血糖变异系数与非增殖型糖尿病视网膜病变患者黄斑区形态和微循环的关系

付淑颖，董艳敏

0 引言

糖尿病视网膜病变[1-2](diabetic retinopathy, DR)是糖尿病(diabetic mellitus, DM)患者最常见的眼部并发症，其是一种血管性疾病，以微血管病变为主要特征，严重影响患者视功能。DR分为非增殖和增殖型，其中非增殖型糖尿病视网膜病变(nonproliferative diabetic retinopathy, NPDR)一般患者症状较轻，多表现为微血管瘤、出现轻微出血及渗出、黄斑水肿等，当血管出现闭塞，会促进血管内皮生长因子的释放，从而导致新生血管的形成[3-4]。新生血管形成后即NPDR发展到了增殖型糖尿病性视网膜病变(proliferative diabetic retinopathy, PDR)，此时病情较严重，很可能造成患者玻璃体或视网膜出血，甚至视网膜脱离。因此，早诊断、早干预对预防NPDR进一步发展为PDR十分重要。光学相干断层扫描血管成像[5-6](optical coherence tomography angiography, OCTA)技术具有快速、无创的优势，其可显示微血管结构以及形态，提供高分辨率的3D图像。目前，OCTA已被广泛应用于青光眼、黄斑变性等领域。血糖变异性(glucose variability, GV)是一种量化指标，其可描述血糖反复波动的变化状态。目前，描述GV的指标很多，其中空腹血糖变异系数[7](fasting plasma glucose coefficient of variation, FPG-CV)指2d及以上患者空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)标准差与均数的比值，该指标重复性高，可减小血糖水平差异对GV的影响。相关研究表明[8]，在2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者微血管并发症的发生发展中，FPG-CV起到重要作用，是一个独立影响因素。由此可知，FPG-CV影响着DR的发生发展，但临床上关于T2DM患者的FPG-CV与NPDR患者黄斑区形态和微循环关系的研究较少。故本研究回顾性分析2018-02/2022-06我院收治的82例82眼NPDR患者的临床资料，探究FPG-CV与NPDR患者黄斑区形态和微循环的关系，以期为临床从患者FPG波动方面控制和治疗NPDR提供新依据和思路，现将结果报道如下。

1 对象和方法

1.1对象回顾性分析2018-02/2022-06我院收治的T2DM患者164例164眼(双眼患者随机选择1眼)为研究对象，根据患者是否存在视网膜病变将其分为NPDR组和糖尿病无视网膜病变(non-diabetic retinopathy, NDR)组，其中NPDR组82例82眼，男45例，女37例，年龄42～75(平均55.37±3.16)岁；NDR组82例82眼，男49例，女33例，年龄40～73(平均52.61±3.09)岁。纳入标准：(1)符合T2DM诊断标准[9]；(2)NPDR组患者均符合NPDR诊断标准[10]；(3)临床资料完整。排除标准：(1)PDR；(2)既往接受过任何眼内手术；(3)视网膜脉络膜病变由非DM引起；(4)患有视神经病变；(5)青光眼；(6)屈光间质混浊影响眼底观察；(7)患有可能影响微循环系统的全身系统性疾病；(8)活动性眼前节炎症；(9)眼外伤及除DR外的其他眼病者。本研究经郑州大学第一附属医院伦理委员会审批，患者及其家属均签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1一般资料收集确定研究对象后，对患者均进行一般资料与数据的收集，包括年龄、性别、糖尿病病程、体质量指数(body mass index, BMI)、高血压病史、吸烟史以及饮酒史。

1.2.2实验室指标检查方法入院后，收集所有患者晨起空腹静脉血，检测包括糖化血红蛋白(HbA1c)、总胆固醇(total cholesterol, TC)、甘油三酯(triglyceride, TG)、白细胞(white blood cell, WBC)、红细胞(red blood cell, RBC)、血红蛋白(hemoglobin, Hb)、血小板(platelet, PLT)、凝血酶原时间(prothrombin time, PT)、活化部分凝血酶原时间(activated partial thromboplastin time, APTT)。采用Ultra2亲和层析高压液相HbA1c检测仪(PRIMUS)和高压液相色谱分析法测定HbA1c，试剂盒由上海澳普生物医药有限公司提供。全自动生化仪(OLYMPUS-2077)测定生化相关指标。全自动血细胞分析仪(XT1800i)测定血常规相关指标。患者留晨起后第2或3次小便中段尿，采用化学发光法测定尿微量白蛋白(microalbuminuria, MALB)；晨起，除第1次小便，于尿桶(已添加防腐剂)中留小便至24h，检测24h尿蛋白。患者连续3d采用葡萄糖脱氢酶法检测空腹血糖FPG，血糖仪和配套采血针及血糖试纸，计算FPG-CV=3d血糖标准差/3d血糖均数(%)。

