当 COVID-19 开始其不可阻挡的全球蔓延时,医生们注意到,糖尿病是使人们特别容易感染这种新型病毒的疾病之一。糖尿病患者发展成重症 COVID 的可能性是非糖尿病患者的三倍,并且他们死于 COVID 的可能性是非糖尿病患者的两到三倍。
医生们还注意到另一件事:一些没有糖尿病史的患者在与 COVID 作战时,有时会出现严重的糖尿病症状,并且一些人在 COVID 痊愈后仍然患有糖尿病。根据十一月下旬发表的八项研究的荟萃分析,高达 14% 的住院 COVID 患者出现了表面上是“新发”糖尿病的情况。
导致大流行的病毒 SARS-CoV-2 是否会直接触发糖尿病,还是另有原因解释这些与 COVID 相关的病例?这个问题是激烈科学辩论和调查的主题,这些辩论和调查最终可能会帮助我们更好地理解这两种疾病。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够持续产出关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的报道。
使情况变得复杂的是几个混淆因素,例如任何急性疾病都可能扰乱葡萄糖代谢,COVID 治疗也可能影响血糖,以及关于 SARS-CoV-2 是否可以侵入胰腺中产生胰岛素的细胞的相互矛盾的数据。
伦敦国王学院代谢和减肥外科主任弗朗西斯科·鲁比诺说:“COVID-19 和糖尿病之间的关系非常复杂,可能涉及不止一个问题。”
为了帮助解决这个难题,鲁比诺——与两位国王学院的同事以及澳大利亚莫纳什大学的糖尿病学教授保罗·齐梅特(也是该荟萃分析的合著者)一起——建立了一个名为 CoviDIAB 的国际注册机构,以汇编 COVID 患者新发糖尿病的极其详细的病例史。他们在《新英格兰医学杂志》8 月刊上宣布建立该注册机构,收到了来自世界各地数百名临床医生的回复,到目前为止,已提交约 165 份完整的病例报告。鲁比诺说,当至少注册 200 例病例时,可能会开始对数据进行初步分析。
与此同时,他和齐梅特以及其他专家指出了至少五种 COVID 患者突然出现糖尿病症状的解释。所有这些都可能在其中发挥作用。
1. 病毒可能直接攻击胰腺中产生胰岛素的 β 细胞。 糖尿病从根本上来说是一种胰岛素产生不足或对胰岛素反应不足的疾病,胰岛素是一种激素,使细胞能够利用葡萄糖作为燃料。在 1 型糖尿病中,这种糖尿病通常在儿童期或青春期发病,患者缺乏产生胰岛素的能力,因为胰腺中的 β 细胞已被靶向人体自身蛋白质的抗体破坏。在 2 型糖尿病(更常见的形式)中,身体细胞对胰岛素的敏感性降低,并且 β 细胞耗竭或功能失调。
关于糖尿病和 COVID 的最大争议点或许是 SARS-CoV-2 是否直接攻击和破坏胰腺中产生胰岛素的特殊 β 细胞。有支持和反对这种观点的证据。例如,去年在康奈尔大学进行的一项研究表明,在实验室培养的产生胰岛素的细胞表达 ACE2 受体——SARS-CoV-2 进入人体细胞的关键门户——并且该病毒可以侵入这些细胞。2010 年的一项研究还发现 β 细胞上有 ACE2,并表明早期的 SARS-CoV 病毒可能使用这些受体进入并破坏这些细胞。齐梅特说,还有来自 COVID 患者尸检研究的进一步证据表明胰腺 β 细胞遭到破坏。“我不会说我 100% 确信,但这是一种非常非常合理的解释,”他说。
其他人则不太相信。范德比尔特大学的研究人员领导的一项研究,发表在《细胞代谢》12 月刊上,该研究搜索了 β 细胞中 ACE2 蛋白的表达,但仅发现微不足道的量。另一种名为 TMPRSS2 的蛋白质也在冠状病毒进入细胞中起作用,但这种蛋白质也基本不存在。“我们真的认为这可能解释了病毒如何进入 β 细胞,但我们没有在那里找到必要的蛋白质,”范德比尔特糖尿病中心主任、该研究的资深作者阿尔文·C·鲍尔斯说。“阴性结果不那么令人兴奋,但非常重要。 我们对我们的结果充满信心。” 他指出,发表在同一期《细胞代谢》上的第二项研究得出了相同的结论。
2. 病毒可能间接攻击胰岛素的产生。 虽然科学家们可能对 SARS-CoV-2 是否可以直接进入 β 细胞存在分歧,但有证据表明它可以攻击胰腺的其他部位。两项《细胞代谢》研究都发现,病毒进入蛋白在胰腺的其他地方以及滋养 β 细胞的小血管中表达。
鲍尔斯建议说:“人们可以设想这样一种情况,即病毒可能会影响这些微血管,而 β 细胞可能会死亡。” 他补充说,或者它可能会感染胰腺的其他区域,引起炎症,从而扰乱胰岛素的产生。
病毒也可能通过攻击或炎症影响葡萄糖代谢的其他器官和组织而引发糖尿病。鲁比诺指出,ACE-2 受体在肠道、血管和肝脏中含量丰富:“如果[病毒感染]导致肠道功能紊乱,无法正常调节血糖水平会怎样?如果病毒干扰肝功能(肝功能也至关重要)会怎样?”
