黃斑區(qū)視網(wǎng)膜深層微血管變化對(duì)糖尿病性黃斑水腫的影響△

周婕 張學(xué)東

糖尿病性黃斑水腫(DME)是糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)中引起視力下降的主要原因之一，關(guān)于DME的發(fā)病機(jī)制，目前多認(rèn)為是長(zhǎng)期高血糖狀態(tài)使視網(wǎng)膜缺氧，炎癥反應(yīng)累積導(dǎo)致血-視網(wǎng)膜屏障(BRB)結(jié)構(gòu)和功能破壞，從而引起毛細(xì)血管滲漏，組織間液異常聚集。臨床上診斷及觀察DME治療效果常采用熒光素眼底血管造影(FFA)和光學(xué)相干斷層掃描(OCT)。FFA通過(guò)顯示熒光素滲漏位置和數(shù)量，從二維平面對(duì)黃斑水腫主要進(jìn)行定性判斷，而OCT通過(guò)顯示視網(wǎng)膜的實(shí)時(shí)斷層圖像,能客觀反映DME患者黃斑區(qū)視網(wǎng)膜的形態(tài)和構(gòu)造的變化，進(jìn)而分析視網(wǎng)膜水腫、滲出的程度。兩者均無(wú)法直接觀察到黃斑區(qū)深層視網(wǎng)膜的血管信息，而深層血管叢卻是多數(shù)微血管瘤所在處[1]。有研究發(fā)現(xiàn)，1型糖尿病患者在視網(wǎng)膜病變發(fā)生前即出現(xiàn)了深層微血管結(jié)構(gòu)的損害[2-4]，提示深層微血管改變?cè)贒R的發(fā)生中起重要作用。而光學(xué)相干斷層掃描血管成像(OCTA)通過(guò)快速掃描獲取眼底血管圖像，可從毛細(xì)血管層面直觀反映出視網(wǎng)膜微循環(huán)改變情況，細(xì)化血管分層,使其可準(zhǔn)確定位病變層面，結(jié)合其血管量化指標(biāo)，可更加直觀地對(duì)視網(wǎng)膜血管進(jìn)行病理形態(tài)觀察。OCTA無(wú)創(chuàng)、快速的優(yōu)點(diǎn)使其在監(jiān)控DR的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。

本文總結(jié)應(yīng)用OCTA觀察DME患者病程發(fā)展中以及玻璃體內(nèi)注射抗血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)治療后黃斑區(qū)深層視網(wǎng)膜微血管的變化，結(jié)合相關(guān)血管量化指標(biāo)，對(duì)DME的發(fā)生發(fā)展及療效評(píng)估進(jìn)行綜述。

1 深層血管在DME發(fā)生發(fā)展中的變化

1.1 黃斑中心凹無(wú)血管區(qū)黃斑中心凹無(wú)血管區(qū) (FAZ)是健康人黃斑區(qū)視網(wǎng)膜無(wú)血管區(qū)域，呈光滑的圓形結(jié)構(gòu)，F(xiàn)AZ的正常結(jié)構(gòu)對(duì)精細(xì)視覺(jué)的維持起至關(guān)重要的作用。在DR的發(fā)生發(fā)展中，長(zhǎng)期的高血糖狀態(tài)使組織缺氧，各種炎癥因子作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，破壞BRB，毛細(xì)血管的增生及組織間液的滲出壓迫使毛細(xì)血管管腔狹窄、閉塞[5]。隨著黃斑旁中心凹毛細(xì)血管的閉塞，F(xiàn)AZ的面積進(jìn)一步擴(kuò)大。

Freiberg等[6]及Takase等[7]研究發(fā)現(xiàn),無(wú)DR的糖尿病患者或非增生型糖尿病視網(wǎng)膜病變(NPDR)患者深層FAZ面積的增大較淺層顯著。Sun 等[8]在用OCTA指標(biāo)預(yù)測(cè)DR發(fā)展的前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)，深層微血管叢(DCP)中FAZ面積增大與DR的進(jìn)展顯著相關(guān)，推測(cè)DR的發(fā)生中微血管損害首先發(fā)生于視網(wǎng)膜DCP，其嚴(yán)重程度推動(dòng)了病程的進(jìn)展。Toto等[9]及Di等[10]研究發(fā)現(xiàn)，與無(wú)DME患者相比，DME患者DCP中FAZ面積明顯增大，提示DCP的損害對(duì)DME的發(fā)生有重要作用。

