倾向,但尚不足以引起显性糖尿病。其他基因可能也参与了T1DM的易感性:如INS 5′VNTR(胰岛素基因的非编码启动区,染色体11 p)可能影响胰岛素基因的表达,继而影响胸腺对胰岛素反应T淋巴细胞的选择;CTLA4(细胞毒性淋巴细胞抗原A基因,染色体2q)在T淋巴细胞作用和调控中起作用;PTPN22(非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶N22基因,染色体1p)也是T淋巴细胞作用的调控因子等。近年还发现许多调节β细胞凋亡和胰岛素分泌的基因也参与从胰岛炎进展为糖尿病的过程。同时,表观遗传学调控影响基因表达和功能也可能在T1DM的发病中起重要作用。
T1DM存在着遗传异质性,遗传背景不同的亚型其病因、发病机制及临床表现不尽相同。
2.环境因素
过去30年中,全世界的T1DM的发病率上升了数倍,提示环境因素在T1DM发病中起重要作用。
(1)病毒感染:
已知与T1DM发病有关的病毒包括风疹病毒、腮腺炎病毒、柯萨奇病毒、脑心肌炎病毒和巨细胞病毒等,近年肠道病毒也备受关注。病毒感染可直接损伤β细胞,迅速、大量破坏β细胞或使细胞发生微细变化,数量逐渐减少。病毒感染还可损伤β细胞而暴露其抗原成分、打破自身免疫耐受,进而启动自身免疫反应,现认为这是病毒感染导致β细胞损伤的主要机制。同时,基于T1DM动物模型的研究发现胃肠道中微生物失衡也可能与该病的发生有关。
(2)化学毒物和饮食因素:
链脲佐菌素和四氧嘧啶糖尿病动物模型以及灭鼠剂吡甲硝苯脲所造成的人类糖尿病属于非免疫介导性β细胞破坏(急性损伤)或免疫介导性β细胞破坏(小剂量、慢性损伤)。但目前尚未识别出明确的致病因素。
3.自身免疫
许多证据支持T1DM为自身免疫性疾病:①遗传易感性与HLA区域密切相关,而HLA区域与免疫调节以及自身免疫性疾病的发生有密切关系;②常伴发其他自身免疫性疾病,如桥本甲状腺炎、Addison病等;③早期病理改变为胰岛炎,表现为淋巴细胞浸润;④已发现近90%新诊断的T1DM病人血清中存在针对β细胞的单株抗体;⑤动物研究表明,免疫抑制治疗可预防小剂量链脲佐菌素所致的动物糖尿病;⑥同卵双生子中有糖尿病的一方从无糖尿病一方接受胰腺移植后迅速发生胰岛炎和β细胞破坏。
(1)体液免疫:
已发现90%新诊断的T1DM病人血清中存在针对β细胞的单株抗体,比较重要的有多株胰岛细胞抗体(ICA)、胰岛素抗体(IAA)、谷氨酸脱羧酶抗体(GADA)、蛋白质酪氨酸磷酸酶样蛋白抗体(IA-2A及IA-2BA)、锌转运体8抗体(ZnT8A)等。出现两种自身抗体阳性,今后发生T1DM的可能性达到70%,因此胰岛细胞自身抗体检测可预测T1DM的发病及确定高危人群,并可协助糖尿病分型及指导治疗。
(2)细胞免疫:
细胞免疫异常在T1DM发病中起更重要作用。细胞免疫失调表现为致病性和保护性T淋巴细胞比例失衡及其所分泌细胞因子或其他介质相互作用紊乱,其间关系错综复杂,一般认为发病经历3个阶段:①免疫系统被激活;②免疫细胞释放各种细胞因子;③胰岛β细胞受到激活的T淋巴细胞影响,或在各种细胞因子或其他介质单独或协同作用下,受到直接或间接的高度特异性的自身免疫性攻击,导致胰岛炎。T1DMβ细胞破坏可由于坏死或凋亡,其中凋亡更为重要。
4.T1DM的自然史
