引用本文： 杜志強, 孫靖茹, 董怡辰, 萬光明. 糖尿病視網膜病變患眼的角膜生物力學特性研究. 中華眼底病雜志, 2022, 38(1): 14-19. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20210929-00558 復制
糖尿病視網膜病變（DR）是糖尿病最常見的眼部并發癥。多數患者因早期不伴有視力下降癥狀而不能得到及時診斷和干預治療。研究表明，除眼底改變外，DR患眼常伴有眼軸較短、眼內容積較小等改變，在雙眼屈光參差情況下，DR更容易發生在屈光度較低的一側眼；而高度近視眼是DR的保護性因素，其發生DR的概率明顯低于正常屈光度眼[1-3]。上述研究結果提示角膜生物力學特性可能與DR的發生發展相關，探究DR患眼角膜生物力學改變能幫助臨床更好地了解DR進展過程并輔助其診斷及治療。目前國內相關研究鮮見報道。本研究采用眼反應分析儀（ORA）測量了一組伴或不伴DR的2型糖尿病（T2DM）患者的角膜生物力學參數，初步探索DR患眼角膜生物力學特性改變與DR程度的關系。現將結果報道如下。
1 對象和方法
回顧性病例研究。本研究經鄭州大學第一附屬醫院倫理委員會審批（批準號：2020-KY-093）；遵循《赫爾辛基宣言》原則，患者均獲知情并簽署書面知情同意書。
2020年9月至2021年2月于鄭州大學第一附屬醫院眼科治療的T2DM并發DR患者83例83只眼（DR組）、同期門診招募T2DM無DR患者30例30只眼（NDR組）以及同期非糖尿病患者30例30只眼（NDM組）納入本研究。入組患者均選擇左眼為研究眼。納入標準：DR組：（1）符合T2DM臨床診斷標準[4]；（2）符合DR臨床診斷標準[4]。NDR組：（1）符合T2DM臨床診斷標準[4]；（2）眼底檢查未見DR改變。NDM組：同期年齡、性別匹配的非糖尿病患者，經裂隙燈顯微鏡聯合前置鏡或光相干斷層掃描（OCT）檢查排除眼部異常。排除標準：（1）高度近視、青光眼、角膜疾病等易引起角膜生物力學改變者；（2）既往曾行內眼手術或角膜手術；（3）曾佩戴角膜接觸鏡；（4）患有結締組織疾病、甲狀腺疾病、高脂血癥等疾病；（5）過熟期白內障；（6）眼壓＞25 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。
患者均行裂隙燈顯微鏡聯合前置鏡、非接觸眼壓、醫學驗光、糖化血紅蛋白（HbAlc）檢查以及眼軸長度（AL）測量。測量患者身高、體重，計算體重指數（BMI）。眼底檢查由同一名經驗豐富的眼底病醫生進行，并參照《我國糖尿病視網膜病變臨床診療指南（2014年）》對DR進行分期[4]。
采用意大利C.S.O.SRL公司SIRIUS SYSTEM型角膜地形圖儀測量受檢眼角膜中央厚度（CCT），重復測量3次，取平均值。采用美國Reichert公司Reichert7CR型ORA測量角膜滯后量（CH）、角膜阻力因子（CRF）、Goldmann相關眼壓（IOPg）、角膜補償眼壓（IOPcc）及WS（wave score）。CH反映角膜吸收與分散能量能力，值越高，角膜越難以變形；CRF反映角膜受到脈沖氣流產生形變時所產生的阻力累積效應，值越高，角膜抵抗外力的能力越強[5]。所有測量均在上午10點至下午17點之間由同一名經驗豐富的醫師進行，保證WS＞3.5，選取波形評分最高的3組數據，取平均值為最終數據。
DR組83例83只眼中，男性40例40只眼，女性43例43只眼；非增生型DR（NPDR）、增生型DR（PDR）分別為39、44只眼，據此再分為NPDR組、PDR組。NDR組30例30只眼中，男女性各15例15只眼。NDM組30例30只眼中，男女性各15例15只眼。DR組、NDR組、NDM組患者間年齡（t=1.10，P=0.337）、性別構成比（χ2=0.46，P=0.977）比較，差異均無統計學意義；BMI、HbAlc、AL比較，差異有統計學意義（P＜0.05）（表1）。
