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【论著】基于视黄醇结合蛋白4水平构建1型糖尿病患者视网膜病变诊断模型的研究

          2025-11-21   浏览:49

1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)是一种由于T细胞特异性破坏胰岛β细胞的自身免疫疾病,最终导致胰岛素分泌绝对缺乏 [ 1 ] 。长期血糖控制不佳,T1DM患者发生微血管并发症的风险也相应增加,对T1DM患者的生活质量和生命安全构成严重威胁 [ 2 ] 。糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是T1DM微血管并发症之一,是一种慢性进行性致盲性眼病,亦是T1DM糖尿病患者失明的主要原因 [ 3 ] 。流行病学研究显示,有20%~30%的T1DM患者在病程10年以上出现不同程度的DR [ 4 ] ,伴随心血管疾病风险及全因死亡率的升高 [ 5 , 6 ] 。DR显著影响T1DM患者的生活质量,并且造成严重的经济负担 [ 7 ] 。同时,DR早期症状隐匿,一旦出现视力模糊、视野缺损等症状,通常已经进入较为严重的阶段。因此应该对T1DM人群进行DR早期筛查和早期诊断。尽管存在上述危害,但在中国的基层医院中缺乏足够的专业眼科医师,设备和检查手段较为简陋,缺乏高精度的眼底摄影设备和荧光素眼底血管造影等检查手段,导致DR早期筛查和诊断不足,部分患者未能及时诊断,延误治疗时机 [ 8 , 9 ] 。因此,构建基于简易临床指标的DR诊断模型,对于解决上述问题具有重要意义。


随着对DR发生发展机制认识加深以及临床研究的进展,发现很多临床指标、生物标志物与DR具有相关性,可以辅助DR的诊断及预测。一些生物标志物,如微小RNA、C反应蛋白、血管内皮生长因子以及肿瘤坏死因子,虽然能够反映DR的病理变化,但它们通常受其他因素(如全身炎症、感染等)的影响,且一般生化检测不易获得,因此在DR的诊断及风险评估应用受限 [ 10 , 11 ] 


近年来,视黄醇结合蛋白4(retinol binding protein 4,RBP4)作为一种与代谢综合征密切相关的脂肪组织分泌蛋白,已被证实在多种代谢性疾病中发挥重要作用 [ 12 ] 。有研究表明,RBP4参与2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者DR的发生发展 [ 13 ] ,但在T1DM患者DR的诊断价值尚未得到充分评估。因此,本研究通过结合RBP4及临床资料,探讨T1DM患者发生DR的影响因素,旨在构建简易临床诊断模型,为诊治T1DM合并DR提供新思路。


资料与方法

一、研究对象

本研究为横断面研究。收集2010年1月至2022年12月在南京医科大学附属第一医院内分泌科就诊的T1DM患者作为研究对象。纳入标准:(1)年龄≥18岁;(2)研究对象均符合美国糖尿病学会2024年T1DM诊断标准 [ 14 ] ;(3)完成生化指标评估,具有完整的RBP4检测数据。排除标准:(1)临床资料不完整;(2)住院时处于糖尿病酮症酸中毒状态;(3)伴有严重肝功能不全(丙氨酸转氨酶及天冬氨酸转氨酶高于正常上限值1倍以上)、严重感染,伴有恶性肿瘤及严重血液系统疾病;(4)处于妊娠状态。本研究经南京医科大学附属第一医院伦理委员会审核批准(2019-SR-121),所有患者均签署知情同意书。


二、研究方法

(一)样本量估算

根据文献报道,T1DM患者中DR的发生率为12.5%~20.1% [ 15 , 16 ] 。本研究样本量计算使用G*Power 3.1软件(Faul,Erdfelder,Lang,&Buchner,2007)进行。检验类型选择独立样本 t检验(双尾),效应量(Cohen′s d):根据文献设定为0.50(中等效应);显著性水平α设为0.05;检验效能1-β设为0.90;基于文献报道的DR患病率估算分组比例。在G*Power中输入上述参数后,计算得出每组所需最小样本量为:DR组53例,非DR组371例,总样本量424例。