T1DM的发生发展经历以下阶段:①个体具有遗传易感性,临床无任何异常;②某些触发事件如病毒感染引起少量β细胞破坏并启动长期、慢性的自身免疫过程;此过程持续性或间歇性,期间伴随β细胞的再生;③出现免疫异常,可检测出各种胰岛细胞抗体;④β细胞数目开始减少,仍能维持糖耐量正常;⑤β细胞持续损伤达到一定程度时(儿童青少年起病者通常只残存10%~20%β细胞,成年起病者,起病时残存的β细胞可达40%),胰岛素分泌不足,出现糖耐量降低或临床糖尿病,需用外源胰岛素治疗;⑥β细胞几乎完全消失,需依赖外源胰岛素维持生命。但T1DM的自然病程在不同个体发展不同,儿童青少年起病者往往进展较快,而成年起病者进展较慢,有时与MODY或T2DM在临床上难以鉴别。
(二)T2DM
也是由遗传因素及环境因素共同作用而引起的多基因遗传性复杂病,是一组异质性疾病,目前对T2DM的病因和发病机制仍然认识不足。
1.遗传因素与环境因素
同卵双生子中T2DM的同病率接近100%,但起病和病情进程则受环境因素的影响而变异甚大。其遗传特点为:①参与发病的基因很多,分别影响糖代谢有关过程中的某个中间环节,而对血糖值无直接影响;②每个基因参与发病的程度不等,大多数为次效基因,可能有个别为主效基因;③每个基因只是赋予个体某种程度的易感性,并不足以致病,也不一定是致病所必需;④多基因异常的总效应形成遗传易感性。环境因素包括年龄增长、现代生活方式、营养过剩、体力活动不足、子宫内环境以及应激、化学毒物等。在遗传因素和上述环境因素共同作用下所引起的肥胖,特别是中心性肥胖,与胰岛素抵抗和T2DM的发生密切相关。
2.胰岛素抵抗和β细胞功能缺陷
β细胞功能缺陷导致不同程度的胰岛素缺乏和组织(特别是骨骼肌和肝脏)的胰岛素抵抗是T2DM发病的两个主要环节。不同病人其胰岛素抵抗和胰岛素分泌缺陷在发病中的重要性不同,同一病人在疾病进程中两者的相对重要性也可能发生变化。在存在胰岛素抵抗的情况下,如果β细胞能代偿性增加胰岛素分泌,则可维持血糖正常;当β细胞功能无法代偿胰岛素抵抗时,就会发生T2DM。
(1)胰岛素抵抗:
胰岛素降低血糖的主要机制包括抑制肝脏葡萄糖产生、刺激内脏组织(如肝脏)对葡萄糖的摄取以及促进外周组织(骨骼肌、脂肪)对葡萄糖的利用。胰岛素抵抗指胰岛素作用的靶器官(主要是肝脏、肌肉和脂肪组织)对胰岛素作用的敏感性降低。
胰岛素抵抗是T2DM的特性,现认为可能是多数T2DM发病的始发因素,且产生胰岛素抵抗的遗传背景也会影响β细胞对胰岛素抵抗的代偿能力。但胰岛素抵抗的发生机制至今尚未阐明。目前主要有脂质超载和炎症两种论点:脂肪细胞增大致血液循环中游离脂肪酸(FFA)及其代谢产物水平增高以及在非脂肪细胞(主要是肌细胞、肝细胞、胰岛β细胞)内沉积,从而抑制胰岛素信号转导;增大的脂肪细胞吸引巨噬细胞,分泌炎症性信号分子(如TNF-α、抵抗素、IL-6等),通过Jun氨基端激酶(JNK)阻断骨骼肌内的胰岛素信号转导;两者相互交叉,互有补充。
(2)β细胞功能缺陷:
在T2DM的发病中起关键作用,β细胞对胰岛素抵抗的失代偿是导致T2DM发病的最后共同机制。从糖耐量正常到IGT到T2DM的进程中,β细胞功能呈进行性减退。
β细胞功能缺陷主要表现为:①胰岛素分泌量的缺陷:T2DM早期空腹胰岛素水平正常或升高,葡萄糖刺激后胰岛素分泌代偿性增多;随着疾病进展,胰岛素最大分泌水平降低。②胰岛素分泌模式异常:静脉注射葡萄糖后(IVGTT或高糖钳夹试验)第一时相胰岛素分泌减弱或消失;口服葡萄糖耐量试验中早时相胰岛素分泌延迟、减弱或消失;疾病早期第二时相(或晚时相)胰岛素分泌呈代偿性升高及峰值后移。病情进一步发展则对葡萄糖和非葡萄糖刺激反应均减退。胰岛素脉冲式分泌缺陷:胰岛素快速分泌减弱及昼夜节律紊乱。③胰岛素分泌质的缺陷:胰岛素原/胰岛素的比例增加。
