引用本文： 林加藤, 姜华静, 司山成. 血清胱抑素C对威胁视力的糖尿病视网膜病变的预测价值. 中华眼底病杂志, 2024, 40(8): 608-613. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20231207-00475 复制
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通过简单高效的方法及时筛查转诊威胁视力的糖尿病视网膜病变（DR）患者对于预防不可逆盲、减轻疾病医疗负担具有重大意义。临床对DR发生或进展风险评估多采用眼底彩色照相、光相干断层扫描（OCT）、荧光素眼底血管造影或最新的视网膜病变自动检测和分类人工智能等[1-3]。然而，目前尚无有效的可以预测威胁视力的DR（STDR）发生的血清生物标志物。血清胱抑素C（Cys-C）是一种低分子量蛋白，是内源性半胱氨酸蛋白酶抑制剂，不受炎症、肌肉含量、性别、年龄等因素影响，因此有潜力成为一种良好的血清生物标志物[4]。文献报道，血清Cys-C除了能较为敏感地评价早期肾功能损害[5]，还与DR相关[6-7]。一项针对英国、印度糖尿病患者的研究显示，血清Cys-C升高可能预示糖尿病黄斑水肿（DME）、增生型DR（PDR）的发生[7]。然而，STDR的发生与血清Cys-C以及年龄、种族、糖尿病病程、糖化血红蛋白（HbA1c）等多种因素均相关，因此血清Cys-C在不同群体中的预测价值可能有所不同，需进一步验证[7]。因此，我们检测了一组汉族2型糖尿病（T2DM）患者的血清Cys-C，初步探讨血清Cys-C对STDR发生的预测价值。现将结果报道如下。
1 对象和方法
非随机对照的横断面临床研究。本研究经清华大学附属北京清华长庚医院伦理委员会审核（批准号：24341-6-01）；遵循《赫尔辛基宣言》原则；由于本研究未对患者进行额外的检查与治疗，伦理委员会免除了患者知情同意的书面要求。
2022年1～10月于清华大学附属北京清华长庚医院眼科就诊的T2DM患者92例纳入本研究。纳入标准：（1）符合T2DM诊断标准[8]；（2）年龄≥18岁；（3）眼轴长度≤26.5 mm。 排除标准：（1）1型糖尿病或其他类型糖尿病；（2）慢性肾脏病分期3期及以上或肾小球滤过率（GFR）＜60 ml/（min·1.73 m2）；（3）肾脏穿刺病理证实为高血压肾病；（4）病理性近视；（5）图像信号强度≤6。
所有患者均行最佳矫正视力、裂隙灯显微镜、间接检眼镜、眼底彩色照相、OCT以及HbA1c、血脂、肾功能、血压检查。眼底彩色照相采用日本Topcon公司TRC-50DX或佳能公司CR-2免散瞳数码照相机进行；OCT检查采用德国Heidelberg公司Spectralis HRA+OCT仪进行。彩色眼底像和（或）OCT图像阅片由同两名高年资眼底病专家（本文第一、第三作者）分别独立完成，对不确定诊断者则由两位医师共同作出诊断并分级。以2003年美国眼科学会发布的DR临床指南和国际临床DR严重程度分级标准[9]为诊断和分期依据。STDR定义为重度非增生型DR（SNPDR）、PDR、DME；非STDR定义为轻度至中度非PDR、无DR。根据世界卫生组织高血压分级标准[10]：高血压1级定义为收缩压140～159 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），舒张压90～99 mm Hg；高血压2级定义为收缩压160～179 mm Hg，舒张压100～109 mm Hg；高血压3级定义为收缩压≥180 mm Hg，舒张压≥110 mm Hg。根据1999年美国肾脏病基金会肾脏病预后质量倡议工作组慢性肾脏病分期标准[11]：慢性肾脏病分为5期，1期定义为已有肾病，GFR正常，≥90 ml/（min·1.73 m2）；2期定义为GFR降低至60～89 ml/（min·1.73 m2）；3期定义为GFR降低至30～59 ml/（min·1.73 m2）；4期定义为GFR降低至15～29 ml/（min·1.73 m2）；5期定义为终末期肾病（肾衰竭），GFR降低至＜15 ml/（min·1.73 m2）。
