NPDR和PDR患者角膜生物力學參數及血清Leptin和ecSOD含量比較

王 嵐,盧 怡,鄒云春

0 引言

糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy, DR)是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者常見眼部并發癥,因發病早期無明顯視力下降癥狀而無法得到及時診斷和干預。相關研究顯示,DR患者常伴隨眼軸縮短、眼容積縮小等變化,且更容易發生在眼屈光度更低的一側[1]。高度近視患者DR發病率也明顯低于正常屈光度患者[2],提示角膜生物力學特性可能與DR發生有關。還有研究發現,血清瘦素(Leptin)、細胞外超氧化物歧化酶(ecSOD)表達異常與心血管疾病密切相關[3-4],而DR的發生與微血管病變進展有關,推測Leptin、ecSOD可能參與DR的發生。DR根據病情嚴重程度可分為非增殖型糖尿病視網膜病變(non-proliferative diabetic retinopathy, NPDR)和增殖型糖尿病視網膜病變(proliferative diabetic retinopathy, PDR)兩類,但目前關于角膜生物力學參數及血清Leptin、ecSOD含量與DR患者病情進展關系尚不明確。本次研究以我院收治的118例DR患者為研究對象,初步探索角膜生物力學特性、血清Leptin、ecSOD含量與DR病情關系,以期為臨床診療提供參考。

1 對象和方法

1.1對象前瞻性研究。選擇2020-05/ 2022-05我院收治的2型糖尿病(T2DM)合并糖尿病視網膜病變(DR)患者118例118眼,納入標準:(1)患者均符合2019年美國眼科學會提出的《糖尿病視網膜病變臨床指南》[5]的診斷標準;(2)患者無精神障礙,能配合完成檢查;(3)患者知情并簽署同意書。排除標準:(1)合并糖尿病急性并發癥或圓錐角膜青光眼其他眼部疾病;(2)存在甲狀腺功能亢進、甲狀腺功能減退、結締組織、高血脂癥或可影響血清Leptin、ecSOD表達疾病;(3)存在過熟期白內障、全身性感染或惡性腫瘤;(4)存在眼部手術史或配戴過角膜接觸鏡者;(5)處于妊娠期、哺乳期。根據熒光素眼底血管造影檢查將患者分為NPDR組57例57眼:毛細血管出現局部閉塞,滲透性增加,主要表現為點狀出血、水腫、微血管瘤或硬性滲出,無增殖性視網膜病變特征;PDR組61例61眼:毛細血管出現大面積閉塞,主要表現為點狀出血、棉絮樣斑、串珠樣靜脈,患者視網膜出現纖維增生甚至收縮導致脫離[6];另選與DR患者年齡、性別匹配的54例54眼T2DM無視網膜病變患者和52名52眼體檢健康人群分別作為NDR組和對照組,經裂隙燈、前置鏡或OCT檢查排除眼部異常,所有參與研究者均選擇左眼作為研究眼。所有參與研究者均知情同意,并通過醫院倫理委員會審批通過。

1.2方法

1.2.1CorvisST檢測角膜生物力學參數參與研究者下頜放置在下頜托上,額頭貼著額托,囑雙眼盡量增大,注視紅色固視點,醫師通過操作桿調整噴氣頭位置,主要測量參數:角膜中央厚度(central corneal thickness,CCT)、第一次壓平時間(the firstapplanation time,A1T)、眼內壓(intraocular pressure,IOP)、第一次壓平長度(the first applanation length,A1L)、最大形變幅度(deformation amplitude,DA),其中CCT反映的是角膜正常狀態下中央水平截面厚度,A1T反映的是角膜從接觸氣流到出現第一次壓平的時間,A1L反映的是第一次亞平面形成的角膜壓平長度,DA反映的是角膜從初始到最大壓陷時角膜頂點之間距離。每只眼重復測量3次取平均值,所有檢測均由同一名經驗5a以上醫師進行。

1.2.2血清指標檢測入院后抽取研究者空腹肘靜脈血4mL置于抗凝管中,以3000r/min離心10min后吸取上清液置于-80℃保存,采用ELISA法[7]檢測血清Leptin、ecSOD水平,Leptin試劑盒來自美國Abcam公司(貨號ab108879,批號GR54423-1),ecSOD試劑盒來自武漢賽培生物科技有限公司(貨號YM-S0027,批號20200436),操作嚴格按照試劑盒說明書進行,根據提前繪制好標準曲線計算待測血清中Leptin、ecSOD含量,全部血清樣品均設置復孔檢測,重復3次取平均值。

2 結果

2.1四組研究者一般資料比較四組研究者除DM病程外,其他一般資料比較差異均無統計學意義(P>0.05),見表1。

表1 四組研究者一般資料比較

2.2四組研究者角膜生物力學參數比較四組研究者CCT、IOP、A1T、DA比較差異均有統計學意義(P<0.05),A1L比較差異無統計學意義(P>0.05)。其中PDR組、NPDR組CCT、IOP、A1T高于對照組和NDR組,DA低于對照組和NDR組,差異均有統計學意義(P<0.05),且PDR組CCT、IOP、A1T高于NPDR組,DA低于NPDR組,差異均有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 四組研究者角膜生物力學參數比較

2.3四組研究者血清Leptin和ecSOD含量比較四組研究者血清Leptin、ecSOD含量比較差異均有統計學意義(P<0.01),其中PDR組、NPDR組、NDR組血清Leptin、ecSOD含量均高于對照組,且隨著病情嚴重血清Leptin、ecSOD含量越高,見表3。

表3 四組研究者血清Leptin和ecSOD含量比較

2.4NPDR組和PDR組患者一般資料比較單因素分析顯示,NPDR組和PDR組DM病程、CCT、IOP、A1T及血清Leptin、ecSOD表達水平比較差異均有統計學意義(P<0.05),見表4。

