416.1 🎓 醫學生版

對象:M3-M6 醫學生。糖尿病(diabetes mellitus, DM)是 21 世紀最重要的慢性流行病之一,也是醫學生最早接觸、之後不管走哪一科都會反覆遇到的疾病。讀這一章請把握一條主軸:DM 不是單一疾病,而是「以高血糖(hyperglycemia)為共同表現」的一群代謝疾病,它們的病因從「自體免疫把胰島素工廠拆了」到「身體對胰島素變鈍、工廠後來也累壞」各不相同。理解每一型背後的機轉(為什麼會高血糖、誰先壞、怎麼診斷、怎麼分型),比死背數字更重要——因為機轉決定治療。讀的時候請把握心法:定義與分類 → 診斷四指標 → 葡萄糖恆定的正常生理 → 各型的病理生理(T1 自體免疫、T2 抗性加衰竭)→ 個別病人的分型與預防。配 Harrison 22E Ch 415 原文 對照閱讀。


416.1.0.1 📌 一頁重點

  • DM 是一組異質疾病:共同表現是高血糖,但促成高血糖的因素可能是胰島素分泌減少、葡萄糖利用下降、或肝臟葡萄糖製造增加。分兩大類(type 1 / type 2)加其他類型與妊娠糖尿病。
  • 四個診斷指標(任一達標即可):HbA1c ≥ 6.5%(≥ 48 mmol/mol)、空腹血糖 FPG ≥ 7.0 mmol/L(126 mg/dL)、75g OGTT 2 小時血糖 ≥ 11.1 mmol/L(200 mg/dL)、或隨機血糖 ≥ 11.1 mmol/L(200 mg/dL)+ 典型症狀
  • 無症狀者要在另一日重測確認;只有「明確高血糖 + 急性代謝失償」可不重測直接診斷。
  • Prediabetes(糖尿病前期):HbA1c 5.7–6.4%、IFG(FPG 5.6–6.9 mmol/L / 100–125 mg/dL)、IGT(OGTT 2hPG 7.8–11.0 mmol/L / 140–199 mg/dL)。三者辨識的不是同一群人(生物機轉不同),但都增加進展到 type 2 DM 與心血管疾病的風險。
  • Type 1 vs Type 2 核心差別:T1 是自體免疫破壞 β 細胞造成絕對胰島素缺乏(工廠倒了);T2 是胰島素抗性 + β 細胞功能下降的組合(鎖卡住、工廠後來也累壞)。
  • Type 2 ≥ 80% 患者肥胖,內臟脂肪是關鍵;東亞/南亞人在較低 BMI、較年輕就發病(β 細胞功能本來就較弱),篩檢 BMI 門檻為 ≥ 23(亞裔),非 25。
  • 預防有效:DPP 研究顯示 IGT 患者透過生活型態改變(飲食 + 運動 30 分鐘/天、每週 5 次)可預防或延後 type 2 DM 達 58%,metformin 為 31%

🎯 三件事先記住 1. 四個診斷數字 6.5 / 7.0 / 11.1 / 11.1(+症狀),臨床一輩子都用。 2. DKA 是 type 1 DM 常見首發(25–50% 以 DKA 表現),但 type 2 也可能 DKA(ketosis-prone),不要用年齡僵化分型。 3. C-peptide 解讀必須同時看血糖:高血糖時 C-peptide 偏低代表內生胰島素不足(傾向 type 1)。


416.1.0.2 一、什麼是糖尿病?為什麼說它是「一組」疾病

糖尿病指的是「一群有共同表現——高血糖——的常見代謝疾病」,這個定義裡藏著兩個重點。第一,它是「一群」而非「一個」病:不同類型的 DM 由基因與環境因素以複雜方式交互作用而成,依病因不同,造成高血糖的機制可能是胰島素分泌減少(insulin secretion ↓)、周邊組織葡萄糖利用下降(glucose utilization ↓)、或肝臟葡萄糖製造增加(hepatic glucose production ↑),常常是這幾者的組合。第二,高血糖本身會在多個器官系統造成續發的病理變化,對病人與醫療系統都是巨大負擔——在美國,DM 是末期腎病(ESRD)、非外傷性下肢截肢與成人失明的首要原因,而心血管疾病更是這群病人罹病與死亡的主因。

這就是為什麼醫學生這麼早就要把 DM 學好:它不是內分泌科的專屬議題,而是「全院共同議題」。心臟科把它當冠心病的重要危險因子,腎臟科把它當透析的第一名病因,神經科處理它的周邊與自律神經病變,眼科盯它的視網膜病變,婦產科管它的妊娠糖尿病與孕前控制,急診面對它的 DKA 與低血糖,外科則煩惱糖尿病足與傷口癒合。理解 DM 的分類與病生理,等於替接下來所有臨床科別打底。

