糖尿病心肌病（diabeticcardiomyopathy，DCM）被定义为糖尿病患者中，排除了高血压、冠状动脉疾病和瓣膜病变以外的心室舒张或收缩功能障碍[1]。DCM进展缓慢，往往当心脏表现出某种程度的功能障碍时才能得到诊断，是糖尿病患者死亡的重要原因之一[2]。至今，DCM的具体机制尚未完全阐明，包括心肌代谢紊乱、纤维化、氧化应激和炎症反应等多种机制[3]，因此，近年来许多研究聚集于血清生物标志物，希望为DCM的早期诊断提供依据。现阐述包括微小RNA（miRNA）在内的多种血清生物标志物的研究进展。
1与心肌代谢紊乱的相关指标
1.1脂联素
脂联素（adiponectin，APN）是由脂肪细胞分泌的一种激素蛋白，通过与脂联素受体结合，参与调控葡萄糖利用和脂肪酸氧化，此外APN还与炎症反应和抗血管粥样硬化等过程相关[4]。Shaver等[5]发现单纯糖尿病患者及DCM患者血清APN水平均低于正常人,且DCM患者APN水平降低更显著,提示临床APN测定可监测糖尿病患者的早期心肌病变。在DCM大鼠模型中，也观察到血清APN水平下降，并与胰岛素抵抗指数呈负相关，认为APN可能通过胰岛素抵抗参与DCM的发生和发展[6]。此外，也有研究提出补充APN可激活AMPK信号通路，减少心肌肥厚发生[7]。
1.2胰岛素样生长因子结合蛋白7
胰岛素样生长因子结合蛋白-7（insulin-likegrowthfactor-bindingprotein-7,IGFBP-7）能与胰岛素以高亲和力结合，从而阻断胰岛素与胰岛素受体相结合，导致胰岛素抵抗（IR）的发生。此外，IGFBP-7还能以自分泌及旁分泌的方式调控细胞凋亡、增殖和纤维化等过程。Gandhi等[8]对例射血分数降低性心力衰竭患者进行了平均10个月的随访，在每次就诊时测量IGFBP-7和进行超声心动图检查，发现基线IGFBP-7浓度升高的患者更可能出现舒张功能异常，提示IGFBP-7在DCM中的早期预测价值，但IGFBP-7在DCM发展中的具体作用尚未阐明。
1.3循环激活素A
循环激活素A属于转化生长因子β（transforminggrowthfactor-β，TGF-β）家族，体内多种组织均可表达，与炎症发生、组织重构和细胞保护等密切相关，研究发现激活素A与哮喘、炎症性肠病和心肌梗死等疾病的病理生理过程有关。Chen等[9]通过比较2型糖尿病（type2diabetesmellitus，T2DM）男性患者和健康男性，发现激活素A水平与心肌细胞葡萄糖代谢水平和左心室质量/体积比值呈正相关。Blumensatt等[10]研究揭示了T2DM患者心外膜脂肪组织释放的激活素A通过上调miR-水平，抑制了胰岛素诱导的蛋白激酶B及其底物磷酸化，进一步阐明了激活素A与代谢紊乱存在关联。
2与心肌氧化应激和炎症反应的相关指标
2.1白介素-1β
白介素（interleukin，IL）-1β是IL-1家族中研究最为深入的细胞因子，包括免疫细胞在内的多种细胞都可产生并分泌。既往研究发现在动脉粥样硬化和类风湿关节炎等疾病状态下，循环中IL-1β水平升高。Liu等[11]研究建立链脲佐菌素诱导的DCM大鼠模型，发现IL-1β水平在循环和心肌中均明显升高，IL-1β通过激活内质网应激的IRAK-2/CHOP通路，促进了心肌细胞凋亡的发生。
2.2生长分化因子-15
生长分化因子-15（growthdifferentiationfactor-15，GDF-15）是TGF-β超家族的一员，又被称为巨噬细胞抑制因子，是氧化应激和炎症的产物，在癌症、冠心病和心力衰竭等疾病发生时，均可观察到循环中GDF-15水平升高。Dominguez-Rodriguez等[12]发现在糖尿病患者中，DCM患者的GDF-15血清含量明显高于不伴有心肌病者，临界值为pg/mL，其敏感度为82.2%，特异度为70.2%,认为GDF-15在糖尿病患者中可作为筛查DCM的有效指标。然而，GDF-15对心肌的具体作用仍存争议，研究者观察到其在不同疾病和不同阶段发挥的作用完全相反，这可能与其不同情况下激活的下游信号通路不一致有关[13]。
