2型糖尿病周围神经病变研究进展

张慧敏[1]，红华[2]

摘要：糖尿病周围神经病变(DPN)是2型糖尿病(T2DM)的一种严重并发症，该疾病的发病机制尚未明确，主要由高血糖与其他危险因素共同作用，激活多条影响细胞代谢的通路，最终导致神经纤维的损伤和丢失。而每一个看似独立的通路都显示出彼此间显著的相互作用，使疾病恶化。临床上通过症状和体征配合各种检查技术来诊断DPN，神经活检是诊断的金标准。对比各种检查方法利弊共存，联合使用会使诊断更具意义。DPN发病隐匿、起病缓慢，一旦出现症状和明显缺陷时已无法逆转。因此，探究DPN的发病机制及诊断技术对预防疾病的发生和发展至关重要。

关键词：2型糖尿病； 糖尿病周围神经病变； 机制； 筛查诊断

中图分类号:R445.1文献标志码: A

糖尿病周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy，DPN)是2型糖尿病(Type 2 diabetes,T2DM)严重的慢性并发症之一，指在排除其他因素外，T2DM患者出现了周围神经功能障碍的症状和（或）体征[1]，如感觉异常、麻木和疼痛等。T2DM首诊患者DPN的患病率为10%~15%，而有10年以上病程的T2DM患者DPN患病率可达到50%[2]。DPN发病缓慢、症状隐匿，随着病情恶化，患者生活质量急速下降，最终可能导面临截肢、死亡。所以，早期诊断DPN对患者预后意义重大。目前该病的临床诊断虽多，但都存在一定的局限性，因此寻找一类准确率高且便捷的诊断技术具有重要临床意义。本文从DPN的发病机制出发，对DPN的诊断方法研究进展进行综述。

1、DPN的发病机制

DPN发病机制较复杂，与DPN相关的神经元代谢和 / 或氧化还原状态的途径，如糖代谢异常、氧化应激（Oxidative stress，OS）和炎症反应等，成为近年来的研究方向。而维生素D不仅可以调节钙磷代谢，还可以减少胰岛素抵抗、炎症因子、超氧化物的生成以及参与神经生长和营养因子的生成。也有研究显示，免疫机制、遗传基因等都可能与DPN的发病有关。

1.1糖代谢异常

以往研究表明，高血糖引发的多元醇通路、AGEs途径、蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）通路等都可能参与了DPN的发病过程，与神经施万细胞相互作用，造成血管损害可能导致神经缺血。维生素D通过促进胰岛β细胞的生物合成能力，使胰岛素生成增加，同时改善胰岛素抵抗。所以缺乏维生素D时，自身胰岛素释放减少，糖代谢异常，可激活多条通路引起神经功能障碍[3]。

高糖介导醛糖还原酶(aldose reductase，AR)参与反应，生成山梨醇和果糖等代谢产物，大量蓄积导致胞内渗透压增高，产生细胞毒性，导致神经传导和修复功能障碍。在一项研究[4]中，一种可逆的、非竞争性的新型醛糖还原酶抑制剂——依帕司他，被证明可以改善多元醇代谢紊乱。近年来有动物研究[5]表明，施万细胞通过减少沙漠刺猬因子、睫状神经营养因子-19、神经生长因子和神经营养因子-3等的分泌，诱发神经纤维的丢失和传导速度减慢。

高糖介导非糖物质生成过量的AGEs蓄积于周围神经组织的任一部位[6]，激活AGEs受体(receptor for AGE，RAGE)，生成活性氧（reactive oxygen species，ROS），又通过一系列通路激活NF-κB，导致血管功能障碍，周围神经结构和功能损伤。AGEs诱导的关键蛋白，核酸和脂质的修饰和氧化应激改变了施万细胞的结构与功能，影响轴突运输，加剧DPN发展[7]。

高糖状态下，PKC激活诱导细胞分化、增殖和死亡[8]，组织中Na+/K+ATP酶活性降低，减少了转化生长因子β（TGF-β）和血管内皮生长因子(VEGF)的表达，导致组织缺血缺氧和周围神经元的损伤。在动物模型[9]中，抑制PKC-β可减轻DPN的痛觉过敏，但对人类DPN的发展还没有明确抑制作用，因此无法达到临床应用目标。

