Уровень С-пептида и распространенность панкреатических аутоантител у детей с сахарным диабетом 1 типа при разной длительности заболевания

ОБОСНОВАНИЕ

Измерение уровня С-пептида используется для оценки секреции эндогенного инсулина у пациентов с сахарным диабетом 1 типа (СД1). Несмотря на то что СД1 характеризуется развитием абсолютной недостаточности инсулина, у некоторых пациентов остаточная секреция инсулина может сохраняться достаточно длительное время [1], оказывая влияние на течение СД1. Клинические эффекты заключаются в снижении частоты легкой и тяжелой гипогликемии, развития микрососудистых осложнений, снижении суточной дозы инсулина, частоты диабетического кетоацидоза и смерти от него [2–4]. Анализ взаимосвязи показателей непрерывного мониторинга глюкозы с остаточной функцией β-клеток продемонстрировал отрицательную корреляцию между уровнем С-пептида натощак и вариабельностью гликемии, частотой гипогликемий [5]. Стимулированный уровень С-пептида >0,6 нг/мл указывает на клинически значимую остаточную секрецию, способствующую контролю гликемии [6][7].

Оценка уровня С-пептида может быть полезна для уточнения типа СД в сложных клинических ситуациях, что, в свою очередь, определит выбор тактики лечения пациента [8]. Увеличение распространенности ожирения среди детей привело к повышению частоты диагностики и СД1 на фоне этой патологии [9], что может затруднять верификацию типа диабета. У большинства детей с СД1 абсолютный дефицит инсулина развивается в течение первых 2–3 лет после постановки диагноза, в то время как при СД 2 типа (СД2) секреция инсулина сохраняется в течение более длительного времени [8], хоть и менее продолжительного по сравнению со взрослыми пациентами. У детей с СД1, развившимся на фоне ожирения, зачастую потребность в инсулинотерапии возникает не сразу или наблюдается длительная фаза ремиссии СД1 по аналогии с латентным аутоиммунным сахарным диабетом взрослых (LADA), и им может быть ошибочно установлен диагноз СД2 [10]. Положительный титр специфических панкреатических аутоантител (Ат) не характерен для детей с СД2 и моногенными формами диабета. Описание динамики уровня С-пептида у детей с СД1, частоты выявления остаточной секреции С-пептида и ее уровня, оценка распространенности разных видов панкреатических Ат в зависимости от длительности СД1 улучшат дифференциальную диагностику подтипов СД.

Кроме того, исследование уровня С-пептида может использоваться для оценки резерва поджелудочной железы как в клинической практике, так и в клинических исследованиях применения новых лекарственных препаратов, замедляющих прогрессирование заболевания на ранних стадиях.

В большинстве исследований, проведенных к настоящему времени, секреция С-пептида, уровень панкреатических Ат оценивались в начальный период СД1. И только в некоторых исследованиях изучена динамика уровней С-пептида и Ат на протяжении заболевания [11–14].

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Оценить уровень С-пептида и распространенность панкреатических Ат у детей с СД1 при разной длительности заболевания и выявить факторы, ассоциированные с сохранной секрецией С-пептида.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Место и время проведения исследования

Место проведения. Обследование и лечение пациентов проводились в детском отделении сахарного диабета ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России.

Время исследования. В исследование включены данные из историй болезни пациентов, проходивших стационарное обследование с января 2016 г. по декабрь 2020 г.

Изучаемые популяции

Проанализированы клинико-лабораторные данные из историй болезни 1641 ребенка с СД. Отобраны данные 703 детей с СД1, которым проводилось исследование уровня С-пептида и у которых выявлен положительный титр одного или более панкреатических Ат (к транспортеру цинка (ZnT8), тирозинфосфатазе (IA-2), глутаматдекарбоксилазе (GAD), цитоплазматическим структурам β-клеток (ICA), антиинсулиновые Ат (IAA)). Пациенты были распределены на 3 группы в зависимости от длительности СД1: 1-я группа — длительность менее 1 года, 2-я группа — от 1 года до 5 лет, 3-я группа — более 5 лет.

Анализ в подгруппах

Для оценки влияния возраста диагностики СД1 на течение заболевания пациенты были дополнительно разделены на 3 группы: с возрастом диагностики СД1 до 7 лет, от 7 до 12 лет, старше 12 лет.

Для анализа влияния избыточного веса и ожирения на течение СД1 пациенты были дополнительно разделены на 3 группы: с SDS (числом стандартных отклонений от среднего) индекса массы тела (ИМТ) <1, SDS ИМТ от 1 до 2, SDS ИМТ >2.

