25-羟维生素D、脂蛋白相关磷脂酶A2与糖尿病视网膜病变的相关性:单中心回顾性研究

王霖霞, 苏娜, 郭宁宁, 白国欣, 张云娜, 赵晓鹏, 纪桂梅, 高芳, 王光亚, 许金秀, 高瑞新

王霖霞, 苏娜, 郭宁宁, 白国欣, 张云娜, 赵晓鹏, 纪桂梅, 高芳, 王光亚, 许金秀, 高瑞新. 25-羟维生素D、脂蛋白相关磷脂酶A2与糖尿病视网膜病变的相关性:单中心回顾性研究[J]. 协和医学杂志, 2019, 10(2): 143-147. DOI: 10.3969/j.issn.1674-9081.2019.02.011
引用本文: 王霖霞, 苏娜, 郭宁宁, 白国欣, 张云娜, 赵晓鹏, 纪桂梅, 高芳, 王光亚, 许金秀, 高瑞新. 25-羟维生素D、脂蛋白相关磷脂酶A2与糖尿病视网膜病变的相关性:单中心回顾性研究[J]. 协和医学杂志, 2019, 10(2): 143-147. DOI: 10.3969/j.issn.1674-9081.2019.02.011
Lin-xia WANG, Na SU, Ning-ning GUO, Guo-xin BAI, Yun-na ZHANG, Xiao-peng ZHAO, Gui-mei JI, Fang GAO, Guang-ya WANG, Jin-xiu XU, Rui-xin GAO. Correlation of 25-hydroxy Vitamin D and Lipoprotein-associated Phospholipase A2 with Diabetic Retinopathy: A Single-center Retrospective Study[J]. Medical Journal of Peking Union Medical College Hospital, 2019, 10(2): 143-147. DOI: 10.3969/j.issn.1674-9081.2019.02.011
Citation: Lin-xia WANG, Na SU, Ning-ning GUO, Guo-xin BAI, Yun-na ZHANG, Xiao-peng ZHAO, Gui-mei JI, Fang GAO, Guang-ya WANG, Jin-xiu XU, Rui-xin GAO. Correlation of 25-hydroxy Vitamin D and Lipoprotein-associated Phospholipase A2 with Diabetic Retinopathy: A Single-center Retrospective Study[J]. Medical Journal of Peking Union Medical College Hospital, 2019, 10(2): 143-147. DOI: 10.3969/j.issn.1674-9081.2019.02.011

25-羟维生素D、脂蛋白相关磷脂酶A2与糖尿病视网膜病变的相关性:单中心回顾性研究

基金项目: 

2016年沧州市市级指导计划 162302047

详细信息
    通讯作者:

    王霖霞电话:0317-2075935,E-mail:wanglinxia82@163.com

  • 中图分类号: R58

Correlation of 25-hydroxy Vitamin D and Lipoprotein-associated Phospholipase A2 with Diabetic Retinopathy: A Single-center Retrospective Study

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    Corresponding author:

