孕期血浆脂肪酸组成与妊娠糖尿病的关联性研究

发布时间：2020-05-12 18:28

【摘要】：妊娠糖尿病(Gestational diabetes mellitus,GDM)是女性妊娠期间最常见的并发症之一,根据国际糖尿病联盟(International Diabetes Federation,IDF)的最新数据,2017年全球有近14%的妊娠女性患有GDM。尽管多数患有GDM的女性在分娩后糖耐量可恢复至正常,但其仍会对母亲和胎儿带来许多近远期不良健康影响。因此,GDM的预防及控制已成为全球共同关注的重大公共卫生问题。GDM的主要危险因素包括肥胖、高龄、糖尿病家族史等。此外,诸多研究表明合理的膳食模式及干预或可成为遏制GDM的有效手段。随着时间的推移,人们的饮食习惯也在逐渐发生变迁。脂肪种类中,饱和的动物性脂肪的摄入量在逐渐增加,不饱和脂肪摄入量在相对减少。这种膳食结构的改变会显著影响人组织脂肪酸构成,同时对人体代谢及健康也会产生一定影响。脂肪酸是脂肪的重要组成部分,组织中脂肪酸组成既可以反映饮食摄入情况也可以反映代谢状况,且不受回忆偏倚的影响。目前已有许多研究指出,相较于传统的膳食调查方法,将血浆、红细胞或脂肪组织中的脂肪酸成分作为膳食脂肪摄入的生物标志物用于人群流行病学研究显得更为合适。近年来许多研究表明膳食脂肪摄入及血浆中脂肪酸组成与胰岛素抵抗、2型糖尿病的发生发展有关。截至目前,仅有几项流行病学研究探究了GDM与非GDM女性血液成分中脂肪酸分布的差异,但未得出一致结论,且尚未见在中国人群中存在相关的研究报道。此外,不同类型的去饱和酶及延长酶在脂肪酸的代谢转化中起到了关键作用,其与代谢性疾病的关系也受到了越来越多学者的关注。因此,在中国人群中开展大样本的流行病学研究,探讨血浆中脂肪酸亚类、独立脂肪酸组分、脂肪酸代谢酶活性与GDM患病风险的关联,进一步探究与GDM患病风险相关的脂肪酸模式具有重要的现实意义。本研究主要内容分为以下三个部分:第一部分人血浆脂肪酸气相色谱串联质谱测定方法的建立目的:建立一套预处理简便、高灵敏度、高特异性、高通量的血浆脂肪酸气相色谱质谱联用(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)测定方法,实现对血浆中各脂肪酸组分的准确定量分析。方法:本研究采用改良的一步直接酯交换法对血浆脂肪酸进行衍生化,采用Agilent 7890B气相色谱系统串联Agilent 5977A质谱仪对脂肪酸甲酯混合物进行分离分析,通过内标标准曲线法实现对目标化合物的准确定量。最后,参照“欧洲药品管理局分析方法指南”对本方法进行方法学验证。结果:通过对色谱和质谱参数进行优化,可同时实现对38种脂肪酸的高效分离和检测,每个样品的仪器检测时间为35 min。方法学验证结果显示,分析物和内标在各自的保留时间上不存在内源性干扰。目标脂肪酸定量下限介于0.01-0.10μg/mL之间,在标准曲线范围内表现出良好的线性,相关系数r~2均大于0.998。目标脂肪酸在低、中、高三个水平加标样品中的日内精密度和日间精密度分别介于0.63%-7.58%和1.15%-12.28%之间,日内准确度和日间准确度分别介于86.04%-114.78%和86.11%-114.11%之间。结论:本研究建立的血浆脂肪酸GC-MS检测方法前处理过程操作简单、灵敏度高、特异性强、准确性好、稳定性高,适用于人群流行病学大样本量的检测分析。第二部分孕期血浆脂肪酸谱、脂肪酸代谢相关酶活性与妊娠糖尿病的关联性研究目的:探究血浆脂肪酸亚类、独立脂肪酸组分、脂肪酸代谢相关酶活性与GDM患病风险的关系。方法:采用病例对照设计,以2012年8月至2015年4月在湖北省武汉市同济医院内分泌科进行GDM筛查的孕妇作为研究对象,共纳入434名孕晚期女性,包括217例GDM病例及217例依据年龄、孕周及产次进行1:1匹配的对照。研究对象基本信息由受专业培训的研究生采用统一的结构化问卷进行现场收集。血浆脂肪酸浓度采用已建立的GC-MS法进行准确定量分析。脂肪酸去饱和酶和延长酶活性通过产物-底物比值法进行计算。采用多因素条件logistic回归模型、限制性三次样条回归模型探究血浆脂肪酸亚类、独立脂肪酸组分、脂肪酸代谢酶活性与GDM患病风险的关系。校正因素包括年龄、孕前BMI、孕周、产次、吸烟状况、饮酒状况、家族糖尿病史。结果:病例组和对照组血浆总脂肪酸浓度分别为2624.96(2073.66-3472.03)μmol/L和2458.38(1857.25-2985.84)μmol/L(P=0.001)。脂肪酸亚类中,奇数碳饱和脂肪酸与GDM患病风险呈显著的负关联关系,脂肪酸水平最高四分位组(Q4)与最低四分位组(Q1)相比,GDM患病多因素校正OR(95%CI)值为0.45(0.25-0.83)。在纳入分析的20种独立脂肪酸中,13种脂肪酸组分与GDM患病风险呈显著的负关联关系,Q4组与Q1组相比,GDM患病OR(95%CI)值分别为:C14:0,0.55(0.31-0.99);C15:0,0.48(0.25-0.91);C17:0,0.43(0.23-0.78);C18:0,0.32(0.16-0.63);C24:0,0.41(0.22-0.79);C16:1n-7,0.49(0.27-0.88);C20:1n-9,0.25(0.12-0.52);C18:3n-6,0.48(0.25-0.92);C20:2n-6,0.30(0.15-0.59);C18:3n-3,0.37(0.19-0.73);C20:3n-3,0.26(0.13-0.50);C20:5n-3,0.47(0.25-0.89);C22:5n-3,0.33(0.17-0.66)。此外,C24:1n-9与GDM患病风险呈显著的正关联关系,Q4组人群患GDM的OR(95%CI)值为2.05(1.12-3.76)。总脂肪酸水平与各独立脂肪酸组分对GDM患病风险不存在显著交互作用(P0.05)。脂肪酸代谢酶中,Δ9-16去饱和酶及Δ6去饱和酶活性与GDM患病风险存在显著负关联关系,酶活性位于Q4组人群与Q1组相比,GDM患病风险分别降低50%(95%CI,7%-73%)和65%(95%CI,35%-81%)。结论:孕期血浆中较高的C24:1n-9水平和较低的总奇数碳饱和脂肪酸、C14:0、C15:0、C17:0、C18:0、C24:0、C16:1n-7、C20:1n-9、C18:3n-6、C20:2n-6、C18:3n-3、C20:3n-3、C20:5n-3、C22:5n-3水平与GDM患病风险的增高存在显著关联。脂肪酸代谢酶中,Δ9-16去饱和酶及Δ6去饱和酶活性与GDM患病风险存在显著负关联关系。多种脂肪酸对GDM发生发展存在何种联合效应需要进行进一步的探讨。第三部分基于主成分分析的血浆脂肪酸模式与妊娠糖尿病的关联性研究目的:探究多种脂肪酸的联合效应即脂肪酸模式与GDM患病风险的关系。方法:研究对象及基本信息的获取参见第二部分。血浆脂肪酸的测定参见第一部分。采用主成分分析法从434名研究对象血浆20种脂肪酸组分中提取相关矩阵特征值大于1的所有主成分,即主要的脂肪酸模式。利用成分得分系数计算各研究对象脂肪酸模式得分。采用多因素条件logistic回归模型、限制性三次样条回归模型探究各脂肪酸模式与GDM患病风险的关系。结果:通过主成分分析,共提取了四种脂肪酸模式,其方差贡献率依次为31.41%,18.47%,13.56%,9.68%。前两种脂肪酸模式与GDM患病风险呈显著的负关联关系。第一种脂肪酸模式主要特征为:奇数碳饱和脂肪酸(C15:0、C17:0)、C18:0、C18:3n-3、C20:2n-6、C20:3n-6相对浓度较高,C18:2n-6、C24:1n-9相对浓度较低;第二种脂肪酸模式主要特征为:n-3多不饱和脂肪酸、C24:0、C18:3n-6相对浓度较高,C16:0、C20:4n-6相对浓度较低。两种模式中,得分位于最高四分位的人群与最低四分位的人群相比,GDM患病风险分别降低58%(95%CI,24%-77%)和52%(95%CI,10%-74%)。结论:多种脂肪酸的联合作用可能是GDM发生发展的因素之一,在孕期识别特定的血浆脂肪酸模式或能有助于GDM的早期诊断和预防,本研究结果仍有待在前瞻性队列研究中进一步验证。
【图文】：

