蔣婧文 綜述 陳長征 審校
武漢大學人民醫(yī)院眼科中心 430060
糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病患者常見的眼部并發(fā)癥,可導致視力喪失,嚴重者可致盲。糖尿病黃斑水腫(diabetic macular edema,DME)是指糖尿病引起的黃斑中心凹1個視盤直徑內視網(wǎng)膜微血管滲漏導致細胞外液積聚所致的視網(wǎng)膜增厚或硬性滲出[1-2]。有研究報道,約25%的糖尿病患者可能發(fā)生DME[3]。DME的發(fā)病機制尚不明確,目前認為是組織缺氧導致的血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表達上調,引起血-視網(wǎng)膜屏障(blood-retinal barrier,BRB)的破壞,血管通透性增加導致黃斑區(qū)視網(wǎng)膜內和視網(wǎng)膜下液體積聚。DME是DR患者視力喪失的主要原因,若未及時治療,約50%的DME患眼可能在2年內喪失2行以上的視力[4],因此早期診斷和治療尤為關鍵。目前針對DME的治療主要有抗VEGF藥物治療、激光治療、糖皮質激素治療以及手術治療,需要尋找合適的檢查手段,發(fā)現(xiàn)敏感的生物學標志物進行長期隨訪,以確定最佳治療時機,并預測治療效果。光相干斷層掃描(optical coherence tomography,OCT)可無創(chuàng)地高質量成像視網(wǎng)膜和脈絡膜的各個層次,可用于眼底疾病的早期診斷和長期隨訪。OCT成像可用于DME患眼水腫的分型、嚴重程度評估以及治療后消退情況監(jiān)測。目前已有研究觀察到DME在OCT上視網(wǎng)膜和脈絡膜層次圖像的特征性改變,包括玻璃體黃斑界面異常、內層視網(wǎng)膜結構紊亂、內節(jié)-外節(jié)(inner segment-outer segment,IS-OS)連續(xù)性破壞、外界膜連續(xù)性破壞、外層視網(wǎng)膜管型、高反射點、視網(wǎng)膜內囊樣積液、中心凹下神經(jīng)視網(wǎng)膜脫離、低光學反射點、中心凹下脈絡膜厚度改變、脈絡膜血管指數(shù)變化等,可將其作為DME的生物學標志物,幫助監(jiān)測DME的進展以及視力預后情況,對臨床DME的診斷及長期治療隨訪有重要意義。
玻璃體視網(wǎng)膜界面由玻璃體后皮質、視網(wǎng)膜內界膜及Müller細胞末端組成,其完整性對維持視功能具有重要作用。當玻璃體的組織結構損傷,玻璃體后皮質與內界膜分離,發(fā)生玻璃體后脫離,促進視網(wǎng)膜表面細胞的遷移和滯留,繼而發(fā)生玻璃體黃斑界面異常(vitreomacular interface abnormalities,VMIAs)。VMIAs包括視網(wǎng)膜前膜(epiretinal membrane,ERM)和玻璃體視網(wǎng)膜粘連(vitreomacular attachment,VMA),OCT上表現(xiàn)為玻璃體黃斑處的高反射膜。Karatas等[5]發(fā)現(xiàn)頑固性彌漫水腫型DME與玻璃體對毛細血管牽拉相關。Wong等[6]研究發(fā)現(xiàn)DME眼中基線處ERM的存在提示較差的最佳矯正視力(best corrected visual acurity,BCVA),經(jīng)抗VEGF治療后,觀察到患眼中VMA發(fā)生有產(chǎn)生或消失的動態(tài)變化,而ERM不隨治療發(fā)生改變[6],提示ERM對抗VEGF藥物的反應不佳。研究發(fā)現(xiàn)有VMIAs的患眼經(jīng)貝伐單抗治療后視力提升不明顯[7]。ERM的存在通常預示較差的預后,ERM的長期存在可能導致慢性結構變化,從而降低潛在的視力改善能力[6]。
視網(wǎng)膜內層結構包括神經(jīng)節(jié)細胞層-內叢狀層(ganglion cell layer-inner plexiform layer,GCL-IPL)復合物、內核層和外叢狀層(outer plexiform layer,OPL)。內層視網(wǎng)膜結構紊亂(disorganization of retinal inner layers,DRIL)定義為正常內層視網(wǎng)膜層次結構紊亂,導致OCT上各層次間邊界不清。研究多采用視網(wǎng)膜中心凹1 000 μm~3 000 μm區(qū)域測量DRIL的水平范圍[8]。
