犬糖尿病相关研究

犬糖尿病的分类及相关研究犬糖尿病的分类及相关研究 糖尿病是犬最常见的内分泌疾病之一。其主要发生于中、老龄犬，并且其患病率正在逐年升高。 三十年前，其患病率约为 1.9%，而到 1999 年，其患病率上升了三倍，约为 5.8%1。历史上，犬在 人类对糖尿病的病理生理与治疗方面的研究上就已经发挥着关键的作用，1889 年 Joseph 与 Oskar 发现切除健康犬的胰腺可以导致多尿和烦渴的发生，因此，他们认为自己已经成功构建了糖尿病的 动物模型，并正确地推段胰腺必须分泌一种“抗糖尿病的因子”（即后来发现的胰岛素）以使机体能 够利用葡萄糖2。1921 年一只糖尿病犬成为第一个胰岛素治疗的受试者3，这为人类糖尿病的治疗 铺砌了道路。尽管啮齿类动物，像非肥胖性糖尿病鼠与 BB 鼠，已经长期取代了犬作为糖尿病的主 要动物模型。但患糖尿病的小猎犬（常由胰腺切除所导致）仍被用于研究，尤其是在胰岛细胞移植 方面的研究4。 尽管糖尿病患犬的诊断与治疗和人糖尿病大体相同，但对犬糖尿病发病机制的研究并没有跟上 人糖尿病发病机理研究的步伐，尤其是在该病遗传与免疫方面的研究。此外，在犬糖尿病的分类上 目前没有统一的国际标准。在犬糖尿病潜在病因的鉴定上没有快速的实验室检测方法，而对于该病 的诊断则通常是在疾病的后期才被做出。因此，本文就近些年有关犬糖尿病的研究作一综述，以期 人们能够对犬糖尿病有一个新的认识，并希望人类能够从其最亲近的伴侣身上学到一些有用的东西。 1 犬糖尿病的分类犬糖尿病的分类 犬糖尿病的分类没有公认的国际标准。目前，在英国成立了一个对犬糖尿病感兴趣的小组，该 小组一方面是为了规范犬不同类型糖尿病的诊断标准，另一方面是为了推动兽医学校与兽医诊断实 验室的共同研究。 人类糖尿病的分类不会轻易地用于犬。以前，尽管所有患糖尿病的犬均需胰岛素治疗，但犬糖 尿病仍被分为胰岛素依赖性和非胰岛素依赖性两类。在英国皇家兽医学院，目前使用的犬糖尿病的 分类系统是以疾病的发病机制为基础的，而不是根据疾病对胰岛素治疗的临床反应。因而，犬糖尿 病可以广泛地分为两类：原发性胰岛素缺乏性糖尿病（IDD） ，该类糖尿病是由血内胰岛素不足引 起的高血糖症。以及原发性胰岛素拮抗性糖尿病（IRD），该类糖尿病可见高血糖症与高胰岛素血 症共存。 犬慢性高血糖症（如血糖高于 14mmol/L）本身可以引起永久性 -细胞功能障碍5。由于在糖 尿病的发病与畜主向兽医求助之间常会存在着时间上的迟滞，因而患有原发性 IRD 的犬常会发展 为 IDD，进而推测 -细胞继发性消亡的结果与未校正的高血糖症有关。这样的病例在诊断时可能会 呈现 IDD 的症状，但在胰岛素拮抗的潜在因素被确定之前，血糖过多的控制可能很难证明。 1.1 胰岛素缺乏性糖尿病（胰岛素缺乏性糖尿病（IDD） 1.1.1 先天性先天性 -细胞发育不全或生活力缺失细胞发育不全或生活力缺失 12月龄以内的犬很少有患糖尿病的报道。对四只12月龄以内糖尿病患犬的研究表明，它们的组 织病理学变化与先天性-细胞发育不全相一致6。一个由遗传引起的，以胰腺-细胞发育不全为特 征的，早期形成的糖尿病在荷兰狮毛犬已有报道7，研究证明这种情况很可能是由于常染色体隐性 突变引起的，尽管精确的遗传缺失仍没有阐明8。Catchpole等鉴定了6只在12周龄左右出现糖尿病 临床症状的拉布拉多猎犬（其中有3只来自同一窝），它们也表现出先天性-细胞异常，其中一只 犬胰腺的组织病理学检查结果表明可见明显的胰岛发育不全。但到目前为止，仍未进行遗传分析9。 1.1.2 胰腺外分泌疾病与犬糖尿病胰腺外分泌疾病与犬糖尿病 犬的急性胰腺炎以腹痛和呕吐为特征，并可发展为危及生命的电解质失衡、脱水以及弥散性血 管内凝血。患有慢性胰腺炎的犬呈现出细微的、非特异性的临床症状，且很难诊断10。虽然胰腺炎 主要影响外分泌组织，但炎性应答可以影响内分泌功能，尤其是-细胞，对包括IL-1与TNF-在内 的炎性介质的有害作用似乎是敏感的11。