(二)一般资料的收集

回顾性收集患者的病史,包括患者的年龄、性别、糖尿病史、高血压史。测定身高、体重,并计算体重指数(body mass index,BMI)。


(三)实验室指标的检测

所有用于生化分析的血样均在禁食8 h后采集。采用浊度抑制免疫测定法(中国诺曼生物技术有限公司)测定血清RBP4水平。糖化血红蛋白(glycated hemoglobin A 1c,HbA 1c)通过高效液相色谱法(美国Bio-Rad实验室)测定。临床实验室检测包括空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、血尿酸、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、血清肌酐、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C),上述指标使用自动生化分析系统(美国贝克曼库尔特公司)进行检测。血清胰岛素和血清C肽浓度通过化学发光法(瑞士罗氏诊断公司)测定。依据慢性肾脏病-流行病学合作研究公式计算估算的肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate,eGFR) [ 17 ] 


(四)诊断标准及定义

1. DR:所有患者由眼科医师或验光师进行眼底检查。DR的评估依据国际临床DR分类标准 [ 18 ] 。检测到以下病变则诊断为DR:微动脉瘤、棉絮斑、腔内微血管异常、出血、硬渗出物、静脉瘤、新生血管形成、玻璃体积血或视网膜前出血,其中新生血管形成、玻璃体积血、视网膜前出血定义为增殖期DR(proliferative diabetic retinopathy,PDR),其余为非增殖期DR(non-proliferative diabetic retinopathy,NPDR)。


2.糖尿病肾脏病(diabetic kidney disease,DKD):DKD是一种临床诊断,基于存在蛋白尿(UACR≥30 mg/g)和(或)eGFR降低[eGFR<60 ml·min -1·(1.73 m 2) -1],且没有其他原发性肾脏损伤的迹象或症状 [ 19 ] 


3.糖尿病周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy,DPN):DPN指糖尿病引起的周围神经系统损伤 [ 18 ] 。其主要特征包括:可能无症状,但未及时发现可能导致足部溃疡和截肢风险;表现为感觉异常(如疼痛、烧灼感、麻木)或保护性感觉丧失;需通过临床测试(如10 g尼龙丝测试、针刺感或振动觉检查)进行诊断。


4.心血管疾病(cardiovascular disease,CVD):CVD指出现以下任一临床事件和疾病:急性冠状动脉综合征(如心肌梗死),稳定型或不稳定型心绞痛,冠状动脉或其他动脉的血运重建术(如支架或搭桥手术),卒中,短暂性脑缺血发作,外周动脉疾病,包括主动脉瘤 [ 20 ] 


5.高血压:血压升高达到以下标准 [ 20 ] :(1)收缩压≥130 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或舒张压≥80 mmHg(基于两次或更多次测量的平均值)。(2)单次测量确诊:若患者合并心血管疾病且血压≥180/110 mmHg,可通过单次测量直接诊断为高血压。


(五)分组

依据国际临床DR分类标准将718例T1DM患者分为DNR组(632例)和DR组(86例)。进一步将DR组86例T1DM患者,根据是否出现新生血管形成、玻璃体积血、视网膜前出血分为PDR组(30例)和NPDR(56例)。


三、统计学分析

本研究采用R studio 4.1.0进行数据分析和图表绘制。通过Shapiro-Wilk(SW)法进行正态性检验。符合正态分布的计量资料示,两组间比较采用 t检验;不符合正态分布的计量资料以 M( Q 1, Q 3)表示,两组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料以例(%)表示,两组间比较采用 χ 2检验。采用二元logistic回归分析法分析T1DM合并DR的影响因素,以OR值及95%CI表示。根据多因素回归分析结果构建诊断模型,采用方差膨胀因子(variance inflation factor, VIF)进行共线性诊断。使用列线图可视化回归分析结果;绘制受试者工作特征(receiver operating curve,ROC)曲线来评估所选临床指标的诊断价值,并计算曲线下面积(area under curve,AUC)来评估模型效能,最后使用校准曲线、决策曲线(decision curve analysis,DCA)来评估模型的校准度和临床运用能力。以 P<0.05为差异具有统计学意义。