從流行病學看它的份量:全球盛行率在過去四十年急遽攀升,從 1985 年約 3,000 萬例增加到 2021 年的 5.37 億例(盛行率 10.5%),IDF 預測 2030 年達 6.43 億、2045 年達 7.83 億。其中 type 2 DM 上升得遠比 type 1 快,推測與飲食改變、肥胖增加、工業化後活動量下降、人口老化有關。2021 年美國估計 11.6% 人口有 DM,多達 38% 成人有 prediabetes,而約 22.8% 的糖尿病患者尚未被診斷出來;在中低收入國家,未診斷比例更高達約 50%。盛行率也隨年齡上升,並在不同族群間差異很大——美國原住民與阿拉斯加原住民最高(約 16%),亞裔約 9.2%。

416.1.0.3 二、診斷:四個指標與它們背後的判讀邏輯

葡萄糖耐受度可以用三種工具評估——糖化血色素(HbA1c)、空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)、與口服葡萄糖耐受試驗(OGTT)的反應——並據此分成正常、受損、與糖尿病三大類。診斷 DM 的標準是這四條中任何一條達標即可:HbA1c ≥ 6.5%(≥ 48 mmol/mol)、FPG ≥ 7.0 mmol/L(126 mg/dL,空腹定義為至少 8 小時無熱量攝取)、75 克 OGTT 後 2 小時血糖 ≥ 11.1 mmol/L(200 mg/dL)、或隨機血糖 ≥ 11.1 mmol/L(200 mg/dL)合併典型糖尿病症狀(多尿、多喝、體重減輕)。相對地,HbA1c < 5.7%、FPG < 5.6 mmol/L(100 mg/dL)、OGTT 2hPG < 7.8 mmol/L(140 mg/dL)才算正常葡萄糖耐受。

理解這些 cut-off 的關鍵,是它們並非「比人群平均高」的統計學切點,而是「血糖高到開始出現糖尿病特異性併發症(例如視網膜病變 retinopathy)」的臨界值——DM 的定義本質上是「會引起糖尿病專屬併發症的血糖水準」。同時要記住,HbA1c、FPG、OGTT 後血糖都是連續變數,併發症風險是連續上升而非在診斷分界處突然跳階,所以分界只是行政上的方便,臨床思考要看趨勢。

在實務上,HbA1c 與 FPG 被視為在無症狀者身上篩出 DM 最可靠也最方便的工具;OGTT 雖然敏感,但繁瑣,除了懷孕(篩 GDM)與囊性纖維化相關糖尿病外,日常臨床少用。要注意某些血色素病變(hemoglobinopathies)與祖源會影響 HbA1c 的判讀,這時要靠血糖類指標。由於診斷 DM 對病人在醫療與經濟上都有深遠影響,篩檢異常通常要在另一日重複測一次再確診,除非已有急性代謝失償或血糖明顯飆高;反過來說,這套標準也允許在血糖恢復正常時把 DM 診斷撤回。

416.1.0.4 三、糖尿病前期:IFG 與 IGT 不是同一群人

介於正常與 DM 之間的「葡萄糖恆定受損」狀態統稱糖尿病前期(prediabetes),包含三種定義:HbA1c 5.7–6.4%、空腹血糖受損(impaired fasting glucose, IFG,FPG 5.6–6.9 mmol/L / 100–125 mg/dL)、葡萄糖耐受受損(impaired glucose tolerance, IGT,OGTT 2hPG 7.8–11.0 mmol/L / 140–199 mg/dL)。這是 ADA 的立場;WHO 對 IFG 的定義門檻略不同(FPG > 6.1 mmol/L / 110 mg/dL)。

一個常被忽略的觀念是:HbA1c 5.7–6.4%、IFG、IGT 三者並不會圈出同一批人,因為它們反映的是不同的生物機轉——IFG 較偏向空腹時肝臟葡萄糖製造的問題,IGT 較偏向餐後周邊組織處理葡萄糖的能力。儘管如此,落在這三組任一的人都有較高的進展到 type 2 DM 與心血管疾病的風險,因此都應接受降低風險的衛教。風險高低與 HbA1c 連動:HbA1c 落在 6.0–6.5%(42–48 mmol/mol)者,五年內進展到 type 2 DM 的風險約 25.5%。換句話說,prediabetes 不是「還沒生病、不用管」,而是「介入報酬率最高」的時間窗。

416.1.0.5 四、四大分類:T1、T2、其他類型、與妊娠糖尿病

DM 依「導致高血糖的致病過程」分類,主軸是 type 1 與 type 2 兩大類,但近年愈來愈強調其他分子機轉更明確的形式(可能源於單一基因缺陷或多基因組合)。