表1
DR組、NDR組、NDM組患者基線資料比較（
）
采用SPSS 21.0軟件行統計學分析。計量資料采用Shapiro-Wilk檢驗進行正態性檢驗，正態分布資料以均數±標準差（
）表示。分類資料差異性比較采用χ2檢驗。多組間CCT、IOPcc、IOPg、CH、CRF的差異比較采用單因素方差分析；組間兩兩比較采用最小顯著差法t檢驗。采用多元線性回歸分析法分析DR患者CH、CRF與其相關影響因素之間的關系，并采用協方差分析對CH、CRF進行矯正，矯正后使用Bonferroni矯正檢驗進行兩兩比較。P＜0.05為差異有統計學意義。
2 結果
DR組、NDR組、NDM組受檢眼之間CCT、IOPcc、IOPg、CH、CRF比較，差異均有統計學意義（F=3.71、5.60、9.72、9.02、21.97，P＜0.05）（表2）。組間兩兩比較，CCT、IOPcc、IOPg、CH、CRF：DR組與NDM組之間差異有統計學意義（t=2.49、2.93、3.76、3.82、5.71，P＜0.05）；NDR組與NDM之間差異無統計學意義（t=0.51、0.36、0.25、0.66、0.49，P＞0.05）。CCT：DR組與NDR組之間差異無統計學意義（t=1.91，P＞0.05）；IOPcc、IOPg、CH、CRF：DR組與NDR組之間差異有統計學意義（t=2.52、3.47、3.07、5.15，P＜0.05）（表2）。
表2
DR組、NDR組、NDM組受檢眼CCT、IOPcc、IOPg、CH、CRF比較（
）
多元線性回歸分析結果顯示，CCT、IOPcc是DR患者CH的獨立影響因素（P＜0.05）。年齡、CCT、IOPcc是DR患者CRF的獨立影響因素（P＜0.05）。其中，年齡與CRF呈負相關；CCT與CH、CRF呈正相關；IOPcc與CH呈負相關，與CRF呈正相關（表3）。
表3
DR患眼CH、CRF影響因素的多變量回歸分析
NDR組、NPDR組、PDR組患眼之間CCT、CH、CRF、調整后CH、調整后CRF比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。組間兩兩比較，CH、CRF、調整后CH、調整后CRF：NPDR組、PDR組與NDR組的差異有統計學意義（P＜0.05）；PDR組與NPDR組的差異無統計學意義（P＞0.05）。CCT：NPDR組與NDR組、PDR組與NPDR組的差異無統計學意義（P＞0.05）；PDR組與NDR組的差異有統計學意義（P＜0.05）（表4）。
表4
不同分期DR組患眼角膜生物力學參數比較（
）
3 討論
DR是糖尿病最常見的眼部并發癥，部分患者初診時已出現明顯視力下降癥狀，需要反復治療且預后不佳。相比之下，對DR進行早期預測并干預能更好地保護患者視功能，提高其生存質量[6]。對DR早期預警及診斷指標一直是臨床研究的探索熱點[7-9]。研究表明，DR患眼常伴有一些角鞏膜生物力學相關參數的改變[2, 10]。ORA提供了一種能快速無創測量在體角膜生物力特性的方式，其測量具有快速、簡便、低成本等優勢，被應用于眼科疾病的診斷[11-13]；同時也為DR的早期診斷提供了新的思路。