患者中，男性50例，女性42例；年龄（58.24±12.49）（22～79）岁。人工晶状体（IOL）13例。全视网膜激光光凝（PRP）24例。眼肌麻痹2例；代谢性白内障5例。无DR 26例。糖尿病病程（13.18±8.35）（1～36）年，其中病程≥10年者38例。高血压29例，其中高血压3级17例；高血压病程（10.76±9.77）（1～30）年，其中病程≥10年者16例。慢性肾脏病2期17例。应用降血脂药物治疗23例。HbA1c（8.05±1.82）%（5.5%～14.2%）。总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）分别为（4.57±1.14）、（1.73±1.44）、（2.79±1.01）、（1.19±0.27）mmol/L。血清肌酐（Scr）（70.13±22.12）μmol/L；血清Cys-C（1.07±0.39）mg/L；尿微量白蛋白/肌酐比值（ACR）（26.27±96.67）mg/mmol。根据DR分期，将患者分为STDR组、非STDR组，分别为44、48例。
采用SPSS25.0软件行统计学分析。符合正态分布的连续变量以均数±标准差（x±s）表示；不符合正态分布的连续变量以中位数（四分位数间距）[M（P25，P75）]表示。符合正态分布的连续变量，组间比较采用独立样本t检验；不符合正态分布的连续变量，组间比较采用Mann-Whitney U检验。分类变量以百分比（n，%）表示，组间比较采用χ2检验或Fisher's确切概率法。采用logistic回归分析估算各候选变量的比值比（OR）。单因素分析中，P＜0.1的变量纳入多因素回归分析。应用受试者工作特征（ROC）曲线分析计算Cys-C、ACR预测T2DM患者发生STDR的ROC曲线下面积（AUC），以约登指数（灵敏度+特异性–1）最大为标准确定预测T2DM患者发生STDR的临界值及对应的灵敏度、特异性。AUC＜0.5为预测价值较低、0.5～0.7为预测价值一般，AUC＞0.7～0.9为预测价值良好。P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果
与非STDR组比较，STDR组患者血清Cys-C、ACR更高，接受PRP治疗者更多，差异有统计学意义（P＜0.05）（表1，2）。两组患者年龄、性别构成比、IOL例数、代谢性白内障、眼肌麻痹、糖尿病/高血压病程、糖尿病/高血压病程＞10年者、高血压3级、慢性肾脏病2期、应用降血脂药物、HbA1c、TC、TG、LDL-C、HDL-C、GFR、Scr比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）（表2）。
表1
STDR组、非STDR组患者基线资料比较
表2
STDR组、非STDR组患者血脂、肾功能比较
单因素logistic回归分析结果显示，血清Cys-C、ACR与STDR发生显著相关（P＜0.05）；年龄、糖尿病病程、慢性肾脏病分期、GFR与STDR发生无相关性（P＞0.05）。多因素logistic回归分析结果显示，血清Cys-C是STDR发生的独立危险因素（P＜0.05），血清Cys-C每增加0.1 mg/L，STDR发生的风险增加33.7%（表3）。
表3
影响STDR发生的logistic回归分析结果
ROC曲线分析结果显示，血清Cys-C的AUC＞0.7，预测的灵敏度较高，预测效能最佳；血清Cys-C＞1.065 mg/L联合ACR＞5.84 mg/mmol预测时，AUC为0.661，特异性为95.8%，但灵敏度下降至36.4%（表4，图1）。
