二型糖尿病流行病学病因课件

2型糖尿病的流行病学病因及发病机理,2型糖尿病在IDF所属国家中 2000年患病率的分布,Diabetes, Atlas 2000,I.D.F. : 国际糖尿病联盟,糖尿病流行情况（一）,全球 1994年1.20亿 1997年1.35亿 2000年1.75亿 2010年2.39亿 2025年3.00亿 糖尿病患病率呈全球性增加，发展中国家尤为明显。,WHO 2001,糖尿病流行情况（全球）,WHO 2001,糖尿病患病率呈全球性增加，发展中国家尤为明显。,糖尿病流行情况（中国）,现有糖尿病患者3千万，IGT约34千万 这其中，超过95以上的患者为2型糖尿病,不同种族及地区与 2型糖尿病患病率的关系,Amos AF, 1997,19973965 名中国糖尿病患者于26 个糖尿病中心参加本研究 20012419名中国糖尿病患者于49个糖尿病中心参加本研究,Diabetes Care Data Collection Project,中国糖尿病控制状态 (1997及2001）,中国糖尿病患者人口统计学,DCDCP, China 1997and 2001,_ 1型糖尿病 2型糖尿病 _ 糖尿病类型(1997) 4.6% 95.1% 糖尿病类型（2001） 3 97 _,2型糖尿病遗传及环境异质性的 主要决定因素,胰岛素分泌缺陷,2型糖尿病,胰岛素作用缺陷,遗传 影响-细胞数量、发生 功能、免疫原性的基因及其它基因,遗传 肥胖基因, 胰岛素作用的基因及其它基因,环境 母亲及胎儿的因素, 胰腺炎, “毒素”及其它,环境 食物摄入过量、缺少运动、年龄、妊娠 母亲及胎儿的因素及其它,2型糖尿病:葡萄糖毒性在发病 机制中的角色,胰岛素分泌异常,葡萄糖,毒性,葡萄糖,毒性,胰岛素抵抗,IGT,IGT,2型糖尿病血糖的升高,2型糖尿病胰岛素抵抗的组成,一个遗传(基因)成分 以及 一个继发的可逆性的成分,2型糖尿病遗传基础的可能模式,2型糖尿病遗传因素 候选基因的突变或表达异常,胰岛素抵抗 葡萄糖转运蛋白，GLUT2及GLUT4的数量减少或活性降低导致肝胰岛素抵抗，及周围组织的胰岛素抵抗 胰岛素受体：编码胰岛素受体亚基和亚基的基因都位于染色体的19p，现已鉴定了近40种突变，造成不同部位的受体或受体后胰岛素抵抗。,人类基因组,人类基因组的总长度 -在单倍体基因组中有3x109碱基对(自然状态下) -3.000cM(基因)* -1cM1Mb,* 在基因图谱上，显示1%重组的两个位置被定义为相距1centimorgan (cM),2型糖尿病的遗传成分,家族发病倾向 在同卵双生的双胞胎中，2型糖尿病有较高的一同发病性 在年龄大于60岁的Caucasians白人人群中，2型糖尿病的患病率大约为10% 2型糖尿病或者异常的葡萄糖耐量发生率 在同胞兄弟姐妹中 38% 在2型糖尿病患者的子女中 33% 在年龄大于60岁的纯种 Nauruans人中，2型糖尿病的患病率大约为83% 在混血儿中则大约为17%,2型糖尿病具体的遗传学研究,基因连锁性研究的方法 大样本家族 受累的兄弟姐妹 定量的特性 候选基因的方法 各种RNA/蛋白质的表达 动物模型,2型糖尿病易感性基因位点,2型糖尿病1染色体2q 在墨西哥美洲人中，受累兄弟姐妹对方法 (从170个亲系中有330个受累兄弟姐妹对) Nature Genetics 1996; 13:161-166 2型糖尿病2染色体12q 在芬兰家系中，连锁分析法，此家系中有三或以上成员受累。其中在六个家系中，葡萄糖刺激后的胰岛素分泌能力下降 Nature Genetics 1996; 14:90-6,2型糖尿病易感基因位点,染色体 人群 方法 1q 美国犹他州白人 ASP 2q (+15) 墨西哥美洲人 ASP 10q 墨西哥美洲人 QTL (发病时年龄) 11q 匹玛印地安人 ASP 12q 芬兰白人 QTL (胰岛素水平较低) 20q 芬兰白人 ASP ,糖尿病的基因,未知的2型糖尿病基因 ( 70 %),未知的1型糖尿病 基因 ( 15 %),未知的 LADA 基因 ( 10 %),MODY ( 4 %),胰岛素受体基因 ( 1 %),MIDD ( 1 %),Wolfram ( 1 %),根据主要的遗传学特征， 2型糖尿病的分类,2型 糖尿病,2型糖尿病 的单基因亚组,2型糖尿病 