流程图,多不饱和脂肪酸,流程图,去饱和酶

孕中期血清总 MUFAs 和总 PUFAs 在组间均没有显著差异，但平显著高于对照组；孕晚期病例组血清总 SFAs、MUFAs 及 PUFA对照组。然而，既往研究普遍样本量较少（介于 24-147 间），且中存在相关的研究报道。方面，组织中脂肪酸组成既可以反映膳食脂肪摄入情况，也可以代谢状况[25]。PUFAs 中，n-3 系列母体 α-亚麻酸（Alpha-linolen18:3n-3）及 n-6 系列母体亚油酸（Linoleic acid，LA，，C18:2n-6取，称为必需脂肪酸。如图 1 所示，n-3 PUFAs 和 n-6 PUFAs 在于这两种必需脂肪酸，ALA 和 LA 在体内去饱和酶和延长酶的置插入双键或增加碳原子，从而生成其他长链脂肪酸。SFAs 也去饱和酶（俗称 Δ9 去饱和酶）的作用下生成相应的 MUFAs[34]上述脂肪酸代谢酶类与胰岛素抵抗存在关联[35]，且 Δ6 和 Δ5 去也被认为与 1 型及 2 型糖尿病发病风险的增高相关联[36, 37]。然谢酶类与 GDM 患病风险的证据也十分有限[38]。

色谱图,空白,溶剂,色谱图

空白溶剂（正己烷）总离子流色谱图
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R714.256

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