《BMC Cardiovascular Disorders》：Cardio-renal dysfunction in prediabetes and early type 2 diabetes: insights from myocardial strain and renal Doppler assessment
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中文摘要翻译：
背景：糖尿病前期和早期2型糖尿病（T2DM）可能在显性疾病出现之前伴随亚临床心脏和肾脏损伤。本研究利用心肌应变成像和肾脏多普勒评估，评价了糖尿病前期和早期T2DM中的早期心肾功能障碍。
方法：本横断面研究纳入180名受试者：60名糖尿病前期患者
中文摘要翻译：
背景：糖尿病前期和早期2型糖尿病（T2DM）可能在显性疾病出现之前伴随亚临床心脏和肾脏损伤。本研究利用心肌应变成像和肾脏多普勒评估，评价了糖尿病前期和早期T2DM中的早期心肾功能障碍。
方法：本横断面研究纳入180名受试者：60名糖尿病前期患者、60名新诊断T2DM患者（病程≤2年），以及60名年龄和性别匹配的健康对照者。采用常规超声心动图和二维斑点追踪超声心动图（2D-STE）评估左心室（LV）功能和左心房（LA）力学。通过多普勒衍生的肾脏阻力指数（RRI）和搏动指数（PI）评估肾血管阻力。通过空腹血糖、口服葡萄糖耐量试验、HbA1c和尿白蛋白与肌酐比值评估血糖状态和白蛋白尿。
结果：与对照组相比，糖尿病前期和T2DM受试者表现出左心室松弛/充盈指标的早期改变和左心房应变降低。左心室射血分数轻度降低，而整体纵向应变（GLS）在血糖异常各组中逐渐变得不那么负值（p<0.001），与纵向心肌变形减少一致。肾脏阻力指数（RRI）和搏动指数（PI）在血糖异常各组中显著升高。RRI与E/e′呈正相关，将较高的肾血管阻力与较高的估计左心室充盈压联系起来（r=0.440，p<0.001）。
结论：糖尿病前期和早期T2DM尽管保留了常规心脏和肾功能，但仍与心肌力学和肾血管指标的亚临床异常相关。心肌应变和肾脏多普勒测量可能提供互补的表型信息，但在常规临床应用之前需要前瞻性验证。
论文解读文章
一、研究背景与意义
2型糖尿病（T2DM）已成为全球性重大健康负担，影响超过5.3亿成年人，且患病率在未来数十年预计将持续攀升。除已明确的大血管并发症外，越来越多的证据表明，血糖异常伴随早期心肌和肾脏微血管异常，这些异常可能在糖尿病前期即已启动，并在显性临床疾病出现之前持续进展。因此，部分轻度血糖异常个体尽管常规临床、实验室和影像学参数表现正常，包括血压正常、血清肌酐在正常范围、射血分数保留，仍可能存在心肌力学和肾血管功能的细微异常。
既往研究多纳入病程较长的T2DM患者、已确诊高血压或显性心血管疾病人群，难以区分早期血糖异常本身相关的异常与累积疾病和危险因素暴露所致的异常。糖尿病前期或新诊断T2DM且保持血压正常、无明显心血管或肾脏疾病的个体在既往研究中相对代表性不足，而这一阶段可能对刻画亚临床靶器官受累尤为关键。
本研究旨在利用二维斑点追踪超声心动图（2D-STE）衍生的应变参数和肾脏多普勒指标（RRI和PI），刻画血压正常的糖尿病前期或新诊断T2DM受试者的亚临床左心室和左心房力学异常及肾血管改变，并探讨血糖指标、尿白蛋白与肌酐比值（UACR）、心肌功能指标和肾脏多普勒参数之间的关系，以界定与血糖异常相关的早期心肾表型。
二、研究设计与方法