的寡/多基因亚组,2型糖尿病基因研究所面临的问题,由于以下因素导致的疾病异质性 1) 基因 (等位基因及非等位基因) 2) 基因与环境因素的交互作用 复杂的病理生理 较晚的发病 引起患者较早的死亡 诊断较为困难,发现糖尿病易感性基因的展望,根据已知的遗传病因，对疾病的亚型进行诊断分类 临床前期的危险因素评估，对疾病进行初级预防 研究各种遗传因素是如何影响药物的疗效和/或安全性的 开发新药，使其有更好的疗效及更少的副作用 基因治疗,胰岛素抵抗（IR）,机体对一定量（一定浓度）胰岛素的生物学效应减低 主要指机体胰岛素介导的葡萄糖摄取和代谢能力减低 包括胰岛素的敏感性、反应性 组织器官水平的 IR 骨骼肌 脂肪 肝脏 血管内皮 亚细胞及分子水平的 IR 受体前（胰岛素抗体，分子结构异常，降解加速，拮抗激素） 受 体（胰岛素受体基因突变5种类型） 受体后（胰岛素信号转导通路及信号分子）,代谢综合征,又名X综合征，胰岛素抵抗综合征 胰岛素抵抗是其基础障碍 包括一组导致动脉粥样硬化的症候群 基因背景的异质性表型表达不一致 1999年WHO的工作定义建议 IGT 或 DM 和 IR 并伴有2 种以上下列成分： 高血压、高甘油三酯血症或（和）HDL-C降低、微量白蛋白尿,代谢综合征,高胰岛素血症 糖耐量异常和型糖尿病 高血压 甘油三酯升高 高密度脂蛋白降低,向心性肥胖 小而密LDL 餐后脂血症 内皮功能障碍 纤溶系统异常 (PAI-1,纤维蛋白原等) 多囊卵巢综合征,“经典的”描述 “扩充后”的描述,胰岛素抵抗: 遗传性的与获得性的影响,血浆游离脂肪酸水平的增加 可使消瘦的健康人产生胰岛素抵抗,胰岛素刺激下的葡萄糖消除率 (mg/kg/min),30 ml/hr,9.5,4.9,6.7,4.4,60 ml/hr,90 ml/hr,_ 甘油三酯输入速率,盐水,在有型糖尿病家族史但未患糖尿病的易患人群中，血浆游离脂肪酸升高4天即出现胰岛素分泌受损,有型糖尿病遗传倾向的易患人群的血浆游离脂肪酸水平升高而导致的典型的胰岛素分泌模式常见于“糖尿病前期”，其特征是： 第一阶段胰岛素分泌减少 第二阶段胰岛素反应失代偿,0,40,80,120,160,血浆胰岛素 (uU/ml),-20,0,20,40,60,80,100,120,时间 (min.),Data #2,输入TG (FFA升高),输入盐水 (对照),+125 mg 高血糖钳夹,1 阶段 2阶段,游离脂肪酸 在型糖尿病发病机理方面所起的作用,胰岛素分泌受损,游离脂肪酸 =高血糖,被FFA恶化,被FFA恶化,被FFA恶化,葡萄糖摄取减少,肝脏产生 葡萄糖增多,内皮功能障碍导致诱发 血管疾病的因素失衡,功能障碍,正常的内皮细胞,异常的内皮细胞,LDL-胆固醇 高血压 糖尿病 吸烟,血管弹性,延缓血小板 和白细胞的 粘附,抑制SMC的 增生和迁移,阻止LDL-胆固醇 转化为VLDL和 甘油三酯,血管收缩,血小板和白细胞的粘附增加,SMC的增 生和迁移,脂质沉积增加 消除减少,Omoigui and Dzau.J Vasc Med Biol.1991;3:382-391.,纤溶系统的途径,组织纤溶酶原 激活物（t-PA）,纤溶酶原,纤溶酶,纤维蛋白,纤维蛋白原 降解产物,PA1-1在纤溶系统的途径中的作用,组织纤溶酶原激活物(t-PA),1型纤溶酶原激活物抑制剂,纤溶酶原, 纤溶酶活性, 血栓形成,颈动脉粥样硬化的危险性和 PAI-1水平相关,发生动脉硬化的机率比,2nd,1.0,1.5,1.2,1.6,3rd,4th,PAI-1的四种水平,1st,1.2,1.4,1.6,1.0,ARIC Study, Circulation 91, 284, 1995,胰岛素抵抗和 PAI-1,PAI-1在纤溶系统中起主要调节作用 在存在胰岛素抵抗的患者（如高甘油三酯血症、肥胖、冠心病、动脉粥样硬化和型糖尿病等患者）中PAI-1的血浆水平较高,2型糖尿病之胰岛素分泌缺陷,胰岛素(分泌)缺陷 对血糖变化不能作出灵敏分泌反应 第一时相反应减弱、消失 第二时相分泌延缓 第一阶段：相对不足。