DRIL是DME較為可靠的生物學標志物,它可能代表了視覺信息從光感受器到神經(jīng)節(jié)細胞途徑的破壞。DRIL的形成可能與視網(wǎng)膜毛細血管灌注異常有關,研究發(fā)現(xiàn)DRIL與DR患者的視網(wǎng)膜毛細血管無灌注區(qū)域面積大小相關[9],且DME眼中OCT血管成像(optical coherence tomography angiography,OCTA)的視網(wǎng)膜淺層及深層的灌注異常區(qū)域與DRIL的位置相對應[10]。DRIL的存在代表了較差的基線處視力及預后情況,Sun等[11]首先提出DME患眼中DRIL與視敏度相關,在視網(wǎng)膜中心1 000 μm范圍內,基線處更嚴重的DRIL提示治療后更差的視敏度,并且在抗VEGF治療后8個月,DRIL恢復的患眼比持續(xù)性DRIL的患眼具有更佳的視敏度。因此DRIL通常預示了DME眼較差的預后。
2.2.1IS-OS連續(xù)性破壞 IS-OS層在OCT上表現(xiàn)為高反射帶,IS-OS連續(xù)性的破壞代表了黃斑光感受器的損傷。目前研究已發(fā)現(xiàn)IS-OS連續(xù)性在部分視網(wǎng)膜疾病中的意義,如視網(wǎng)膜分支靜脈阻塞(branch retinal vein occlusion,BRVO)、色素性視網(wǎng)膜炎(retinitis pigmentosa,RP)、中心性漿液性脈絡膜視網(wǎng)膜病變(central serous chorioretinopathy,CSC)等[12]。Maheshwary等[12]研究發(fā)現(xiàn),在未治療或已治療的DME眼中,IS-OS連續(xù)性的破壞均對視敏度有重要影響,其中斷百分比越高,視敏度越低,提示IS-OS連續(xù)性可作為患眼預后視力的預測因子。同樣有研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過玻璃體腔內注射地塞米松治療后,IS-OS連續(xù)性較好的患眼BCVA更好[13]。IS-OS連續(xù)性可較準確預測患者視力及預后情況,目前較為公認的觀點是IS-OS連續(xù)性的缺失能夠可靠地提示更差的視力預后,并且其對VA的影響與DME眼水腫是否消退無關。
2.2.2外界膜連續(xù)性破壞 外界膜是Müller細胞與光感受器的連接復合體,并可阻隔大分子物質的通過。在DME眼中,外界膜的破壞可能使脂質或蛋白質外滲,繼而流入視網(wǎng)膜下腔并損害光感受器;反之,光感受器的損壞也可能導致外界膜的破壞。因此外界膜與DME患眼的視力損害相關。Mori等[14]研究62只DME患眼發(fā)現(xiàn),經(jīng)抗VEGF治療后,基線處完全缺失的外界膜未見明顯結構改善,部分缺失的外界膜可見明顯結構改善;并且外界膜的破壞與較差的BCVA顯著相關,提示外界膜可作為DME患眼視力預后的預測因子。與IS-OS連續(xù)性相似,外界膜連續(xù)性的破壞可預測DME患眼更差的預后。
2.2.3外層視網(wǎng)膜管型 外層視網(wǎng)膜管型(outer retinal tubulations,ORTs)在OCT上表現(xiàn)為圍繞低信號的環(huán)形或卵圓形高信號邊界,由Curcio等[15]首先在晚期年齡相關性黃斑變性(age-related macular degeneration,AMD)患眼的組織學研究中發(fā)現(xiàn)。ORTs始終位于視網(wǎng)膜外核層,其形成機制尚不清楚,目前推測由光感受器破壞后重排形成,其高信號邊界可能是視錐細胞退化后的線粒體,ORTs可能損傷視網(wǎng)膜外層結構,隨時間遷移在病程中自發(fā)減少。ORTs常出現(xiàn)在不同的視網(wǎng)膜下纖維化、脈絡膜新生血管(choroidal neovascular,CNV)或視網(wǎng)膜退行性疾病中。研究發(fā)現(xiàn)ORTs在DME患眼中的發(fā)生率較高,在抗VEGF治療過程中呈現(xiàn)動態(tài)變化,如消退、縮小、復發(fā)或擴大,且ORTs提示了較差的BCVA及其他預后相關指標,這可能與光感受器的不可逆破壞有關[16]。ORTs提示了較差的視力預后,并可隨治療過程出現(xiàn)改變,因此其不能作為疾病的活動性指標。
