NPDR和PDR患者角膜生物力学参数及血清Leptin和ecSOD含量比较

王 岚,卢 怡,邹云春

0 引言

糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy, DR)是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者常见眼部并发症,因发病早期无明显视力下降症状而无法得到及时诊断和干预。相关研究显示,DR患者常伴随眼轴缩短、眼容积缩小等变化,且更容易发生在眼屈光度更低的一侧[1]。高度近视患者DR发病率也明显低于正常屈光度患者[2],提示角膜生物力学特性可能与DR发生有关。还有研究发现,血清瘦素(Leptin)、细胞外超氧化物歧化酶(ecSOD)表达异常与心血管疾病密切相关[3-4],而DR的发生与微血管病变进展有关,推测Leptin、ecSOD可能参与DR的发生。DR根据病情严重程度可分为非增殖型糖尿病视网膜病变(non-proliferative diabetic retinopathy, NPDR)和增殖型糖尿病视网膜病变(proliferative diabetic retinopathy, PDR)两类,但目前关于角膜生物力学参数及血清Leptin、ecSOD含量与DR患者病情进展关系尚不明确。本次研究以我院收治的118例DR患者为研究对象,初步探索角膜生物力学特性、血清Leptin、ecSOD含量与DR病情关系,以期为临床诊疗提供参考。

1 对象和方法

1.1对象前瞻性研究。选择2020-05/ 2022-05我院收治的2型糖尿病(T2DM)合并糖尿病视网膜病变(DR)患者118例118眼,纳入标准:(1)患者均符合2019年美国眼科学会提出的《糖尿病视网膜病变临床指南》[5]的诊断标准;(2)患者无精神障碍,能配合完成检查;(3)患者知情并签署同意书。排除标准:(1)合并糖尿病急性并发症或圆锥角膜青光眼其他眼部疾病;(2)存在甲状腺功能亢进、甲状腺功能减退、结缔组织、高血脂症或可影响血清Leptin、ecSOD表达疾病;(3)存在过熟期白内障、全身性感染或恶性肿瘤;(4)存在眼部手术史或配戴过角膜接触镜者;(5)处于妊娠期、哺乳期。根据荧光素眼底血管造影检查将患者分为NPDR组57例57眼:毛细血管出现局部闭塞,渗透性增加,主要表现为点状出血、水肿、微血管瘤或硬性渗出,无增殖性视网膜病变特征;PDR组61例61眼:毛细血管出现大面积闭塞,主要表现为点状出血、棉絮样斑、串珠样静脉,患者视网膜出现纤维增生甚至收缩导致脱离[6];另选与DR患者年龄、性别匹配的54例54眼T2DM无视网膜病变患者和52名52眼体检健康人群分别作为NDR组和对照组,经裂隙灯、前置镜或OCT检查排除眼部异常,所有参与研究者均选择左眼作为研究眼。所有参与研究者均知情同意,并通过医院伦理委员会审批通过。

1.2方法

1.2.1CorvisST检测角膜生物力学参数参与研究者下颌放置在下颌托上,额头贴着额托,嘱双眼尽量增大,注视红色固视点,医师通过操作杆调整喷气头位置,主要测量参数:角膜中央厚度(central corneal thickness,CCT)、第一次压平时间(the firstapplanation time,A1T)、眼内压(intraocular pressure,IOP)、第一次压平长度(the first applanation length,A1L)、最大形变幅度(deformation amplitude,DA),其中CCT反映的是角膜正常状态下中央水平截面厚度,A1T反映的是角膜从接触气流到出现第一次压平的时间,A1L反映的是第一次亚平面形成的角膜压平长度,DA反映的是角膜从初始到最大压陷时角膜顶点之间距离。每只眼重复测量3次取平均值,所有检测均由同一名经验5a以上医师进行。

1.2.2血清指标检测入院后抽取研究者空腹肘静脉血4mL置于抗凝管中,以3000r/min离心10min后吸取上清液置于-80℃保存,采用ELISA法[7]检测血清Leptin、ecSOD水平,Leptin试剂盒来自美国Abcam公司(货号ab108879,批号GR54423-1),ecSOD试剂盒来自武汉赛培生物科技有限公司(货号YM-S0027,批号20200436),操作严格按照试剂盒说明书进行,根据提前绘制好标准曲线计算待测血清中Leptin、ecSOD含量,全部血清样品均设置复孔检测,重复3次取平均值。

2 结果

2.1四组研究者一般资料比较四组研究者除DM病程外,其他一般资料比较差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 四组研究者一般资料比较

2.2四组研究者角膜生物力学参数比较四组研究者CCT、IOP、A1T、DA比较差异均有统计学意义(P<0.05),A1L比较差异无统计学意义(P>0.05)。其中PDR组、NPDR组CCT、IOP、A1T高于对照组和NDR组,DA低于对照组和NDR组,差异均有统计学意义(P<0.05),且PDR组CCT、IOP、A1T高于NPDR组,DA低于NPDR组,差异均有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 四组研究者角膜生物力学参数比较

2.3四组研究者血清Leptin和ecSOD含量比较四组研究者血清Leptin、ecSOD含量比较差异均有统计学意义(P<0.01),其中PDR组、NPDR组、NDR组血清Leptin、ecSOD含量均高于对照组,且随着病情严重血清Leptin、ecSOD含量越高,见表3。

表3 四组研究者血清Leptin和ecSOD含量比较

2.4NPDR组和PDR组患者一般资料比较单因素分析显示,NPDR组和PDR组DM病程、CCT、IOP、A1T及血清Leptin、ecSOD表达水平比较差异均有统计学意义(P<0.05),见表4。

