Биомаркеры в оценке прогрессии диабетической ретинопатии

Диабетическая ретинопатия (ДР) — наиболее распространенное микрососудистое осложнение сахарного диабета (СД) и основная причина приобретенной слепоты у людей трудоспособного возраста. Из-за отсутствия явных симптомов на ранних стадиях заболевания идентификация клинических биомаркеров может играть решающую роль в ранней диагностике, а также в выявлении прогностических факторов ДР. Основные факторы риска не объясняют большую вариабельность, которая характеризует эволюцию и скорость прогрессирования ДР у разных людей. В связи с этим идентификация глазных и системных биомаркеров имеет решающее значение для облегчения стратификации риска у пациентов с СД; более того, надежные биомаркеры могут также помочь в прогнозировании ответа пациента на терапию. Поскольку существующие методы лечения пролиферативной ДР в большинстве случаев на практике применяются на поздних стадиях заболевания, для обеспечения своевременного лечения необходимы надежные критерии прогрессии для раннего и адекватного подбора терапии болезни. В обзоре обсуждаются значимые системные и локальные биомаркеры ДР.

1. He X, Cheng R, Benyajati S, Ma JX. PEDF and its roles in physiological and pathological conditions: implication in diabetic and hypoxia-induced angiogenic diseases. Clinical Science. 2015; 128: 805–23. doi:10.1042/CS20130463

2. Qing S, Yuan S, Yun C, et al. Serum miRNA biomarkers serve as a fingerprint for proliferative diabetic retinopathy. Cell Physiol Biochem 2014; 34 (5): 1733–40. doi:10.1159/000366374

3. Sabanayagam C, Banu R, Chee ML, et al. Incidence and progression of diabetic retinopathy: a systematic review. The Lancet Diabetes & Endocrinology. 2019; 7 (2): 140–9. doi:10.1016/S2213-8587(18)30128-1

4. Нероев В.В., Зайцева О.В., Михайлова Л.А. Распространенность диабетической ретинопатии в Российской Федерации по данным федеральной статистики. Российский офтальмологический журнал. 2023; 16 (3): 7–11. doi: 10.21516/2072-0076-2023-16-3-7-11

5. Филиппов В.М., Петрачков Д.В., Будзинская М.В., Сидамонидзе А.Л. Современные концепции патогенеза диабетической ретинопатии. Вестник офтальмологии. 2021; 137 (5–2): 306–13. https://doi.org/10.17116/oftalma2021137052306

6. Коновалова К.И., Шишкин М.М., Файзрахманов Р.Р. Сравнительный анализ уровня провоспалительных цитокинов в слезной жидкости у пациентов с далеко зашедшей стадией пролиферативной диабетической ретинопатии и осложненной начальной катарактой. Современные технологии в офтальмологии. 2022; 1 (41): 61–6. doi: 10.21516/2072-0076-2021-14-3-14-18

7. Altmann C, Schmidt MHH. The role of microglia in diabetic retinopathy: Inflammation, microvasculature defects and neurodegeneration. Int J Mol Sci. 2018; 19: 110. doi: 10.3390/ijms19010110

8. Wang W, Lo ACY. Diabetic retinopathy: Pathophysiology and treatments. Int J Mol Sci. 2018; 19: 1816. doi: 10.3390/ijms19061816

9. Al-Dwairi R, El-Elimat T, Aleshawi A, et al. Vitreous levels of vascular endothelial growth factor and platelet-derived growth factor in patients with proliferative diabetic retinopathy: A clinical correlation. Biomolecules. 2023; 13: 1630. doi: 10.3390/biom13111630

10. Файзрахманов Р.Р., Павловский О.А., Лукиных М.А. Морфофункциональные параметры диабетического макулярного отека после витреоретинальной хирургии Отражение. 2024; 1 (17): 46–50. doi: 10.25276/2686-6986-2024-1-46-50

11. Файзрахманов Р.Р., Шишкин М.М., Шаталова Е.О., Суханова А.В. Раннее переключение с антивазопролиферативной терапии на имплант дексаметазона у пациентов при диабетическом макулярном отеке. Офтальмохирургия. 2020; 4: 86–92. doi: 10.25276/0235-4160-2020-4-86-92

12. Kuiper EJ, Hughes JM, Van Geest RJ, et al. Effect of VEGF-A on expression of profibrotic growth factor and extracellular matrix genes in the retina. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2007; 48 (9): 4267–76. doi:10.1167/iovs.06-0804

13. Vasan R.S. Biomarkers of cardiovascular disease: molecular basis and practical considerations. Circulation. 2006 May 16; 113 (19): 2335–62. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.104.482570

14. Конради А.О. Биомаркеры, их типы и основы применения в персонализированной медицине. Российский журнал персонализированной медицины. 2022; 2 (3): 6–16. doi: 10.18705/2782-3806-2022-2-3-6-16

