糖尿病視網(wǎng)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(yīng) 侯霜

518036 深圳，北京大學(xué)深圳醫(yī)院腎內(nèi)科(周越，黃曉彥，張帆，羅瓊，熊祖應(yīng)，侯霜)，眼科(張斌)

糖尿病微血管并發(fā)癥主要表現(xiàn)為眼睛及腎臟病變，可引起糖尿病視網(wǎng)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(yī)療衛(wèi)生開支影響巨大。DKD發(fā)病率逐年增高，病情進展快，臨床主要評估指標(biāo)為蛋白尿及血肌酐，與腎臟預(yù)后相關(guān)，但存在不一致性，考慮與合并其他腎臟病有關(guān)[1]。腎活檢為腎臟病變評估的金標(biāo)準(zhǔn)，但腎活檢為有創(chuàng)檢查，有一定風(fēng)險，且無法每年穿刺評估病變進展。視網(wǎng)膜病變檢測方便，為無創(chuàng)檢查，可進行DR的嚴(yán)重程度評估，能夠多次重復(fù)檢測，且與腎臟預(yù)后有關(guān)[2]，而現(xiàn)有研究多體現(xiàn)在DR與臨床指標(biāo)如蛋白尿及肌酐的關(guān)系[3]。

既往研究發(fā)現(xiàn)，DR及DKD二者在發(fā)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(yán)重程度與DKD的臨床病理相關(guān)性，并從組織病理角度分析二者是否有對應(yīng)關(guān)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(xué)深圳醫(yī)院腎內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)：(1)光鏡下腎小球<5個；(2)1型糖尿??；(3)無視網(wǎng)膜病結(jié)果；(4)合并繼發(fā)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(xué)中觀察性研究報告質(zhì)量聲明。

二、方法

1.臨床資料 通過腎活檢當(dāng)次的醫(yī)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(shù)(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(rèn)合并非糖尿病腎病及識別早期DKD)。DKD依據(jù)2010年國際腎臟病理學(xué)會DKD病理分型標(biāo)準(zhǔn)[6]，分別對腎小球及小管間質(zhì)分級。腎小球分級依次為I、IIa、IIb、Ⅲ、Ⅳ。通過兩位腎臟病理醫(yī)師閱片評定。

3.眼部資料 DR為腎穿刺前后1個月內(nèi)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(xié)會和國際眼病學(xué)會發(fā)布的《糖尿病視網(wǎng)膜病的國際臨床分級標(biāo)準(zhǔn)》。DR分期依據(jù)無、輕度非增殖、中度非增殖、重度非增殖、增殖型視網(wǎng)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(jù)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(yī)師閱片，后經(jīng)一位眼科醫(yī)師復(fù)核評定?？紤]DR 0期無糖尿病視網(wǎng)膜病變，DR 3/4期需眼部激光或手術(shù)干預(yù)，依次分為DR 0、1～2、3～4共3組進行分析。

三、統(tǒng)計學(xué)方法

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

結(jié) 果

一、各組基本臨床資料

本研究總?cè)虢M70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(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；Scr、BUN、eGFR、HbA1c、血脂、吸煙等差異無統(tǒng)計學(xué)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(tǒng)計結(jié)果無差異，結(jié)果具有穩(wěn)健性。依據(jù)CSME分為兩組，總計67例，不同DME患者的SBP、DBP、Hb、Alb的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；24 h UP、Scr、BUN、eGFR、HbA1c、吸煙、AKI等差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。(表1)

二、視網(wǎng)膜病變與腎臟病理

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

三、DR與DKD病理相關(guān)性分析

DR分組與DKD病理分級(r=0.486)、K-W結(jié)節(jié)(r=0.408)、IFTA(r=0.253)、間質(zhì)炎癥(r=0.267)、微血管瘤(r=0.267)呈顯著正相關(guān)(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(guān)(P<0.01)。(表4)

討 論

本研究發(fā)現(xiàn)，DR分組及DME均與SBP有關(guān)，血壓越高，眼部病變越重，與既往發(fā)現(xiàn)一致。據(jù)報道，Alb也是一種急性期反應(yīng)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(yán)重度獨立相關(guān)。慢性高血糖可引起腎間質(zhì)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(dǎo)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(xiàn)下降，提示DR出現(xiàn)時可能已存在腎間質(zhì)的缺氧損傷。

不同DR分組及DME分組患者的Scr、BUN、eGFR差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與既往研究不一致，考慮與合并AKI有關(guān)。DR 3～4人群更容易出現(xiàn)AKI，與Tan等[6]的研究相似，而本研究未發(fā)現(xiàn)其與感染的相關(guān)性，考慮為多種因素影響，包括糖尿病炎癥細胞浸潤及間質(zhì)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(fā)現(xiàn)平均血糖與DR進展顯著相關(guān)，而血糖變異性和血脂異常與T2DM的DKD進展顯著相關(guān)，本研究不同DR分組患者的HbA1c差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與人群較少，部分患者合并貧血導(dǎo)致HbA1c偏低，且有數(shù)據(jù)缺失，導(dǎo)致選擇偏倚有關(guān)，需進一步擴大樣本量。DR未發(fā)現(xiàn)與吸煙有關(guān)，與臨床認(rèn)識不同，考慮與其臨床影響的復(fù)雜性有關(guān)。