表4 NPDR组和PDR组患者一般资料比较

2.5多因素Logistic回归分析影响PDR发生的因素以DR患者是否为PDR为因变量,将单因素分析中具有统计学差异因素作为自变量纳入二分类非条件Logistic回归分析,采用前进似然比筛选模型,结果显示DM病程、CCT、IOP、A1T、血清Leptin、ecSOD含量是影响PDR发生的因素,DA是影响PDR发生的保护因素(均P<0.05),见表5。

表5 多因素Logistic回归分析影响PDR发生的因素

3 讨论

DR是T2DM常见并发症,其发生发展过程涉及多种病理生理机制。DR主要病理表现为视网膜血管管腔狭窄和高血糖导致的血流动力学异常,引发视网膜缺血缺氧,进而导致组织血管损伤。PDR是DR中较为严重的类型,此类患者可出现视网膜脱落、黄斑病变、玻璃体出血等严重视力损伤[8],因此明确发病机制,寻找进展为PDR的高危因素对防治DR及监测病情进展具有重要意义。

DR患者常伴随一些角膜生物力学参数的变化,但T2DM对患者眼部影响长期且缓慢,不同学者之间对T2DM患者筛选标准及检测一起不同,对角膜生物力学造成影响研究结论不一[9]。本研究发现随着糖尿病病程的增加,PDR的发生率明显提升。相关研究也显示,糖尿病发病10a后的视网膜并发症发生率为32%,20a后增加至57%[10]。

同时,本次研究采用Corvis ST检测角膜生物力学参数发现,NDR组、NPDR组、PDR组CCT、IOP、A1T依次升高,DA依次降低,且CCT反映的是眼球壁厚度,CCT越厚,提示内皮细胞抗压功能和视神经功能越差。本研究中CCT随着视网膜病变程度的加深而升高,与王一鸥等[11]研究结果一致。DR患者因机体糖代谢异常释放大量产物进入房水及眼部血管中,损伤角膜内皮细胞;同时血糖水平升高会逐渐抑制Na+-K+-ATP酶活性,导致角膜上皮和角膜基质层的水肿,引发角膜厚度增加[12-13]。

IOP是影响患者角膜生物力学参数测定的重要因素,有研究发现青光眼患者IOP越高,角膜阻滞因子表达水平也越高,提示IOP升高可能预示角膜抗压能力的下降。本次研究中DR患者IOP也明显高于无视网膜病变者,且随病情严重程度增加呈逐渐升高趋势,这可能与高血糖引发的房水渗透性梯度和年龄增加引发的小梁网变化,引发房水流出量降低有关[14]。A1T反映的是角膜黏弹性大小,其越大提示角膜弹性越差,相关研究认为,角膜弹性和对外力抵抗功能降低,更容易发生形变,引发变形时间的缩短。A1L指角膜受到外力后第1次到压平状况水平截面被压平的长度。有学者认为,容易形变的角膜应该是达到第一压平状态时间短(即A1T小),因此角膜弹性下降时达到第一压平时间更长,A1L可能增加;但随着DR病情的加重,角膜微结构变化和角膜胶原纤维增多,角膜顺应性降低而脆性增加,引发角膜变硬,又会出现A1L的降低,这可能是本次研究中T2DM患者的A1L无明显变化的原因[15-16]。

有研究认为,角膜生物力学特性与DR患者长期处于高血糖状态有关,而多种血清因子参与了机体血糖控制过程[17]。Leptin是目前T2DM研究中备受关注的脂肪因子,能影响机体营养消耗从而参与心血管调节,目前已经证实T2DM患者存在明显的高Leptin血症[18]。本次研究也发现Leptin在T2DM患者中高表达,且在PDR和NPDR患者中存在差异,提示Leptin参与了DR的发生及进展。相关研究显示,随着血清Leptin水平的不断升高,新生血管生成不断增加;同时还能通过影响机体代谢促进细胞中氧自由基的蓄积,增加视网膜血管压力,影响角膜组织、视神经的正常功能,进而引发DR进展[19]。ecSOD是一种在内皮细胞中高表达的超氧阴离子分解酶,能协助修复视网膜神经损伤和维持其内环境稳态。有学者认为,ecSOD和Leptin可能在促进新生血管形成过程中具有协同作用,二者的产生机制虽然不同,但其在功能上有密切联系[20]。随着DR进展,机体代谢的紊乱和氧化应激水平提高,Leptin和ecSOD水平不断升高,加速新生血管形成,ecSOD在血管内膜及内皮细胞中高表达,共同影响DR患者视网膜神经组织损伤修复过程[21]。多因素Logistic回归分析显示,DM病程、CCT、IOP、A1T、血清Leptin、ecSOD含量是影响PDR发生的因素,DA是影响PDR发生的保护因素,DR患者常伴随泪液分泌、泪膜稳定性、内皮细胞密度的降低和CCT、IOP及血清Leptin、ecSOD含量的增加,这些均可随DR病情进展而加重,可能作为DR早期筛查及病情监测的指标之一。

综上所述,CCT、IOP、A1T及血清Leptin、ecSOD含量在PDR和NPDR患者中均明显增加,DA明显降低,且CCT、IOP、A1T、血清Leptin、ecSOD含量是影响PDR发生的高危因素,DA是影响PDR发生的保护因素。但本次研究尚有不足之处,角膜生物力学特性较为复杂,在临床应用时应综合考虑多种眼部系统变量的影响,未来我们将扩大样本进行大队列研究,以进一步了解角膜生物特性及血清因子在DR发生发展过程中的作用。