Type 1 DM 的本質是針對製造胰島素的 β 細胞的自體免疫,結果是胰島素缺乏(insulin deficiency)。Type 2 DM 則是一群異質疾病,特徵是不同程度的胰島素抗性(insulin resistance)、胰島素分泌受損、與肝臟葡萄糖製造增加;正因為缺陷可能偏向「分泌」或偏向「作用」,現在有針對不同代謝缺陷的藥物,分型才有治療意義。兩型都會經歷一段葡萄糖恆定逐步惡化、最後越過診斷門檻的過程——在 type 2 這段稱為 prediabetes(再細分 IFG / IGT),在 type 1 則依自體抗體出現或血糖惡化定義出三個分期(見下文)。

其他特定類型(other types) 是醫學生最容易只記前兩種而漏掉的一塊,但它常常是「基因診斷改變治療」的精彩案例。其中單基因糖尿病(monogenic diabetes,舊稱 MODY,maturity-onset diabetes of the young)為體染色體顯性遺傳、通常 < 25 歲(有時新生兒期)發病、以胰島素分泌受損為主;常見突變包括 HNF-4α、glucokinase、HNF-1α 等。臨床上要記的是:HNF-1α 突變(MODY 3)的病人雖然血糖控制會漸進惡化,但對 sulfonylurea 反應極佳,有些曾被誤診為 type 1 打胰島素,後來改口服藥就停掉胰島素;而 glucokinase 突變者因為胰島素分泌的「設定點」被調高,呈現輕到中度但穩定的高血糖,通常不需治療(懷孕時可能例外)。新生兒糖尿病(< 6 個月發病)中,ATP 敏感性鉀離子通道次單元(Kir6.2、ABCC8)的活化突變會損害葡萄糖刺激的胰島素分泌,而這些病人可改用 sulfonylurea、停掉胰島素,是基因診斷直接改變治療的最佳範例。任何 6 個月內發病者都該做基因篩檢。

其他類型還包括:胰臟外分泌疾病(type 3c DM)——慢性胰臟炎、胰臟切除、囊性纖維化(相關糖尿病盛行率已升至近 50%)、血色素沉積症等,因胰島受外分泌組織的原發病變波及而損壞,多需胰島素;內分泌疾病——肢端肥大症(GH)、Cushing 症候群(cortisol)、glucagonoma、嗜鉻細胞瘤、甲狀腺亢進等,這些拮抗胰島素作用的荷爾蒙過多引起高血糖,治療原發病後常改善;藥物/化學物誘發——糖皮質素(住院病人最常見)、移植後的 calcineurin 與 mTOR 抑制劑、HIV 治療藥(蛋白酶抑制劑)、第二代非典型抗精神病藥、statins(小幅增加 type 2 DM 發生率,但心血管益處遠大於此風險)等;免疫檢查點抑制劑相關糖尿病——< 1% 接受 anti-PD-1/PD-L1 治療者,急性發病、常以 DKA 表現,與 type 1 有部分相似但機轉未明,需胰島素。

最後要提非典型糖尿病(atypical diabetes):有些病人同時帶有 type 1 與 type 2 的特徵,又不屬於單基因型,例如青春期前出現 type 2 表現、很瘦的人出現 type 2 表現、或沒有自體抗體卻呈現 type 1 表現。一個典型例子是ketosis-prone diabetes:以酮酸中毒發病,但後來不需長期外給胰島素,常見於非裔或亞裔,機轉仍在研究中。

妊娠糖尿病(gestational diabetes mellitus, GDM) 指懷孕第二或第三孕期才出現的葡萄糖耐受不良。懷孕本身的代謝與荷爾蒙變化造成胰島素抗性與胰島素需求上升,可能引發 IGT 或糖尿病;ADA 建議在第一孕期就診斷出的 DM 應歸為「孕前已存在的糖尿病」而非 GDM。2021 年 IDF 估計全球 16% 懷孕受 GDM 或孕前 DM 影響。多數 GDM 婦女產後恢復正常葡萄糖耐受,但在之後 10–20 年內罹患 DM 的風險高達 35–60%,其子女日後罹患代謝症候群與 type 2 DM 的風險也增加,因此 ADA 建議有 GDM 病史者終生至少每 3 年篩檢 DM 或 prediabetes。

⚠️ 不要把「type 1 = 兒童、type 2 = 成人」當鐵則。原文強調近期資料估計高達約 40% 的 type 1 DM 在 30 歲以後才發病,許多成人發病的 type 1 一開始被誤診為 type 2。鑑別要靠自體抗體(ICA)與 C-peptide,臨床要保持警覺。