表4 NPDR組和PDR組患者一般資料比較

2.5多因素Logistic回歸分析影響PDR發生的因素以DR患者是否為PDR為因變量,將單因素分析中具有統計學差異因素作為自變量納入二分類非條件Logistic回歸分析,采用前進似然比篩選模型,結果顯示DM病程、CCT、IOP、A1T、血清Leptin、ecSOD含量是影響PDR發生的因素,DA是影響PDR發生的保護因素(均P<0.05),見表5。

表5 多因素Logistic回歸分析影響PDR發生的因素

3 討論

DR是T2DM常見并發癥,其發生發展過程涉及多種病理生理機制。DR主要病理表現為視網膜血管管腔狹窄和高血糖導致的血流動力學異常,引發視網膜缺血缺氧,進而導致組織血管損傷。PDR是DR中較為嚴重的類型,此類患者可出現視網膜脫落、黃斑病變、玻璃體出血等嚴重視力損傷[8],因此明確發病機制,尋找進展為PDR的高危因素對防治DR及監測病情進展具有重要意義。

DR患者常伴隨一些角膜生物力學參數的變化,但T2DM對患者眼部影響長期且緩慢,不同學者之間對T2DM患者篩選標準及檢測一起不同,對角膜生物力學造成影響研究結論不一[9]。本研究發現隨著糖尿病病程的增加,PDR的發生率明顯提升。相關研究也顯示,糖尿病發病10a后的視網膜并發癥發生率為32%,20a后增加至57%[10]。

同時,本次研究采用Corvis ST檢測角膜生物力學參數發現,NDR組、NPDR組、PDR組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,提示內皮細胞抗壓功能和視神經功能越差。本研究中CCT隨著視網膜病變程度的加深而升高,與王一鷗等[11]研究結果一致。DR患者因機體糖代謝異常釋放大量產物進入房水及眼部血管中,損傷角膜內皮細胞;同時血糖水平升高會逐漸抑制Na+-K+-ATP酶活性,導致角膜上皮和角膜基質層的水腫,引發角膜厚度增加[12-13]。

IOP是影響患者角膜生物力學參數測定的重要因素,有研究發現青光眼患者IOP越高,角膜阻滯因子表達水平也越高,提示IOP升高可能預示角膜抗壓能力的下降。本次研究中DR患者IOP也明顯高于無視網膜病變者,且隨病情嚴重程度增加呈逐漸升高趨勢,這可能與高血糖引發的房水滲透性梯度和年齡增加引發的小梁網變化,引發房水流出量降低有關[14]。A1T反映的是角膜黏彈性大小,其越大提示角膜彈性越差,相關研究認為,角膜彈性和對外力抵抗功能降低,更容易發生形變,引發變形時間的縮短。A1L指角膜受到外力后第1次到壓平狀況水平截面被壓平的長度。有學者認為,容易形變的角膜應該是達到第一壓平狀態時間短(即A1T小),因此角膜彈性下降時達到第一壓平時間更長,A1L可能增加;但隨著DR病情的加重,角膜微結構變化和角膜膠原纖維增多,角膜順應性降低而脆性增加,引發角膜變硬,又會出現A1L的降低,這可能是本次研究中T2DM患者的A1L無明顯變化的原因[15-16]。

有研究認為,角膜生物力學特性與DR患者長期處于高血糖狀態有關,而多種血清因子參與了機體血糖控制過程[17]。Leptin是目前T2DM研究中備受關注的脂肪因子,能影響機體營養消耗從而參與心血管調節,目前已經證實T2DM患者存在明顯的高Leptin血癥[18]。本次研究也發現Leptin在T2DM患者中高表達,且在PDR和NPDR患者中存在差異,提示Leptin參與了DR的發生及進展。相關研究顯示,隨著血清Leptin水平的不斷升高,新生血管生成不斷增加;同時還能通過影響機體代謝促進細胞中氧自由基的蓄積,增加視網膜血管壓力,影響角膜組織、視神經的正常功能,進而引發DR進展[19]。ecSOD是一種在內皮細胞中高表達的超氧陰離子分解酶,能協助修復視網膜神經損傷和維持其內環境穩態。有學者認為,ecSOD和Leptin可能在促進新生血管形成過程中具有協同作用,二者的產生機制雖然不同,但其在功能上有密切聯系[20]。隨著DR進展,機體代謝的紊亂和氧化應激水平提高,Leptin和ecSOD水平不斷升高,加速新生血管形成,ecSOD在血管內膜及內皮細胞中高表達,共同影響DR患者視網膜神經組織損傷修復過程[21]。多因素Logistic回歸分析顯示,DM病程、CCT、IOP、A1T、血清Leptin、ecSOD含量是影響PDR發生的因素,DA是影響PDR發生的保護因素,DR患者常伴隨淚液分泌、淚膜穩定性、內皮細胞密度的降低和CCT、IOP及血清Leptin、ecSOD含量的增加,這些均可隨DR病情進展而加重,可能作為DR早期篩查及病情監測的指標之一。

綜上所述,CCT、IOP、A1T及血清Leptin、ecSOD含量在PDR和NPDR患者中均明顯增加,DA明顯降低,且CCT、IOP、A1T、血清Leptin、ecSOD含量是影響PDR發生的高危因素,DA是影響PDR發生的保護因素。但本次研究尚有不足之處,角膜生物力學特性較為復雜,在臨床應用時應綜合考慮多種眼部系統變量的影響,未來我們將擴大樣本進行大隊列研究,以進一步了解角膜生物特性及血清因子在DR發生發展過程中的作用。