1.2、氧化应激（Oxidative stress，OS）与炎症反应

OS是DPN发病的重要介导因素。ROS、糖基化终产物、丝裂原活化蛋白激酶等氧化产物在高糖介导下生成增多，激活了NADPH氧化酶通路，细胞凋亡通路启动，导致周围神经损伤。而维生素D可使机体免受氧化损伤，通过减少体内AGEs、NO、超氧化物歧化酶等的生成，此外，它还可以调节γ-谷氨酰转肽酶（γ-glutamyl transpeptidase，γ-GT）的活性，降低亚硝酸盐水平，减轻氧化应激。研究[10]显示，每周给予2型糖尿病患者60000 IU维生素D口服治疗，连续8周后，氧化应激明显减轻。

DPN患者的肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和C反应蛋白水平要明显高于无DPN患者和正常人

[11]，提示炎症可作为DPN的介导因素。持续的高血糖可诱导免疫细胞分泌炎性因子，而维生素D缺乏又可使炎性因子表达增加，胰岛素抵抗和炎症反应加重，从而引发细胞水肿和神经炎症[12]，促进DPN发生。

1.3、免疫机制

免疫因素也被认为是DPN的发病机制之一，调节性T淋巴细胞亚群变化的细胞免疫占主导地位，参与了免疫介导的炎症负调控环节。25-羟基维生素D3[25-(OH)D3]促进CD4+ T淋巴细胞分化并增强FoxP3+调节性T淋巴细胞表达，使免疫耐受失衡  [13]；CD8+T淋巴细胞介导对施万细胞的毒性作用也参与了DPN的发病。而维生素D水平可调控T淋巴细胞分类比例，此外，胰岛素受体与髓鞘蛋白存在一定相关性，DPN患者接受胰岛素治疗后，髓鞘蛋白表达上调，神经损伤得以缓解[14]。

1.4遗传基因

遗传基因的表达影响了DPN进展，但具体是何种基因尚无明确定论。MiRNAs作为一种微小非编码RNA，与mRNA特异性结合后，通过对遗传基因表达的调控来影响DPN的预后。其中，miR-146a可促进DPN小鼠的轴突和髓鞘形成、改善周围神经功能，并使神经周围组织血流灌注增加，但并不影响血糖水平[15]。大部分miRNA对神经结构和功能起促进作用，但Zhang等[16]发现，miR-25的表达在高糖低氧环境下上升，从而加剧了神经功能障碍。其他与DPN发病机制相关的遗传基因表达还有待于进一步探究。

2、DPN的诊断标准

根据中华医学会神经病学分会肌电图与临床神经生理学组提出的DPN诊断标准[17]需满足以下三点：

1.明确患有糖尿病。

2.存在周围神经病的临床表现（症状或体征）和/或电生理检查的证据。

3.经相关实验室检查排除导致周围神经病的其他原因。

糖尿病患者需要及早防治DPN，所以出现临床周围神经障碍的症状或体征时应考虑诊断为DPN，并给予相关治疗，同时密切关注治疗的安全性和有效性。

3、DPN的诊断方法

通过详细询问病史、恰当的评分量表和体格检查、合适的筛查设备这一流程来寻找诊断依据，提高DPN的诊断率。

3.1.神经功能评分量表

临床上多见的有：多伦多临床评分系统(Toronto clinical scoring system，TCSS)、神经症状评分(neumpathy symptom score，NSS)和神经功能缺陷评分(neumpathy disability score，NDS)等量表。一项2型糖尿病周围神经病变与脉搏波速度关系的研究中[18]，将满足NDS≥6分、NDS为3～5分或NSS≥5分其中之一作为临床诊断DPN的依据。这些评分的临床应用提供了一种标准化、客观、量化和可重复性的检测方法，用于DPN的早期筛查、诊断和严重程度的分级，有利于流行病学的研究。但评估具有主观性，且在繁忙的临床实践中执行可能很耗时。

3.2.神经系统体格检查

神经系统体格检查主要包括：踝反射、震动觉、压力觉、针刺痛觉和温度觉检查，利用128Hz音叉、10 g单丝、Ipswich触摸测试（Ipswich Touch Test，IPTT）、40 g针头进行测量。Basir[19]等人探讨得出IPTT检测的准确性与金标准之间并无差异，但以128Hz音叉为参考标准时，IPTT的敏感性和特异性只有40%和27%。而Nan等[20]人观察到以振动觉阈值检测（vibration perception threshold，VPT）为参考标准时，IPTT则表现出较高的特异性和敏感性，这可能是因为与VPT相比，音叉的预测水平较低。在糖尿病高危患者中，128 Hz音叉与振动觉测试相结合，加上感觉测试与10克单丝相结合，可以得到更准确的评估效果。此类检查简单易行、价格低廉，可广泛应用于临床，特别是基层医疗机构，以及患者的自我监测，但筛查中存在主观因素，结果可能存在误差。