15. Ahuja S, Saxena S, Akduman L, et al. Serum vascular endothelial growth factor is a biomolecular biomarker of severity of diabetic retinopathy. Int J Retina Vitreous. 2019 Oct 1; 5: 29. doi: 10.1186/s40942-019-0179-6

16. Jenkins AJ, Joglekar MV, Hardikar AA, et al. Biomarkers in diabetic retinopathy. Rev Diabet Stud. 2015; 12: 159–95. doi:10.1900/RDS.2015.12.159

17. Gouliopoulos NS, Kalogeropoulos C, Lavaris A, et al. Association of serum inflammatory markers and diabetic retinopathy: a review of literature. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2018; 22: 7113–28. doi:10.26355/eurrev_201811_16243

18. Whitehead M, Wickremasinghe S, Osborne A, Van Wijngaarden P, Martin KR. Diabetic retinopathy: a complex pathophysiology requiring novel therapeutic strategies. Expert Opin Biol Ther. 2018; 18: 1257–70. doi: 10.1080/14712598.2018.1545836

19. Ting DS, Tan KA, Phua V, et al. Biomarkers of diabetic retinopathy. Curr Diab Rep. 2016; 16 (12): 125. doi: 10.1007/s11892-016-0812-9

20. Marques IP, Madeira MH, Messias AL, et al. Retinopathy phenotypes in type 2 diabetes with different risks for macular edema and proliferative retinopathy. J Clin Med. 2020; 9: 1433. doi:10.3390/jcm9051433

21. Филиппов В.М., Петрачков Д.В., Будзинская М.В., Матющенко А.Г. Роль биомаркеров нейродегенерации при диабетической ретинопатии. Вестник офтальмологии. 2021; 137 (5–2): 314–22. doi: 10.17116/oftalma2021137052314

22. Shah S, Feher M, McGovern A, et al. Diabetic retinopathy in newly diagnosed Type 2 diabetes mellitus: Prevalence and predictors of progression; a national primary network study. Diabetes Res Clin Pract. 2021; 175: 108776. doi: 10.1016/j.diabres.2021.108776

23. Tarasewicz D, Conell C, Gilliam LK. et al. Quantification of risk factors for diabetic retinopathy progression. Acta Diabetol. 2023; 60: 363–9. doi: 10.1007/s00592-022-02007-6

24. Diabetes Control and Complications Trial/Epidemiology of Diabetes Interventions and Complications Research Group; Lachin JM, Genuth S, Cleary P, Davis MD, Nathan DM. Retinopathy and nephropathy in patients with type 1 diabetes four years after a trial of intensive therapy. N Engl J Med. 2000; 342 (6): 381–9. doi: 10.1056/NEJM200002103420603

25. Mohamed Q, Gillies MC, Wong TY. Management of diabetic retinopathy: a systematic review. JAMA. 2007; 298 (8): 902–16. doi: 10.1001/jama.298.8.902

26. Lind M, Oden A, Fahlen M, Eliasson B. The shape of the metabolic memory of HbA1c: reanalysing the DCCT with respect to time-dependent effects. Diabetologia. 2010; 53 (6): 1093–8. doi: 10.1007/s00125-010-1706-z

27. Kuo CYJ, Murphy R, Rupenthal ID, Mugisho OO. Correlation between the progression of diabetic retinopathy and inflammasome biomarkers in vitreous and serum - a systematic review. BMC Ophthalmol. 2022; 22 (1): 238. doi: 10.1186/s12886-022-02439-2

28. Pessoa B, Heitor J, Coelho C, et al. Systemic and vitreous biomarkers — new insights in diabetic retinopathy. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2022; 260 (8): 2449–60. doi: 10.1007/s00417-022-05624-7

29. Shaker OG, Abdelaleem OO, Mahmoud RH, et al. Diagnostic and prognostic role of serum MiR-20b, MiR-17-3p, HOTAIR, and MALAT1 in diabetic retinopathy. IUBMB Life. 2019; 71: 310–20. doi: 10.1002/iub.1970

30. Liang Z, Gao KP, Wang YX, et al. RNA sequencing identified specific circulating MiRNA biomarkers for early detection of diabetes retinopathy. Am J Physiol-Endocrinol Metab. 2018; 315: E374-E385. doi: 10.1152/ajpendo.00021.2018

31. Atchison E, Barkmeier A. The role of systemic risk factors in diabetic retinopathy. Curr Ophthalmol Rep. 2016; 4: 84–9. doi: 10.1007/s40135-016- 0098-8

32. Бабаева Д.Б., Шишкин М.М., Файзрахманов Р.Р., Коновалова К.И. Витреопапиллярный тракционный синдром при пролиферативной диабетической ретинопатии. Вестник офтальмологии. 2021; 137 (6): 38–44. doi: 10.17116/oftalma202113706138