1.2.3OCTA检查方法所有患者行视力(LogMAR)、眼压、眼轴检查后，进行OCTA检查。取坐位，调整眼位至适当位置，采用Spectralis OCT进行视网膜黄斑区扫描，选择Angiography 3mm×3mm扫描模式，范围是黄斑区3mm×3mm部位，尽量避免眨眼和头部移动，通过配套软件和系统分析图像结果。患者受检眼测量指标包括：黄斑中心凹无血管区(foveal avascular zone, FAZ)面积和周长、黄斑区3mm×3mm浅层毛细血管丛(superficial capillary plexus, SCP)和深层毛细血管丛(deep capillary plexus, DCP)的血流密度(vessel density, VD)、黄斑总体积、黄斑中心凹下脉络膜厚度(subfoveal choroidal thickness, SFCT)、黄斑中心凹神经视网膜厚度(central retinal thickness, CRT)、视网膜神经纤维层(retinal nerve fiber layer, RNFL)厚度。

2 结果

2.1两组研究对象基本资料比较两组患者的年龄、糖尿病病程、视力、HbA1c、TG、Hb、PT、APTT、MALB、24h尿蛋白以及FPG-CV均差异显著(P<0.05)。两组患者的性别、BMI、眼别、眼压、眼轴、吸烟史、饮酒史、高血压史、TC、WBC、RBC以及PLT均无显著差异(P>0.05)，见表1。

表1 两组研究对象基本资料比较

2.2两组研究对象黄斑区形态和微循环比较与NDR组相比，NPDR组患者的SCP-VD、DCP-VD以及SFCT均显著下降(P<0.001)，FAZ面积、CRT以及黄斑总体积均显著增加(P<0.001)。两组FAZ周长以及RNFL厚度均无显著差异(P>0.05)，见表2。

表2 两组研究对象黄斑区形态和微循环比较

2.3多因素Logistic回归分析以NPDR发病为因变量，以上述分析中两组差异具有统计学意义(P<0.05)的指标为自变量，进行多因素Logistic回归分析，结果显示，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面积≥0.38mm2、CRT≥197.7μm以及SFCT<227.7μm均为NPDR发病的危险因素(P<0.05)，见表3、4和图1。

图1 影响NPDR发病的多因素Logistic回归分析森林图。

表3 多因素Logistic回归分析赋值表

2.4BP神经网络模型的构建将上述影响NPDR发病的危险因素作为输入层纳入BP神经网络模型，采用反复叉验证确定隐含层节点数，当隐含层节点数为5时(图2)，交叉验证的均方根误差最小，并以NPDR发病情况作为输出层，构建BP神经网络模型，见图3。

图2 交叉验证确定隐含层节点数。

图3 BP神经网络模型。

2.5模型评价

2.5.1模型区分度评价采用Bootstrap自抽样法进行内部验证，该预测模型C-index计算结果为0.796(95%CI：0.714～0.878)，ROC曲线下面积为0.841(95%CI：0.703～0.979)，表明该预测模型的区分度尚可，见图4。

图4 模型的ROC曲线。

2.5.2模型校准度评价绘制预测模型的校准曲线，结果显示模型的预测概率曲线与参考概率拟合度良好，Hosmer-Lemeshow检验结果差异无统计学意义(P>0.05)，表明该预测模型的准确度较高，见图5。

图5 预测模型的校准曲线。

表4 多因素Logistic回归分析

2.5.3模型有效性评价预测模型的临床决策曲线阈值概率在0.01～0.94，净获益率>0，表明其有效性较好，安全可靠，实用性强，见图6。

图6 预测模型的临床决策曲线。

2.6FPG-CV与黄斑区形态和微循环的相关性分析FPG-CV与SCP-VD、DCP-VD以及SFCT呈负相关(均P<0.001)，与FAZ面积以及CRT呈正相关(均P<0.001)，见表5和图7。