鲁比诺说,更令人担忧的是病毒同时侵入多个器官,造成多重破坏的情况。“这最终可能会产生我们以前从未见过的糖尿病形式。不是 1 型或 2 型,而是介于两者之间,一些非典型的形式。”
3. 急性疾病和炎症正在引起糖尿病症状。 几十年来,医生们已经知道,任何严重的健康事件——肺炎、心脏病发作、中风、创伤——都可能导致血糖水平飙升,这种情况称为高血糖症,是糖尿病的一个特征。据信,皮质醇和肾上腺素等与压力相关的激素会导致这种升高,这种升高可能会在患者康复后消退,或者可能使患者永久性地患上糖尿病。
毫无疑问,严重的 COVID 会给没有糖尿病史的患者带来升高血糖的压力,并使有糖尿病史的患者的血糖飙升。
内分泌学家艾莉森·迈尔斯在纽约州曼哈塞特市北岸大学医院担任住院糖尿病医疗主任,她每天都会看到这种现象。她说,在那里因 COVID 入院的患者很少有血糖水平在正常范围内(低于每分升血液 140 毫克葡萄糖)。“他们通常来的时候血糖值都在 200 多,”无论他们是否有糖尿病史,有些人到达时处于特别危险的高血糖状态,称为糖尿病酮症酸中毒,这种情况在 1 型糖尿病中更为常见。“所以,这不仅仅是新发糖尿病,而是这种严重形式的新发糖尿病,”迈尔斯说。
迈尔斯说,入院时的高血糖症是死亡率的预测指标,“所以你希望尽快降低血糖。” 住院 COVID 患者被给予非常大剂量的胰岛素并不罕见,即使他们过去从未需要过胰岛素。
4. 用类固醇治疗 COVID 会升高血糖。 在迈尔斯所在的医院和许多其他医院,治疗重症 COVID-19 的标准治疗方法是抗病毒药物瑞德西韦和高剂量类固醇药物(如地塞米松)的组合,后者可以抑制炎症。然而,后一种药物会增加胰岛素抵抗,因此可能会使高血糖症更加严重。
这种治疗方法也是 COVID 患者可能突然出现严重糖尿病症状的原因之一。“在 COVID 和类固醇的作用下,他们的血糖飙升,”迈尔斯说,“我们不得不给他们非常高剂量的胰岛素来对抗这种情况。”
5. 新发糖尿病可能实际上并没有那么新。 患者没有糖尿病记录史这一事实并不意味着他们尚未患上糖尿病或处于糖尿病前期,或者由于遗传、肥胖或其他因素而易患该病。
所有这些情况都非常普遍。例如,在美国,疾病控制和预防中心估计有 10.5% 的人患有糖尿病,其中五分之一的人尚未被诊断出来。另外 34% 的成年人口的血糖水平升高,处于糖尿病前期范围。
鲁比诺说:“糖尿病通常是一种长期沉默的疾病。” “据估计,您可能患有糖尿病五年或更长时间而不知情。”
鲁比诺指出,判断 COVID 患者是否已经存在隐匿性糖尿病的一种方法是使用一种常用的血液检测方法,称为 A1C,它可以指示前三个月的平均血糖水平:“正常的 A1C 值让您更有信心在两三个月前没有任何糖尿病。” 在条件允许的情况下,A1C 数据将成为 CoviDIAB 注册机构的一个启发性组成部分,随访数据也将显示与 COVID 相关的糖尿病是像它出现时那样突然消失,还是会持续存在。
准确理解冠状病毒如何扰乱葡萄糖代谢可能有助于解决关于其他感染在糖尿病中所起作用的长期存在的问题。已知柯萨奇 B 病毒和风疹等病毒与某些 1 型糖尿病病例有关,但小数据集使得很难确定其机制。“在疫情大流行期间,我们可能会看到比以往任何时候都多的病例,”鲁比诺说。“这就是为什么 COVID 和糖尿病的故事对于理解病毒在引起糖尿病中的作用非常重要。”