3与心肌损伤的相关指标
3.1心肌肌钙蛋白
在DCM的发展过程中，心肌因氧化应激和炎症损伤导致心肌损伤后，心肌内部分蛋白释放入血。心肌肌钙蛋白（cardiactroponin,cTn）是临床上敏感和高度特异的心肌损伤标志物，在临床上被广泛用于早期急性冠脉综合征（ACS）的诊断。有研究发现在糖尿病患者中，DCM组较糖尿病组血清中cTnI水平增高，但较糖尿病合并冠心病组低，差别有统计学意义[14]。在DCM实验模型中，尤其是在伴有心力衰竭的T2DM小鼠中，血浆中cTnT显著升高[15]。Russell等[16]研究母亲为糖尿病且患有先天性心脏病或心肌功能障碍的新生儿时，发现新生儿血浆中cTnT水平升高。综上，目前cTn作为DCM的生物学指标仍缺乏足够切实的证据，未来可能只能作为辅助指标。
3.2心肌脂肪酸结合蛋白
心肌脂肪酸结合蛋白（H-FABP）是心肌细胞内含量丰富的细胞质蛋白，功能为传递脂肪酸至线粒体，在健康人血清中不可探测，其分子量小，当心肌缺血损伤时被快速释放入血，目前是ACS早期诊断标志物之一[17]。Akbal等[18]在早期发生心肌损伤的T2DM患者中发现H-FABP水平升高。Shearer等[19]通过研究糖尿病小鼠模型，揭示H-FABP与心脏胰岛素抵抗和葡萄糖摄取有关。这些研究结果显示该因子可能有助于早期DCM的识别。
4与心肌纤维化的相关指标
4.1心肌营养素-1
心肌营养素-1（cardiotrophin-1,CT-1）是糖蛋白细胞因子家族中的成员之一，具有细胞保护、促细胞肥大和促纤维化等功能。在冠心病、心力衰竭和代谢综合征等疾病发生时，可观察到CT-1表达升高[20]。Gamella-Pozuelo等[21]研究结果显示，T2DM患者血浆中CT-1水平与左心室心肌肥厚程度呈正相关。Martínez-Martínez等[22]发现CT-1能上调半乳糖凝集素水平,而上升的半乳糖凝集素又促进了CT-1对心肌细胞的促炎和促纤维化作用。
4.2TGF-β
TGF-β是炎症和免疫反应中的一种重要介质，参与细胞增殖、分化和凋亡等多种生物过程调节。TGF-β能促进心肌纤维化，目前认为这种作用主要依靠经典Smad途径来实现，即TGF-β激活Smad信号通路，刺激细胞外基质蛋白表达增加，同时抑制细胞外基质蛋白降解酶的表达，导致心肌纤维化和心肌肥厚的发生[23]。Shaver等[5]的研究显示血浆TGF-β水平在糖尿病患者升高，当合并DCM时升高更显著。Tan等[24]在实验中对T2DM小鼠模型使用TGF-β抑制剂，发现小鼠的心室舒张障碍得到改善，TGF-β有望成为DCM诊治的重要标志物。
4.3β-肾上腺素受体激酶1
β-肾上腺素受体激酶1（β-adrenergicreceptorkinase1,β-ARK1）是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族的一员，广泛分布于体内多种组织。β-ARK1被认为是心脏功能的重要调节因子，且心肌β-ARK1水平与外周血单个核细胞水平一致[25]。Lai等[26]研究发现患有糖尿病合并左心室舒张功能不全的患者外周血单个核细胞β-ARK1的信使RNA水平显著高于无左心室舒张功能不全的的糖尿病对照组，其在小鼠实验中获得同样结果。这可能是由于β-ARK1具有调控心肌纤维化的作用，Chen等[27]在新生大鼠实验中将β-ARK1低表达，观察到心肌成纤维细胞增殖受到了抑制。
