Прогнозирование прогрессирования диабетической ретинопатии на основе модели логистической регрессии

Диабетическая ретинопатия (ДР) остается одной из ведущих причин слепоты у пациентов трудоспособного возраста. Существующие скрининговые методы не всегда позволяют своевременно выявить прогрессирование ДР, и, как следствие, возникают необратимые, угрожающие зрению состояния, что обусловливает актуальность разработки методик прогнозирования прогрессирования ДР, которые могут дать возможность заранее идентифицировать пациентов высокого риска и вовремя провести превентивное лечение.

Цель: разработать и валидировать прогностические модели логистической регрессии для оценки риска прогрессирования ДР в течение одного года при сахарном диабете 1-го типа (СД1) и сахарном диабете 2-го типа (СД2), а также в объединенной когорте, провести сравнение их точности и ключевых предикторов.

Пациенты и методы. Данные для построения прогностической модели были получены в ходе проспективного наблюдения за 731 пациентом (731 глаз) с СД1 и СД2 без пролиферативной ДР. Выполнялись оптическая когерентная томограмма (ОКТ), ОКТ-ангиография и сбор системных показателей; сформировано 102 кандидата-предиктора. Модели множественной логистической регрессии строились отдельно для СД1, СД2 и объединенной когорты. Ключевыми метриками качества моделей были выбраны макро-F-мера, чувствительность, специфичность и отрицательная прогностическая ценность (ОПЦ).

Результаты. Модель для СД1 имела макро-F-меру 0,96 с чувствительностью 100 % и специфичностью 97,3 %, ОПЦ составила 100 %. Для СД2 макро-F-мера составила 0,85 при чувствительности 90,5 % и специфичности 87,8 %, ОПЦ — 97 %. Объединенная модель продемонстрировала макро-F-меру 0,91, чувствительность 91,2 % и специфичность 94,6 %, ОПЦ — 97,9 %. Ключевыми предикторами были: для СД1: гиперрефлективные точки — активированная глия (ГРТ-АГ), относительная толщина ганглиозного комплекса (GCC %) и центральная толщина сетчатки; для СД2: фрактальная размерность в поверхностном капиллярном сплетении (FD-SCP), толщина слоев GCC и GCL+, а также скорость клубочковой фильтрации (СКФ); в объединенной модели: ГРТ-АГ, GCC, GCL+ и СКФ.

Заключение. Разработаны модели логистической регрессии для СД1, СД2 и объединенной когорты, валидация которых подтвердила их высокую прогностическую точность и выявила различия ключевых предикторов при СД1 (преобладание нейродегенеративных и нейровоспалительных биомаркеров) и при СД2 (нейродегенеративных, сосудистых и системных индикаторов).

1. Kropp M, Golubnitschaja O, Mazurakova A, Koklesova L, Sargheini N, Vo TKS, de Clerck E, Polivka J Jr, Potuznik P, Polivka J, Stetkarova I, Kubatka P, Thumann G. Diabetic retinopathy as the leading cause of blindness and early predictor of cascading complications-risks and mitigation. EPMA J. 2023 Feb 13;14(1):21–42. doi: 10.1007/s13167-023-00314-8.

2. Teo ZL, Tham YC, Yu M, Chee ML, Rim TH, Cheung N, Bikbov MM, Wang YX, Tang Y, Lu Y, Wong IY, Ting DSW, Tan GSW, Jonas JB, Sabanayagam C, Wong TY, Cheng CY. Global Prevalence of Diabetic Retinopathy and Projection of Burden through 2045: Systematic Review and Meta-analysis. Ophthalmology. 2021 Nov;128(11):1580–1591. doi: 10.1016/j.ophtha.2021.04.027.

3. Нероев ВВ, Зайцева ОВ, Михайлова ЛА. Распространенность диабетической ретинопатии в Российской Федерации по данным федеральной статистики. Российский офтальмологический журнал. 2023;16(3):7–11. doi: 10.21516/20720076-2023-16-3-7-11.

4. Antonetti DA, Klein R, Gardner TW. Diabetic retinopathy. N Engl J Med. 2012 Mar 29;366(13):1227–1239. doi: 10.1056/NEJMra1005073.