Дизайн исследования

Одноцентровое одномоментное исследование.

Методы

Общеклинические данные включали показатели возраста диагностики СД1, антропометрические показатели (SDS ИМТ (число стандартных отклонений от среднего ИМТ для конкретного возраста и пола)). Диагностическим критерием избыточной массы тела считали SDS ИМТ >1,0; ожирения — >2,0.

Гликированный гемоглобин (HbA_1c) определялся методом жидкостной ионообменной хроматографии на анализаторе Diastat (BioRad, США). Уровень С-пептида оценивался методом усиленной хемилюминесценции на анализаторе COBAS 6000 фирмы Roche Diagnostics (Швейцария). Референсные значения С-пептида — 1,1–1,4 нг/мл. Уровень С-пептида ниже 0,2 нг/мл оценивался как низкая, от 0,2 до 0,6 нг/мл — как остаточная, выше 0,6 нг/мл — сохранная секреция С-пептида.

Стимулированная секреция С-пептида оценивалась в ходе пробы со стандартным жидким завтраком: уровень С-пептида исследовался через 60 и 120 мин после приема специализированного питания Clinutren Junior, Nestlé Health Science (1 ккал/мл; 65% углеводов, 20% жиров и 15% белка) из расчета 6 мл препарата на 1 кг веса, но не более 360 мл.

Иммунологическое исследование: количественное определение Ат к ICA, GAD и IAA проводилось с помощью иммуноферментных наборов Isletest-ICA, GADA, IAA фирмы Biomerica, Ат IA-2 — наборов Medizym фирмы Medipan MGBH, Ат к ZnT8 — иммуноферментных наборов Zinc Transporter 8 Autoantibody Human ELISA фирмы BioVendor.

Статистический анализ

Размер выборки предварительно не рассчитывался. Обработка и анализ статистических данных проводились в программах Statistica 8.0 (StatSoft, США), MS Excel 2010 (Microsoft, США). Количественные данные представлены в виде медианы и интерквартильного размаха Me (25–75 перцентиль); качественные данные — в виде абсолютных значений (n) и/или частот (%). Различие между количественными признаками оценивалось с помощью критерия Краскела–Уоллиса (при сравнении 3 и более выборок) и Манна–Уитни (при сравнении двух выборок). В случае множественных сравнений использовалась поправка Бонферрони. Различие между качественными признаками оценивалось с помощью точного критерия Фишера. Значение р менее 0,05 считалось статистически значимым. Взаимосвязь между двумя показателями оценивалась с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена.

Этическая экспертиза

Протокол исследования одобрен локальным комитетом по этике ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России (выписка из протокола №17 от 23.10.2019). Все родители и официальные опекуны пациентов подписывали информированное согласие до включения в исследование.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Клинико-лабораторная характеристика пациентов представлена в табл. 1. Медиана длительности заболевания в 1-й группе составила 0,5 года [ 0,3; 0,8]; во 2-й группе — 2,2 года [ 1,4; 3,1]; в 3-й группе — 7,5 года [ 5,6; 8,7].

Данные представлены в виде медианы и интерквартильного размаха: Me [Q1; Q3].

Возраст на момент диагностики был сопоставим в 1-й и 2-й группах и статистически значимо ниже в 3-й группе детей. Медиана SDS ИМТ, а также процентное соотношение детей, имеющих избыточный вес или ожирение, во всех 3 группах не отличались. Уровень HbA_1c был значимо (p=0,001) выше при длительности заболевания более 5 лет. Рост уровня HbA_1c с увеличением длительности заболевания отмечался у пациентов обоих полов и статистически значимо не отличался между мальчиками и девочками во всех выделенных группах (рис. 1, см. табл. 1). Процент пациентов с уровнем HbA_1c более 7% также повышался с увеличением длительности заболевания: 52,65% при длительности СД1 менее 1 года, 57,3% — от 1 до 5 лет, 77,2% — более 5 лет.

Суточная доза инсулина (на момент выписки из стационара) у детей с СД1 повышалась с увеличением длительности заболевания (r=0,33; p<0,001). Отмечена тенденция к более высокой суточной дозе инсулина у девочек по сравнению с мальчиками, однако статистически значимых различий не выявлено (рис. 2).