2.3.1高反射點 高反射點(hyperreflective foci,HRF)定義為OCT上可見的所有視網(wǎng)膜層中均可出現(xiàn)的界限清楚的點,由Bolz等[17]首先于2009年觀察DME患眼后提出。目前認為HRF的存在提示了視網(wǎng)膜活動性炎癥,其形成與小膠質細胞的活化和積聚有關。由于小膠質細胞可以釋放細胞因子CD14參與炎癥反應,而DME患眼房水中的CD14水平與OCT上HRF的數(shù)量之間具有高度相關性[18],證明HRF的形成與小膠質細胞有關。而小膠質細胞的活化可發(fā)生在包括DR在內的各類視網(wǎng)膜退行性疾病中。在DR眼中,HRF早期位于視網(wǎng)膜內層,然后遷移至視網(wǎng)膜外層。
HRF在DME治療過程中可呈現(xiàn)出消退或出現(xiàn)的快速反應??筕EGF藥物可抗活化的小膠質細胞及新生血管形成。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)抗VEGF治療或糖皮質激素治療后,DME患眼中的HRF數(shù)量均有明顯下降[19]。HRF與DME患眼視力的關系研究發(fā)現(xiàn),基線處持續(xù)存在的HRF預示著不佳的BCVA,但BCVA與HRF的數(shù)量無明顯相關性[13]。HRF是目前較為公認的DME在OCT上的特征性改變,經(jīng)治療后可消退。
2.3.2視網(wǎng)膜內囊樣積液 視網(wǎng)膜內囊樣積液(intraretinal cystoid space,IRC)包括外核層和內核層中的囊樣改變,大部分視力受損的DME眼基線處可同時伴有外核層及內核層囊腫。外核層的囊樣改變可能損害IS-OS連續(xù)性并對中樞視覺產(chǎn)生不可逆的影響。研究報道,中心凹附近大的外核層囊樣改變會影響黃斑功能,且抗VEGF治療后視敏度更差,這可能與視網(wǎng)膜內積液對光感受器代謝功能產(chǎn)生影響,從而降低視網(wǎng)膜敏感性有關;而內核層囊腫或小的囊樣改變對視網(wǎng)膜功能的影響較小[20]。另有研究發(fā)現(xiàn),基線處DME患眼中IRC的存在及定位與玻璃體腔內注射地塞米松治療后BCVA無關[13]。目前認為IRC的存在與視力預后無明顯相關,但這仍需進一步的長期研究加以驗證。
2.3.3中心凹下神經(jīng)視網(wǎng)膜脫離 中心凹下神經(jīng)視網(wǎng)膜脫離(subfoveal neuroretinal detachment,SND)是由視網(wǎng)膜或脈絡膜循環(huán)向視網(wǎng)膜下空間滲漏形成,OCT上可見高反射脫離視網(wǎng)膜邊界,DME眼中的SND可能由外界膜損傷所致的小膠質細胞牽引或異常脈絡膜血流導致,且與玻璃體內炎性因子及更差的視力預后相關。SND與DME的持續(xù)時間或嚴重程度無關,可在DME早期出現(xiàn),也可在視網(wǎng)膜內液體重吸收之前或之后消失。Vujosevic等[21]的一項研究對比伴SND及不伴SND的DME眼,結果發(fā)現(xiàn)SND的存在與外界膜的損傷顯著相關,伴SND比不伴SND的DME眼VA更低。經(jīng)糖皮質激素及抗VEGF治療后,DME眼大部分SND均可消退[19]。SND的存在通常提示較差的視力預后,但治療后大部分SND可消退。
2.3.4低光學反射點 為了準確評估視網(wǎng)膜中液體的數(shù)量并對其定位,F(xiàn)arinha等[22]提出了一種新的OCT圖像算法——OCT滲漏地形圖(OCT-leakage mapping,OCT-L),可識別并顯示內界膜和視網(wǎng)膜色素上皮-Bruch膜之間低于正常光學反射率的位點。該算法通過A掃描模式為OCT圖像上的光學反射位點分配一個簡單代表值,并將其描繪為逐層視網(wǎng)膜的二維圖像。OCT-L上低于正常光學反射率的位點即低光學反射點(low optical ratio,LOR),用白色區(qū)域表示。因細胞核具有高反射率,LOR被認為代表細胞外異常積液的區(qū)域。