3.3.筛查设备

3.3.1定量感觉检查(QST)

QST是一种评估躯体感觉功能的无创性检测方法，通过标准化和量化感觉检测多种明确的疼痛和非疼痛刺激的反应。包括冷感觉阈值（cold perceptionthreshold，CPT）、温感觉阈值(warm perception threshold WPT)、振动觉阈值检测（vibration perception threshold，VPT）和电流感觉阈值测定（current perception threshold，CPT）。Ponirakis[21]等人在评估NeverCheck（一种QST设备）诊断DPN的有效性和重复性时得出，VPT、CPT、WPT的诊断率分别为86%、79%和72%，这说明NerveCheck在识别感觉障碍方面可与其他检测方法相媲美。但QST检测的是末梢神经至大脑皮质整个通路的完整性，无法完成对特定部位的检测；且大多数反映了来自皮肤的感觉活动，对于来自深层组织感觉神经的异常检测缺乏准确性。

3.3.2 神经传导检测（nerve conduction studies，NCS）

NCS是定量评估DPN中有髓大神经纤维受累的重要工具，主要用于对非典型神经病变或神经损伤部位不清的患者的诊断。由于DPN多是对称性发病，通常只需进行单侧NCS。最新研究[22]显示，糖尿病DPN患者的双侧运动和感觉神经传导指标均较对照组显著降低，差异具有统计学意义（均P＜0.05）。同时，NCS、F波及SSR联合诊断DPN时的特异度和灵敏度分别为86.33％、89.41％，说明联合使用可明显提高DPN的检出率。NCS具有良好的客观性、敏感性和无创性，但它不能检测出糖尿病前期和早期小纤维神经病，而且较昂贵和耗时。而一种新型手持设备-DPNCheck[23]的出现实现了在5分钟内测量腓肠神经的传导速度和幅度。

3.3.3 皮肤神经活检

皮肤神经活检是通过表皮内神经纤维密度(intraepidermal nerve fibre density，IENFD)降低的结构变化和可量化的分子变化来提示有糖尿病小神经纤维异常。虽然大多数DPN患者在皮肤活检中仅仅是量化IENFD，但也可能检测到真皮神经纤维长度、神经分支和轴突肿胀，轴突肿胀可能提示小神经纤维的退化。分子变化也可以在皮肤活检中检测，例如，有数据显示，痛性DPN患者中，P物质、降钙素基因相关肽[24]和生长相关蛋白43[25]阳性的神经纤维密度较无痛性患者更高。IENFD定量的皮肤活检是小神经纤维病变的诊断金标准,虽然皮肤活检技术有良好的敏感性和特异性，但其为有创操作，易引发疼痛、感染和后期的感觉异常等，此外，其检测结果高度依赖于组织处理和染色结果。

3.3.4 超声检查

目前临床应用于DPN诊断的有高分辨率超声(high resolution ultrasonography，HRU)和剪切波弹性成像(shear wave elastography，SWE)。Kanav[26]等认为DPN患者的腓肠神经和胫神经CSA均高于糖尿病非DPN者和正常人，且腓肠神经CSA的敏感性要高于胫神经；Narayan[27]等也有同样发现，并且提示早期DPN在NCS异常前可存在形态学改变，但腓肠神经与正中神经不明显，这可能与神经形态和神经受累较晚有关。而有研究[28]发现，胫神经CSA在诊断DPN时无明显差异，SWE却显示出良好的敏感性，在3项剪切波弹性指标中，以胫神经平均弹性(71.3kPa)最为敏感。当SWE和TCSS联合应用时，提高了诊断的敏感性（100.00%）和特异性（95.24%）。SWE作为一种比常规超声参数CSA更好的诊断DPN的工具，却无法精准评估神经功能信息，未来将SWE与其他技术相结合可获得更高的诊断价值。

3.3.5角膜共聚焦显微镜(corneal confocal microscopy，CCM) 技术

CCM是角膜小纤维神经损伤的一种非侵入性测量方法，可以替代皮肤神经活检。通过二维扫描、多个图像实时映射或三维图像实现了活体角膜基底下神经丛的可视化和量化。Ferdousi等[29]在比较CCM与QST和NCS的诊断性能时，发现角膜神经纤维密度(CNFD)、角膜神经分支密度(CNBD)、角膜神经纤维长度（CNFL）、下螺纹长度(IWL)和平均神经纤维长度(ANFL)与DPN严重程度呈负相关，IWL和ANFL的敏感性和特异性更为显著，这可能与DPN的发病特点有关，下缘角膜神经会先于中央角膜神经受累。CCM在DPN早期预测和诊断中具有突出优势，但它在客观采样和CCM图像采集中存在方法论挑战。CCM作为DPN的一种非侵入性首选测量方法很有希望，但要确定其在研究中的作用，包括在CCM和皮肤神经活检之间的选择和两者在临床中的应用[30]，仍需做很多工作。