416.1.0.6 五、正常的葡萄糖恆定:理解疾病前先看健康人怎麼運作

要理解 DM 哪裡出錯,得先看健康人怎麼維持血糖穩定。葡萄糖恆定(glucose homeostasis)反映三件事的平衡:從食物攝入的能量、肝臟的葡萄糖製造(gluconeogenesis)、周邊組織的葡萄糖攝取與利用。胰島素(insulin)是這個平衡最重要的調節者,但神經訊號、代謝訊號與其他荷爾蒙(如 glucagon)共同整合控制葡萄糖的供應與利用;肝、肌肉、脂肪之間還透過 adipokines、myokines 等因子彼此溝通。

空腹狀態,胰島素偏低、glucagon 略升,促使肝臟進行糖質新生與肝醣分解(glycogenolysis)以製造葡萄糖;同時胰島素敏感組織(骨骼肌、脂肪)的葡萄糖攝取下降,並動員胺基酸與游離脂肪酸等糖質新生的前驅物。在進食後,葡萄糖負荷刺激胰島素上升、glucagon 下降,達成最佳的葡萄糖處置——餐後葡萄糖主要由骨骼肌靠胰島素刺激的攝取消耗掉,而腦部則以不依賴胰島素的方式利用葡萄糖。胰島素是合成代謝(anabolic)荷爾蒙,促進醣與脂肪的儲存以及蛋白質合成。

把鏡頭拉近到分子層次有助於記憶各型 DM 的破口。胰島素由胰島 β 細胞製造,最初是 86 個胺基酸的前驅物 preproinsulin,去掉訊號胜肽後成為 proinsulin,再切下一段 31 個殘基的內部片段,產生C-peptide 與由雙硫鍵連接 A、B 鏈的成熟胰島素。成熟胰島素與 C-peptide 一起儲存、一起分泌,但因為 C-peptide 清除得比胰島素慢,它成為內生胰島素分泌的好指標,也讓我們能在評估低血糖時區分內生與外給的胰島素來源——這正是 C-peptide 在臨床分型上的價值來源。

胰島素分泌由葡萄糖主導。葡萄糖經 glucose transporter 進入 β 細胞,由 glucokinase 磷酸化(這是控制葡萄糖調節性胰島素分泌的限速步驟),後續代謝產生 ATP,抑制 ATP 敏感性鉀離子通道,造成細胞膜去極化、開啟電壓依賴性鈣離子通道、鈣離子內流,最終刺激胰島素分泌。值得注意的是這個鉀離子通道有兩個蛋白,其中一個正是 sulfonylurea、meglitinide 等口服降糖藥的結合位(解釋了這些藥怎麼促泌)。胰島素分泌分兩相:快速的第一相與較持久的第二相,而第一相胰島素反應受損是 type 1 與 type 2 DM 進展中最早可偵測到的異常之一——記住這點,後面解釋「餐後血糖為何先壞」就順理成章。腸泌素(incretin,GLP-1 與 GIP)在血糖高於空腹值時放大胰島素分泌並抑制 glucagon,是 type 2 DM 藥物的重要標的。

胰島素分泌到門靜脈系統後,先抑制肝臟內生葡萄糖製造並增加肝臟葡萄糖攝取,約 50% 在這第一關被肝臟清除(造成門靜脈對周邊約 2:1 的濃度梯度,這對外給胰島素的臨床用法有重要意涵)。未被清除的胰島素進入體循環,與骨骼肌、脂肪等標的組織上的受體結合,啟動受體的酪胺酸激酶活性、自體磷酸化,招募 IRS 等訊號分子,引發一連串磷酸化反應。其中 PI3-kinase 路徑的活化會把葡萄糖通道 GLUT4 拉到細胞表面——這是骨骼肌與脂肪攝取葡萄糖的關鍵步驟,也是後面理解胰島素抗性的破口所在。

416.1.0.7 六、Type 1 DM 的病理生理:自體免疫破壞與三個分期

Type 1 DM 是基因、環境與免疫因子交互作用,最終導致免疫媒介的 β 細胞破壞與胰島素缺乏。臨床上 type 1 DM(尤其兒童)常以戲劇性的急性症狀表現,25–50% 以糖尿病酮酸中毒(DKA)發病。它可在任何年齡發病,雖然經典印象是青春期前後,但近期資料估計高達約 40% 在 30 歲以後才發病,這類成人發病者常被誤診為 type 2。大多數(但非全部)type 1 病人血中可測到針對胰島抗原的自體抗體(islet cell antibodies, ICAs)。