    Lin-xia WANG: WANG Lin-xia Tel:0317-2075935,E-mail:wanglinxia82@163.com

  • 摘要:
      目的  探讨25-羟维生素D[25-hydroxy vitamin D, 25(OH)D]、脂蛋白相关磷脂酶A2(lipoprotein-associated phospholipase A2, LP-PLA2)与糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy, DR)的相关性。
      方法  回顾性收集并分析2014年5月至2017年1月沧州市中心医院内分泌科收治的2型糖尿病患者的临床资料,根据眼底摄片结果,分为糖尿病不伴视网膜病变组(no DR, NDR)组,背景期糖尿病伴视网膜病变(background DR, BDR)组和增殖期糖尿病伴视网膜病变(proliferative DR, PDR)组,选取同期于本院进行体检的健康人作为对照组。比较4组相关生化指标水平,采用Pearson相关分析及多元Logistic回归分析DR的相关及独立危险因素。
      结果  共340例符合纳入和排除标准的2型糖尿病患者入选本研究,其中NDR组125例、BDR组118例、PDR组97例, 对照组100例。4组间的性别、年龄、体质量指数、收缩压、舒张压、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、空腹血糖差异无统计学意义(P均>0.05);NDR组、BDR组、PDR组的病程逐渐增长(P=0.003),NDR组、BDR组、PDR组糖化血红蛋白A1C(glycated hemoglobin A1c, HbA1c)、糖化白蛋白(glycated albumin, GA)、血清胱抑素C(serum cystatin C, Cys-C)、LP-PLA2均显著高于健康对照组, 25(OH)D显著低于健康对照组(P均<0.05);NDR、BDR、PDR组间两两比较,HbA1c、GA、Cys-C、LP-PLA2、25(OH)D差异亦有统计学意义(P均<0.05)。Pearson相关分析显示,病程、HbA1c、GA、Cys-C及LP-PLA2与DR呈正相关(P均=0.000),25(OH)D与DR呈负相关(P=0.000)。多元Logistic回归分析显示,病程、HbA1c、Cys-C、LP-PLA2、25(OH)D与DR及其严重程度均独立相关(P均<0.05)。
      结论  25(OH)D 、LP-PLA2水平与DR的发生、发展密切相关,25(OH)D是其保护因素,而LP-PLA2是其危险因素。
    Abstract:
      Objective  To investigate the correlation of 25-hydroxy vitamin D [25-(OH)D] and lipopro- tein-associated phospholipase A2(LP-PLA2) with diabetic retinopathy(DR).
      Methods  From May 2014 to January 2017, data of patients with type 2 diabetes mellitus from the Department of Endocrinology of Cangzhou Central Hospital were retrospectively analyzed and selected for the study. Patients were divided into three groups according to the Results of fundus photography:type 2 diabetes mellitus without retinopathy (NDR group), background type 2 diabetic retinopathy(BDR group), and proliferative stage 2 diabetic retinopathy (PDR group), and healthy subjects who took a medical examination were selected as the control group. Relative biochemical indexes were compared among the four groups.Pearson correlation analysis and multiple Logistic regression were carried out to analyze the correlated and independent risk factors.
      Results  Three hundred and forty type 2 diabetic patients (NDR group:125 cases, BDR group: 118 cases, PDR group: 97 cases) and 100 healthy controls were selected for this study. There was no significant difference in sex, age, body mass index, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, total cholesterol, triglyceride, low-density lipoprotein cholesterol, high-density lipoprotein cholesterol, and fasting blood glucose among the four groups (all P > 0.05). The course of the NDR group was shorter than that of the BDR group, and the later was shorter than that of the PDR group (P < 0.05). Compared with the control group, glycated hemoglobin A1c(HbA1c), glycated albumin (GA), serum cystatin C (Cys-C), and LP-PLA2 were significantly higher, and 25(OH)D was significantly lower in NDR group, BDR group, and PDR group(all P < 0.05). Among the BDR group, PDR group, and NDR group, HbA1c, GA, Cys-C, LP-PLA2, and 25(OH)D also had significant differences (all P < 0.05). After Pearson correlation analysis, the course of the disease, HbA1c, GA, Cys-C, and LP-PLA2 were positively correlated with DR (all P=0.000), and 25(OH)D had a negative correlation with DR(P=0.000). After Logistic regression analysis, the course of the disease, HbA1c, Cys-C, and LP-PLA2 were independent risk factors of DR, and 25(OH)D was the protective factor of DR(all P < 0.05).
      Conclusions  25(OH)D and LP-PLA2 levels are closely related to the occurrence and development of DR. 25(OH)D is the protective factor, and LP-PLA2 is a risk factor.
  • 脓毒症造成的弥散性血管内凝血(disseminated intravascular coagulation,DIC)是炎症与凝血系统相互作用的复杂病理生理过程。炎症小体是细胞溶质中的多蛋白复合物,也是人体免疫系统的重要组成部分,其活化能够介导细胞焦亡,从而导致质膜破裂(plasma membrane rupture,PMR),使单核巨噬细胞过度释放白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-18,产生炎症层联反应[1],同时,血栓形成会导致凝血因子耗尽后的多器官功能性衰竭。本文就炎症小体与细胞焦亡之间的相关性及对凝血功能的影响相关研究进行综述,以期为DIC的临床治疗提供新思路。

    炎症小体由传感器、衔接子和效应子组成,其中起激活作用的典型传感器包括核苷酸结合结构域富含亮氨酸重复序列和含热蛋白结构域受体3 (nucleotide-binding domain leucine-rich repeat and pyrin domain-containing receptor 3,NLRP3)、NLRP1、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白4(NOD-like receptor family pyrin domain-containing protein 4,NLRC4)、热蛋白(pyrin) 和黑色素瘤缺乏因子2(absent in melanoma 2,AIM2)。NLRP3是目前研究较多的一类炎症小体,在中性粒细胞、单核细胞、树突状细胞、淋巴细胞中均有表达,其失调会导致过度炎症,并与自身炎症、自身免疫性疾病、代谢性疾病和肿瘤的发生密切相关[2-3]。研究表明,特异性表达NLRP3功能获得性突变体的高血糖模型小鼠出现肾损伤加重,主要表现为白蛋白尿增加、肾小球系膜扩张和肾小球基底膜厚度增加[4],提示NLRP3的过度表达促进糖尿病肾病的发生发展。此外,NLRP3还会导致高血脂模型小鼠动脉粥样硬化,形成血栓[5]