Динамика уровня С-пептида у детей с СД1

Как известно, с увеличением длительности СД1 уровень С-пептида снижается. Среди обследованных нами пациентов медиана уровня С-пептида при длительности СД1 менее 1 года составила 0,6 нг/мл [ 0,27; 1,09]; при длительности от 1 года до 5 лет — 0,2 нг/мл [0,01; 0,8]; при длительности более 5 лет уровень был крайне низким — 0,01 нг/мл [ 0,01; 0,037]. Статистически значимых различий в уровне С-пептида в зависимости от пола не получено (рис. 3).

Сохранная секреция С-пептида при длительности СД1 до 1 года определялась в 51,4%, от 1 до 5 лет — в 31,4%, более 5 лет — в 11,4% случаев (p <0,01; рис. 4).

У 146 пациентов с определяемым базальным уровнем С-пептида (более 0,1 нг/мл) исследованы стимулированные уровни С-пептида в ходе пробы со стандартным жидким завтраком (табл. 2). Несмотря на то что уровень С-пептида натощак статистически значимо снижался с увеличением длительности СД1, значимых различий в стимулированных уровнях С-пептида между группами не получено.

Влияние возраста диагностики СД1 на секрецию С-пептида

При длительности СД1 до 1 года базальный уровень С-пептида был значимо ниже при диагностике заболевания в более раннем возрасте: до 7 лет — 0,33 нг/мл [ 0,09; 0,56], от 7 до 12 лет — 0,71 нг/мл [ 0,44; 1,16], старше 12 лет — 1,12 нг/мл [ 0,79; 1,75] (табл. 3). При длительности заболевания от 1 года до 5 лет сохранялась та же зависимость с более низким уровнем С-пептида при меньшем возрасте дебюта СД1: при диагностике СД1 в возрасте младше 7 лет секреция С-пептида при данной длительности заболевания практически не определялась, у пациентов с началом СД1 от 7 до 12 лет отмечалась остаточная секреция С-пептида, при манифестации заболевания в возрасте старше 12 лет базальная секреция С-пептида зачастую оставалась сохранной. При длительности заболевания более 5 лет уровень С-пептида был крайне низким вне зависимости от возраста манифестации СД. Корреляционный анализ выявил отрицательную ассоциацию между уровнем С-пептида и длительностью СД1 (r=-0,489; p=0,001), положительную ассоциацию с возрастом манифестации СД1 (r=0,547; p=0,000).

Наличие собственной секреции инсулина у пациентов с СД1 влияет на величину потребности в экзогенном инсулине. Среди обследованных пациентов, дебют СД1 у которых пришелся на возраст старше 12 лет, при длительности заболевания менее 5 лет суточная доза инсулина была статистически значимо ниже по сравнению с теми, кто заболел в возрасте младше 7 лет (см. табл. 3). При длительности заболевания более 5 лет различий в суточной дозе инсулина не получено. Корреляционный анализ подтверждает обратную зависимость между секрецией С-пептида и суточной дозой инсулина (r=-0,637; p=0,000).

Влияние избыточного веса и ожирения на секрецию С-пептида

У пациентов с ожирением (SDS ИМТ >2) определялись значимо более высокие уровни тощакового С-пептида как в первый год заболевания, так и при длительности СД1 от 1 года до 5 лет (табл. 4). Значимых различий в уровнях С-пептида у детей с нормальным (SDS ИМТ <1) и избыточным весом (SDS ИМТ 1-2) не получено (табл. 4). Кроме того, в первые 5 лет заболевания у пациентов с ожирением значимо чаще (p<0,01) встречался соответствующий норме уровень С-пептида (в соответствии с референсными значениями лаборатории — более 1,1 нг/мл) (рис. 5). У всех пациентов, вне зависимости от ИМТ, отмечено снижение уровня С-пептида до низких и неопределяемых значений при длительности СД1 более 5 лет.

Статистически значимых различий в уровне HbA_1c между пациентами с нормальным и избыточным весом/ожирением не получено (табл. 4). Суточная доза инсулина у пациентов с ожирением была ниже при любой длительности заболевания, однако значимые различия с пациентами без ожирения получены только при длительности СД1 менее 1 года (p<0,01) (см. табл. 4).

Иммунологические маркеры СД1.

В общей группе пациентов частота выявления только 1 вида специфических Ат составила 29,5%, 2 видов — 33,6%, 3 и более видов — 36,9% (рис. 6). У пациентов с повышенным титром только одного вида Ат наиболее часто выявлялись ZnT8 (в 42,3%) и IA-2 (в 39%) (рис. 7).