表4
各参数对STDR发生的预测效能
图1
ROC曲线分析血清Cys-C、ACR、糖尿病病程对T2DM患者发生STDR的预测价值 ROC：受试者工作特征；STDR：威胁视力的糖尿病视网膜病变；T2DM：2型糖尿病；ACR：尿微量白蛋白/肌酐比值
3 讨论
近年，血清Cys-C、ACR、Scr、尿微量白蛋白等反映肾功能异常的血清指标对DR以及糖尿病相关脉络膜薄变、血流灌注下降的预测价值逐渐得到临床重视[7, 12-14]。Wei等[4]发现，糖尿病患者中，合并肾病与无肾病患者比较，前者血清Cys-C更高（中位数1.11 mg/L）。本研究糖尿病患者合并STDR者血清Cys-C（平均1.21 mg/L）较未合并者更高，与Wei等[4]发现一致。这提示，血清Cys-C水平的升高不仅反映肾功能的损害，同样反映视网膜病变等的发生。Choi和Kim[12]发现，PDR患者中，与厚脉络膜组（1.20 mg/L）比较，薄脉络膜组血清Cys-C（2.20 mg/L）水平更高。Huang等[15]发现，与血清Cys-C水平正常组比较，血清Cys-C水平更高的患者其视盘周围血流密度及血流灌注均明显下降；血清Cys-C＞1.25 mg/L的患者中，发生严重DR的风险增加11倍。上述结果提示，随着血清Cys-C水平的升高，不仅视网膜循环容易受损，脉络膜循环同样容易受损。
本研究中STDR组患者年龄为（58.52±12.30）岁，ACR为4.29 mg/mmol，均较非STDR组患者高，与文献报道基本一致[13]。另外，两组间TC、TG、LDL-C、HDL-C差异无统计学意义，与既往研究结果[13-14]一致。多因素回归分析发现，血清Cys-C是STDR发生的独立危险因素，血清Cys-C每增加0.1 mg/L，STDR发生的风险增加33.7%。Gurudas等[7]研究发现，英国、印度糖尿病患者血清Cys-C预测STDR发生的OR值分别为1.12、1.38，前者略低于本研究，后者则非常接近本研究数据1.337。这提示在亚洲人群中，血清Cys-C水平预测STDR的发生可能具有更高的价值。
本研究ROC曲线分析结果显示，血清Cys-C的AUC为0.736（最佳临界值1.065 mg/L），ACR的特异性最大（85.4%）。AUC略低于英国糖尿病患者（0.779），但高于印度糖尿病患者（0.696），未发现ACR对STDR的预测价值。另外，本研究发现，当采用血清Cys-C＞1.065 mg/L且ACR＞5.84 mg/mmol作为联合参数预测STDR时，特异性可提升至95.8%，既往文献中未见报道。血清Cys-C是一种非糖基化半胱氨酸蛋白酶抑制剂，其生产速率和血液浓度稳定，几乎不受年龄、性别、生理因素甚至种族的影响，视网膜色素上皮细胞是血清Cys-C的主要分泌部位[15-16]。因此，血清Cys-C非常适合作为STDR发生的预测因子，值得临床更多关注。
血清Cys-C的另一个优势是可在慢行肾脏疾病的早期即检测出肾功能异常[5]。本研究结果显示，在92例纳入患者中，86例患者Scr位于正常水平；而这86例Scr正常患者中，又有33例血清Cys-C水平已经升高，因此血清Cys-C水平可以更及时地预测肾脏疾病及STDR。而即使在晚期慢性肾脏病的评估中，血清肌酐与Cys-C结合计算出的GFR也较单纯Scr计算的结果更准确[17]。
本研究存在的局限性：（1）尽管样本量达到92例，但仍不足以计算出不同血清Cys-C水平STDR的发生率，需在后续研究中继续收集资料。（2）高水平血清Cys-C介导炎症反应，可能参与病理变化，如动脉壁重塑、血管完整性、新生血管形成、炎症和神经元退化等[15]，但本研究缺乏对视网膜血管的量化评估，未来将引入OCT血管成像进行视网膜血液循环的研究，揭示血清Cys-C更多的预测价值。（3）血清Cys-C对STDR的预测价值可能受原发性高血压严重程度影响，因为未控制的原发性高血压、高血压合并冠心病是引起血清Cys-C升高的重要因素[18-22]。然而，由于严重高血压在本研究中占比较高（对照组16.67%，观察组20.45%），未能进行去除高血压的进一步分析，可能使结果产生一定偏倚。