5. Wilkinson CP, Ferris FL 3rd, Klein RE, Lee PP, Agardh CD, Davis M, Dills D, Kampik A, Pararajasegaram R, Verdaguer JT; Global Diabetic Retinopathy Project Group. Proposed international clinical diabetic retinopathy and diabetic macular edema disease severity scales. Ophthalmology. 2003 Sep;110(9):1677–1682. doi: 10.1016/S0161-6420(03)00475-5.

6. Файзрахманов РР, Шишкин ММ, Сараева СН. Современный взгляд на особенности патогенеза пролиферативной диабетической ретинопатии. Вестник офтальмологии. 2025;141(1):92–98. doi: 10.17116/oftalma202514101192.

7. Midena E, Torresin T, Velotta E, Pilotto E, Parrozzani R, Frizziero L. OCT Hyperreflective Retinal Foci in Diabetic Retinopathy: A Semi-Automatic Detection Comparative Study. Front Immunol. 2021 Apr 22;12:613051. doi: 10.3389/fimmu.2021.613051.

8. Gong X, Wang W, Li W, Jin L, Wang L, Meng J, Xiong K, Li Y, Han X, Liang X, Huang W. Association between renal function and retinal neurodegeneration in Chinese patients with type 2 diabetes mellitus. Ann Transl Med. 2021 Apr;9(7):560. doi: 10.21037/atm-20-6957.

9. Gundogan FC, Akay F, Uzun S, Yolcu U, Çağıltay E, Toyran S. Early Neurodegeneration of the Inner Retinal Layers in Type 1 Diabetes Mellitus. Ophthalmologica. 2016;235(3):125–132. doi: 10.1159/000442826.

10. Shah J, Tan B, Wong D, Abdul Gani NFB, Hu Q, Liu X, Chua J. Evaluation of thickness of individual macular retinal layers in diabetic eyes from optical coherence tomography. Sci Rep. 2024 Aug 2;14(1):17909. doi: 10.1038/s41598-024-68552-y.

11. Hashmi S, Lopez J, Chiu B, Sarrafpour S, Gupta A, Young J. Fractal Dimension Analysis of OCTA Images of Diabetic Retinopathy Using Circular Mass-Radius Method. Ophthalmic Surg Lasers Imaging Retina. 2021 Mar;52(3):116–122. doi: 10.3928/23258160-20210302-01.

12. Sun Z, Tang F, Wong R, Lok J, Szeto SKH, Chan JCK, Chan CKM, Tham CC, Ng DS, Cheung CY. OCT Angiography Metrics Predict Progression of Diabetic Retinopathy and Development of Diabetic Macular Edema: A Prospective Study. Ophthalmology. 2019 Dec;126(12):1675–1684. doi: 10.1016/j.ophtha.2019.06.016. Epub 2019 Jun 26. Erratum in: Ophthalmology. 2020 Dec;127(12):1777. doi: 10.1016/j.ophtha.2020.09.022.

13. Park HC, Lee YK, Cho A, Han CH, Noh JW, Shin YJ, Bae SH, Kim H. Diabetic retinopathy is a prognostic factor for progression of chronic kidney disease in the patients with type 2 diabetes mellitus. PLoS One. 2019 Jul 29;14(7):e0220506. doi: 10.1371/journal.pone.0220506.

14. Фурсова АЖ, Дербенева АС, Васильева МА, Тарасов МС, Никулич ИФ, Гамза ЮА. Особенности структурных и микроваскулярных изменений сетчатки и хориоидеи при хронической болезни почек. Вестник офтальмологии. 2021;137(6):99–108. doi: 10.17116/oftalma202113706199.

15. Cho A, Park HC, Lee YK, Shin YJ, Bae SH, Kim H. Progression of Diabetic Retinopathy and Declining Renal Function in Patients with Type 2 Diabetes. J Diabetes Res. 2020 Jul 26;2020:8784139. doi: 10.1155/2020/8784139.

16. Bianco L, Arrigo A, Aragona E, Antropoli A, Berni A, Saladino A, Battaglia Parodi M, Bandello F. Neuroinflammation and neurodegeneration in diabetic retinopathy. Front Aging Neurosci. 2022 Aug 16;14:937999. doi: 10.3389/fnagi.2022.937999.