有人提出犬的胰腺炎可能启动了-细胞的损伤，而抗原的 随后释放可能刺激了潜在的加剧胰岛破坏的免疫反应12。据报道在糖尿病患犬中，经生化与组织病 理学检测有28-40患有胰腺炎13, 14，这可能表明糖尿病的临床症状是亚临床、轻度胰腺外分泌疾 病的首要指示。最初的研究表明被证实患有慢性胰腺炎的犬具有葡萄糖耐量降低（通过胰高糖素兴 奋试验鉴定的），尽管还不清楚有多大比例可发展为显性糖尿病。 慢性胰腺炎在人与犬均能够导致胰腺外分泌机能不全，并可使一定比例的动物发生糖尿病10。 犬胰腺外分泌机能不全的最普遍形式是由胰腺腺泡萎缩引起的15，其中最常见于德国牧羊犬，它占 了所有胰腺机能不全病例的66。在胰腺腺泡萎缩的病例，外分泌组织可见明显的T-淋巴细胞浸润， 表明了有免疫介导的成分，然而，在这样的病例中，内分泌组织通常会受到保护，像以前报道的一 样糖尿病很少在这类犬中发生。小型髯犬是糖尿病的高危品种，且较易感染以血浆甘油三酯浓度升 高和极低密度脂蛋白过度循环为特征的自发性高脂蛋白血症16。由于高脂血症被认为是胰腺炎的易 感因素，因而有人提出患有自发性高脂蛋白血症的犬可能会因为胰腺炎症的反复发作而患上糖尿病。 在Davison等的研究中，253只糖尿病患犬中有8只，其临床症状与生化异常情况和胰腺炎相一 致，进一步的研究表明其中的7只还具有胰腺外分泌机能不全17。这很可能低估了亚临床胰腺外分 泌疾病的比例，同时也表明所应用的诊断检测方法的敏感性与特异性均较差18。血清生化标志，像 淀粉酶与脂肪酶在胰腺炎症时常呈现升高，但不是永恒不变的19。在犬糖尿病时血清淀粉酶也会升 高20。犬胰蛋白酶样免疫反应性是犬急性胰腺炎的有效标志，但在疾病的末期其反应性会降低21。 犬胰脂肪酶的免疫反应性可能是犬胰腺炎症更为敏感的标志22。血清胰脂肪酶免疫反应性的连续测 定表明，亚临床胰腺炎在糖尿病患犬中相对普遍。然而，并不清楚胰腺炎是否是原发病，增加了糖 尿病发生的危险，还是恰好相反23。因而仍需进一步的研究以澄清犬胰腺炎与糖尿病之间的联系。 1.1.3 自身免疫与犬糖尿病自身免疫与犬糖尿病 人类型糖尿病是由胰腺-细胞的自身免疫性破坏引起的。尽管对于犬的研究较少，依据也不 如人与啮齿类动物的充分，但免疫介导的-细胞损伤可能也参与了犬糖尿病的发生24。像前人报道 的一样，胰岛的淋巴细胞性浸润仅在部分患糖尿病的成年犬中可观察到13，而且这也不是幼龄病犬 的特征25。当临床症状明显时，多数糖尿病患犬已达中、老龄。虽然C-肽值在新诊断的动物中要比 在长期耐受的动物中高一些，但发展为完全胰岛素缺乏的比率并没有被广泛研究26。因而，犬糖尿 病可能相当于人类型糖尿病成年形式的潜在自身免疫性糖尿病27，该类糖尿病以缓慢的进行性- 细胞破坏为特征28。 在犬糖尿病中，至今仍未见有关细胞介导的免疫反应的报道。研究证明，在最近诊断的糖尿病 患犬中50%有抗胰岛细胞的抗体存在，从而表明在犬糖尿病的发生中有自身抗体的存在29，同时免 疫介导的-细胞破坏在某些动物中可能是一个因素30。此外，糖尿病血清也含有能够刺激补体介导 的-细胞溶解的抗体24，说明这些自身抗体可能参与了糖尿病的发生。这类抗胰岛免疫反应的抗原 特异性目前仍不清楚。虽然在最近诊断的犬中已经证明有抗胰岛素抗体的存在，但对犬抗-细胞反 应性的初步研究表明胰岛素并不是首要目标12。Catchpole等利用蛋白印迹法筛选了抗重组犬胰岛素 原糖尿病血清，并对最近15只患犬中的6只进行了胰岛素原反应性观察。他们希望在不久的将来能 够通过液相RIA筛选出抗犬胰岛素的糖尿病血清9。 人型糖尿病的遗传易感性与编码MHC类分子的基因密切相关31。与HLA DQA和DQB基因 有联系，受DR基因影响32。某些品种的犬易发生糖尿病，因而表明在犬糖尿病的发生中也存在遗 传因素的作用。