При длительности СД1 менее 1 года статистически значимо чаще выявлялось повышение одного вида Ат, чем при большей длительности заболевания (p<0,05) (рис. 8). А частота выявления 3 и более видов Ат была статистически значимо выше при длительности СД1 более 1 года (p<0,05). Корреляционный анализ не выявил зависимости количества видов Ат от длительности СД1, возраста дебюта заболевания и SDS ИМТ.

При анализе процента выявления различных видов Ат у детей при разной длительности заболевания (рис. 9) установлено, что при длительности СД1 менее 1 года чаще всего встречаются IA-2 и ZnT8. При длительности СД1 более 5 лет чаще всего обнаруживались ICA. В наименьшем проценте случаев обнаруживали IAA при любой длительности СД1. Частота выявления IA-2, ZnT8 снижалась с увеличением длительности заболевания (p<0,05 и p<0,01 соответственно), в то время как частота выявления ICA увеличивалась (p<0,01). Распространенность IAA и GAD значимо не отличалась при разной длительности СД1.

В нашем исследовании установлено, что IAA на первом году заболевания выявляются с сопоставимой частотой (30–40%) в группах с разным возрастом дебюта СД1 (рис. 10), а при длительности заболевания более 1 года статистически значимо чаще обнаруживались у детей с манифестацией СД1 ранее 7 лет (p<0,01). IA-2 статистически значимо реже определялись при любой длительности заболевания у детей с диагностикой СД1 до 7 лет (p<0,05). Частота выявления ICA увеличивалась с увеличением длительности СД1 при любом возрасте диагностики (p<0,05).

Ассоциации между видом, титром Ат и уровнем С-пептида, длительностью СД1, возрастом манифестации заболевания и SDS ИМТ не выявлено.

ОБСУЖДЕНИЕ

В классическом понимании СД1 характеризуется антитело-ассоциированным разрушением β-клеток, приводящим к абсолютной недостаточности инсулина. Однако у большого числа пациентов С-пептид может определяться спустя долгое время после постановки диагноза. В нашем исследовании, проанализировавшем данные 703 детей с СД1, у 48,7% пациентов уровень С-пептида натощак был выше 0,2 нг/мл при длительности СД1 от 1 года до 5 лет, а при длительности более 5 лет — у 17,1%. Частота выявления остаточной и сохранной секреции С-пептида зависит от возраста диагностики СД1. В нашем исследовании в группе детей с возрастом диагностики СД1 менее 7 лет у большинства пациентов через 1 год от начала заболевания уровень С-пептида натощак был крайне низким. В то время как у детей с манифестацией заболевания в возрасте старше 12 лет при длительности СД1 от 1 года до 5 лет зачастую определяется не только остаточная, но и сохранная секреция С-пептида (более 0,6 нг/мл).

Полученные данные согласуются с результатами других исследований. По данным A.K. Davis и соавт., у пациентов с СД1, возникшим в детском возрасте, определяемый уровень С-пептида не натощак (более 0,051 нг/мл) через 3–5 лет после постановки диагноза наблюдался в 46%, у 6% пациентов при длительности СД1 более 40 лет [12]. Вероятность выявления определяемого уровня С-пептида повышалась на 6% с каждым увеличением возраста диагностики СД1 на 1 год в случае сопоставимой длительности заболевания.

Частота остаточной секреции С-пептида при большой длительности СД1 (более 50 лет) проанализирована также среди пациентов с СД, награжденных медалью Джослина: у 64,4% пациентов выявлен остаточный уровень С-пептида не натощак (0,09–0,6 нг/мл), у 2,6% — сохранный уровень (более 0,6 нг/мл) [15]. Стоит отметить, что СД1 в данной когорте пациентов был диагностирован в детском возрасте (возраст диагностики СД1 11±6,5 года).

В нашей работе у пациентов с ожирением значимо чаще определялся сохранный уровень С-пептида в первые 5 лет после постановки диагноза СД1, что было продемонстрировано и другими исследователями [11][16]. При длительности заболевания менее 1 года это приводило к значимо более низкой потребности в инсулине. Несмотря на медленное истощение секреторной функции β-клеток у пациентов с ожирением, значимых различий в уровне HbA_1c у пациентов с нормальным и избыточным весом не получено. Сохранная секреция уровня С-пептида у детей с СД1 и ожирением может быть причиной ошибочной диагностики у них СД 2 типа.