通过简单高效的方法及时筛查转诊威胁视力的糖尿病视网膜病变（DR）患者对于预防不可逆盲、减轻疾病医疗负担具有重大意义。临床对DR发生或进展风险评估多采用眼底彩色照相、光相干断层扫描（OCT）、荧光素眼底血管造影或最新的视网膜病变自动检测和分类人工智能等[1-3]。然而，目前尚无有效的可以预测威胁视力的DR（STDR）发生的血清生物标志物。血清胱抑素C（Cys-C）是一种低分子量蛋白，是内源性半胱氨酸蛋白酶抑制剂，不受炎症、肌肉含量、性别、年龄等因素影响，因此有潜力成为一种良好的血清生物标志物[4]。文献报道，血清Cys-C除了能较为敏感地评价早期肾功能损害[5]，还与DR相关[6-7]。一项针对英国、印度糖尿病患者的研究显示，血清Cys-C升高可能预示糖尿病黄斑水肿（DME）、增生型DR（PDR）的发生[7]。然而，STDR的发生与血清Cys-C以及年龄、种族、糖尿病病程、糖化血红蛋白（HbA1c）等多种因素均相关，因此血清Cys-C在不同群体中的预测价值可能有所不同，需进一步验证[7]。因此，我们检测了一组汉族2型糖尿病（T2DM）患者的血清Cys-C，初步探讨血清Cys-C对STDR发生的预测价值。现将结果报道如下。
1 对象和方法
非随机对照的横断面临床研究。本研究经清华大学附属北京清华长庚医院伦理委员会审核（批准号：24341-6-01）；遵循《赫尔辛基宣言》原则；由于本研究未对患者进行额外的检查与治疗，伦理委员会免除了患者知情同意的书面要求。
2022年1～10月于清华大学附属北京清华长庚医院眼科就诊的T2DM患者92例纳入本研究。纳入标准：（1）符合T2DM诊断标准[8]；（2）年龄≥18岁；（3）眼轴长度≤26.5 mm。 排除标准：（1）1型糖尿病或其他类型糖尿病；（2）慢性肾脏病分期3期及以上或肾小球滤过率（GFR）＜60 ml/（min·1.73 m2）；（3）肾脏穿刺病理证实为高血压肾病；（4）病理性近视；（5）图像信号强度≤6。
所有患者均行最佳矫正视力、裂隙灯显微镜、间接检眼镜、眼底彩色照相、OCT以及HbA1c、血脂、肾功能、血压检查。眼底彩色照相采用日本Topcon公司TRC-50DX或佳能公司CR-2免散瞳数码照相机进行；OCT检查采用德国Heidelberg公司Spectralis HRA+OCT仪进行。彩色眼底像和（或）OCT图像阅片由同两名高年资眼底病专家（本文第一、第三作者）分别独立完成，对不确定诊断者则由两位医师共同作出诊断并分级。以2003年美国眼科学会发布的DR临床指南和国际临床DR严重程度分级标准[9]为诊断和分期依据。STDR定义为重度非增生型DR（SNPDR）、PDR、DME；非STDR定义为轻度至中度非PDR、无DR。根据世界卫生组织高血压分级标准[10]：高血压1级定义为收缩压140～159 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），舒张压90～99 mm Hg；高血压2级定义为收缩压160～179 mm Hg，舒张压100～109 mm Hg；高血压3级定义为收缩压≥180 mm Hg，舒张压≥110 mm Hg。根据1999年美国肾脏病基金会肾脏病预后质量倡议工作组慢性肾脏病分期标准[11]：慢性肾脏病分为5期，1期定义为已有肾病，GFR正常，≥90 ml/（min·1.73 m2）；2期定义为GFR降低至60～89 ml/（min·1.73 m2）；3期定义为GFR降低至30～59 ml/（min·1.73 m2）；4期定义为GFR降低至15～29 ml/（min·1.73 m2）；5期定义为终末期肾病（肾衰竭），GFR降低至＜15 ml/（min·1.73 m2）。