最重要的觀念更新是三階段(staging)模型:傳統上認為「出現 DKA、高血糖才叫 type 1 DM」,但其實在臨床發病前數年抗體就已陽性。Stage 1 定義為出現兩種以上 ICA 但血糖仍正常;Stage 2 是持續自體免疫加上血糖異常(dysglycemia)但尚未達 DM 診斷標準;Stage 3 則是高血糖越過診斷門檻、出現典型症狀。β 細胞功能的下降並非平滑直線:自然史研究顯示,最早是第一相胰島素反應的喪失(在 stage 3 發病前數年),接著胰島素分泌漸進下降,到 stage 3 發病前約 1–2 年才加速崩落,最終在臨床診斷時呈現顯著的代謝失償。發病後可能出現「蜜月期(honeymoon phase)」,最初 1–2 年靠殘存 β 細胞分泌少量胰島素、所需劑量降低甚至罕見地暫時不需胰島素,但這只是過渡,終究會走向胰島素缺乏。

這個分期之所以重要,是因為它把「介入時機」往前推。世代研究顯示,自幼追蹤的高基因風險兒童若出現兩種以上 ICA(常在頭 3 年內出現),10 年內罹患 type 1 DM 的風險近 70%、15 年內 > 80%——這正是把「多重抗體」定義為 stage 1 的依據。更進一步,原文提到 teplizumab(一種不結合 Fc 受體的 anti-CD3 單株抗體,單次 14 天療程)能把高風險、帶多重抗體且已有血糖異常(即 stage 2)者進展到 stage 3 的時間延後中位數 32.5 個月,FDA 已核准用於 stage 2 type 1 DM。這代表「症狀前篩檢」開始有了臨床意義:若驗到 ICA,可考慮轉介至專門中心評估血糖異常與延緩臨床糖尿病的治療。

至於 ICA 本身:它們是針對胰島素、glutamic acid decarboxylase(GAD)、islet antigen 2(IA-2)、zinc transporter 8(ZnT8)等胰島分子的抗體,在新發 type 1 DM 病人中 > 85% 陽性,是分型的重要標記。但要釐清一個觀念——ICA 是疾病的標記,不是直接殺手;真正的 β 細胞破壞主要由 CD8+ T 細胞媒介的細胞毒性造成,β 細胞還可能透過產生「新抗原(neoantigens)」與上調 MHC class I 而加劇被攻擊,並受 TNF-α、interferon γ、IL-1 等細胞激素與活性氧傷害。值得一提的是,分泌 glucagon 的 α 細胞、分泌 somatostatin 的 δ 細胞等其他胰島細胞並不被自體免疫破壞,但它們在 type 1 DM 中的荷爾蒙分泌型態改變(如空腹與餐後高 glucagon、但對低血糖的 glucagon 反應受損)也加重代謝不穩定。

遺傳上,type 1 DM 的同卵雙胞胎一致率為 30–70%,顯示尚有其他修飾因子參與。主要感受性基因位於第 6 號染色體的 HLA 區,光是 HLA 多型性就佔約 50% 的遺傳風險;高風險單倍型如 DR3-DQ2(DRB1*0301-DQB1*0201)與 DR4-DQ8(DRB1*0401-DQB1*0302),另有保護性單倍型。此外尚有 60 多個 non-HLA 位點(如胰島素基因啟動子區、CTLA-4、IL-2 受體、PTPN22)。臨床上很容易誤導人的一點是:雖然一等親風險升高(父母有 type 1 為 1–9%、手足為 6–7%),但超過 80% 的 type 1 DM 病人沒有罹病的親屬,所以「沒有家族史」不能排除 type 1。環境觸發因子(如某些病毒、牛奶蛋白、維生素 D 缺乏等)被提出多年,但尚無任何一個被確證與糖尿病有因果關聯。

416.1.0.8 七、Type 2 DM 的病理生理:抗性在前、分泌衰竭在後

Type 2 DM 很可能涵蓋一系列以高血糖為共同表現的疾病,核心是胰島素抗性(insulin resistance)與胰島素分泌異常。哪個是原發缺陷雖有爭議,但多數研究支持的觀點是:胰島素抗性先出現,但糖尿病要等到胰島素分泌不足以代償該程度的抗性時才發病。這一句先後順序非常關鍵,它解釋了 type 2 DM 的整個自然史,也解釋了治療策略為什麼隨病程改變。

早期,儘管已有胰島素抗性,葡萄糖耐受仍接近正常,因為 β 細胞靠增加胰島素輸出(代償性高胰島素血症)撐住。隨著抗性與代償性高胰島素血症持續進展,某些人的胰島無法維持高分泌狀態,先表現為餐後血糖上升的 IGT;接著胰島素分泌下降與/或 glucagon 分泌增加使肝臟葡萄糖製造上升,造成空腹高血糖(IFG);最終 β 細胞衰竭(β cell failure),多重機制疊加,演變成臨床的 type 2 DM。原文把 type 2 DM 的病生理歸納為五個特徵:胰島素分泌受損、胰島素抗性、肝臟葡萄糖製造過量、脂肪代謝異常、全身性低度發炎