结果

一、T1DM患者一般临床资料

本研究共纳入了718例T1DM患者,其中86例患者诊断为DR,占总人群的12%。在所有T1DM患者中,男性387例(54%),女性331例(46%),中位年龄41岁,中位糖尿病病程5年。与NDR组相比,DR组患者糖尿病病程更长,年龄更高,血清RBP4、TG、BUN、肌酐、血尿酸、UACR水平更高,空腹C肽、eGFR更低,高血压、DKD、DPN、CVD的发生率更高,差异均具有统计学意义( P<0.05, 表1 )。PDR组及NPDR组的BMI、BUN、血肌酐、UACR、eGFR之间差异均具有统计学意义( P<0.05),表现为PDR组BMI、eGFR水平降低,BUN、血肌酐以及UACR水平升高( 表2 )。




二、T1DM患者合并DR影响因素的多因素logistic回归分析

多因素logistic回归分析结果显示,在调整年龄、性别、BMI、TC、TG、HbA 1c以及eGFR后,RBP4(OR=1.060,95%CI 1.027~1.094)、糖尿病病程(OR=1.083,95%CI 1.040~1.128)、UACR(OR=1.003,95%CI 1.000~1.006)是T1DM患者合并DR的影响因素(均 P<0.05, 表3 )。多重共线性诊断显示, VIF<10,提示不存在多重共线性。根据多因素logistic回归分析得到的有意义变量进行诊断模型构建,通过列线图可视化诊断模型,每个因子对应的分数相加,即为诊断的总分( 图1 )。



图1 718例1型糖尿病患者糖尿病视网膜病变诊断模型列线图


三、诊断模型的建立及评价

根据多因素logistic回归分析结果,建立T1DM患者合并DR的诊断模型,其方程如下:logit P=0.058×RBP4+0.080×糖尿病病程+0.003×UACR-6.262。ROC曲线分析结果显示,该模型用于诊断T1DM患者合并DR的曲线下面积为0.813(95%CI 0.693~0.804),灵敏度为78.7%,特异度为70.5%( 图2 )。选取logistic回归分析中有意义的连续性临床指标分别进行ROC曲线分析,ROC曲线分析结果显示,RBP4、UACR以及糖尿病病程对T1DM合并DR具有较高的诊断效能,AUC分别为0.718(95%CI 0.655~0.781),0.701(95%CI 0.632~0.770),0.748(95%CI 0.693~0.804),截断值分别为33.05 mg/L、12.55 mg/g、6.46年,但三者联合诊断效能更佳( 表4 , 图2 )。使用校准曲线图进行模型校准度的评价,校准度则是模型拟合优度的指标,衡量的是结局实际发生概率和模型预测概率之间的一致性,校准曲线Hosmer-Lemeshow拟合优度为0.29, P>0.05,提示一致性良好( 图3A )。使用DCA曲线对模型的临床运用能力进行评价,反映模型能否通过影响临床决策,来为患者带来临床获益。DCA中,X轴代表患病的风险阈值,Y轴代表净收益,Y=0代表不干预,灰色线代表完全干预。本研究中,模型的大部分净获益曲线都在Y=0上方,表示有较好的临床收益( 图3B )。

图2 UACR、RBP4、糖尿病病程对718例1型糖尿病患者糖尿病视网膜病变诊断价值的受试者工作特征曲线。曲线下面积(95%CI)为0.81(0.71~0.81),灵敏度为78.7%,特异度为70.5%


图3 718例1型糖尿病患者糖尿病视网膜病变临床诊断模型校准曲线图(3A)和决策曲线图(3B)

讨论

DR是T1DM的常见微血管并发症之一,其发生受多种因素的影响。本研究结果表明,糖尿病病程、血清RBP4水平和UACR是T1DM患者合并DR的影响因素,基于上述变量构建的T1DM合并DR的诊断模型具有较高的诊断效能,为T1DM合并DR的诊治提供了新思路。