图7 Pearson相关性分析。

表5 FPG-CV与黄斑区形态和微循环的相关性分析

3 讨论

DM[11]是一种代谢性疾病，临床表现为血糖升高。长期高血糖，很可能造成机体各组织，尤其是肾、眼、心脏等慢性损害以及脏器功能减退甚至衰竭，其中DR是最常见的一种眼部并发症。在许多国家，DR是视力减退和失明的主要原因[12-13]。对于评估DR程度以及治疗，目前OCTA应用最多，在临床应用中，其具有非常重要的价值和优势。本研究利用OCTA对所纳入研究的T2DM患者进行检查，观察黄斑区微循环以及形态学改变，以明确NPDR患者的临床特征，进一步分析黄斑区这些改变与FPG-CV的关系。

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本研究分析结果显示，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面积≥0.38mm2、CRT≥197.7μm以及SFCT<227.7μm均为NPDR发病的危险因素：(1)众多研究和指南中明确表示[14]，DM病程是DR发病的危险因素，本研究再次确认这一点，虽然病程无法进行人为干预，但其可以提醒我们时刻关注这些危险因素，做到及时筛查和诊疗，这对于DR患者尤为重要。(2)Hb非酶促糖基化反应的早期会产生HbA1c，其可反馈DM患者近3mo血糖平均水平。高HbA1c会导致血管壁硬化并使通透性增加，从而造成视网膜供血供氧不足；另外，其还会减弱Hb的携氧能力，增加DR发生发展风险。(3)DM常与血脂代谢异常一起发生发展，其也是一种代谢性疾病。相关研究表明[15]，脂质代谢在DM并发症中具有十分重要的作用。脂代谢异常会增加血液黏稠度，视网膜组织供血供氧不足。同时，高TG会促使形成微血栓，破坏视网膜屏障，导致视网膜水肿。(4)MALB是一种低分子量蛋白。既往研究表明[16]，MALB与DR的发生发展密切相关。(5)FPG-CV对于DR存在一定程度的影响，但目前该机制尚无定论，这可能是由于当机体GV升高时，视网膜周细胞凋亡，导致内皮细胞紊乱加剧，进而引起氧化应激等一系列反应，造成血管功能出现障碍，导致DM微血管病变；T2DM患者血糖波动会使眼部血流加快，导致脉络膜血管内皮损伤，视网膜组织供血和供氧不足。Zhao等[17]的研究结果表明，T2DM患者高FPG-CV水平与其视网膜病变和全因死亡风险呈正相关性。(6)DM患者微血管长期病变导致DR发病，视网膜内血管包含SCP和DCP两种不同的毛细血管丛，其中前者位于神经纤维和神经节细胞层，而后者位于内核层和外丛状层的外缘。本研究结果显示，NPDR患者的SCP和DCP的VD均较NDR患者下降。赵芳等[14]的研究结果表明，SCP(除去大血管)以及DCP的VD下降均是DR发病的危险因素。(7)FAZ位于黄斑中心，其是黄斑缺血的敏感指标。由于毛细血管脱落以及黄斑血管重塑导致了FAZ增大。(8)血-视网膜屏障受损后，会导致视网膜内积液从而引发CRT的变化。高血糖会干扰血-视网膜屏障，最终导致CRT增厚。杨怡等[18]的研究结果表明，CRT会随DM病程以及血糖的增加而逐渐升高。(9)早期DR患者SFCT变薄的机制目前尚不明确，可能是由于病情的不断加重，脉络膜血管组织损害逐渐加重甚至坏死，而脉络膜主要由血管构成，因此导致其厚度变薄。高血糖会引起的患者神经内分泌紊乱，导致眼部脉络膜发生血流动力学改变。

BP神经网络模型隐含层节点数为5，ROC曲线、校准曲线和临床决策曲线显示该预测模型的区分度、准确性和有效性均较好。Pearson相关性分析结果显示，FPG-CV与SCP-VD、DCP-VD以及SFCT呈负相关；FPG-CV与FAZ面积以及CRT呈正相关。随着NPDR患者的FPG-CV逐渐升高，提示患者病情进展，导致SCP-VD、DCP-VD以及SFCT下降，而FAZ面积以及CRT增加。

综上所述，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面积≥0.38mm2、CRT≥197.7μm以及SFCT<227.7μm均为NPDR发病的危险因素。随着NPDR患者FPG-CV的升高，黄斑区形态和微循环各指标发生改变。FPG-CV与SCP-VD、DCP-VD以及SFCT呈负相关，与FAZ面积以及CRT呈正相关。因此，临床上要重视患者FPG-CV的变化，预防NPDR进展为PDR。本研究以期为临床从患者FPG波动方面控制和治疗NPDR提供新依据和思路。由于本研究未进行病情随访,因此还需进一步纵向观察研究证实及结合患者的生化指标。