    细胞焦亡是一种炎症性细胞死亡,主要发生在内皮细胞和巨噬细胞[6]。经典的细胞焦亡途径,其核心在于炎症小体的介导作用(图 1),是指在病原体相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs) 和损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns,DAMPs)的刺激下,炎症小体激活半胱天冬酶(caspase)-1,使成孔蛋白D(gasdermin D,GSDMD)水解释放N末端(N-terminal,NT)片段[7-9],引起PMR并导致细胞焦亡,包括组织因子(tissue factor,TF)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)等在内的细胞内容物被释放至细胞外,IL-1β和IL-18进一步攻击细胞,而脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)等原胞质内物质暴露于组织中,通过caspase-11或caspase-4/5直接激活GSDMD,进一步诱导细胞焦亡,形成炎症层联反应[10-11]

    图  1  炎症小体介导细胞焦亡的相关机制
    NLRP3(nucleotide-binding domain leucine-rich repeat and pyrin domain-containing receptor 3):核苷酸结合结构域富含亮氨酸重复序列和含热蛋白结构域受体3;DsDNA(double-stranded DNA):双链DNA;AIM2(absent in melanoma 2):黑色素瘤缺乏因子2;PAMPs(pathogen-associated molecular patterns):病原体相关分子模式;DAMPs(damage-associated molecular patterns):损伤相关分子模式;NEK7(NIMA-related kinase 7):NIMA相关激酶7;NLRP1(nucleotide-binding oligomerization domain-containing protein 1): 核苷酸结合寡聚化结构域样受体1;ROS(reactive oxygen species): 活性氧;IL(interleukin):白细胞介素;GSDMD(gasdermin D):成孔蛋白D;TF(tissue factor):组织因子;LDH(lactate dehydrogenase):乳酸脱氢酶; LPS(lipopolysaccharide): 脂多糖;TLR(Toll like receptor): Toll样受体
    Figure  1.  Mechanisms related to inflammasome mediated cell pyroptosis

    Davie等[12-13]发现凝血层联反应并证实外源性凝血系统由纤维蛋白原(fibrinogen,FⅠ)、凝血酶原(prothrombin,FⅡ)、TF和Ca2+组成。Hoffman等[14]提出一种基于细胞的凝血模型,将凝血阶段分为依赖性TF/Ⅶa启动(启动阶段,即外源性途径)、通过TF途径抑制物(tissue factor pathway inhibitor,TFPI)抑制TF/Ⅶa复合物、放大凝血酶生成(放大、扩增阶段,即内源性途径)。而凝血酶可通过激活血小板和内皮细胞表面的蛋白酶激活受体(protease activated receptors,PARS),促进IL-6和IL-8的释放,并激活蛋白C,加剧炎症反应[15-16]

    抗凝血机制包括TFPI、肝素-抗凝血酶途径和蛋白C抗凝途径。其中,TFPI主要抑制外源性凝血途径,防止凝血级联反应的过度激活,从而避免血液在血管损伤部位以外的区域凝固[17]。肝素通过与抗凝血酶(antithrombin,AT)结合,促进AT对凝血酶和因子Ⅹa发挥抑制作用[18]。凝血酶与血管内皮细胞表面的血栓调节蛋白(thrombomodulin,TM)结合,会激活蛋白C抗凝途径,活化蛋白C(activated protein C,APC)能够与蛋白S结合,形成复合物,使因子Ⅴa和Ⅷa失活[19]

    Ryan等[20]研究发现,TF在细胞内表达后,其关键半胱氨酸残基发生修饰,使TF有效激活凝血途径。当PMR发生时,细胞中大量TF释放至血液中,在Ca2+的刺激下激活外源性凝血途径[21]。在炎症反应发生时,机体激活核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB),促进TF基因表达,从而激活外源性凝血途径,促进血栓形成[22]。而TF和纤维蛋白原的表达升高,使得内皮细胞蛋白C受体(endothelial protein C receptor,EPCR)和α1-抗胰蛋白酶(α1-antitrypsin,α1-AT) 等抗凝蛋白表达降低,纤溶酶原激活剂抑制剂-1(plasminogen activator inhibitor 1,PAI-1)的活性受到抑制,导致凝血系统紊乱,增加血栓形成风险,并可能加剧疾病的严重程度[23]。当脓毒症发生时,TFPI的活性降低,IL-1β、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和内毒素可通过抑制基因转录下调血栓调节蛋白和EPCR,从而抑制蛋白C的活化[24-26]。综上,炎症反应不仅刺激内皮细胞及巨噬细胞分泌大量TF,激活外源性凝血途径(图 2),还会影响凝血系统,导致血液处于高凝状态;反之,凝血因子表达上调会促进炎症因子分泌,说明炎症反应与凝血功能高度相关且相互影响。