33. Loukovaara S, Nurkkala H, Tamene F, et al. Quantitative proteomics analysis of vitreous humor from diabetic retinopathy patients. J Proteome Res. 2015; 14: 5131–43. doi: 10.1021/acs.jproteome.5b00900

34. Rbsam A, Parikh S, Fort PE. Role of inflammation in diabetic retinopathy. Int J Mol Sci. 2018; 19 (4): 942. doi:10.3390/ijms19040942

35. Kwon JW, Oh J. Aqueous humor analyses in patients with diabetic retinopathy who had undergone panretinal photocoagulation. J Diabetes Res. 2022; 2022: 1897344. doi: 10.1155/2022/1897344

36. Stravalaci M, Ferrara M, Pathak V, et al. The long pentraxin ptx3 as a new biomarker and pharmacological target in age-related macular degeneration and diabetic retinopathy. Front Pharmacol. 2022; 12: 811344. doi: 10.3389/fphar.2021.811344

37. Лев И.В., Агарков Н.М. Интерлейкины слезной жидкости и диабетическая ретинопатия. Медицинская иммунология. 2022. 24 (4): 793–8. doi: 10.15789/1563-0625-IIL-2499

38. Katelan S, Ore kovi I, Bi an F, Ka telan H, Gverovi Antunica A. Inflammatory and angiogenic biomarkers in diabetic retinopathy. Biochem Med (Zagreb). 2020 Oct 15; 30 (3): 030502. doi: 10.11613/BM.2020.030502

39. Sadda SR, Nittala MG, Taweebanjongsin W, et al. Quantitative assessment of the severity of diabetic retinopathy. Am J Ophthalmol. 2020; 218: 342–52. doi: 10.1016/j.ajo.2020.05.021

40. Fleifil S, Azzouz L, Yu G, et al. Quantitative biomarkers of diabetic retinopathy using ultra-widefield fluorescein angiography. Clin Ophthalmol. 2024; 18: 1961–70. doi: 10.2147/OPTH.S462223

41. Файзрахманов Р.Р., Павловский О.А., Лукиных М.А., Егорова Н.С. Хирургическое лечение диабетического макулярного отека. Российский офтальмологический журнал. 2024; 17 (3): 139–44. doi: 10.21516/2072-0076-2024-17-3-139-144

42. Das R, Spence G, Hogg RE, Stevenson M, Chakravarthy U. Disorganization of inner retina and outer retinal morphology in diabetic macular edema. JAMA Ophthalmol. 2018; 136 (2): 202–8. doi: 10.1001/jamaophthalmol.2017.6256

43. Hui VWK, Szeto SKH, Tang F, et al. Optical coherence tomography classification systems for diabetic macular edema and their associations with visual outcome and treatment responses — An updated review. Asia Pac J Ophthalmol (Phila). 2022; 11 (3): 247–57. doi: 10.1097/APO.0000000000000468

44. Greig EC, Brigell M, Cao F, et al. Macular and peripapillary OCTA metrics predict progression in diabetic retinopathy: A sub-analysis of TIME-2b study data. Am J Ophthalmol. 2020; 219: 66–76. doi: 10.1016/j.ajo.2020.06.009

45. Garg I, Uwakwe C, Le R, et al. Nonperfusion area and other vascular metrics by wider field swept-source OCT angiography as biomarkers of diabetic retinopathy severity. Ophthalmol Sci. 2022; 2 (2): 100144. doi: 10.1016/j.xops.2022.100144

46. Kim K, Kim ES, Yu SY. Prediction of diabetic retinopathy severity using a combination of retinal neurodegeneration and capillary nonperfusion on optical coherence tomography angiography. Retina. 2023; 43 (8): 1291–300. doi: 10.1097/IAE.0000000000003820

47. Нероев В.В., Охоцимская Т.Д., Фадеева В.А. Оценка микрососудистых изменений сетчатки при сахарном диабете методом ОКТ-ангиографии. Российский офтальмологический журнал. 2017; 10 (2): 40–5. doi: 10.21516/2072-0076-2017-10-2-40-45

48. Стулова А.Н., Семенова Н.С., Железнякова А.В., Акопян В.С., Липатов Д.В. ОКТ-А биомаркеры доклинической ретинопатии в динамике и их связь с системными факторами. Acta biomedica scientifica. 2021; 6 (6–1): 122–7. doi: 10.29413/ABS.2021-6.6-1.14

49. Dai L, Sheng B, Chen T, et al. A deep learning system for predicting time to progression of diabetic retinopathy. Nat Med. 2024; 30 (2): 584–94. doi: 10.1038/s41591-023-02702-z

50. Нероев В.В., Брагин А.А., Зай цева О.В. Разработка прототипа сервиса для диагностики диабетической ретинопатии по снимкам глазного дна с использованием методов искусственного интеллекта. Национальное здравоохранение. 2021; 2 (2): 64–72. doi: 10.47093/2713-069X.2021.2.2.64-72