表5為腎臟與眼部的組織學(xué)對應(yīng)關(guān)系[7]，脈絡(luò)膜毛細血管內(nèi)皮細胞、Bruch膜和視網(wǎng)膜色素上皮細胞的排列對應(yīng)于腎小球毛細血管內(nèi)皮細胞、腎小球基底膜(glomerular basement membrane，GBM)和足細胞。脈絡(luò)膜內(nèi)皮和腎小球內(nèi)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(luò)膜內(nèi)皮細胞間存在80 nm孔徑，便于視網(wǎng)膜下液體交換；同樣腎小球內(nèi)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(guān)性已在Ⅱ型膜增生性腎小球腎炎中發(fā)現(xiàn)，表現(xiàn)在GBM和Bruch膜上均發(fā)現(xiàn)電子致密物沉積[10]。Wakisaka 等[11]發(fā)現(xiàn)鈉葡萄糖共轉(zhuǎn)運蛋白2存在于視網(wǎng)膜周細胞和系膜細胞中，高血糖會導(dǎo)致這些細胞的功能和形態(tài)改變。

表1 不同DR分組患者一般資料及生化指標(biāo)比較

表2 不同糖尿病視網(wǎng)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(guān)性分析

表5 眼部與腎臟的組織學(xué)關(guān)系

高血糖等因素損傷視網(wǎng)膜血管周細胞及內(nèi)皮細胞，導(dǎo)致細胞間緊密連接被破壞，在視網(wǎng)膜血管網(wǎng)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(xiàn)，診斷DR 1期。而內(nèi)皮細胞功能破壞被認(rèn)為是腎臟微血管病發(fā)生的早期事件，為之后腎臟病臨床表現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)[12]。腎素-血管緊張素系統(tǒng)研究探討了正常白蛋白尿的1型糖尿病患者DR嚴(yán)重程度與DKD組織學(xué)指標(biāo)的關(guān)系。研究采用早期治療DR研究嚴(yán)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(fā)現(xiàn)所有腎臟組織病變均與DR嚴(yán)重程度相關(guān)，顯示了1型糖尿病患者DR和DKD臨床前形態(tài)學(xué)改變之間的重要聯(lián)系，從組織學(xué)角度解釋了腎臟疾病早期內(nèi)皮細胞、系膜細胞、基底膜與眼部組織之間的聯(lián)系。

本研究DR分組與DKD病理分級及K-W結(jié)節(jié)呈顯著正相關(guān)，與Yamanouchi等[13]研究相同。因此，DR可能有助于預(yù)測DKD的臨床病程，尤其是增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變(proliferative diabetic retinopathy，PDR)可能是DKD的一個高度特異性指標(biāo)。DR有助于T2DM人群的DKD診斷，但DR的嚴(yán)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(fā)現(xiàn)，不同DR分組患者的腎臟小管間質(zhì)病變(IFTA/間質(zhì)炎癥)嚴(yán)重程度的差異有統(tǒng)計學(xué)意義。高血糖繼發(fā)的氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致白細胞瘀滯、毛細血管閉塞，進一步視網(wǎng)膜缺血缺氧，導(dǎo)致新生血管形成，為PDR的標(biāo)志[16]。體現(xiàn)在腎臟為腎間質(zhì)單核淋巴細胞浸潤，管周毛細血管閉塞、血供不足，導(dǎo)致間質(zhì)纖維化、小管萎縮。該研究未發(fā)現(xiàn)與血管硬化的關(guān)系，血管硬化考慮與血壓關(guān)系更密切。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)，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(tǒng)計學(xué)意義。在組織學(xué)角度，高血糖引起視網(wǎng)膜周細胞及內(nèi)皮細胞間緊密連接被破壞，內(nèi)皮細胞通透性增加，進一步引起血視網(wǎng)膜屏障受損，視網(wǎng)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(dǎo)致DME的發(fā)生，它可以出現(xiàn)在DR的任意階段，不及時干預(yù)，可引起嚴(yán)重的視力損害[17]。腎臟的病變體現(xiàn)在病變腎小球毛細血管節(jié)段性擴張，病變系膜的副系膜區(qū)與毛細血管分離，毛細血管失去支撐，導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)用較少；(3)研究資料是回顧性獲取的，通過病例系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)出病理明確為DKD的人群，并查閱當(dāng)時資料進行分析，這樣的初步研究結(jié)果，需要在之后的前瞻性研究進一步確認(rèn)。

綜上所述，DR的嚴(yán)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(biāo)；通過組織病理及機制分析，DR分級與DKD病理分級、小管間質(zhì)病變均有相關(guān)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。