胰島素抗性的分子機轉至今尚未完全釐清,但有幾個重點。骨骼肌中胰島素受體數量與酪胺酸激酶活性確實下降,但這比較可能是高胰島素血症的續發結果而非原發缺陷;真正主角是「受體後(postreceptor)」訊號的磷酸化/去磷酸化異常——肌細胞內堆積的脂質中間產物可能損害粒線體氧化磷酸化、降低 ATP 製造,受損的脂肪酸氧化與脂質堆積還會產生活性氧與低度代謝發炎,回頭直接惡化胰島素抗性。一個很考觀念的細節是:並非所有胰島素訊號路徑都變鈍——掌管細胞生長分化的 mitogen-activated protein kinase 路徑不受抗性影響,因此高胰島素血症反而過度刺激這條路徑,可能加速動脈粥狀硬化等糖尿病相關疾病。這正是「高胰島素血症本身有害」的機轉解釋。在功能上,type 2 DM 病人的葡萄糖利用比非糖尿病者低 30–60%;肝臟胰島素抗性(加上高 glucagon)導致的肝臟葡萄糖輸出增加,主要造成空腹高血糖,而周邊葡萄糖利用下降則造成餐後高血糖。

胰島素分泌的衰退同樣是 type 2 DM 的必要條件。一開始分泌缺陷輕微,且選擇性地影響葡萄糖刺激的胰島素分泌——尤其是大幅減弱的第一相分泌(這也解釋了餐後血糖為何先壞),但對 arginine 等非葡萄糖促泌劑的反應仍保留;不過在 type 2 DM 發病時,整體 β 細胞功能已下降達約 50%,且之後持續惡化。為什麼會衰退仍不清楚,推測是在胰島素抗性之上又疊加了影響 β 細胞功能與數量的第二個(基因)缺陷。此外,與胰島素共同分泌的 islet amyloid polypeptide(IAPP / amylin)在長期 type 2 DM 的胰島中形成類澱粉沉積,慢性高血糖會弔詭地反過來損害胰島功能(glucotoxicity,糖毒性)、游離脂肪酸過多會傷害 β 細胞(lipotoxicity,脂毒性)、胰島相關巨噬細胞釋放的發炎激素也加重損害。臨床上有用的一點是:改善血糖控制常伴隨胰島功能改善,所以早期積極控糖有保護 β 細胞的意義。

肝臟葡萄糖與脂質製造增加反映肝臟對胰島素的抗性——高胰島素血症無法抑制糖質新生,造成空腹高血糖、餐後肝醣儲存減少。同時脂肪組織的抗性使脂解(lipolysis)與游離脂肪酸流向肝臟增加,肝臟把它們轉成 VLDL-三酸甘油酯分泌出來,造成 type 2 DM 典型的血脂異常(三酸甘油酯升高、HDL 下降、小而密的 LDL 增多);若脂質滯留在肝臟,會走向代謝功能障礙相關脂肪肝病(MASLD)。

遺傳上,type 2 DM 的基因成分很強,同卵雙胞胎一致率高達 70–90%(明顯高於 type 1,顯示基因影響更重),若雙親都有 type 2 DM,子女風險接近 70%。它是多基因、多因子疾病:除了基因感受性,肥胖、營養不良、活動不足、年齡增長、社經地位等環境因素都調控其發生率與表現型;甚至子宮內環境(出生體重過高或過低、孕期高血糖)也增加日後 type 2 DM 風險。全基因組關聯研究找到 600 多個位點,但各自帶來的風險很小(相對風險 1.06–1.5),目前已知位點只能解釋 < 10% 的遺傳風險,還無法用來可靠預測 type 2 DM。

416.1.0.9 八、肥胖、內臟脂肪與亞洲人較低 BMI 發病

肥胖——尤其是中心型或內臟型(以腰臀比評估)——在 type 2 DM 非常常見,約 80% 以上的患者肥胖,而且肥胖本身被視為致病過程的一部分。機轉在於:增大的脂肪細胞團釋放更多游離脂肪酸與多種脂肪細胞產物(包括 leptin、TNF-α、resistin、IL-6、retinol-binding protein 4,以及具保護性的 adiponectin)。游離脂肪酸與部分 adipokines 會在骨骼肌與肝臟引起胰島素抗性,並損害 β 細胞功能;而具胰島素增敏作用的 adiponectin 在肥胖時反而減少,可能加重肝臟胰島素抗性。脂肪組織常駐的巨噬細胞是糖尿病代謝發炎的重要來源,這也解釋了為什麼 type 2 DM 常見 IL-6、C-反應蛋白等發炎指標升高。