如果-细胞消亡是通过免疫介导发生的，那么犬糖尿病的易感性可能与编码犬MHC 分子的DLA有关。Kennedy等对122条糖尿病患犬进行了基因型鉴定，其中一个单倍型（DLA DRB1*009, DQA1*001, DQB1*008）与其对照组相比显著升高33。此外，编码高变区2第55位置精 氨酸（Arg55）的DLA DQA1等位基因与犬糖尿病有关，且可能等同于人糖尿病中HLA DQA1 Arg52的作用34。 1.2 胰岛素拮抗性糖尿病（胰岛素拮抗性糖尿病（IRD） 1.2.1 母犬的间情期糖尿病母犬的间情期糖尿病 IRD的最普遍形式发生在母犬生殖周期的间情期，这类似于人的妊娠糖尿病。犬是非季节性的、 单一发情期的动物，在发情期后，所有母犬均进入孕酮占主导地位的黄体期，该期约持续60d，孕 酮作用于犬的乳腺，刺激被释放进入血液循环的生长激素产生35。在生理学上，间情期未妊娠的母 犬处于假孕状态，并且在妊娠与假孕的动物间几乎没有激素的差异。 在间情期，循环血液中高浓度的孕酮与生长激素能够拮抗胰岛素的功能，并导致葡萄糖耐量降 低。这种状况在幼犬不会表现出明显的临床症状，而在中老龄犬则可以看到明显的间情期糖尿病36。 在间情期，胰岛素拮抗与葡萄糖耐受不良的反复循环最终很可能会导致永久性葡萄糖内环境稳定性 降低。假如-细胞仍能发挥一定的作用，在动物首次出现糖尿病症状时，如果进行胰岛素治疗，且 进行阉割，则临床症状可能会消失。然而，许多被诊断为间情期糖尿病的犬在卵巢子宫切除后对胰 岛素仍具有依赖性，表明在临床症状明显之前，已有大量的-细胞被破坏。 由于在发情期间，胰岛素拮抗的程度不同，因而在患糖尿病的所有母犬中，血糖过高的稳定性 很难用胰岛素治疗进行控制。因而有人推荐被诊断为糖尿病的母犬应尽早进行卵巢子宫切除术。 1.2.2 犬犬 IRD 的其它类型的其它类型 葡萄糖内环境稳定性降低是其它内分泌疾病的特征，包括肾上腺皮质功能亢进（库兴氏综合征） 与肢端肥大症。在有些病例中，这也能导致显性糖尿病的发生。当原发病得到充分的控制后，高血 糖只是短暂性的，且很快消失12。美国宾西法尼亚州大学对221只糖尿病患犬进行了研究，结果有 50只（22%）同时患有肾上腺皮质功能异常（异常低剂量地塞米松抑制试验和/或促肾上腺皮质激素 兴奋试验）14。在对60只肾上腺皮质功能亢进犬的研究表明，有23只因中度或重度的胰岛素机能亢 进而具有高血糖症，有5只因胰岛素相对缺乏而患有显性糖尿病37。该研究表明患有肾上腺皮质功 能亢进的犬，如果其原发病没有得到及时的诊断与治疗，便可能由IRD发展为IDD。 没有证据表明犬的糖尿病与人型糖尿病相等同。肥胖能够导致胰岛机能亢进与葡萄糖耐受不 良38，并且胰岛素的拮抗作用在日粮含有高饱和脂肪的犬中尤为明显39。有些患有进食性胰岛机 能亢进的肥胖犬在静脉注射葡萄糖后胰岛素的分泌仍能够增加，而有些则不会增加39。尽管肥胖在 英国犬中比较普遍，且能够影响动物利用葡萄糖的能力，但其是否能够进一步发展为显性糖尿病仍 没有得到证明。 2 结语结语 在犬糖尿病中，-细胞功能异常有几种潜在的原因。型糖尿病似乎不会发生在犬上，而多数 糖尿病患犬要依赖于胰岛素治疗，且易发生糖尿病性酮症酸中毒。-细胞消亡的病理机制仍未得到 阐明。在多数病例中，胰腺炎或/和免疫介导的-细胞破坏很可能是IDD的主要潜在因素。在部分患 犬中，有胰岛素、GAD65与IA-2自身抗体的存在，但仍不清楚它们是-细胞破坏的原因，还是-细 胞破坏的结果。犬免疫介导性糖尿病更类似于成人的潜在自身免疫性糖尿病，而不是典型的人型 糖尿病。在我们阐明犬糖尿病的发病机理，以及遗传与环境因素在疾病易感性方面的作用之前，仍 需要进一步的研究工作。 参考文献参考文献 1 Guptill L, Glickman L and Glickman N. 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