В работе J.W. Hwang и соавт. проанализированы факторы, ассоциированные c сохранным уровнем С-пептида натощак (более 0,6 нг/мл) у 34 детей в течение 3 лет наблюдения. Выявлена положительная корреляция между уровнем С-пептида и возрастом диагностики СД1 и ИМТ. Ассоциации с выраженностью кетоацидоза в дебюте заболевания, наличием Ат и уровнем HbA_1c не наблюдалось [13]. Полученные данные согласуются с результатами The Diabetes Control and Complications Trial [7].

Вопрос о том, ускоряют ли наличие ожирения и сопутствующая ему инсулинорезистентность прогрессирование дефицита инсулина или время начала СД1, до сих пор остается спорным. Нами не выявлено ассоциации между SDS ИМТ и возрастом начала СД1, как и в исследованиях ряда других авторов [11][16]. Однако есть исследования, в которых показана роль ожирения у детей в более раннем развитии СД1 [17][18].

Полученные нами данные об уровне С-пептида при разной длительности СД1 свидетельствуют о том, что выявление остаточной и даже сохранной секреции С-пептида при СД без анализа других показателей (уровня панкреатических Ат, остроты манифестации, длительности заболевания, наследственной отягощенности, результатов молекулярно-генетического исследования в ряде случаев) не может исключать СД1 при проведении дифференциальной диагностики.

По литературным данным, положительный титр одного и более видов Ат выявляется у 65–90% детей при длительности СД1 5–10 лет и у 50% пациентов при длительности заболевания более 10 лет [14][19][20]. Среди пациентов с СД, награжденных медалью Джослина, у 29,5% определялись положительные титры IA-2 или GAD [15]. В нашей работе пациенты с отрицательным титром Ат заведомо не включались в исследование.

В результате анализа данных установлено, что наиболее часто выявляемыми Ат у детей в дебюте заболевания являются Ат IA-2 и ZnT8, что соотносится с результатами, полученными другими авторами [14][21]. По данным E. Niechciał и соавт. была выявлена положительная корреляция между титром Ат ZnT8 и тяжестью кетоацидоза у детей с СД1 [21]. В этой работе у взрослых пациентов, серопозитивных только по одному виду Ат, наиболее часто выявлялись Ат GAD. В нашем исследовании у детей с повышенным титром только одного вида Ат наиболее часто выявлялись IA-2 и ZnT8.

Нами не выявлено ассоциаций между количеством видов Ат, их титром и уровнем С-пептида, HbA_1c, наличием избыточного веса и ожирения. Полученные данные согласуются с результатами предшествующих исследований [22]. Только в исследовании B. Glowinska-Olszewska у детей с СД1 и избыточным весом распространенность ZnT8 была значимо выше по сравнению с детьми с нормальным весом [14]. Экспериментальные работы на животных моделях показали, что снижение экспрессии транспортера цинка ZnT8 в β-клетках не ассоциировано с ожирением, тогда как снижение экспрессии в других тканях организма ассоциировано с инсулинорезистентностью и набором веса [23].

Важными данными нашего исследования являются большая выборка пациентов и проведение исследования С-пептида и Ат централизованно, в одной лаборатории. Ограничением данной работы является поперечный дизайн исследования с отсутствием данных о динамике изменений исследованных показателей в одной когорте пациентов. Исключение из исследования пациентов с отрицательным титром Ат, с одной стороны, позволило снизить риск попадания в выборку пациентов с неиммунными формами инсулинозависимого диабета, с другой — повысить процент выявления пациентов с остаточной и сохранной секрецией С-пептида.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Уровень С-пептида у детей с СД1 в первые 5 лет от начала заболевания значимо выше при более старшем возрасте диагностики СД и наличии ожирения. Частота выявления IA-2, ZnT8 снижается с увеличением длительности заболевания, в то время как частота выявления ICA увеличивается. Не выявлено ассоциации между уровнем С-пептида и видом, количеством и титром Ат.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Исследование выполнено в рамках исполнения государственного задания № АААА-А20-120011790173-6.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Романенкова Е.М. — концепция и дизайн исследования, набор материала, написание текста, получение, анализ, статистическая обработка и интерпретация полученных данных; Еремина И.А. — концепция и дизайн исследования, набор материала, написание и редактирование текста, получение, анализ, статистическая обработка и интерпретация полученных данных; Лаптев Д.Н. — концепция и дизайн исследования, набор материала, написание и редактирование текста, получение, анализ, статистическая обработка и интерпретация полученных данных; Титович Е.В. — набор материала, редактирование текста; Сечко Е.А. — набор материала, редактирование текста; Петеркова В.А. — концепция и дизайн исследования, редактирование текста; Безлепкина О.Б. — редактирование текста. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.