健康成人糖皮质激素敏感性与其ACTH刺激后血浆总皮质醇和游离皮质醇反应的相关性研究

《Scientific Reports》：In vitro dexamethasone suppression of cytokine production assay and plasma total and free cortisol responses to ACTH in healthy volunteers

本研究针对个体糖皮质激素敏感性（GS）差异与应激反应评估的临床难题，研究人员通过开展一项前瞻性观察研究，探讨了健康成人中地塞米松体外抑制细胞因子产生（DSCP）测定与合成ACTH(1-24)刺激试验反应之间的关系。结果表明，ACTH刺激后的皮质醇反应与GS无显著相关性，提示评估组织水平GS需采用独立于HPA轴功能测试的方法，为个体化糖皮质激素治疗提供了新见解。

　　

在人体复杂的应激反应系统中，糖皮质激素扮演着至关重要的角色。它们如同身体的“应急总指挥”，帮助调控炎症、代谢和免疫反应。然而，一个长期困扰临床医生和研究人员的问题是：不同个体对糖皮质激素的敏感性存在显著差异。这意味着，即使血液中皮质醇水平相似，不同人的组织细胞对激素的反应强度可能大相径庭。这种差异被认为与糖皮质激素受体（GR）的表达、亚型、多态性以及局部皮质醇活化酶11β-HSD1和11β-HSD2等多种因素相关。

临床上，评估肾上腺功能的“金标准”方法是合成ACTH^(1-24)刺激试验（又称短效Synacthen试验）。该测试通过注射外源性ACTH，观察皮质醇的分泌反应，从而判断下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴的功能状态。传统上，医生主要关注血浆总皮质醇（TC）水平，但越来越多的证据表明，真正发挥生物学效应的是不与蛋白结合的血浆游离皮质醇（PFC）。此外，由于免疫测定法存在交叉反应等问题，采用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术测量皮质醇被认为更为准确。

尽管ACTH刺激试验广泛应用，但它是否能反映组织水平的糖皮质激素敏感性（GS）仍不清楚。个体GS的差异可能影响多种疾病的进程和治疗反应，如严重感染、代谢性疾病等。特别是在危重患者中，准确评估GS对于指导糖皮质激素治疗至关重要。然而，在健康人群中，GS与ACTH刺激试验反应之间的关系尚未得到充分探索。

为了解决这一科学问题，由Gladness Dakalo Nethathe领导的研究团队在《Scientific Reports》上发表了一项创新性研究。他们旨在探究健康成年人中，通过一种新型的体外功能测定法——地塞米松抑制细胞因子产生（DSCP） assay所评估的GS，与标准合成ACTH^(1-24)刺激试验后的TC和PFC反应之间是否存在关联。

研究人员采用了一项前瞻性、单中心观察性研究设计。他们招募了48名健康成年志愿者（男女各半），所有参与者均在清晨接受了标准的合成ACTH^(1-24)（250μg）静脉刺激试验。分别在基线、注射后30分钟和60分钟采集血样。关键的是，血浆总皮质醇（TC）和血浆游离皮质醇（PFC）的浓度均使用高特异性的液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术进行测量，确保了数据的准确性。峰值皮质醇浓度定义为30分钟或60分钟时的最高值。

为了评估组织水平的糖皮质激素敏感性，研究团队采用了创新的DSCP测定法。该方法的核心是评估地塞米松（一种强效合成糖皮质激素）在体外抑制脂多糖（LPS）刺激的白细胞产生炎性细胞因子的能力。具体而言，将肝素锂抗凝的全血样本分为三部分，分别与缓冲液（基线）、LPS（最大刺激）或LPS加地塞米松（LPS+Dex，抑制组）共同孵育。孵育后，测量上清液中的白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的浓度。糖皮质激素敏感性通过计算（LPS+Dex组的细胞因子水平）/（LPS组的细胞因子水平）的比值来量化。比值越低，表明地塞米松的抑制效果越好，即糖皮质激素敏感性越高；反之，比值越高则敏感性越低。