    图  2  组织因子介导的凝血反应
    TF: 同图 1;Fibrin: 纤维蛋白;Platelet: 血小板;Prothrombin: 凝血酶原;Thrombin: 凝血酶
    Figure  2.  Coagulation reaction mediated by tissue factor

    研究表明,细胞焦亡通路中caspase-1及caspase-11的激活会导致巨噬细胞释放富含TF的细胞外囊泡[27-28]。在LPS的刺激下,单核细胞和内皮细胞通过炎症小体组装以及嘌呤能受体P2X7、caspase-1活化增加TF的表达,导致凝血反应发生[29]。caspase-11通过GSDMD触发Ca2+内流和跨膜蛋白16F的激活,增加TF的促凝血活性[30]。跨膜蛋白173可在炎症发生后通过细胞焦亡介导GSDMD裂解,并导致DIC的发生[31]。Wu等[32]利用革兰阴性菌的Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system,T3SS)及LPS激活炎症小体,促使TF释放并以微泡形式进入血液循环,引发全身性凝血反应,导致实验动物死亡,该团队进一步敲除GSDMD后发现,缺乏GSDMD的细胞能够抵御细胞焦亡的发生,还能减少IL-1β和IL-18的分泌,证实炎症小体激活后释放TF依赖于细胞焦亡途径。

    内皮细胞发生细胞焦亡可激活中性粒细胞胞外陷阱(neutrophil extracellular traps, NETs)[33-34],NETs对宿主细胞具有极强的细胞毒性,可损伤和杀死内皮细胞,并导致凝血激活。NETs通过诱导内皮细胞释放黏附分子和TF以激活内皮细胞,随后招募炎症细胞并促进炎症和凝血反应的发生,而NETs中的中性粒细胞弹性蛋白酶和髓过氧化物酶通过蛋白水解裂解和抗凝血剂氧化上调促凝血反应[35]。此外,由于促血栓成分(如TF、血管性血友病因子、纤维连接蛋白、纤维蛋白原)的释放或表达以及膜抗凝成分的受损,受损或活化的内皮细胞呈现高凝状态[36]。补体系统在调节免疫反应中发挥重要作用,在细胞焦亡过程中,这些补体成分不仅触发凝血反应,且通过激活内皮细胞和血小板,进一步促进血液凝固。此外,细胞焦亡还通过上调PAI-1的表达,导致纤溶系统受损,使得血液凝固和血栓形成风险增加[37]。综上,炎症小体可通过激活细胞焦亡途径,释放TF囊泡并导致凝血功能紊乱,还可通过NETs及补体系统使血液处于高凝状态。

    随着细胞焦亡机制相关研究的不断发展,NLRP3、GSDMD、caspase-1或可作为抗凝新靶点。研究表明,NLRP3抑制剂(MCC950)可有效阻断NLRP3炎症小体的激活[38]。双硫仑通过阻断GSDMD膜孔的形成可抑制细胞焦亡和细胞因子释放[39]。caspase-1抑制剂(VX-765)的衍生物(VRT-043198)可有效抑制IL-1β和IL-18的释放[40]。研究表明,败血梭菌是气性坏疽的主要病原体,其产生的α毒素会激活NLRP3,而MCC950可以阻断小鼠败血梭菌诱导的致死性[41]。在脓毒性休克患者中,VX-765可通过抑制B细胞亚群的选择性耗竭改善预后[42]。动物实验表明,在静脉血栓小鼠模型中,caspase-1的缺乏可防止流量限制诱导的血栓形成[43]

    目前,脓毒症造成的凝血障碍及晚期不可逆性DIC是急危重症救治的一大难题。脓毒症的发生会促进NLRP3炎症小体生成以及caspase-1、caspase-11、GSDMD等蛋白表达,并导致细胞焦亡,促进IL-1β和IL-18的分泌,进一步加剧炎症反应,同时LPS、TF等激活外源性凝血途径,并通过NETs等途径抑制抗凝血机制,进一步耗竭凝血因子,增强凝血层联反应。细胞焦亡作为中心环节,可连接炎症小体的生成与外源性凝血途径,三者相互作用,共同使机体凝血达到不可逆状态,对脓毒症的治疗及预后造成了极大不确定性。因此通过抑制细胞焦亡机制干扰炎症反应的发展,同时减少TF的分泌,对于防止外源性凝血途径的激活具有重要意义。未来仍需针对细胞焦亡机制进行深入研究,为早期干预脓毒症,防止DIC的发生提供理论依据。

