血糖變異系數(shù)與非增殖型糖尿病視網(wǎng)膜病變患者黃斑區(qū)形態(tài)和微循環(huán)的關(guān)系

付淑穎，董艷敏

0 引言

糖尿病視網(wǎng)膜病變[1-2](diabetic retinopathy, DR)是糖尿病(diabetic mellitus, DM)患者最常見的眼部并發(fā)癥，其是一種血管性疾病，以微血管病變?yōu)橹饕卣鳎瑖?yán)重影響患者視功能。DR分為非增殖和增殖型，其中非增殖型糖尿病視網(wǎng)膜病變(nonproliferative diabetic retinopathy, NPDR)一般患者癥狀較輕，多表現(xiàn)為微血管瘤、出現(xiàn)輕微出血及滲出、黃斑水腫等，當(dāng)血管出現(xiàn)閉塞，會(huì)促進(jìn)血管內(nèi)皮生長因子的釋放，從而導(dǎo)致新生血管的形成[3-4]。新生血管形成后即NPDR發(fā)展到了增殖型糖尿病性視網(wǎng)膜病變(proliferative diabetic retinopathy, PDR)，此時(shí)病情較嚴(yán)重，很可能造成患者玻璃體或視網(wǎng)膜出血，甚至視網(wǎng)膜脫離。因此，早診斷、早干預(yù)對預(yù)防NPDR進(jìn)一步發(fā)展為PDR十分重要。光學(xué)相干斷層掃描血管成像[5-6](optical coherence tomography angiography, OCTA)技術(shù)具有快速、無創(chuàng)的優(yōu)勢，其可顯示微血管結(jié)構(gòu)以及形態(tài)，提供高分辨率的3D圖像。目前，OCTA已被廣泛應(yīng)用于青光眼、黃斑變性等領(lǐng)域。血糖變異性(glucose variability, GV)是一種量化指標(biāo)，其可描述血糖反復(fù)波動(dòng)的變化狀態(tài)。目前，描述GV的指標(biāo)很多，其中空腹血糖變異系數(shù)[7](fasting plasma glucose coefficient of variation, FPG-CV)指2d及以上患者空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)標(biāo)準(zhǔn)差與均數(shù)的比值，該指標(biāo)重復(fù)性高，可減小血糖水平差異對GV的影響。相關(guān)研究表明[8]，在2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者微血管并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展中，F(xiàn)PG-CV起到重要作用，是一個(gè)獨(dú)立影響因素。由此可知，F(xiàn)PG-CV影響著DR的發(fā)生發(fā)展，但臨床上關(guān)于T2DM患者的FPG-CV與NPDR患者黃斑區(qū)形態(tài)和微循環(huán)關(guān)系的研究較少。故本研究回顧性分析2018-02/2022-06我院收治的82例82眼NPDR患者的臨床資料，探究FPG-CV與NPDR患者黃斑區(qū)形態(tài)和微循環(huán)的關(guān)系，以期為臨床從患者FPG波動(dòng)方面控制和治療NPDR提供新依據(jù)和思路，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 對象和方法

1.1對象回顧性分析2018-02/2022-06我院收治的T2DM患者164例164眼(雙眼患者隨機(jī)選擇1眼)為研究對象，根據(jù)患者是否存在視網(wǎng)膜病變將其分為NPDR組和糖尿病無視網(wǎng)膜病變(non-diabetic retinopathy, NDR)組，其中NPDR組82例82眼，男45例，女37例，年齡42～75(平均55.37±3.16)歲；NDR組82例82眼，男49例，女33例，年齡40～73(平均52.61±3.09)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)[9]；(2)NPDR組患者均符合NPDR診斷標(biāo)準(zhǔn)[10]；(3)臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)PDR；(2)既往接受過任何眼內(nèi)手術(shù)；(3)視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜病變由非DM引起；(4)患有視神經(jīng)病變；(5)青光眼；(6)屈光間質(zhì)混濁影響眼底觀察；(7)患有可能影響微循環(huán)系統(tǒng)的全身系統(tǒng)性疾病；(8)活動(dòng)性眼前節(jié)炎癥；(9)眼外傷及除DR外的其他眼病者。本研究經(jīng)鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)審批，患者及其家屬均簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1一般資料收集確定研究對象后，對患者均進(jìn)行一般資料與數(shù)據(jù)的收集，包括年齡、性別、糖尿病病程、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)、高血壓病史、吸煙史以及飲酒史。