本研究主要应用了以下关键技术方法：1. 合成ACTH^(1-24)刺激试验用于评估HPA轴功能；2. 液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术精准测定血浆总皮质醇和游离皮质醇水平；3. 地塞米松抑制细胞因子产生（DSCP）这一功能性体外测定法用于评估组织水平的糖皮质激素敏感性，其以LPS刺激的全血为模型，通过测量地塞米松对IL-6和TNF-α产生的抑制程度来量化敏感性。研究队列由48名健康志愿者组成。

研究结果

参与者特征与皮质醇反应

最终共有45名参与者（年龄20-64岁）的数据被纳入分析。男性参与者的体重指数（BMI）中位数显著高于女性（26 vs. 22）。基线TC和PFC水平在性别间无显著差异。在ACTH刺激后，峰值TC水平范围很广（391-1570 nmol/L，中位数618 nmol/L），峰值PFC水平同样显示出相当大的个体间变异（27-133 nmol/L，中位数62 nmol/L）。从基线到刺激后30分钟，PFC平均增加了4倍，到60分钟时平均增加5.5倍；而TC的相应增幅较小（1.7倍和1.9倍）。在刺激后30分钟，男性PFC水平有高于女性的趋势，但未达到统计学显著性。

糖皮质激素敏感性评估

DSCP测定结果显示，IL-6和TNF-α的抑制比值之间存在极强的正相关性（Pearson相关系数=0.82），表明这两种细胞因子对地塞米松的抑制反应高度一致。然而，个体间的GS比值变异巨大。根据预设的参考范围，相当大比例的参与者被归类为糖皮质激素敏感性增高或降低，仅有少数人（13%）在两种细胞因子的测定中均处于“正常”范围。这凸显了健康人群中GS存在显著的异质性。

皮质醇水平与糖皮质激素敏感性的关系

本研究最核心的发现是：无论是基线还是峰值TC、PFC水平，或其刺激后的增量变化，均未发现与IL-6或TNF-α的GS抑制比值存在显著相关性。散点图和线性回归分析均显示数据点广泛分散，回归线平坦，明确表明ACTH刺激试验所反映的肾上腺皮质醇分泌能力，与通过DSCP assay评估的外周血白细胞对糖皮质激素的敏感性，是两个相互独立的生理维度。

讨论与结论

该研究得出了一个明确的核心结论：在健康成年人中，标准的短效合成ACTH^(1-24)刺激试验所激发的血浆总皮质醇和游离皮质醇反应，与通过地塞米松抑制细胞因子产生（DSCP） assay测量的组织水平糖皮质激素敏感性之间，不存在显著关联。

这一发现具有重要的理论和临床意义。它强有力地提示，循环中的皮质醇浓度并不能可靠地预测组织或细胞对糖皮质激素的反应强度。糖皮质激素敏感性是一个多因素决定的复杂表型，其差异源于糖皮质激素受体（GR）的密度、亲和力、亚型分布、共伴侣蛋白、下游信号通路以及遗传多态性等诸多因素，这些均独立于HPA轴的分泌功能。临床上，这解释了为何有些患者尽管皮质醇水平“正常”，却可能表现出糖皮质激素相对不足或抵抗的征象。

研究观察到IL-6和TNF-α抑制比值的高度相关性，支持了DSCP assay作为评估免疫细胞糖皮质激素反应工具的内在一致性。然而，比值在健康人群中的广泛分布也表明，建立普适且可靠的GS临床参考范围仍面临挑战，需要更大样本量的研究进行验证。

尽管本研究存在样本量相对较小、DSCP assay的参考范围源自小样本等局限性，但其结果具有启发意义。它们挑战了将ACTH刺激试验结果简单等同于组织糖皮质激素敏感性的潜在假设。未来的研究需要整合功能测定（如DSCP）、受体表达分析、遗传学标记等多种手段，并在患者群体（如脓毒症、自身免疫病）中进行验证，以构建更全面的个体化糖皮质激素敏感性评估框架。

总之，这项研究增进了我们对健康个体HPA轴功能与外周糖皮质激素敏感性之间关系的理解。它表明，对于糖皮质激素反应的精准评估，需要超越传统的皮质醇测量，转向能够直接反映组织水平敏感性的功能学方法。这为开发更个体化的糖皮质激素治疗策略奠定了重要的基础。