本研究为观察性横断面病例对照研究，于2023年12月至2025年2月在Kasr Al-Ainy医院糖尿病与内分泌门诊开展。研究经开罗大学机构伦理委员会批准（批准号MD-449-2023），所有受试者签署书面知情同意。
研究纳入180名无症状受试者，分为三组：糖尿病前期组（n=60）、新诊断T2DM组（病程≤2年，n=60）和年龄性别匹配的正常血糖健康对照组（n=60）。纳入标准为年龄18至50岁，糖尿病前期和T2DM依据2024年美国糖尿病协会（ADA）诊断标准。排除标准包括已治疗或未治疗的高血压、已知缺血性心脏病、心力衰竭、心肌病、心房颤动或临床显著心律失常、先天性心脏病、超过轻度的心脏瓣膜病、慢性肾脏病（eGFR<60 mL/min/1.73 m2）、大量白蛋白尿、已确诊糖尿病肾病、糖尿病视网膜病变、全身性炎症性疾病、结缔组织病、活动性感染、肝硬化、妊娠、恶性肿瘤、病态肥胖或超声图像质量不佳。
主要技术方法包括：常规超声心动图依据美国超声心动图学会（ASE）和欧洲心血管影像协会（EACVI）推荐进行，采用改良Simpson双平面法计算左心室射血分数（LVEF），多参数整合评估舒张功能指标；二维斑点追踪超声心动图（2D-STE）用于评估左心室整体纵向应变（GLS）和左心房应变（包括储器相LASr、管道相LAScd和收缩相LASct）；肾脏多普勒超声采用Vevo 2100系统（FUJIFILM VisualSonics，加拿大安大略），由一名对超声心动图和临床数据设盲的受过培训的操作者完成，计算肾脏阻力指数（RRI）和搏动指数（PI）。
样本量计算基于既往研究中二尖瓣E/A比值的差异，假设标准差为0.22，双侧α=0.05，检验效能80%，每组至少需要52名受试者，考虑失访和不可分析影像，目标调整为每组60名，共180名。统计分析使用IBM SPSS Statistics 28.0版，正态分布变量采用单因素方差分析（ANOVA）及Bonferroni或Games-Howell事后检验，非正态分布变量采用Kruskal-Wallis检验及两两Mann-Whitney U检验，分类变量采用卡方检验或Fisher精确检验，连续变量间相关性采用Spearman秩相关系数。
三、研究结果
基线特征与实验室指标：糖尿病前期和T2DM组所有血糖指标逐步升高（均p<0.001）。T2DM组糖尿病病程中位数为12个月（IQR 3-24）。治疗方面，90%接受二甲双胍，47%接受SGLT2抑制剂，45%接受肠促胰素类药物，25%接受胰岛素，30%接受磺脲类药物。总胆固醇、LDL胆固醇和甘油三酯在糖尿病前期和T2DM组高于对照组（均p<0.001），HDL胆固醇组间无显著差异（p=0.201）。
血糖与肾脏指标：血清肌酐组间差异较小但均在正常范围。估算肾小球滤过率（eGFR）在血糖异常组较高（p<0.001），符合早期糖尿病高滤过而非肾脏健康改善的模式。UACR在对照组、糖尿病前期和T2DM组间存在差异（p=0.019），提示早期肾脏微血管受累。
常规超声心动图指标：糖尿病前期和T2DM组二尖瓣A波流速增高（p<0.039）、减速时间延长（p<0.001）、等容舒张时间延长（p<0.031）、E/A比值降低（p<0.001）、室间隔e′速度降低（p<0.001）、室间隔a′速度增高（p<0.012）、E/e′升高（p<0.001），提示估计左心室充盈压升高。左心房储器、管道和收缩应变均降低（均p<0.001）。左心房最小容积指数在糖尿病组略高（p=0.018）。但平均LAVI、室间隔e′、侧壁e′和平均E/e′在多数受试者中仍处于正常或接近正常范围，故这些发现被解读为早期亚临床松弛和充盈动力学改变，而非明确的舒张功能障碍分级。