1.2.2實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)檢查方法入院后，收集所有患者晨起空腹靜脈血，檢測包括糖化血紅蛋白(HbA1c)、總膽固醇(total cholesterol, TC)、甘油三酯(triglyceride, TG)、白細(xì)胞(white blood cell, WBC)、紅細(xì)胞(red blood cell, RBC)、血紅蛋白(hemoglobin, Hb)、血小板(platelet, PLT)、凝血酶原時(shí)間(prothrombin time, PT)、活化部分凝血酶原時(shí)間(activated partial thromboplastin time, APTT)。采用Ultra2親和層析高壓液相HbA1c檢測儀(PRIMUS)和高壓液相色譜分析法測定HbA1c，試劑盒由上海澳普生物醫(yī)藥有限公司提供。全自動(dòng)生化儀(OLYMPUS-2077)測定生化相關(guān)指標(biāo)。全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀(XT1800i)測定血常規(guī)相關(guān)指標(biāo)?；颊吡舫科鸷蟮?或3次小便中段尿，采用化學(xué)發(fā)光法測定尿微量白蛋白(microalbuminuria, MALB)；晨起，除第1次小便，于尿桶(已添加防腐劑)中留小便至24h，檢測24h尿蛋白。患者連續(xù)3d采用葡萄糖脫氫酶法檢測空腹血糖FPG，血糖儀和配套采血針及血糖試紙，計(jì)算FPG-CV=3d血糖標(biāo)準(zhǔn)差/3d血糖均數(shù)(%)。

1.2.3OCTA檢查方法所有患者行視力(LogMAR)、眼壓、眼軸檢查后，進(jìn)行OCTA檢查。取坐位，調(diào)整眼位至適當(dāng)位置，采用Spectralis OCT進(jìn)行視網(wǎng)膜黃斑區(qū)掃描，選擇Angiography 3mm×3mm掃描模式，范圍是黃斑區(qū)3mm×3mm部位，盡量避免眨眼和頭部移動(dòng)，通過配套軟件和系統(tǒng)分析圖像結(jié)果?；颊呤軝z眼測量指標(biāo)包括：黃斑中心凹無血管區(qū)(foveal avascular zone, FAZ)面積和周長、黃斑區(qū)3mm×3mm淺層毛細(xì)血管叢(superficial capillary plexus, SCP)和深層毛細(xì)血管叢(deep capillary plexus, DCP)的血流密度(vessel density, VD)、黃斑總體積、黃斑中心凹下脈絡(luò)膜厚度(subfoveal choroidal thickness, SFCT)、黃斑中心凹神經(jīng)視網(wǎng)膜厚度(central retinal thickness, CRT)、視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層(retinal nerve fiber layer, RNFL)厚度。

2 結(jié)果

2.1兩組研究對象基本資料比較兩組患者的年齡、糖尿病病程、視力、HbA1c、TG、Hb、PT、APTT、MALB、24h尿蛋白以及FPG-CV均差異顯著(P<0.05)。兩組患者的性別、BMI、眼別、眼壓、眼軸、吸煙史、飲酒史、高血壓史、TC、WBC、RBC以及PLT均無顯著差異(P>0.05)，見表1。

表1 兩組研究對象基本資料比較

2.2兩組研究對象黃斑區(qū)形態(tài)和微循環(huán)比較與NDR組相比，NPDR組患者的SCP-VD、DCP-VD以及SFCT均顯著下降(P<0.001)，F(xiàn)AZ面積、CRT以及黃斑總體積均顯著增加(P<0.001)。兩組FAZ周長以及RNFL厚度均無顯著差異(P>0.05)，見表2。

表2 兩組研究對象黃斑區(qū)形態(tài)和微循環(huán)比較

2.3多因素Logistic回歸分析以NPDR發(fā)病為因變量，以上述分析中兩組差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)的指標(biāo)為自變量，進(jìn)行多因素Logistic回歸分析，結(jié)果顯示，病程≥7.2a、HbA1c≥7.7%、TG≥1.9mmol/L、MALB≥24.5mg/L、FPG-CV≥9.8%、SCP-VD<27.6%、DCP-VD<47.7%、FAZ面積≥0.38mm2、CRT≥197.7μm以及SFCT<227.7μm均為NPDR發(fā)病的危險(xiǎn)因素(P<0.05)，見表3、4和圖1。

圖1 影響NPDR發(fā)病的多因素Logistic回歸分析森林圖。

表3 多因素Logistic回歸分析賦值表

2.4BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建將上述影響NPDR發(fā)病的危險(xiǎn)因素作為輸入層納入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，采用反復(fù)叉驗(yàn)證確定隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)，當(dāng)隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)為5時(shí)(圖2)，交叉驗(yàn)證的均方根誤差最小，并以NPDR發(fā)病情況作為輸出層，構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，見圖3。