患者中，男性50例，女性42例；年龄（58.24±12.49）（22～79）岁。人工晶状体（IOL）13例。全视网膜激光光凝（PRP）24例。眼肌麻痹2例；代谢性白内障5例。无DR 26例。糖尿病病程（13.18±8.35）（1～36）年，其中病程≥10年者38例。高血压29例，其中高血压3级17例；高血压病程（10.76±9.77）（1～30）年，其中病程≥10年者16例。慢性肾脏病2期17例。应用降血脂药物治疗23例。HbA1c（8.05±1.82）%（5.5%～14.2%）。总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）分别为（4.57±1.14）、（1.73±1.44）、（2.79±1.01）、（1.19±0.27）mmol/L。血清肌酐（Scr）（70.13±22.12）μmol/L；血清Cys-C（1.07±0.39）mg/L；尿微量白蛋白/肌酐比值（ACR）（26.27±96.67）mg/mmol。根据DR分期，将患者分为STDR组、非STDR组，分别为44、48例。
采用SPSS25.0软件行统计学分析。符合正态分布的连续变量以均数±标准差（x±s）表示；不符合正态分布的连续变量以中位数（四分位数间距）[M（P25，P75）]表示。符合正态分布的连续变量，组间比较采用独立样本t检验；不符合正态分布的连续变量，组间比较采用Mann-Whitney U检验。分类变量以百分比（n，%）表示，组间比较采用χ2检验或Fisher's确切概率法。采用logistic回归分析估算各候选变量的比值比（OR）。单因素分析中，P＜0.1的变量纳入多因素回归分析。应用受试者工作特征（ROC）曲线分析计算Cys-C、ACR预测T2DM患者发生STDR的ROC曲线下面积（AUC），以约登指数（灵敏度+特异性–1）最大为标准确定预测T2DM患者发生STDR的临界值及对应的灵敏度、特异性。AUC＜0.5为预测价值较低、0.5～0.7为预测价值一般，AUC＞0.7～0.9为预测价值良好。P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果
与非STDR组比较，STDR组患者血清Cys-C、ACR更高，接受PRP治疗者更多，差异有统计学意义（P＜0.05）（表1，2）。两组患者年龄、性别构成比、IOL例数、代谢性白内障、眼肌麻痹、糖尿病/高血压病程、糖尿病/高血压病程＞10年者、高血压3级、慢性肾脏病2期、应用降血脂药物、HbA1c、TC、TG、LDL-C、HDL-C、GFR、Scr比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）（表2）。
表1
STDR组、非STDR组患者基线资料比较
表2
STDR组、非STDR组患者血脂、肾功能比较
单因素logistic回归分析结果显示，血清Cys-C、ACR与STDR发生显著相关（P＜0.05）；年龄、糖尿病病程、慢性肾脏病分期、GFR与STDR发生无相关性（P＞0.05）。多因素logistic回归分析结果显示，血清Cys-C是STDR发生的独立危险因素（P＜0.05），血清Cys-C每增加0.1 mg/L，STDR发生的风险增加33.7%（表3）。
表3
影响STDR发生的logistic回归分析结果
ROC曲线分析结果显示，血清Cys-C的AUC＞0.7，预测的灵敏度较高，预测效能最佳；血清Cys-C＞1.065 mg/L联合ACR＞5.84 mg/mmol预测时，AUC为0.661，特异性为95.8%，但灵敏度下降至36.4%（表4，图1）。
表4
各参数对STDR发生的预测效能
图1
ROC曲线分析血清Cys-C、ACR、糖尿病病程对T2DM患者发生STDR的预测价值 ROC：受试者工作特征；STDR：威胁视力的糖尿病视网膜病变；T2DM：2型糖尿病；ACR：尿微量白蛋白/肌酐比值