既往有學者對糖尿病患者角膜生物力學特性進行了觀察。Scheler等[14]認為，糖尿病患者的CH、CRF較非糖尿病患者顯著升高。Ramm等[15]認為，糖尿病患者的CH較非糖尿病患者升高，而CRF無明顯變化。而Beato等[16]認為，糖尿病患者的CH及CRF較非糖尿病患者無明顯差異。糖尿病對患者眼部的影響是一個長期且緩慢的過程，而各學者間對糖尿病患者的篩選標準不同，很少關注DR對角膜生物力學造成的影響，故各研究得出的結論不一。為進一步明確DR與角膜生物力學參數的關系，我們對DR患眼的角膜生物力學特性進行了觀察。結果顯示，DR組患眼CH、CRF均顯著高于NDR組、NDM組，而NDR組與NDM組受檢眼之間CH、CRF的差異無統計學意義。
目前DR患眼角膜生物力學早期改變研究鮮見報道。有研究表明，DR患眼角膜敏感性降低、角膜內皮改變（內皮細胞與六邊形細胞比例減少、平均細胞大小及變異指數增加等），角膜厚度增加[17-18]。也有研究報道高血糖引起角膜代謝異常，角膜基質內聚糖類終產物堆積以及膠原交聯異常，DR所致眼內缺血缺氧狀態加劇了角膜代謝功能紊亂，進一步促進蛋白聚糖類終產物的堆積及角膜微結構的改變[19-20]。此外，美德拉反應產生的晚期糖基化終末產物（AGE）填充了角膜基質中大部分的組織空間，增強了其抗壓縮和恢復組織原來形狀的能力，并增加CCT[21]。AGE導致的非酶糖基化反應引起膠原纖維與蛋白聚糖之間的非酶交聯，進一步提高了角膜的抗壓能力及硬度[15,22]，可能是導致CH、CRF增加的原因。
既往研究發現，伴隨高度近視的T2DM患者不易出現DR改變，并且高度近視患者的CH明顯降低，CRF降低或變化不明顯，高度近視眼軸增長、角膜曲率趨于平坦，角膜的改變降低了眼球的穩定性及角膜粘滯性，從而引起相應的角膜生物力學特性改變[23-24]。對青光眼患者的角膜生物力學研究發現，隨眼壓升高，患者CH降低，而CRF升高[25]。眼壓是影響角膜生物力學參數測量的一個重要因素。既往研究報道，DR患眼眼壓升高，與高血糖導致的房水滲透性梯度及年齡增大引起的小梁網改變，從而導致房水流出減少有關[15]。本研究驗證了此結論，DR組患眼平均IOPg高于NDR、NDM組，排除了CCT影響后，IOPcc同樣升高；同時還發現DR組患眼CH、CRF均顯著高于NDR組、NDM組，提示眼壓不是影響患者角膜生物力學的唯一參數。多元線性回歸分析結果顯示，DR患眼的CCT、IOPcc是CH的獨立影響因素，年齡、CCT及IOPcc是CRF的獨立影響因素，與既往研究結果一致。因此，我們認為，DR患眼CH、CRF升高是由多重因素聯合作用所導致。
為進一步探究角膜生物力學相關參數與DR眼底病變程度的關系，本研究將DR組再分為NPDR、PDR組，并與NDR組進行比較。結果發現，NPDR組、PDR組患眼CH、CRF較NDR組明顯升高，而PDR組、NPDR組CH、CRF的差異無統計學意義。CCT在NPDR組與NDR組、PDR組與NPDR組的差異均無統計學意義，PDR組與NDR組的差異有統計學意義。此結果提示在DR發展早期，角膜生物力學參數的變化優先于CCT的變化，但在DR發展的中晚期，角膜生物力學參數的改變不明顯。其原因可能與影響DR患者病情嚴重程度的因素較多有關。通常臨床根據眼底檢查確定DR分期，意味著同一眼底分期時各患者的DR病程、高血壓、血糖控制情況、降糖藥物的使用及患者的依從性等均不相同。早期因視力影響不明顯，故患者的重視程度不高，人為干預措施更少；中晚期因出現視力下降，患者多會進行治療以控制疾病進展，而血糖控制較好、胰島素的使用等均會減緩AGE的產生及積累，從而在一定程度上延緩患者的CH及CRF的升高[22,26]。為了排除混雜因素的影響，根據年齡、IOPcc、CCT將CH、CRF進行矯正后，再次比較了調整后CH、CRF，發現其與矯正前的結論基本一致。因此，我們認為，角膜生物力學特性的改變可能與DR的發生有關，或許可作為DR早期篩查的指標之一。
