糖尿病視網膜病與活檢證實的糖尿病腎臟病臨床病理分析

周越 張斌 黃曉彥 張帆 羅瓊 熊祖應 侯霜

518036 深圳，北京大學深圳醫院腎內科(周越，黃曉彥，張帆，羅瓊，熊祖應，侯霜)，眼科(張斌)

糖尿病微血管并發癥主要表現為眼睛及腎臟病變，可引起糖尿病視網膜病(diabetic retinopathy，DR)與糖尿病腎臟病(diabetic kidney disease，DKD)，是臨床上糖尿病患者致盲及透析的主要原因，對個人生活及國家醫療衛生開支影響巨大。DKD發病率逐年增高，病情進展快，臨床主要評估指標為蛋白尿及血肌酐，與腎臟預后相關，但存在不一致性，考慮與合并其他腎臟病有關[1]。腎活檢為腎臟病變評估的金標準，但腎活檢為有創檢查，有一定風險，且無法每年穿刺評估病變進展。視網膜病變檢測方便，為無創檢查，可進行DR的嚴重程度評估，能夠多次重復檢測，且與腎臟預后有關[2]，而現有研究多體現在DR與臨床指標如蛋白尿及肌酐的關系[3]。

既往研究發現，DR及DKD二者在發病機制上相似。本研究擬通過回顧性研究我院行腎活檢和眼部檢查的患者，探討DR嚴重程度與DKD的臨床病理相關性，并從組織病理角度分析二者是否有對應關系。

資料與方法

一、研究對象

選取2012年1月至2020年3月于北京大學深圳醫院腎內科行腎穿刺活檢的2型糖尿病(type2 diabetes mellitus,T2DM)，病理明確診斷為DKD，且DR資料完整患者70例，對入組者臨床資料進行回顧性研究。排除標準：(1)光鏡下腎小球<5個；(2)1型糖尿病；(3)無視網膜病結果；(4)合并繼發性腎小球病，合并非糖尿病腎病(包括IgA腎病、膜性腎病、膜增生性腎小球腎炎、C3腎小球腎炎)。本研究為回顧性分析已行腎活檢的人群資料，倫理方面免除知情同意書。本研究的報告格式遵循加強流行病學中觀察性研究報告質量聲明。

二、方法

1.臨床資料 通過腎活檢當次的醫療記錄收集。包括糖尿病病程、吸煙史、急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)、身高、體重、體重指數(body mass index，BMI)、收縮壓(systolic blood pressure，SBP)、舒張壓(diastolic blood pressure，DBP)、血紅蛋白(hemoglobin，Hb)、白蛋白(albumin，Alb)、24 h尿蛋白(24-hour urinary protein，24 h UP)、血肌酐(serum creatinine,Scr)、估算腎小球濾過率(estimated glomerular filtration rate，eGFR)、糖化血紅蛋白(glycated hemoglobin，HbA1c)、空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、尿酸(uric acid，UA)、尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、總膽固醇(total cholesterol，TC)、三酰甘油(triglycerides，TG)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)。

2.腎臟病理資料 光鏡、熒光及電鏡(主要用于確認合并非糖尿病腎病及識別早期DKD)。DKD依據2010年國際腎臟病理學會DKD病理分型標準[6]，分別對腎小球及小管間質分級。腎小球分級依次為I、IIa、IIb、Ⅲ、Ⅳ。通過兩位腎臟病理醫師閱片評定。

3.眼部資料 DR為腎穿刺前后1個月內行眼底鏡及光相干斷層掃描檢查獲得，采用2003年由美國眼科協會和國際眼病學會發布的《糖尿病視網膜病的國際臨床分級標準》。DR分期依據無、輕度非增殖、中度非增殖、重度非增殖、增殖型視網膜病變，依次為0、1、2、3、4期；糖尿病黃斑水腫(diabetic macular edema，DME)依據有無臨床意義黃斑水腫(clinical significant macular edema，CSME)分為DME組、無DME兩組。由多位眼科醫師閱片，后經一位眼科醫師復核評定。考慮DR 0期無糖尿病視網膜病變，DR 3/4期需眼部激光或手術干預，依次分為DR 0、1～2、3～4共3組進行分析。