圖2 交叉驗(yàn)證確定隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)。

圖3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

2.5模型評價(jià)

2.5.1模型區(qū)分度評價(jià)采用Bootstrap自抽樣法進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證，該預(yù)測模型C-index計(jì)算結(jié)果為0.796(95%CI：0.714～0.878)，ROC曲線下面積為0.841(95%CI：0.703～0.979)，表明該預(yù)測模型的區(qū)分度尚可，見圖4。

圖4 模型的ROC曲線。

2.5.2模型校準(zhǔn)度評價(jià)繪制預(yù)測模型的校準(zhǔn)曲線，結(jié)果顯示模型的預(yù)測概率曲線與參考概率擬合度良好，Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，表明該預(yù)測模型的準(zhǔn)確度較高，見圖5。

圖5 預(yù)測模型的校準(zhǔn)曲線。

表4 多因素Logistic回歸分析

2.5.3模型有效性評價(jià)預(yù)測模型的臨床決策曲線閾值概率在0.01～0.94，凈獲益率>0，表明其有效性較好，安全可靠，實(shí)用性強(qiáng)，見圖6。

圖6 預(yù)測模型的臨床決策曲線。

2.6FPG-CV與黃斑區(qū)形態(tài)和微循環(huán)的相關(guān)性分析FPG-CV與SCP-VD、DCP-VD以及SFCT呈負(fù)相關(guān)(均P<0.001)，與FAZ面積以及CRT呈正相關(guān)(均P<0.001)，見表5和圖7。

圖7 Pearson相關(guān)性分析。

表5 FPG-CV與黃斑區(qū)形態(tài)和微循環(huán)的相關(guān)性分析

3 討論

DM[11]是一種代謝性疾病，臨床表現(xiàn)為血糖升高。長期高血糖，很可能造成機(jī)體各組織，尤其是腎、眼、心臟等慢性損害以及臟器功能減退甚至衰竭，其中DR是最常見的一種眼部并發(fā)癥。在許多國家，DR是視力減退和失明的主要原因[12-13]。對于評估DR程度以及治療，目前OCTA應(yīng)用最多，在臨床應(yīng)用中，其具有非常重要的價(jià)值和優(yōu)勢。本研究利用OCTA對所納入研究的T2DM患者進(jìn)行檢查，觀察黃斑區(qū)微循環(huán)以及形態(tài)學(xué)改變，以明確NPDR患者的臨床特征，進(jìn)一步分析黃斑區(qū)這些改變與FPG-CV的關(guān)系。

引進(jìn)外部資源，共建實(shí)驗(yàn)室 近三年，遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院利用中央地方共建項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)及與企業(yè)合作，新建及改造了一批測控專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，包括集散控制實(shí)驗(yàn)室、西門子工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、DSP應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、傳感器實(shí)驗(yàn)室、測控電路實(shí)驗(yàn)室等。依托上述實(shí)驗(yàn)室，滿足各種實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、各種科技競賽項(xiàng)目等實(shí)踐環(huán)節(jié)需求；先后增開S7-300、DSP應(yīng)用技術(shù)等各類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目80余項(xiàng)，使得綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)比例提高到40%。