3 讨论
近年，血清Cys-C、ACR、Scr、尿微量白蛋白等反映肾功能异常的血清指标对DR以及糖尿病相关脉络膜薄变、血流灌注下降的预测价值逐渐得到临床重视[7, 12-14]。Wei等[4]发现，糖尿病患者中，合并肾病与无肾病患者比较，前者血清Cys-C更高（中位数1.11 mg/L）。本研究糖尿病患者合并STDR者血清Cys-C（平均1.21 mg/L）较未合并者更高，与Wei等[4]发现一致。这提示，血清Cys-C水平的升高不仅反映肾功能的损害，同样反映视网膜病变等的发生。Choi和Kim[12]发现，PDR患者中，与厚脉络膜组（1.20 mg/L）比较，薄脉络膜组血清Cys-C（2.20 mg/L）水平更高。Huang等[15]发现，与血清Cys-C水平正常组比较，血清Cys-C水平更高的患者其视盘周围血流密度及血流灌注均明显下降；血清Cys-C＞1.25 mg/L的患者中，发生严重DR的风险增加11倍。上述结果提示，随着血清Cys-C水平的升高，不仅视网膜循环容易受损，脉络膜循环同样容易受损。
本研究中STDR组患者年龄为（58.52±12.30）岁，ACR为4.29 mg/mmol，均较非STDR组患者高，与文献报道基本一致[13]。另外，两组间TC、TG、LDL-C、HDL-C差异无统计学意义，与既往研究结果[13-14]一致。多因素回归分析发现，血清Cys-C是STDR发生的独立危险因素，血清Cys-C每增加0.1 mg/L，STDR发生的风险增加33.7%。Gurudas等[7]研究发现，英国、印度糖尿病患者血清Cys-C预测STDR发生的OR值分别为1.12、1.38，前者略低于本研究，后者则非常接近本研究数据1.337。这提示在亚洲人群中，血清Cys-C水平预测STDR的发生可能具有更高的价值。
本研究ROC曲线分析结果显示，血清Cys-C的AUC为0.736（最佳临界值1.065 mg/L），ACR的特异性最大（85.4%）。AUC略低于英国糖尿病患者（0.779），但高于印度糖尿病患者（0.696），未发现ACR对STDR的预测价值。另外，本研究发现，当采用血清Cys-C＞1.065 mg/L且ACR＞5.84 mg/mmol作为联合参数预测STDR时，特异性可提升至95.8%，既往文献中未见报道。血清Cys-C是一种非糖基化半胱氨酸蛋白酶抑制剂，其生产速率和血液浓度稳定，几乎不受年龄、性别、生理因素甚至种族的影响，视网膜色素上皮细胞是血清Cys-C的主要分泌部位[15-16]。因此，血清Cys-C非常适合作为STDR发生的预测因子，值得临床更多关注。
血清Cys-C的另一个优势是可在慢行肾脏疾病的早期即检测出肾功能异常[5]。本研究结果显示，在92例纳入患者中，86例患者Scr位于正常水平；而这86例Scr正常患者中，又有33例血清Cys-C水平已经升高，因此血清Cys-C水平可以更及时地预测肾脏疾病及STDR。而即使在晚期慢性肾脏病的评估中，血清肌酐与Cys-C结合计算出的GFR也较单纯Scr计算的结果更准确[17]。
本研究存在的局限性：（1）尽管样本量达到92例，但仍不足以计算出不同血清Cys-C水平STDR的发生率，需在后续研究中继续收集资料。（2）高水平血清Cys-C介导炎症反应，可能参与病理变化，如动脉壁重塑、血管完整性、新生血管形成、炎症和神经元退化等[15]，但本研究缺乏对视网膜血管的量化评估，未来将引入OCT血管成像进行视网膜血液循环的研究，揭示血清Cys-C更多的预测价值。（3）血清Cys-C对STDR的预测价值可能受原发性高血压严重程度影响，因为未控制的原发性高血压、高血压合并冠心病是引起血清Cys-C升高的重要因素[18-22]。然而，由于严重高血压在本研究中占比较高（对照组16.67%，观察组20.45%），未能进行去除高血压的进一步分析，可能使结果产生一定偏倚。