三、統計學方法

連續變量應用explore進行正態分布檢驗，連續變量依據是否符合正態分布分別表示為Mean±SD或中位數(四分位間距)。分類變量總結為每個類別中的計數和百分比。符合正態分布的二分類變量應用獨立樣本t檢驗，多分類變量應用單因素方差分析；不符合正態分布的應用非參數分析Wilcoxon秩和檢驗或Kruskal-Wallis檢驗。分類變量應用卡方檢驗和Fisher精確檢驗，應用P或P-trend分析有無統計學意義。對DR和DKD的病理指標進行Spearman相關分析。對于缺失數據，解決方法為僅分析完整數據。所有分析均使用SPSS 26統計分析軟件進行，P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、各組基本臨床資料

本研究總入組70例，中位年齡50歲，男性比例 80%。不同DR分組患者的SBP、Hb、Alb、24 h UP、AKI差異有統計學意義(P<0.01)；Scr、BUN、eGFR、HbA1c、血脂、吸煙等差異無統計學意義(P>0.05)。同時行敏感性分析，在不同DR分組(分5組及3組)，上述統計結果無差異，結果具有穩健性。依據CSME分為兩組，總計67例，不同DME患者的SBP、DBP、Hb、Alb的差異有統計學意義(P<0.05)；24 h UP、Scr、BUN、eGFR、HbA1c、吸煙、AKI等差異無統計學意義(P>0.05)。(表1)

二、視網膜病變與腎臟病理

不同DR分組患者的DKD病理分級、K-W結節、腎臟小管間質病變[包括間質纖維化與小管萎縮(interstitial fibrosis &tubular atrophy，IFTA)及間質炎癥]、微血管瘤的差異有統計學意義(P<0.05)；但是血管硬化、小動脈玻璃樣變差異無統計學意義(P>0.05)。此外，不同DME分組患者的微血管瘤、小動脈玻璃樣變的差異有統計學意義(P<0.01)。(表2～3)

三、DR與DKD病理相關性分析

DR分組與DKD病理分級(r=0.486)、K-W結節(r=0.408)、IFTA(r=0.253)、間質炎癥(r=0.267)、微血管瘤(r=0.267)呈顯著正相關(P<0.05)。DME與小動脈玻璃樣變(r=0.351)、微血管瘤(r=0.341)顯著相關(P<0.01)。(表4)

討 論

本研究發現，DR分組及DME均與SBP有關，血壓越高，眼部病變越重，與既往發現一致。據報道，Alb也是一種急性期反應物，低白蛋白血癥是由DKD所致蛋白尿和急性期炎癥增加引起，其下降程度與DR嚴重度獨立相關。慢性高血糖可引起腎間質缺氧，進而小管周圍成纖維細胞增生，促紅細胞生成素生成受損，導致貧血。糖尿病患者貧血可加重DKD和DR[5]，本研究DR患者Hb水平出現下降，提示DR出現時可能已存在腎間質的缺氧損傷。

不同DR分組及DME分組患者的Scr、BUN、eGFR差異無統計學意義，與既往研究不一致，考慮與合并AKI有關。DR 3～4人群更容易出現AKI，與Tan等[6]的研究相似，而本研究未發現其與感染的相關性，考慮為多種因素影響，包括糖尿病炎癥細胞浸潤及間質毛細血管的進行性喪失，加劇了腎臟的缺血性損傷。Song等[6]發現平均血糖與DR進展顯著相關，而血糖變異性和血脂異常與T2DM的DKD進展顯著相關，本研究不同DR分組患者的HbA1c差異無統計學意義，與人群較少，部分患者合并貧血導致HbA1c偏低，且有數據缺失，導致選擇偏倚有關，需進一步擴大樣本量。DR未發現與吸煙有關，與臨床認識不同，考慮與其臨床影響的復雜性有關。

表5為腎臟與眼部的組織學對應關系[7]，脈絡膜毛細血管內皮細胞、Bruch膜和視網膜色素上皮細胞的排列對應于腎小球毛細血管內皮細胞、腎小球基底膜(glomerular basement membrane，GBM)和足細胞。脈絡膜內皮和腎小球內皮是通過血管新生形成的，在血管新生過程中，成簇的祖細胞形成新生血管島，分別形成絨毛膜和腎小體[8]。脈絡膜內皮細胞間存在80 nm孔徑，便于視網膜下液體交換；同樣腎小球內皮細胞也有類似大小的孔，便于超濾進入鮑曼囊[9]。Bruch膜和GBM均包含α3、α4、α5的Ⅳ型膠原鏈。因此，影響Ⅳ型膠原的遺傳性或者獲得性疾病，可累及眼腎兩個器官。這種同源性的病理相關性已在Ⅱ型膜增生性腎小球腎炎中發現，表現在GBM和Bruch膜上均發現電子致密物沉積[10]。Wakisaka 等[11]發現鈉葡萄糖共轉運蛋白2存在于視網膜周細胞和系膜細胞中，高血糖會導致這些細胞的功能和形態改變。