3.3.6生物学标志物检测

血清生物学标志物反应了组织细胞的病理学变化，较为客观又易于检测，一些与DPN相关的生物学标志物，如氧化应激标志物“甲基乙二醛（methylglyoxal，MG）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）”，炎症标志物“中性粒细胞与淋巴细胞比值（neutrophil‑to‑lymphocyte ratio，NLR）”和神经组织损伤标志物“神经元特异性烯醇化酶（neuron‑specific enolase，NSE）、神经丝重链（neurofilament heavy chain，NFH）”等等，都可作为诊断DPN的重要补充，临床医师可根据指标异常进行及早干预。但目前并未发现有单一的生物学标志物来进行精确诊断与病情评估。

4、小结与展望

2型糖尿病DPN的致病机制十分复杂，疾病的诊断尚缺乏全球公认的诊断标准，部分筛查和诊断技术未大范围普及，使得应用于临床的相关治疗药物也寥寥无几。多元醇通路、AGES途径、PKC通路、炎症反应和氧化应激都可能与维生素D存在一定相关性，从而诱导DPN发生和发展。未来从分子学意义上探究引起DPN发生和发展的相关生物标志物，并联合多种标志物为DPN的诊疗提供新方向。虽然目前诊断DPN的方法层出不穷，但在分析QST、超声和CCM等这类无创检查技术和金标准“神经活检”的相关性上还存在很多可能性，可以帮助临床医师针对DPN患者制定以预防治疗、一般治疗及靶向药物治疗相结合的个体化综合治疗方案，对改善糖尿病患者预后和DPN的发生和发展有重要意义。

基金项目：项目名称：本文系内蒙古自治区自然科学基金项目，项目编号：2017MS0803作者简介：张慧敏（1998。01—），女，蒙古族，内蒙古自治区人，硕士研究生，研究方向：腹部、浅表器官超声诊断及介入性超声研究。  红华(1968—)，女，蒙古族，内蒙古自治区人，博士，主任医师，研究方向：腹部、浅表器官超声诊断及介入性超声研究。通讯邮箱： [e-mail]。

参考文献

[1]Rodica Pop-Busui, Andrew J M Boulton, et al. Diabetes care 2017 01;40(1):136-154 doi:10.2337/dc16-2042.

[2]TesfayeS,WuJ.Diabetic Neuropathy//VevesA,GiuriniJ.,GuzmanR.The Diabetic Foot, ContemporaryDiabetes[M].Humana, Cham:Spinger International Publishing,2018:31-46.

[3]杨晓瑞,向茜.维生素D在2型糖尿病周围神经病变中的作用机制[J].中华肥胖与代谢病电子杂志,2019,5(2):100-103.DOI:10.3877/cma.j.issn.2095-9605.2019.02.007.

[4]李珏笛,彭少林,杨水冰,喻思宇,沙永红,张美彪.依帕司他与羟苯磺酸钙在糖尿病视网膜病变(非增殖期)患者中的研究进展[J].中国保健营养,2021,31(12):36.

[5]Nádia Pereira Gonçalves, Christian Bjerggaard Vægter, et al. Frontiers in neurology 2018;9:268 doi:10.3389/fneur.2018.00268

[6]He-Yong Tang, Ai-Juan Jiang, et al. Endocrinology 2019 09 01;160(9):2119-2127 doi:10.1210/en.2019-00311.

[7]Nádia P Gonçalves, Christian B Vægter, et al. Nature reviews. Neurology 2017 03;13(3):135-147 doi:10.1038/nrneurol.2016.201.

[8]Hiroki Mizukami, Sho Osonoi International journal of molecular sciences 2020 Dec 24;22(1) doi:10.3390/ijms22010094.

[9]Hyoh Kim, Teiji Sasaki, et al. Diabetes 2003 Aug;52(8):2102-9 doi:10.2337/diabetes.52.8.2102.   

[10]Nishanthi Anandabaskar, Sandhiya Selvarajan, et al. Indian journal of endocrinology and metabolism 2017 Jul-Aug;21(4):555-563 doi:10.4103/ijem.IJEM_140_17.