為什麼內臟脂肪比皮下脂肪危險?關鍵在解剖:內臟脂肪床的靜脈引流直接進入門靜脈循環,使肝臟首當其衝地暴露在高濃度游離脂肪酸與脂肪細胞產物之下,因而推動肝臟功能異常。這是「內臟肥胖特別壞」的生理基礎。

族群差異是這版特別強調的重點。過去對 type 2 DM 病生理與遺傳的理解多來自歐裔族群,但更多元族群的研究顯示出機轉差異:Latino 族群有較強的胰島素抗性,而東亞與南亞族群有較明顯的 β 細胞功能障礙(兩種缺陷在兩群人身上都存在,只是比重不同)。東亞與南亞人傾向在較年輕、較低 BMI 就發展出 type 2 DM;非裔則較易出現非酮性高滲透壓的糖尿病惡化表現,也有 ketosis-prone 的型態。這正是為什麼亞裔的篩檢 BMI 門檻是 ≥ 23(而非一般的 ≥ 25)——較低 BMI 就帶有內臟肥胖與 β 細胞較弱的傾向。原文也提醒,全球許多 type 2 DM 的發生,健康的社會決定因素(social determinants of health)扮演重要角色。(台灣臨床:亞裔在較低 BMI 即發病的特性與台灣族群一致,臨床篩檢與衛教時應以較低的體位門檻提高警覺,不要等到明顯肥胖才篩。)

416.1.0.10 九、胰島素抗性症候群與少見的嚴重抗性

胰島素抗性不只引起高血糖,它是一整個光譜的疾病。代謝症候群(metabolic syndrome)/胰島素抗性症候群指的是一組代謝紊亂:胰島素抗性、高血壓、血脂異常(HDL 下降、三酸甘油酯升高)、中心或內臟型肥胖、type 2 DM 或 IGT/IFG,以及加速的心血管疾病(詳見 Ch 420)。

此外有幾種少見但要認得的嚴重胰島素抗性:胰島素受體突變干擾結合或訊號傳遞,是罕見的抗性病因,常伴黑色棘皮症(acanthosis nigricans)與高雄性素表現。成人有兩種明確的嚴重抗性症候群——Type A 影響年輕女性較嚴重,特徵是嚴重高胰島素血症、肥胖與高雄性素表現,胰島素訊號路徑有未明缺陷;Type B 影響中年女性,特徵是嚴重高胰島素血症、高雄性素表現與自體免疫疾病,體內有抗胰島素受體的自體抗體,這些抗體可能阻斷胰島素結合、也可能刺激受體而造成間歇性低血糖。多囊性卵巢症候群(PCOS)中相當比例的女性有胰島素抗性,且獨立於肥胖之外實質提高 type 2 DM 風險。脂肪失養症(lipodystrophies)則因脂肪組織選擇性流失而造成嚴重胰島素抗性與高三酸甘油酯血症。

416.1.0.11 十、預防:生活型態與藥物如何延緩 type 2 DM

Type 2 DM 前面有一段 IGT 或 IFG 的時期,而這段時期是可以介入的——多種生活型態調整與藥物能預防或延後 DM 發病。對 prediabetes 或高風險者,應轉介到結構化的減重與增加身體活動計畫,並評估心血管疾病。最有力的證據來自 Diabetes Prevention Program(DPP):在 IGT 者身上施以積極的生活型態改變(飲食 + 每週 5 次、每次 30 分鐘的運動),相較安慰劑預防或延後 type 2 DM 達 58%,且此效益不分年齡、性別、族群;同一研究中 metformin 的效益為 31%。生活型態組在三年研究期間減去 5–7% 體重,介入效益至少持續 15 年;芬蘭與中國族群的研究也觀察到飲食與運動的類似成效。值得注意的是,生活型態改變的成效優於 metformin——這是衛教的重要立論。

除了 metformin,α-glucosidase 抑制劑、thiazolidinediones、GLP-1 受體路徑調節劑、SGLT-2 抑制劑、orlistat 等也能預防或延後 type 2 DM。近年因 GLP-1 受體促效劑與 GLP-1/GIP 雙受體促效劑 tirzepatide 帶來更大幅度的減重,prediabetes 的藥物治療策略正在轉變;極低熱量的密集飲食介入也被證實有效。臨床上,有強烈 type 2 DM 家族史者,以及帶有 IFG 或 IGT 者,都應被強力鼓勵達到正常 BMI 並規律運動。

416.1.0.12 十一、把分類用在個別病人身上:分型陷阱

最後把上面的知識整合到「面對一位新發糖尿病病人,該怎麼分型」。原文坦言,分型在新發病人身上常基於臨床判斷,而有些人在診斷當下無法被乾淨地歸為 type 1 或 type 2。傳統用來分型的特徵——發病年齡、肥胖與否、是否需要胰島素——在成人新發 DM 上常常幫不上忙,要避免僵化套用。

