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泪液葡萄糖检测研究进展

【摘要】糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病常见的眼部微血管并发症,是引起工作年龄段人群

首位的致盲眼病。在众多因素中,高血糖水平是影响DR进展的关键危险因素。因此,血糖监

控对于DR患者至关重要。目前在临床和家庭中普遍采用血糖仪和连续的血糖监测系统对其

血液中葡萄糖水平进行监测,由于这2种方式均有创,且检测高频、需要定期校准和更换,因

而众多研究者致力于葡萄糖连续且无创检测的研究。研究发现,生物体液中的某些代谢物水

平可能与眼部或全身疾病的状态显著相关,可作为无创检测的生物学指标。泪液葡萄糖浓度

与血液葡萄糖浓度呈现确定的线性正相关关系,可反映眼部及全身葡萄糖水平的波动情况。

加之泪液可通过非侵入性的方法收集获得,因此围绕葡萄糖生物标志物结合生物材料和物理

传感器形成了新的研究热点。本文就泪液葡萄糖的来源与转运、泪液葡萄糖与血糖以及DR

的关系、泪液葡萄糖的无创检测等研究进展进行综述。

【关键词】糖尿病视网膜病变;血糖;泪液葡萄糖;无创;检测

糖尿病视网膜病变(diabeticretinopathy,DR)是糖尿病常见的眼部微血管并发症,是

引起工作年龄段人群首位的致盲眼病[1-3]。纳入59项基于人群研究的meta分析结果发现,

截至2020年,DR在全球糖尿病人群中的患病率约为22.27%[4]。在中国的糖尿病人群中,DR

患病率约为18.45%,而非增殖性DR和增殖性DR的患病率分别为15.06%和0.99%[5],位居世

界首位。如未得到有效治疗,DR病情会逐步进展,最终导致严重视力损伤,甚至致盲[6],对社

会及家庭造成严重负担。DR目前已成为严重的公共卫生问题,在众多因素中,高血糖水平仍

然是影响DR发生和发展的关键危险因素[7]。由于血糖升高会加重眼底改变[8],因此血糖水

平的良好控制对于防止DR进展十分重要。目前在临床和家庭中普遍采用血糖仪和连续的血

糖监测系统对其水平进行监测,但这2种方式存在有创、检测高频、需定期校准和更换的缺

点,因此众多研究者致力于葡萄糖连续且无创检测的研究[9-10]。研究发现,生物体液中的某

些物质水平可能与疾病状态显著相关[11-12]。作为一种新兴的生物体液,泪液在近年来受到

了研究者的广泛关注。从组成成分来讲,泪液成分与血液成分较为相似,但受到血-泪液屏障

的影响[13],泪液成分相比于血液成分而言较为简单;从收集方法上来讲,相比于血液、房水

和玻璃体液,泪液可通过非侵入性方法收集,减轻患者生理上的痛苦。而泪液中的成分,如泪

液葡萄糖,因其浓度与血液葡萄糖浓度呈线性正相关,可间接反映体内血糖水平的波动变化

[14-17]。当血液葡萄糖水平升高后,视网膜内皮血管屏障受到破坏,葡萄糖通过葡萄糖转运

体1(glucosetransporter1,GLUT1)进入视网膜,然后通过血浆渗漏作用进入眼表泪液中,

使得眼前后节葡萄糖水平存在相关的病理联系[18-19]。因此,泪液葡萄糖水平可能会影响D

R的发生和发展。此外,其他糖代谢终产物与DR的发生和发展密切相关[20-21]。因此,本文

就泪液葡萄糖的来源与转运、泪液葡萄糖与血糖以及DR的关系、泪液葡萄糖的无创检测等

研究进展进行综述。

1泪液葡萄糖概述

1.1泪液葡萄糖的来源及转运

泪液中葡萄糖的来源仍不清楚,可能是通过GLUT进行转运。GLUT是一类镶嵌在细胞膜

上转运葡萄糖的载体蛋白,广泛分布于人体各种组织细胞[22-23]。根据转运葡萄糖的方式分

为2类:(1)钠依赖的GLUT以主动转运的方式逆浓度梯度转运葡萄糖,存在于球结膜和睑结膜

的顶端一侧[24-25];(2)GLUT以易化扩散的方式顺浓度梯度转运葡萄糖[26],存在于角膜顶

端上皮,而在结膜和泪腺中缺乏[27]。影响泪液葡萄糖浓度的GLUT的分布和调节尚未完全确

定,关于泪液葡萄糖的来源有以下2种猜想:(1)细胞旁运输机制对兔角膜和结膜中聚乙二醇

低聚物渗透性的研究表明,在结膜和角膜中分别存在直径为4nm和2nm的旁细胞孔[28-29]。

猜想葡萄糖应该能够通过这些孔隙进入泪液中,但其具体的转运情况未被直接测量。(2)血浆

渗漏血液和泪液被血泪液屏障分隔开。血泪液屏障由泪腺内的腺泡和导管细胞、结膜上皮和

角膜上皮组成,这种屏障使泪液和血液之间产生了成分上的差异[13]。然而,由于血浆渗漏,

这2种液体之间的某些代谢物有密切的关系,使得血液供应中的成分通过血泪液屏障进入泪

液。虽然糖尿病患者的泪液葡萄糖浓度明显升高,但其确切机制尚不清楚。我们猜想,