分泌量可为正常或高于正常，但对高血糖而言仍为不足 第二阶段：绝对不足，分泌量低于正常 由部分代偿转为失代偿状态,F02-17,胰岛素分泌（纵坐标）,高葡萄糖水平,第1相,第2相,基值,05 分钟,时间,胰岛素第一时相快速释放的临床意义 （细胞膜上的胰岛素等待释放）,维持正常血糖平衡所必需 正常肝脏胰岛素化的必需步骤 降低肝糖输出，抑制脂肪分解 一相释放消失是糖尿病的早期缺陷，导致餐后血糖和胰岛素升高,急性胰岛素应答（AIR）,餐后高血糖加速细胞功能衰竭,Adapted from UKPDS 16: Diabetes 1995: 44:1249-1258,细胞功能(%),诊断后年数,UKPDS,胰岛素抵抗和胰岛素分泌缺陷：2型糖尿病发病机理,胰岛素 敏感性,胰岛素 分泌,大血管病变,30% 50% 50% 50% 70% -100% 40% 70% 150% 10% 100% 100%,2型 糖尿病 糖耐量低减 血糖代谢 受损 正常糖代谢,Leslie RDG等，糖尿病发病的分子机制P 131156,1997年。）,组织器官水平的IR,骨骼肌 脂肪 肝脏 血管内皮,糖利用 脂肪/生酮 糖异生糖分解 NO，CT,受体前抵抗 Ins-Ab Ins分子结构异常 Ins降解加速 Ins拮抗激素,亚细胞及分子水平的IR,胰岛素受体后抵抗,细胞内信号复合体组装,细胞内组件的效能,生物作用,胰岛素敏感性/分泌 与2型糖尿病的危险因素,Adapted from Lillioja S et al N Engl J Med 1993;329:1988-1992.,葡萄糖代谢总结,mg/kg/min,对照组,2型糖尿病,Diabetes 37:667-87 1988,胰岛素敏感性评估,实践中判定胰岛素抵抗较困难 机体葡萄糖代谢的影响因素 靶组织对胰岛素反应的敏感程度（IR） 胰岛素产生的量（细胞功能） 测定葡萄糖代谢能力的方法须彻底排除胰岛素缺乏的影响，才能较真实、准确地评估胰岛素敏感性,胰岛素敏感性评估,高胰岛素正葡萄糖钳夹技术（金标准） 微小模型（Minimal Model）计算公式 空腹胰岛素水平 空腹血糖/空腹胰岛素比值 OGTT血糖曲线下面积 / 胰岛素曲线下面积比值 稳态模型（Homa Model）的胰岛素抵抗指数 空腹血糖、胰岛素乘积的倒数 胰岛素耐量试验,从2型糖尿病研究中所得到的结论,2型糖尿病的发生过程中，遗传因素发挥了非常重要地作用。 2型糖尿病是一个多因素的疾病，所伴随的遗传成分不仅是多基因的，同时也是异质性的；而其所伴随的非遗传成分的特点是，能量摄入与消耗之间的失平衡，以及吸烟、应激等因素,0,30,45,60,以下情况的基因易感性 胰岛素抵抗 胰岛素缺陷 肥胖 宫内生长迟缓,正常葡萄糖耐量,葡萄糖耐量 低减,未诊断的 2型糖尿病,2型糖尿病,30-50 % 的患者在诊断时已发生晚期糖尿病并发症,环境因素 后天获得性的肥胖 久坐的生活方式 吸烟 外源性的毒素,2型糖尿病自然病程的模式图,年龄(岁 ),诊断,2型糖尿病发病机制,胰岛素分泌减少 + 胰岛素作用异常 肝糖输出增加 外周组织对葡萄糖利用异常,胰岛素抵抗,肝脏葡萄糖,胰岛素分泌,餐后血糖,空腹血糖,IGT,Clinical Diabetes Volume 18, Number 2, 2000,Over diabetes,微血管并发症,大血管并发症,2型糖尿病发生、发展过程中各种病理生理异常的演变,糖尿病发生,NGT,胰岛素分泌模式,800,6am,时 间,10am,2pm,6pm,10pm,2am,6am,700,600,500,400,300,200,100,健康对照(n=14),2型糖尿病患者(n=16),Polonsky KS et. al N. Engl. J. Med. 1988,胰 岛 素 分 泌 速 率(pmol/min),2型糖尿病患者胰岛素分泌特点,胰岛素分泌搏动小而不规则 缺乏进餐后第一时相胰岛素分泌应答 餐后胰岛素第二时相分泌缓慢上升，峰值降低 两餐间不能恢复到基础状态 胰岛素原分泌在早期增加 晚期胰岛素的分泌缺乏,2型糖尿病的病理生理学: 餐时胰岛素分泌不足,FPG 8 mmol/l,FPG 8-12 mmol/l,FPG 1215 mmol/l,FPG 18 mmol/l,正常人,0.40,1.00,0.80,0.60,胰岛素平均浓度 (nmol/l),0.20,0,30,0,30,60,90,120,150,180,210,240,时间 (分钟),Coates PA et al. Diabetes Res Clin Pract 1994;2