斑点追踪超声心动图与肾脏多普勒指标：糖尿病前期和T2DM组LVEF较对照组轻度降低（p<0.001），但所有受试者LVEF>55%。GLS在对照组、糖尿病前期和T2DM组中逐渐变得不那么负值（分别为?22±2%、?19±2%和?18±2%；p<0.001），提示纵向心肌变形进行性减少。肾脏多普勒指标方面，RRI和PI在对照组、糖尿病前期和T2DM组间逐步升高（均p<0.001），加速时间延长、加速指数降低（均p<0.001），提示肾内血管阻力增高和血管血流动力学改变，T2DM组异常最为显著。
相关性分析：HbA1c与左心房储器应变呈负相关，与GLS绝对值呈负相关，与RRI和PI呈正相关，表明血糖负担越大，心肌变形越差、左心室松弛/充盈指标改变越明显、肾血管阻力越高。UACR与E/e′和RRI呈正相关，与左心房应变和GLS绝对值呈负相关，将低度白蛋白尿与较高估计充盈压和较差心肌变形联系起来。在仅糖尿病前期亚组中，较高UACR与较低左心房储器应变和较差GLS相关，支持糖尿病前期即存在早期心肾代谢表型。血清肌酐与RRI无显著相关，提示在保留常规滤过标志物的情况下仍可检测到肾血管阻力升高。RRI与二尖瓣A波流速（r=0.236，p=0.009）和E/e′（r=0.440，p<0.001）呈正相关，与室间隔s′呈负相关（r=-0.199，p=0.029）。
四、讨论与结论
本研究发现，尽管射血分数保留、血清肌酐正常范围、血压正常，早期血糖异常仍伴随一致的亚临床心脏和肾脏血管异常模式。心肌松弛和变形异常与糖尿病相关心肌重塑的当代模型相符，慢性高血糖和胰岛素抵抗促进代谢不灵活、线粒体功能障碍、氧化应激、炎症激活、钙处理紊乱和促纤维化信号传导，可能在心衰出现前逐步损害心肌细胞能量学和心肌松弛。GLS在保留射血分数的糖尿病中检测亚临床左心室心肌异常的敏感性及其与后续心血管结局的关联已获系统综述支持。左心房应变异常可能在明显左心房增大之前即已出现，提供关于左心室充盈动力学的补充信息。
肾脏多普勒发现与心脏异常平行。RRI和PI从对照组到糖尿病前期和T2DM逐步升高，而eGFR保留或升高、肌酐变化极小，这一高滤过伴肾内阻力增加的模式是早期糖尿病肾脏受累的特征，反映血管重塑而非滤过丧失。RRI整合肾内血管阻力、全身动脉硬化和脉压，因此反映更广泛的血管病理而非单纯肾功能。RRI与E/e′的正相关及与左心室收缩指标的负相关支持心肾耦联概念，表明即使在早期血糖异常中，RRI也处于全身血管僵硬和心脏舒张负荷的交叉点。
本研究存在若干局限性：横断面设计无法确立因果关系和时间顺序；肥胖、血脂、血压变异和降糖治疗相关的残余混杂无法排除，SGLT2抑制剂和GLP-1受体激动剂使用集中在T2DM亚组；探索性多变量模型因存档统计材料缺乏完整系数级输出而撤回，报告结果应主要视为未调整的表型关联；样本量计算基于二尖瓣E/A比值而非GLS或RRI；因并非所有受试者均获得完整所需超声变量，无法完整应用2025年ASE舒张功能算法；左心房应变采用非专用软件推导，可能影响绝对值并限制跨厂商直接比较；部分受试者UACR轻度升高提示早期微血管受累，"早期疾病"应理解为无显性慢性肾脏病或已确诊糖尿病肾病，而非无生物学损伤。
结论：在本横断面队列中，糖尿病前期和早期T2DM尽管射血分数保留、肌酐正常范围、无明显心血管或肾脏疾病，仍与心肌变形、左心房力学和肾脏多普勒指标的细微但可测量的异常相关。这些发现支持血糖异常中存在早期心肾代谢表型的概念，并为纵向研究提供依据，以评估整合心脏和肾脏血管表型是否能改善风险预测并为更早的预防策略提供信息。