4.4Ⅰ型和Ⅲ型前胶原氨基端肽
细胞外基质主要由I型和Ⅲ型胶原构成，DCM发展过程中，发生基质胶原过度沉积，形成心肌纤维化，进而引起心肌舒张障碍。在该过程中，胶原蛋白前肽片段被释放入血。Ihm等[28]将Ⅰ型前胶原氨基端肽（PⅠNP）的增加与心肌舒张功能障碍的超声心动图证据进行了相关性研究，研究结果显示T2DM组患者二尖瓣和三尖瓣E/A比值低于对照组，血清PⅠNP水平高于对照组。二尖瓣血流A波与肺静脉血流Ar波持续时间差作为被动舒张功能的一个估计值，与T2DM患者血清PⅠNP水平呈负相关。这些结果揭示了早期T2DM患者左心室舒张功能与血清PⅠNP水平有关。Quilliot等[29]发现在胰岛素抵抗的肥胖患者中，循环中Ⅲ型前胶原氨基端肽水平与E/A值呈正相关（E/A＞2），提供了这类患者Ⅲ型前胶原氨基端肽水平与左心室舒张功能障碍相关的证据。
4.5基质金属蛋白酶
基质金属蛋白酶是一组包含锌离子的重要蛋白酶，能降解所有细胞外基质蛋白，参与肿瘤和心血管疾病中基质重构的发生[30]。vanLinthout等[31]观察到血浆基质金属蛋白酶-2水平在链脲佐菌素诱导的DCM小鼠模型中降低，Ban等[32]发现在合并肾病或心室舒张障碍的T2DM患者中，利用酶谱法测定的血清基质金属蛋白酶-7含量明显升高，但其升高的原因暂未阐明。
5miRNA
miRNA是长度为18～25个核苷酸大小的非编码RNA分子，可调节转录后的基因表达，参与包括细胞分化、增殖和凋亡等多种生物过程[33]。目前，已有多项研究聚焦于miRNA作为糖尿病和心力衰竭治疗新靶点的价值。多个miRNA参与DCM的发病机制，成为了研究DCM颇具吸引力的诊断标志物。
5.1miR-21
Tao等[34]研究发现糖尿病患者中DCM患者的循环miR-21水平明显低于无心室功能障碍的患者，其受试者曲线下面积（areaunderthecurve，AUC）为0.，诊断效果优于糖化血红蛋白和低密度脂蛋白，同时在Db/db小鼠实验和H9c2细胞实验中发现，miR-21的过度表达可促进线粒体合成和减少细胞凋亡,抑制miR-21则表现出相反的结果。
5.2miR-a
Wen等[35]发现在持续血液透析患者中，血浆中miR-a水平与左心室心肌肥厚程度呈负相关；Chen等[36]在糖尿病小鼠中将miR-a进行过表达，观察到小鼠心肌纤维化明显减轻，提示miR-a在DCM的诊断和治疗中有一定潜力。
5.3miR-19b和miR-b
Copier等[37]利用高脂饮食建立糖尿病小鼠模型，分别在4、12、16月龄测量循环和心肌中15种miRNA含量，发现在DCM的发展过程中，循环中miR-19b和miR-b水平与对应心肌中水平一致，与DCM程度呈负相关，提示其作为DCM的标志物有一定价值。
6总结
目前有许多血清生物标志物被认为对DCM的诊断有一定预测价值，然而因DCM缺乏明确的诊断标准，涉及的临床试验对DCM患者的纳入标准也不尽相同。同时，相关血清生物标志物往往涉及多种病理生理机制，也常同时出现在其他疾病和糖尿病其他并发症中，如糖尿病肾病或冠心病。近年来对于miRNA的研究提供了新的诊断可能，然而无论是细胞因子、基质成分或miRNA,单个血清生物标志物的水平变化都缺少特异性，最佳的策略可能是寻找复合标志物组合，这个方法可能耗时更长，花费更多，但更有利于临床上DCM的诊断和风险评估。此外，进一步探索疾病机制和寻找更具特异性的生物标志物的需求依旧迫切，DCM的早期诊断仍需更多切实的证据。
来源：马韵之,李剑,周鹏.糖尿病心肌病血清生物标志物研究进展[J].心血管病学进展,,42(5):-.
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