    利益冲突  无
  • 表  1   2型糖尿病视网膜病变患者与健康对照组一般临床资料比较

    指标 2型糖尿病视网膜病变患者 健康对照组(n=100) F P
    NDR组(n=125) BDR组(n=118) PDR组(n=97)
    性别(男/女, n) 64/61 61/57 50/47 52/48 - -
    年龄(x±s,岁) 56.8±5.4 57.3±6.2 57.8±5.8 58.1±6.5    1.564 0.353
    病程(x±s,年)   2.9±1.1   7.1±1.7   9.2±2.4   -   16.112 0.003
    BMI(x±s,kg/m2) 25.1±2.4 24.6±1.9 25.5±2.1 24.3±1.8    1.587 0.265
    收缩压(x±s,mm Hg) 129.7±10.5 134.2±11.5 136.5±12.4 112.4±9.5    1.064 0.564
    舒张压(x±s,mm Hg) 82.5±8.1 81.4±8.6 80.8±7.9 66.9±5.8    1.065 0.561
    NDR:糖尿病不伴视网膜病变;BDR:背景期糖尿病伴视网膜病变;PDR:增殖期糖尿病伴视网膜病变;BMI:体质量指数
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    表  2   2型糖尿病视网膜病变患者与健康对照组血清学指标比较(x±s)

    指标 2型糖尿病视网膜病变患者 健康对照组(n=100) F P
    NDR组(n=125) BDR组(n=118) PDR组(n=97)
    TC(mmol/L) 4.92±1.03 4.99±1.08 5.13±1.14   3.86±0.45 1.045 0.620
    TG(mmol/L) 1.81±0.76 1.75±0.72 1.88±0.84   1.13±0.15 1.024 0.625
    LDL-C(mmol/L) 2.53±1.02 2.65±1.01 2.58±1.04   2.16±0.83 1.031 0.624
    HDL-C(mmol/L) 1.46±0.65 1.38±0.57 1.33±0.61   1.75±0.79 1.611 0.264
    FPG(mmol/L) 7.69±1.57 8.25±1.84 8.81±1.92   4.91±1.35 1.455 0.356
    HbA1c(%)    7.2±1.8*#    8.6±2.1*#   10.4±2.5*#   5.3±1.4 3.325 0.027
    GA(%)  21.46±3.27*#  22.51±3.72*#   23.77±4.12*# 16.74±2.15 6.711 0.012
    Cys-C(mg/L)   0.94±0.13*#    1.15±0.14*#     1.35±0.19*#   0.62±0.12 4.529 0.025
    LP-PLA2(μg/L) 135.68±28.53*#  151.73±31.66*#   173.59±34.16*# 71.46±14.72 6.283 0.016
    25(OH)D(nmol/L) 45.3±5.8*#  31.5±5.1*#   20.4±4.6*# 60.5±7.9 3.161 0.036
    NDR、BDR、PDR:同表 1;TC:总胆固醇;TG:甘油三酯;LDL-C:低密度脂蛋白胆固醇;HDL-C:高密度脂蛋白胆固醇;FPG:空腹血糖;HbA1c:糖化血红蛋白A1c;GA:糖化白蛋白;Cys-C:血清胱抑素C;LP-PLA2:脂蛋白相关磷脂酶A2;25(OH)D:25-羟维生素D;*与健康对照组相比,P均<0.05;#NDR、BDR、PDR组间两两比较,P均<0.05
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    表  3   糖尿病视网膜病变的危险因素分析

    危险因素 β SE Wald值 P OR 95%CI
    病程   1.713 0.562   9.514 0.000 6.093 1.763~18.253
    HbA1c   1.802 0.571   9.565 0.000 6.184 1.865~18.731
    GA   0.473 0.588   0.672 0.359 1.593 0.562~4.775
    Cys-C   2.316 0.675   8.641 0.001 5.972 1.305~10.741
    LP-PLA2   0.374 0.104   7.583 0.008 1.725 1.157~3.026
    25(OH)D -0.601 0.142 16.248 0.000 0.129 0.031~0.391
    HbA1c、GA、Cys-C、LP-PLA2、25(OH)D:同表 2
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-07
  • 刊出日期:  2020-09-17

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