表1 不同DR分組患者一般資料及生化指標比較

表2 不同糖尿病視網膜病分組患者的DKD腎臟病理特征比較

表3 有無DME患者的DKD腎臟病理特征比較

表4 DR分組/DME分組與DKD病理的相關性分析

表5 眼部與腎臟的組織學關系

高血糖等因素損傷視網膜血管周細胞及內皮細胞，導致細胞間緊密連接被破壞，在視網膜血管網形成血管壁瘤樣外突，即微血管瘤，破裂后形成點狀出血，為DR初期表現，診斷DR 1期。而內皮細胞功能破壞被認為是腎臟微血管病發生的早期事件，為之后腎臟病臨床表現奠定了基礎[12]。腎素-血管緊張素系統研究探討了正常白蛋白尿的1型糖尿病患者DR嚴重程度與DKD組織學指標的關系。研究采用早期治療DR研究嚴重程度量表確定DR分級，通過腎活檢電鏡評估腎小球系膜體積和腎小球基底膜寬度，發現所有腎臟組織病變均與DR嚴重程度相關，顯示了1型糖尿病患者DR和DKD臨床前形態學改變之間的重要聯系，從組織學角度解釋了腎臟疾病早期內皮細胞、系膜細胞、基底膜與眼部組織之間的聯系。

本研究DR分組與DKD病理分級及K-W結節呈顯著正相關，與Yamanouchi等[13]研究相同。因此，DR可能有助于預測DKD的臨床病程，尤其是增殖性糖尿病視網膜病變(proliferative diabetic retinopathy，PDR)可能是DKD的一個高度特異性指標。DR有助于T2DM人群的DKD診斷，但DR的嚴重程度可能與DKD存在不一致[14]，尤其是在輕度DR或微量白蛋白尿患者[15]。

本研究發現，不同DR分組患者的腎臟小管間質病變(IFTA/間質炎癥)嚴重程度的差異有統計學意義。高血糖繼發的氧化應激、炎癥反應，導致白細胞瘀滯、毛細血管閉塞，進一步視網膜缺血缺氧，導致新生血管形成，為PDR的標志[16]。體現在腎臟為腎間質單核淋巴細胞浸潤，管周毛細血管閉塞、血供不足，導致間質纖維化、小管萎縮。該研究未發現與血管硬化的關系，血管硬化考慮與血壓關系更密切。

此外，本研究發現，不同DME分組患者的微血管瘤及小動脈玻璃樣變性的差異有統計學意義。在組織學角度，高血糖引起視網膜周細胞及內皮細胞間緊密連接被破壞，內皮細胞通透性增加，進一步引起血視網膜屏障受損，視網膜后極擴張的毛細血管(以及微血管瘤和小動脈)局灶或彌漫性滲漏，導致DME的發生，它可以出現在DR的任意階段，不及時干預，可引起嚴重的視力損害[17]。腎臟的病變體現在病變腎小球毛細血管節段性擴張，病變系膜的副系膜區與毛細血管分離，毛細血管失去支撐，導致管腔擴張，腎小球毛細血管微血管瘤形成。小動脈玻璃樣變使血管通透性增加，導致血漿蛋白沉積所致。

本研究存在一定局限性：(1)因糖尿病進行腎穿刺人群的限制，早期病變少，納入研究人群較少；(2)DR評分主要靠眼底鏡檢查，對眼底鏡及光相干斷層掃描的應用較少；(3)研究資料是回顧性獲取的，通過病例系統內導出病理明確為DKD的人群，并查閱當時資料進行分析，這樣的初步研究結果，需要在之后的前瞻性研究進一步確認。

綜上所述，DR的嚴重程度可能用于評估DKD臨床及病理改變，DR有助于T2DM人群的DKD診斷，尤其是PDR可能是DKD的一個高度特異性指標；通過組織病理及機制分析，DR分級與DKD病理分級、小管間質病變均有相關性。因此，對于T2DM人群，通過DR有可能評估糖尿病引起的腎臟改變。