目前造成胰岛β细胞缺陷的病因和易感因素、导致β细胞损害的启动因素和加重机制仍不明确。可能涉及多因素,且可能主要是由基因决定的。在糖尿病发病过程中,线粒体功能异常、三羧酸循环碳的提供和消耗异常、AMPK/丙二酰辅酶A、TG/FFA循环、β细胞合成和分泌胰岛素的生物学过程的障碍、子宫内或生命早期的内分泌激素改变和营养不良等引起的β细胞数量减少等都可能是β细胞缺陷的先天因素;糖脂毒性、氧化应激、内质网应激等则可能是β细胞缺陷的始动因素;而糖脂毒性、氧化应激和内质网应激、胰岛炎症、糖基化终末产物在胰岛堆积、胰岛脂肪和(或)淀粉样物质沉积等,导致β细胞对葡萄糖的敏感性下降、β细胞低分化(或转分化)和(或)过度凋亡等使β细胞的结构和功能进一步恶化。
3.胰岛α细胞功能异常和肠促胰素分泌缺陷
胰岛中α细胞分泌胰高血糖素在保持血糖稳态中起重要作用。正常情况下,进餐后血糖升高刺激早时相胰岛素分泌和胰高血糖素样多肽-1(GLP-1)分泌,抑制α细胞分泌胰高血糖素,从而使肝糖输出减少,防止出现餐后高血糖。T2DM病人由于胰岛β细胞数量明显减少,α/β细胞比例显著增加;同时α细胞对葡萄糖的敏感性下降,从而导致胰高血糖素分泌增多,肝糖输出增加。
肠促胰素GLP-1由肠道L细胞分泌,主要生物作用包括刺激β细胞葡萄糖介导的胰岛素合成和分泌、抑制胰高血糖素分泌。其他生物学效应包括延缓胃内容物排空、抑制食欲及摄食、促进β细胞增殖和减少凋亡、改善血管内皮功能和保护心脏功能等。GLP-1在体内迅速被DPP-Ⅳ降解而失去生物活性,其血浆半衰期不足2分钟。已证实,T2DM病人负荷后GLP-1的释放曲线低于正常个体;提高T2DM病人GLP-1水平后,可观察到葡萄糖依赖性的促胰岛素分泌和抑制胰高血糖素分泌,并可恢复α细胞对葡萄糖的敏感性。
胰岛α细胞功能异常和GLP-1分泌缺陷在T2DM发病中也起重要作用。
4.肠道
近年研究表明,T2DM病人肠道菌群结构及功能与健康人不同,肠道菌群可能通过干预宿主营养及能量的吸收利用、影响体质量和胆汁酸代谢、促进脂肪的合成及储存、影响慢性低度炎症反应等机制参与T2DM的发生发展。
5.T2DM的自然史
T2DM早期存在胰岛素抵抗而β细胞可代偿性增加胰岛素分泌时,血糖可维持正常;当β细胞无法分泌足够的胰岛素以代偿胰岛素抵抗时,则会进展为IGR和糖尿病。IGR和糖尿病早期不需胰岛素治疗的阶段较长,部分病人可仅通过生活方式干预即可使血糖得到控制,多数病人则需在此基础上使用口服降糖药使血糖达理想控制;随β细胞分泌胰岛素功能进行性下降,病人需应用胰岛素控制高血糖,但不依赖外源胰岛素维持生命;但随着病情进展,相当一部分病人需用胰岛素控制血糖及维持生命。
(一)糖代谢异常严重程度或控制程度的检查
1.尿糖测定
尿糖阳性是诊断糖尿病的重要线索。但尿糖阳性只是提示血糖值超过肾糖阈(约10mmol/L),因而尿糖阴性不能排除糖尿病可能。并发肾脏病变时,肾糖阈升高,虽然血糖升高,但尿糖阴性。肾糖阈降低时,虽然血糖正常,尿糖可阳性。
2.血糖测定和口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test, OGTT)
血糖升高是诊断糖尿病的主要依据,也是判断糖尿病病情和控制情况的主要指标。血糖值反映的是瞬间血糖状态,常用葡萄糖氧化酶法测定。抽静脉血或取毛细血管血,可用血浆、血清或全血。如血细胞比容正常,血浆、血清血糖数值比全血血糖可升高15%。诊断糖尿病时必须用静脉血浆测定血糖,治疗过程中随访血糖控制情况可用便携式血糖计测定末梢血糖。