由于本研究樣本量有限、觀察時間不足，其研究結果有待更大樣本量的前瞻性、多中心研究加以驗證，以進一步明確DR發生發展中角膜生物力學的變化。
糖尿病視網膜病變（DR）是糖尿病最常見的眼部并發癥。多數患者因早期不伴有視力下降癥狀而不能得到及時診斷和干預治療。研究表明，除眼底改變外，DR患眼常伴有眼軸較短、眼內容積較小等改變，在雙眼屈光參差情況下，DR更容易發生在屈光度較低的一側眼；而高度近視眼是DR的保護性因素，其發生DR的概率明顯低于正常屈光度眼[1-3]。上述研究結果提示角膜生物力學特性可能與DR的發生發展相關，探究DR患眼角膜生物力學改變能幫助臨床更好地了解DR進展過程并輔助其診斷及治療。目前國內相關研究鮮見報道。本研究采用眼反應分析儀（ORA）測量了一組伴或不伴DR的2型糖尿病（T2DM）患者的角膜生物力學參數，初步探索DR患眼角膜生物力學特性改變與DR程度的關系。現將結果報道如下。
1 對象和方法
回顧性病例研究。本研究經鄭州大學第一附屬醫院倫理委員會審批（批準號：2020-KY-093）；遵循《赫爾辛基宣言》原則，患者均獲知情并簽署書面知情同意書。
2020年9月至2021年2月于鄭州大學第一附屬醫院眼科治療的T2DM并發DR患者83例83只眼（DR組）、同期門診招募T2DM無DR患者30例30只眼（NDR組）以及同期非糖尿病患者30例30只眼（NDM組）納入本研究。入組患者均選擇左眼為研究眼。納入標準：DR組：（1）符合T2DM臨床診斷標準[4]；（2）符合DR臨床診斷標準[4]。NDR組：（1）符合T2DM臨床診斷標準[4]；（2）眼底檢查未見DR改變。NDM組：同期年齡、性別匹配的非糖尿病患者，經裂隙燈顯微鏡聯合前置鏡或光相干斷層掃描（OCT）檢查排除眼部異常。排除標準：（1）高度近視、青光眼、角膜疾病等易引起角膜生物力學改變者；（2）既往曾行內眼手術或角膜手術；（3）曾佩戴角膜接觸鏡；（4）患有結締組織疾病、甲狀腺疾病、高脂血癥等疾病；（5）過熟期白內障；（6）眼壓＞25 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。
患者均行裂隙燈顯微鏡聯合前置鏡、非接觸眼壓、醫學驗光、糖化血紅蛋白（HbAlc）檢查以及眼軸長度（AL）測量。測量患者身高、體重，計算體重指數（BMI）。眼底檢查由同一名經驗豐富的眼底病醫生進行，并參照《我國糖尿病視網膜病變臨床診療指南（2014年）》對DR進行分期[4]。
采用意大利C.S.O.SRL公司SIRIUS SYSTEM型角膜地形圖儀測量受檢眼角膜中央厚度（CCT），重復測量3次，取平均值。采用美國Reichert公司Reichert7CR型ORA測量角膜滯后量（CH）、角膜阻力因子（CRF）、Goldmann相關眼壓（IOPg）、角膜補償眼壓（IOPcc）及WS（wave score）。CH反映角膜吸收與分散能量能力，值越高，角膜越難以變形；CRF反映角膜受到脈沖氣流產生形變時所產生的阻力累積效應，值越高，角膜抵抗外力的能力越強[5]。所有測量均在上午10點至下午17點之間由同一名經驗豐富的醫師進行，保證WS＞3.5，選取波形評分最高的3組數據，取平均值為最終數據。
DR組83例83只眼中，男性40例40只眼，女性43例43只眼；非增生型DR（NPDR）、增生型DR（PDR）分別為39、44只眼，據此再分為NPDR組、PDR組。NDR組30例30只眼中，男女性各15例15只眼。NDM組30例30只眼中，男女性各15例15只眼。DR組、NDR組、NDM組患者間年齡（t=1.10，P=0.337）、性別構成比（χ2=0.46，P=0.977）比較，差異均無統計學意義；BMI、HbAlc、AL比較，差異有統計學意義（P＜0.05）（表1）。