[11]Hong Shen, Junrong Zhao, et al. Journal of diabetes research 2018;2018:3458615 doi:10.1155/2018/3458615.

[12]Ruchi Tiwari, Pranay Wal, et al. Current diabetes reviews 2021;17(3):247-258 doi:10.2174/1573399816666200914141558

[13]秦宏超,张真稳.2型糖尿病周围神经病变患者外周血CD4+调节性T细胞与25-(OH)D3的关系及其意义[J].中国现代医学杂志,2018,28(18):45-49.DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2018.18.009.

[14]Kuruvanthe S Rachana, Mallahalli S Manu, et al. Neuroscience letters 2016 08 26;629:110-115 doi:10.1016/j.neulet.2016.06.067

[15]Xian Shuang Liu, Baoyan Fan, et al. Diabetes 2017 12;66(12):3111-3121 doi:10.2337/db16-1182

[16]Yanzhuo Zhang, Chunyu Song, Jing Liu, Yonghong Bi, Hao Li; Inhibition of miR-25 aggravates diabetic peripheral neuropathy.Neuroreport 2018 08 01;29(11):945-953 doi:10.1097/WNR.0000000000001058

[17]中华医学会《中华全科医师杂志》编辑委员会,中华医学会神经病学分会肌电图与临床神经生理学组.糖尿病周围神经病基层诊治管理专家指导意见(2019年)[J].中华全科医师杂志,2019,18(6):519-528.DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-7368.2019.06.004.

[18]Anastasios Tentolouris, Ioanna Eleftheriadou, et al. Journal of diabetes and its complications 2017 Nov;31(11):1624-1629 doi:10.1016/j.jdiacomp.2017.07.010.

[19]Basir IS, Syam Y , Yusuf S, et al. Accuracy of Ipswich touch test (IpTT) to detect small fiber neuropathy and large fiber neuropathy as a risk factor of diabetic foot ulcers in public health centers. Enferm Clin 2020;30 Suppl 2:308–12. 

[20]Nan Zhao, Jingcan Xu, Qiuhong Zhou, Xinyi Li, Jiarui Chen, Jing Zhou, Feng Zhou, Jinghong Liang; Application of the Ipswich Touch Test for diabetic peripheral neuropathy screening: a systematic review and meta-analysis.BMJ open 2021 10 04;11(10):e046966 doi:10.1136/bmjopen-2020-046966.                

[21]G Ponirakis, M N Odriozola, et al. Diabetes research and clinical practice 2016 Mar;113:101-7 doi:10.1016/j.diabres.2015.12.023.

[22]魏易琼,苏常春,周倩,卢祖能.神经传导、F波及皮肤交感反应联合检测对糖尿病周围神经病变早期诊断的价值[J].华中科技大学学报（医学版）,2020,49(4):477-480.DOI:10.3870/j.issn.1672-0741.2020.04.018.

[23]Dinesh Selvarajah, Debasish Kar, et al. The lancet. Diabetes & endocrinology 2019 12;7(12):938-948 doi:10.1016/S2213-8587(19)30081-6.

[24]Pall Karlsson, Vincenzo Provitera, Giuseppe Caporaso, Annamaria Stancanelli, Anna Maria Saltalamacchia, Ilaria Borreca, Fiore Manganelli, Lucio Santoro, Troels Staehelin Jensen, Maria Nolano; Increased peptidergic fibers as a potential cutaneous marker of pain in diabetic small fiber neuropathy.Pain 2021 03 01;162(3):778-786 doi:10.1097/j.pain.0000000000002054.

[25] E Galosi, S La Cesa, et al. European journal of pain (London, England) 2018 11;22(10):1727-1734 doi:10.1002/ejp.1259.

[26]Kanav Goyal, Purnima Aggarwal, et al. European journal of radiology 2021 Dec;145:110058 doi:10.1016/j.ejrad.2021.110058.

[27]Shamrendra Narayan, Amit Goel, et al. The British journal of radiology 2021 May 01;94(1121):20200173 doi:10.1259/bjr.20200173.

[28]Fei Wang, Miao Zheng, et al. Medicine 2021 Sep 03;100(35):e27104 doi:10.1097/MD.0000000000027104.

[29] Maryam Ferdousi, Alise Kalteniece, et al. BMJ open diabetes research & care 2020 12;8(2) doi:10.1136/bmjdrc-2020-001801.

[30]Brian C Callaghan, Gary Gallagher, Vera Fridman, Eva L Feldman; Diabetic neuropathy: what does the future hold? Diabetologia 2020 05;63(5):891-897 doi:10.1007/s00125-020-05085-9.

---