本研究分析結(jié)果顯示，病程≥7.2a、HbA1c≥7.7%、TG≥1.9mmol/L、MALB≥24.5mg/L、FPG-CV≥9.8%、SCP-VD<27.6%、DCP-VD<47.7%、FAZ面積≥0.38mm2、CRT≥197.7μm以及SFCT<227.7μm均為NPDR發(fā)病的危險(xiǎn)因素：(1)眾多研究和指南中明確表示[14]，DM病程是DR發(fā)病的危險(xiǎn)因素，本研究再次確認(rèn)這一點(diǎn)，雖然病程無法進(jìn)行人為干預(yù)，但其可以提醒我們時(shí)刻關(guān)注這些危險(xiǎn)因素，做到及時(shí)篩查和診療，這對于DR患者尤為重要。(2)Hb非酶促糖基化反應(yīng)的早期會(huì)產(chǎn)生HbA1c，其可反饋DM患者近3mo血糖平均水平。高HbA1c會(huì)導(dǎo)致血管壁硬化并使通透性增加，從而造成視網(wǎng)膜供血供氧不足；另外，其還會(huì)減弱Hb的攜氧能力，增加DR發(fā)生發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)。(3)DM常與血脂代謝異常一起發(fā)生發(fā)展，其也是一種代謝性疾病。相關(guān)研究表明[15]，脂質(zhì)代謝在DM并發(fā)癥中具有十分重要的作用。脂代謝異常會(huì)增加血液黏稠度，視網(wǎng)膜組織供血供氧不足。同時(shí)，高TG會(huì)促使形成微血栓，破壞視網(wǎng)膜屏障，導(dǎo)致視網(wǎng)膜水腫。(4)MALB是一種低分子量蛋白。既往研究表明[16]，MALB與DR的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。(5)FPG-CV對于DR存在一定程度的影響，但目前該機(jī)制尚無定論，這可能是由于當(dāng)機(jī)體GV升高時(shí)，視網(wǎng)膜周細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞紊亂加劇，進(jìn)而引起氧化應(yīng)激等一系列反應(yīng)，造成血管功能出現(xiàn)障礙，導(dǎo)致DM微血管病變；T2DM患者血糖波動(dòng)會(huì)使眼部血流加快，導(dǎo)致脈絡(luò)膜血管內(nèi)皮損傷，視網(wǎng)膜組織供血和供氧不足。Zhao等[17]的研究結(jié)果表明，T2DM患者高FPG-CV水平與其視網(wǎng)膜病變和全因死亡風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)性。(6)DM患者微血管長期病變導(dǎo)致DR發(fā)病，視網(wǎng)膜內(nèi)血管包含SCP和DCP兩種不同的毛細(xì)血管叢，其中前者位于神經(jīng)纖維和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層，而后者位于內(nèi)核層和外叢狀層的外緣。本研究結(jié)果顯示，NPDR患者的SCP和DCP的VD均較NDR患者下降。趙芳等[14]的研究結(jié)果表明，SCP(除去大血管)以及DCP的VD下降均是DR發(fā)病的危險(xiǎn)因素。(7)FAZ位于黃斑中心，其是黃斑缺血的敏感指標(biāo)。由于毛細(xì)血管脫落以及黃斑血管重塑導(dǎo)致了FAZ增大。(8)血-視網(wǎng)膜屏障受損后，會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜內(nèi)積液從而引發(fā)CRT的變化。高血糖會(huì)干擾血-視網(wǎng)膜屏障，最終導(dǎo)致CRT增厚。楊怡等[18]的研究結(jié)果表明，CRT會(huì)隨DM病程以及血糖的增加而逐漸升高。(9)早期DR患者SFCT變薄的機(jī)制目前尚不明確，可能是由于病情的不斷加重，脈絡(luò)膜血管組織損害逐漸加重甚至壞死，而脈絡(luò)膜主要由血管構(gòu)成，因此導(dǎo)致其厚度變薄。高血糖會(huì)引起的患者神經(jīng)內(nèi)分泌紊亂，導(dǎo)致眼部脈絡(luò)膜發(fā)生血流動(dòng)力學(xué)改變。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)為5，ROC曲線、校準(zhǔn)曲線和臨床決策曲線顯示該預(yù)測模型的區(qū)分度、準(zhǔn)確性和有效性均較好。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，F(xiàn)PG-CV與SCP-VD、DCP-VD以及SFCT呈負(fù)相關(guān)；FPG-CV與FAZ面積以及CRT呈正相關(guān)。隨著NPDR患者的FPG-CV逐漸升高，提示患者病情進(jìn)展，導(dǎo)致SCP-VD、DCP-VD以及SFCT下降，而FAZ面積以及CRT增加。

綜上所述，病程≥7.2a、HbA1c≥7.7%、TG≥1.9mmol/L、MALB≥24.5mg/L、FPG-CV≥9.8%、SCP-VD<27.6%、DCP-VD<47.7%、FAZ面積≥0.38mm2、CRT≥197.7μm以及SFCT<227.7μm均為NPDR發(fā)病的危險(xiǎn)因素。隨著NPDR患者FPG-CV的升高，黃斑區(qū)形態(tài)和微循環(huán)各指標(biāo)發(fā)生改變。FPG-CV與SCP-VD、DCP-VD以及SFCT呈負(fù)相關(guān)，與FAZ面積以及CRT呈正相關(guān)。因此，臨床上要重視患者FPG-CV的變化，預(yù)防NPDR進(jìn)展為PDR。本研究以期為臨床從患者FPG波動(dòng)方面控制和治療NPDR提供新依據(jù)和思路。由于本研究未進(jìn)行病情隨訪,因此還需進(jìn)一步縱向觀察研究證實(shí)及結(jié)合患者的生化指標(biāo)。