当血糖高于正常范围而又未达到糖尿病诊断标准时,须进行OGTT。OGTT应在无摄入任何热量8小时后,清晨空腹进行,成人口服75g无水葡萄糖,溶于250~300ml水中,5~10分钟内饮完,测定空腹及开始饮葡萄糖水后0.5小时、1小时、2小时、3小时的静脉血浆葡萄糖。儿童服糖量按1.75g/kg计算,总量不超过75g。
如下因素可影响OGTT结果的准确性:试验前连续3日膳食中糖类摄入受限、长期卧床或极少活动、应激情况、应用药物(如噻嗪类利尿剂、β受体阻断剂、糖皮质激素等)、吸烟等。因此急性疾病或应激情况时不宜行OGTT;试验过程中,受试者不喝茶及咖啡、不吸烟、不做剧烈运动;试验前3天内摄入足量碳水化合物;试验前3~7天停用可能影响结果的药物。
3.糖化血红蛋白(GHbA1)和糖化血浆白蛋白测定
GHbA1是葡萄糖或其他糖与血红蛋白的氨基发生非酶催化反应(一种不可逆的蛋白糖化反应)的产物,其量与血糖浓度呈正相关。GHbA1有a、b、c三种,以GHbA1c(HbA1c)最为主要。正常人HbA1c占血红蛋白总量的3%~6%,不同实验室之间其参考值有一定差异。血糖控制不良者HbA1c升高,并与血糖升高的程度和持续时间相关。由于红细胞在血液循环中的寿命约为120天,因此HbA1c反映病人近8~12周平均血糖水平。需要注意HbA1c受检测方法、有否贫血和血红蛋白异常疾病、红细胞转换速度、年龄等诸多因素的影响。另外,HbA1c不能反映瞬时血糖水平及血糖波动情况,也不能确定是否发生过低血糖。
血浆蛋白(主要为白蛋白)同样也可与葡萄糖发生非酶催化的糖化反应而形成果糖胺(fructosamine,FA),其形成的量也与血糖浓度和持续时间相关,正常值为1.7~2.8mmol/L。由于白蛋白在血中半衰期为19天,故FA反映病人近2~3周内平均血糖水平,为糖尿病病人近期病情监测的指标。
(二)胰岛β细胞功能检查
1.胰岛素释放试验
正常人空腹基础血浆胰岛素为35~145pmol/L(5~20mU/L),口服75g无水葡萄糖(或100g标准面粉制作的馒头)后,血浆胰岛素在30~60分钟上升至高峰,峰值为基础值的5~10倍,3~4小时恢复到基础水平。本试验反映基础和葡萄糖介导的胰岛素释放功能。胰岛素测定受血清中胰岛素抗体和外源性胰岛素干扰。
2.C肽释放试验
方法同上。正常人空腹基础值不小于400pmol/L,高峰时间同上,峰值为基础值的5~6倍。也反映基础和葡萄糖介导的胰岛素释放功能。C肽测定不受血清中的胰岛素抗体和外源性胰岛素影响。
3.其他检测β细胞功能的方法
如静脉注射葡萄糖-胰岛素释放试验和高糖钳夹试验可了解胰岛素释放第一时相;胰高血糖素-C肽刺激试验和精氨酸刺激试验可了解非糖介导的胰岛素分泌功能等。可根据病人的具体情况和检查目的而选用。
(三)并发症检查
急性严重代谢紊乱时的酮体、电解质、酸碱平衡检查,心、肝、肾、脑、眼科、口腔以及神经系统的各项辅助检查等。
(四)有关病因和发病机制的检查
GADA、ICA、IAA、IA-2A及ZnT8A的联合检测;胰岛素敏感性检查;基因分析等。
各级政府、卫生部门、社会各界共同参与糖尿病的预防、治疗、教育、保健计划。以自身保健管理和社区支持为主要内容;提倡合理膳食,经常运动,防止肥胖。给予T2DM病高危人群适当生活方式干预可有效延缓或预防T2DM的发生。