表1
DR組、NDR組、NDM組患者基線資料比較（）
采用SPSS 21.0軟件行統計學分析。計量資料采用Shapiro-Wilk檢驗進行正態性檢驗，正態分布資料以均數±標準差（）表示。分類資料差異性比較采用χ2檢驗。多組間CCT、IOPcc、IOPg、CH、CRF的差異比較采用單因素方差分析；組間兩兩比較采用最小顯著差法t檢驗。采用多元線性回歸分析法分析DR患者CH、CRF與其相關影響因素之間的關系，并采用協方差分析對CH、CRF進行矯正，矯正后使用Bonferroni矯正檢驗進行兩兩比較。P＜0.05為差異有統計學意義。
2 結果
DR組、NDR組、NDM組受檢眼之間CCT、IOPcc、IOPg、CH、CRF比較，差異均有統計學意義（F=3.71、5.60、9.72、9.02、21.97，P＜0.05）（表2）。組間兩兩比較，CCT、IOPcc、IOPg、CH、CRF：DR組與NDM組之間差異有統計學意義（t=2.49、2.93、3.76、3.82、5.71，P＜0.05）；NDR組與NDM之間差異無統計學意義（t=0.51、0.36、0.25、0.66、0.49，P＞0.05）。CCT：DR組與NDR組之間差異無統計學意義（t=1.91，P＞0.05）；IOPcc、IOPg、CH、CRF：DR組與NDR組之間差異有統計學意義（t=2.52、3.47、3.07、5.15，P＜0.05）（表2）。
表2
DR組、NDR組、NDM組受檢眼CCT、IOPcc、IOPg、CH、CRF比較（）
多元線性回歸分析結果顯示，CCT、IOPcc是DR患者CH的獨立影響因素（P＜0.05）。年齡、CCT、IOPcc是DR患者CRF的獨立影響因素（P＜0.05）。其中，年齡與CRF呈負相關；CCT與CH、CRF呈正相關；IOPcc與CH呈負相關，與CRF呈正相關（表3）。
表3
DR患眼CH、CRF影響因素的多變量回歸分析
NDR組、NPDR組、PDR組患眼之間CCT、CH、CRF、調整后CH、調整后CRF比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。組間兩兩比較，CH、CRF、調整后CH、調整后CRF：NPDR組、PDR組與NDR組的差異有統計學意義（P＜0.05）；PDR組與NPDR組的差異無統計學意義（P＞0.05）。CCT：NPDR組與NDR組、PDR組與NPDR組的差異無統計學意義（P＞0.05）；PDR組與NDR組的差異有統計學意義（P＜0.05）（表4）。
表4
不同分期DR組患眼角膜生物力學參數比較（）
3 討論
DR是糖尿病最常見的眼部并發癥，部分患者初診時已出現明顯視力下降癥狀，需要反復治療且預后不佳。相比之下，對DR進行早期預測并干預能更好地保護患者視功能，提高其生存質量[6]。對DR早期預警及診斷指標一直是臨床研究的探索熱點[7-9]。研究表明，DR患眼常伴有一些角鞏膜生物力學相關參數的改變[2, 10]。ORA提供了一種能快速無創測量在體角膜生物力特性的方式，其測量具有快速、簡便、低成本等優勢，被應用于眼科疾病的診斷[11-13]；同時也為DR的早期診斷提供了新的思路。
既往有學者對糖尿病患者角膜生物力學特性進行了觀察。Scheler等[14]認為，糖尿病患者的CH、CRF較非糖尿病患者顯著升高。Ramm等[15]認為，糖尿病患者的CH較非糖尿病患者升高，而CRF無明顯變化。而Beato等[16]認為，糖尿病患者的CH及CRF較非糖尿病患者無明顯差異。糖尿病對患者眼部的影響是一個長期且緩慢的過程，而各學者間對糖尿病患者的篩選標準不同，很少關注DR對角膜生物力學造成的影響，故各研究得出的結論不一。為進一步明確DR與角膜生物力學參數的關系，我們對DR患眼的角膜生物力學特性進行了觀察。結果顯示，DR組患眼CH、CRF均顯著高于NDR組、NDM組，而NDR組與NDM組受檢眼之間CH、CRF的差異無統計學意義。