傾向考慮 type 1 並驗 ICA 的線索包括:發病年齡較輕(< 35 歲)、非肥胖體位、酮酸中毒、診斷時血糖明顯飆高、本人或家族有其他自體免疫疾病史(如自體免疫甲狀腺疾病、腎上腺功能不全、惡性貧血、乳糜瀉、白斑)。但這些只是大方向,不是每個 type 1 都具備——例如現在許多新發 type 1 病人其實過重或肥胖。相對地,type 2 病人常有肥胖(約 80%,但年長者與南亞、東亞人可能偏瘦)、初期不一定需要胰島素、並常合併胰島素抗性相關狀況(高血壓、心血管疾病、血脂異常、PCOS),且抗性常與腹部肥胖、高三酸甘油酯血症相關。

要特別記得兩個「陷阱」型態:其一是ketosis-prone type 2 DM——表現型像 type 2、以 DKA 發病,但缺乏自體免疫標記,後來可用口服降糖藥而非胰島素治療;其二是成人自體免疫糖尿病(autoimmune diabetes of adults,即 LADA)——約 5–10% 表現型像 type 2 的病人其實沒有絕對胰島素缺乏,但帶有 GAD 等自體抗體,這類人較可能在診斷後 5 年內需要胰島素。對童年或成年早期發病、尤其 6 個月內發病、有體染色體顯性遺傳模式、缺乏典型 type 1/type 2 特徵、或呈現穩定輕度空腹高血糖者,要考慮單基因糖尿病。

實驗室分型上,血清 C-peptide 必須與同時測得的血糖一起判讀:在血糖升高的情況下若 C-peptide 偏低,支持病人需要胰島素(傾向 type 1);但 C-peptide 無法完全區分 type 1 與 type 2,因為許多 type 1 病人仍保留部分 C-peptide 製造。診斷不明時,發病當下測 ICA 會有幫助。整體而言,雖然「精準/個人化糖尿病醫療」是努力的目標,但對許多病人來說目前仍是理想而非現實——這提醒我們分型要保持謙遜與動態調整。


416.1.0.13 🎯 醫學生最該記住的 7 件事

  1. DM 是一群以高血糖為共同表現的異質疾病,高血糖來自胰島素分泌減少、葡萄糖利用下降、肝臟葡萄糖製造增加的不同組合;分型決定治療。
  2. 四個診斷指標:HbA1c ≥ 6.5%、FPG ≥ 7.0 mmol/L(126 mg/dL)、OGTT 2hPG ≥ 11.1 mmol/L(200 mg/dL)、隨機血糖 ≥ 11.1 mmol/L + 典型症狀;無症狀者要在另一日重測確認。cut-off 是「會出現糖尿病特異併發症」的血糖水準,不是統計平均。
  3. Prediabetes 的 IFG、IGT、HbA1c 5.7–6.4% 不是同一群人(機轉不同),但都增加進展風險,是介入報酬率最高的時機。
  4. Type 1 = 自體免疫破壞 β 細胞(CD8+ T 細胞為主,ICA 是標記非殺手),絕對胰島素缺乏;分三期(stage 1 多重抗體+血糖正常 / stage 2 +血糖異常 / stage 3 +高血糖達標),teplizumab 可延緩 stage 2 進展。> 80% 病人無家族史。
  5. Type 2 = 胰島素抗性在前、β 細胞分泌衰竭在後;抗性的主角是受體後訊號缺陷,第一相分泌最早壞(餐後血糖先高),發病時 β 細胞功能已掉約 50%;五大特徵:分泌受損、抗性、肝糖製造過量、脂肪代謝異常、低度發炎。
  6. 肥胖(尤其內臟脂肪,引流入門靜脈)是 type 2 致病一環;亞裔在較低 BMI、較年輕發病(β 細胞較弱),篩檢 BMI 門檻 ≥ 23。
  7. 預防有效:DPP 顯示生活型態改變預防 type 2 DM 達 58%、metformin 31%,生活型態優於藥物;分型遇到 ketosis-prone type 2 與 LADA 等陷阱時,用 ICA + C-peptide(須配血糖判讀)釐清。

來源:Harrison 22e Ch.415。診斷標準與 prediabetes 分界(Fig. 415-1)、篩檢條件(Table 415-2)、病因分類(Table 415-1)、type 1 三階段模型(Fig. 415-5)、type 2 代謝演變(Fig. 415-6)均對照原文;治療詳述見 Ch 416、併發症見 Ch 417、低血糖見 Ch 418。(台灣臨床:亞裔較低 BMI 即發病的特性與台灣族群一致,篩檢與衛教應以較低體位門檻提高警覺。)