研究表明LOR可出現(xiàn)在多種類型的視網(wǎng)膜水腫患眼中,如AMD、CSC和DME等。Santos等[23]研究發(fā)現(xiàn)在DME患眼中,抗VEGF治療后視網(wǎng)膜各層LOR隨水腫消退均有減少,在OPL、外核層+IS和OS層中減少幅度最大。研究同樣發(fā)現(xiàn)患眼中較高的LOR提示了治療后更差的BCVA,OPL層中的LOR水平可作為BCVA良好的預測因子,BCVA的改善程度可能取決于視網(wǎng)膜外層的異常視網(wǎng)膜液減少程度。OCT-L為DME患眼提供了新的無創(chuàng)性隨訪手段,在評估各層視網(wǎng)膜異常積液的位置以及病程中水腫變化的定量中具有前景。
脈絡膜為外層視網(wǎng)膜提供血供,其結構或血管系統(tǒng)的破壞可影響視網(wǎng)膜功能。盡管DR的主要病變在視網(wǎng)膜血管系統(tǒng)中,但在脈絡膜層中也可以觀察到相關的變化,如局灶性血管擴張、毛細血管狹窄、局灶性瘢痕等。中心凹下脈絡膜厚度(subfoveal choroidal thickness,SFCT)在OCT上用中心凹下高反射的視網(wǎng)膜色素上皮外邊緣至內鞏膜緣的距離測定,脈絡膜的改變可能與缺氧導致的脈絡膜血流的變化有關[24]。ünlü等[25]對DR患眼進行研究發(fā)現(xiàn),SFCT與DR的嚴重程度呈正相關,但與DME的存在無顯著相關。Kim等[26]研究則發(fā)現(xiàn)DME眼脈絡膜較正常眼顯著增厚。在DR眼中,VEGF對脈絡膜層作用可能的機制為舒張脈絡膜血管,增加脈絡膜血流,繼而增加脈絡膜毛細血管層厚度,但其對脈絡膜影響尚不完全清楚。研究發(fā)現(xiàn),抗VEGF治療后1個月,DME眼的SFCT較基線水平有顯著下降,但未達到基線值[25]。除抗VEGF治療外,全視網(wǎng)膜光凝(panretinal photocoagulation,PRP)也是目前對DME患眼的主流治療方式之一。研究表明,PRP治療后患眼脈絡膜血流減少,脈絡膜層萎縮性變薄[26]。由于SFCT的測量個體差異大,可重復性較差,SFCT與DME的關系尚存在爭議,仍需大樣本的隨訪觀察進行研究。
脈絡膜血管指數(shù)(choroidal vascularity index,CVI)是一種新的基于OCT圖像的脈絡膜定量算法,通過二值化處理用脈絡膜血管腔面積與脈絡膜總面積之比計算,反映了脈絡膜血管灌注情況。研究表明,與健康眼相比,DR眼中的脈絡膜毛細血管丟失比例明顯升高,這可能導致RPE和外層視網(wǎng)膜的缺氧,誘導VEGF上調,從而導致DR惡化[27]。與健康眼相比,DR患眼的CVI顯著降低,且DR嚴重程度越高的患眼CVI越低;CVI越低的DME患眼治療后的VA越差[28]。CVI可能指示潛在疾病或DR的嚴重程度,并且可能不受全身情況及VEGF釋放引起的繼發(fā)性變化的影響。目前認為CVI可反映脈絡膜血管灌注及分布情況,且與SFCT相比,CVI變異程度更小,可作為評估脈絡膜情況更穩(wěn)定的指標,但其與吲哚菁綠熒光血管造影結果的關系仍待進一步研究證實。
目前的研究已發(fā)現(xiàn)DME在OCT上的各類生物學標志物及其與病情變化和視力預后的相關性,為臨床診療以及預后隨訪提供了重要方式,因此我們要重視在DME患者治療過程中運用OCT檢查進行隨訪,觀察其特征性改變與視力預后之間的關系,聯(lián)系病理學相關知識對其臨床意義進行理解,從而更好地了解疾病并監(jiān)測病情變化。盡管如此,部分生物學標志物仍存在爭議,亟待更大量與長期的研究探索DME與其關系。CVI和LOR是具有前景的OCT生物學標志物,未來可對其進行長期隨訪研究,以深入了解其臨床意義。目前已有研究發(fā)現(xiàn)部分DME的OCT生物學標志物與眼內相關細胞因子水平有關,對兩者相關性的研究可從細胞因子層面深入了解生物學標志物,并幫助我們進一步探究DME的發(fā)病機制。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突