本研究发现,RBP4是T1DM患者合并DR的一个重要影响因素,而在以往T1DM并发症相关研究中少有报道。RBP4是一种由肝脏分泌的脂肪酸蛋白,参与维生素A的代谢,且与胰岛素抵抗、T2DM、代谢综合征、心血管病变等疾病密切相关 [ 21 ] 。既往研究表明,在T2DM中,RBP4水平相较正常人显著升高,与DR的发生发展密切相关 [ 13 ] 。一项荟萃分析显示,RBP4在PDR及NPDR中的水平均显著增高 [ 22 ] 。一项纳入287例中国T2DM患者的研究结果表明,血浆RBP4水平升高与中国T2DM患者的DR密切相关(OR=1.08,95%CI 1.05~1.13, P<0.001) [ 23 ] 。而在T1DM人群中,相关报道则较少。一项研究回顾性纳入188例T1DM患者,发现与非DR患者相比,DR患者的RBP4水平较高(平均水平分别为36.85、25.68 mg/L, P<0.001),回归分析进一步表明,RBP4是T1DM中DR的危险因素 [ 24 ] 。基础研究表明,RBP4可能通过多种机制促进DR的发生。高糖环境下,RBP4的升高可增强氧化应激反应与炎症通路,增加内皮细胞炎症反应,加剧视网膜微血管损伤 [ 25 ] 。RBP4通过胰岛素抵抗,参与β细胞功能障碍,从而促进DR的发生发展;同时,RBP4水平升高通过胰岛素抵抗密切相关,胰岛素抵抗的存在会使得血糖控制变得困难,从而加剧DR的发展 [ 26 ] 。既往研究对象大多为T2DM患者,未来可进一步发掘RBP4作为T1DM并发症生物标志物的潜力。由于早期DR可能并未表现出明显的临床症状,而通过检测RBP4水平,可以在临床症状明显出现之前,提供T1DM患者是否存在较高DR风险的预警。同时,相比眼底检查等传统影像学方法,RBP4检测通过血液样本即可完成,具有较高的可操作性和普适性,能够在基层医疗机构或常规体检中进行快速筛查,有助于提高DR的早期发现率,是一个有潜力的DR生物标志物。


本研究还发现,UACR在T1DM合并DR患者中明显升高,UACR是T1DM合并DR的影响因素。国内外多项研究表明,DR与DKD存在共同的风险因素与发病机制,UACR轻度升高,即使未达到诊断标准,也可能是一个潜在预测DR的指标。一项中国台湾的前瞻性队列研究表明,UACR能够预测T2DM患者DR的发生发展,UACR用于诊断PDR的截断值为54.12 mg/g,可作为预测DR的指标 [ 27 ] 。青少年T1DM心肾干预试验研究显示,UACR处于正常范围上三分之一的青少年T1DM患者,在血糖控制无显著变化的情况下,患三期DR的风险较大 [ 28 ] 。UACR主要反映的是肾脏微血管病变的程度,而DR虽然也属于微血管病变,但其病理机制与肾脏病变的病理机制并不完全相同。因此,单纯依赖UACR不能充分评估DR的风险,需结合其他临床指标或生物标志物。


糖尿病病程与DR的发生密切相关,本研究发现,糖尿病病程是T1DM患者发生DR的危险因素之一,这与以往的报道一致。《中国1型糖尿病诊治指南(2021版)》推荐成人T1DM患者在病程5年时进行微血管并发症的初次筛查 [ 1 ] 。基于糖尿病控制和并发症研究/糖尿病干预和并发症流行病学研究约30年的随访数据表明,在T1DM病程的前5年内,若出现任何DR的迹象,患者长期发展为重度DR的风险显著升高 [ 29 ] 。本研究中,T1DM患者合并DR病程截断值为6.46年,也提示早期筛查的重要性。


本研究通过上述3个重要变量,建立了T1DM患者合并DR的诊断模型,该模型具有较好的区分度,有助于快速识别DR高风险人群,节约医疗资源,尤其有助于提高基层医院的糖尿病管理水平,减少长期并发症的发生,优化患者的生活质量。


本研究仍存在一定的局限性。首先,本研究为单中心横断面研究,样本来源局限,未来仍需进行多中心前瞻性研究进一步验证;其次,本研究没有对DR患者的分期进一步划分和研究,未来有待进一步细化;此外,本研究缺乏外部验证,是主要不足之处,分析原因可能为:目前关于T1DM以及RBP4的相关研究仍缺乏,公开的外部数据集也未涵盖相关变量,暂时无法取得合适的外部数据进行验证,未来在数据可获得的情况下,有待外部验证进一步评估模型效力。


综上所述,血清RBP4水平是T1DM合并DR的重要影响因素,联合RBP4、UACR和糖尿病病程构建的诊断模型,对T1DM患者合并DR具有较好的诊断效能,为临床筛查与诊断提供了新方法。


利益冲突    所有作者声明无利益冲突

参考文献略

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