目前DR患眼角膜生物力學早期改變研究鮮見報道。有研究表明，DR患眼角膜敏感性降低、角膜內皮改變（內皮細胞與六邊形細胞比例減少、平均細胞大小及變異指數增加等），角膜厚度增加[17-18]。也有研究報道高血糖引起角膜代謝異常，角膜基質內聚糖類終產物堆積以及膠原交聯異常，DR所致眼內缺血缺氧狀態加劇了角膜代謝功能紊亂，進一步促進蛋白聚糖類終產物的堆積及角膜微結構的改變[19-20]。此外，美德拉反應產生的晚期糖基化終末產物（AGE）填充了角膜基質中大部分的組織空間，增強了其抗壓縮和恢復組織原來形狀的能力，并增加CCT[21]。AGE導致的非酶糖基化反應引起膠原纖維與蛋白聚糖之間的非酶交聯，進一步提高了角膜的抗壓能力及硬度[15,22]，可能是導致CH、CRF增加的原因。
既往研究發現，伴隨高度近視的T2DM患者不易出現DR改變，并且高度近視患者的CH明顯降低，CRF降低或變化不明顯，高度近視眼軸增長、角膜曲率趨于平坦，角膜的改變降低了眼球的穩定性及角膜粘滯性，從而引起相應的角膜生物力學特性改變[23-24]。對青光眼患者的角膜生物力學研究發現，隨眼壓升高，患者CH降低，而CRF升高[25]。眼壓是影響角膜生物力學參數測量的一個重要因素。既往研究報道，DR患眼眼壓升高，與高血糖導致的房水滲透性梯度及年齡增大引起的小梁網改變，從而導致房水流出減少有關[15]。本研究驗證了此結論，DR組患眼平均IOPg高于NDR、NDM組，排除了CCT影響后，IOPcc同樣升高；同時還發現DR組患眼CH、CRF均顯著高于NDR組、NDM組，提示眼壓不是影響患者角膜生物力學的唯一參數。多元線性回歸分析結果顯示，DR患眼的CCT、IOPcc是CH的獨立影響因素，年齡、CCT及IOPcc是CRF的獨立影響因素，與既往研究結果一致。因此，我們認為，DR患眼CH、CRF升高是由多重因素聯合作用所導致。
為進一步探究角膜生物力學相關參數與DR眼底病變程度的關系，本研究將DR組再分為NPDR、PDR組，并與NDR組進行比較。結果發現，NPDR組、PDR組患眼CH、CRF較NDR組明顯升高，而PDR組、NPDR組CH、CRF的差異無統計學意義。CCT在NPDR組與NDR組、PDR組與NPDR組的差異均無統計學意義，PDR組與NDR組的差異有統計學意義。此結果提示在DR發展早期，角膜生物力學參數的變化優先于CCT的變化，但在DR發展的中晚期，角膜生物力學參數的改變不明顯。其原因可能與影響DR患者病情嚴重程度的因素較多有關。通常臨床根據眼底檢查確定DR分期，意味著同一眼底分期時各患者的DR病程、高血壓、血糖控制情況、降糖藥物的使用及患者的依從性等均不相同。早期因視力影響不明顯，故患者的重視程度不高，人為干預措施更少；中晚期因出現視力下降，患者多會進行治療以控制疾病進展，而血糖控制較好、胰島素的使用等均會減緩AGE的產生及積累，從而在一定程度上延緩患者的CH及CRF的升高[22,26]。為了排除混雜因素的影響，根據年齡、IOPcc、CCT將CH、CRF進行矯正后，再次比較了調整后CH、CRF，發現其與矯正前的結論基本一致。因此，我們認為，角膜生物力學特性的改變可能與DR的發生有關，或許可作為DR早期篩查的指標之一。
由于本研究樣本量有限、觀察時間不足，其研究結果有待更大樣本量的前瞻性、多中心研究加以驗證，以進一步明確DR發生發展中角膜生物力學的變化。