Gill 等[11]對(duì)14例20眼DME患者進(jìn)行2個(gè)階段的臨床隨訪，間隔至少1個(gè)月，平均隨訪時(shí)間為3.2個(gè)月，對(duì)11眼進(jìn)行玻璃體內(nèi)注射貝伐單抗治療，余9眼未處理，應(yīng)用OCTA的偽自動(dòng)測(cè)量和人工測(cè)量技術(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)FAZ面積在DCP、淺層微血管叢(SCP)及全視網(wǎng)膜毛細(xì)血管叢(TCP)均顯著減少，且減少的絕對(duì)值最大的是在DCP。Dastiridou 等[12]納入20只DME患眼進(jìn)行前瞻性研究，發(fā)現(xiàn)DME患者連續(xù)3次接受阿柏西普治療后，F(xiàn)AZ面積在DCP中減少，在SCP中無(wú)明顯變化，這提示DME患者接受抗VEGF治療后深層視網(wǎng)膜缺血得到改善。

1.2 視網(wǎng)膜微動(dòng)脈瘤視網(wǎng)膜微動(dòng)脈瘤(RMA)是DR早期出現(xiàn)的特征性形態(tài)改變。DR早期視網(wǎng)膜毛細(xì)血管基底膜增厚、微血管壁周細(xì)胞丟失,血管壁薄弱膨出,形成RMA。

Couturier等[13]及Ishibazawar等[14]應(yīng)用OCTA觀察到DR患眼中大部分RMA分布于視網(wǎng)膜深層血管網(wǎng)。陳沁等[15]發(fā)現(xiàn),RMA主要存在于淺層和深層血管網(wǎng)的FAZ周圍以及毛細(xì)血管無(wú)灌注區(qū)周圍，且深層的RMA數(shù)量明顯多于淺層，這提示RMA的發(fā)生與視網(wǎng)膜毛細(xì)血管閉塞導(dǎo)致的缺血、缺氧有關(guān)，且缺血缺氧更容易導(dǎo)致深層血管受損。Borrelli等[16]應(yīng)用旋轉(zhuǎn)三維OCTA觀察DR患眼,發(fā)現(xiàn)位于視網(wǎng)膜深層血管中的內(nèi)核層(INL)是RMA最常占據(jù)的視網(wǎng)膜層面，這與先前Moore等[17]發(fā)現(xiàn)的病理學(xué)證據(jù)一致。

BRB的損害、RMA的形成引起滲漏，導(dǎo)致DME的發(fā)生。Haritoglou等[18]認(rèn)為RMA的形成率可以作為NPDR在未來(lái)5年發(fā)生臨床有意義的黃斑水腫(CSME)的預(yù)測(cè)指標(biāo)，因此在DR早期動(dòng)態(tài)隨訪RMA的數(shù)量及病變位置有重要的臨床價(jià)值。 Hasegawa等[19]對(duì)27例(33眼)DME患者的臨床資料進(jìn)行回顧性分析，發(fā)現(xiàn)黃斑水腫區(qū)域的RMA在DCP的分布密度顯著高于SCP,且水腫區(qū)域黃斑體積與DCP的RMA密度顯著相關(guān)，提示位于DCP的RMA參與了DME的發(fā)病過(guò)程。

Lee等[20]用OCTA探究了DME患者毛細(xì)血管叢的完整性與抗VEGF治療反應(yīng)的關(guān)系，研究納入了51只對(duì)抗VEGF藥物反應(yīng)差的DME患眼[3次連續(xù)抗VEGF治療后中央視網(wǎng)膜厚度(CRT)減少小于50 μm或CRT增加]和32只年齡匹配的對(duì)抗VEGF治療反應(yīng)好的DME患眼(治療后CRT減少超過(guò)50 μm)進(jìn)行對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)療效反應(yīng)差患眼深層的血管破壞程度更大，且RMA數(shù)量更多。Caleb等[21]的研究中納入了30只DME眼，觀察術(shù)前術(shù)后黃斑區(qū)微血管變化，發(fā)現(xiàn)治療前有20眼(87%)在DCP中出現(xiàn)RMA，而只有4眼(17%)在SCP中出現(xiàn)RMA,且治療后DCP中出現(xiàn)RMA的患眼明顯減少至13眼(57%)(P=0.049)，推測(cè)RMA的消退與玻璃體內(nèi)抗VEGF治療后更好的視力預(yù)后及水腫消退相關(guān)。

1.3 視網(wǎng)膜血流密度長(zhǎng)期的缺血缺氧使視網(wǎng)膜毛細(xì)血管閉塞、丟失，累及黃斑區(qū)，使黃斑區(qū)毛細(xì)血管網(wǎng)破壞，早期視網(wǎng)膜的微血管破壞不會(huì)出現(xiàn)明顯的無(wú)灌注區(qū)，但血管密度會(huì)降低。

有研究發(fā)現(xiàn)臨床前期DR患者SCP及DCP中的視網(wǎng)膜血流密度(RVD)已顯著降低[22-23]，但另有研究顯示RVD只在DCP中有明顯減少[2-3,24]。Mastropasqua等[25]及Sambhav等[26]發(fā)現(xiàn)隨著DR加重，RVD在DCP及SCP中均逐漸減少，但RVD在DCP中下降更為明顯，且先于SCP發(fā)生，由此可推測(cè)DCP中血流密度的改變對(duì)RDR病程的推動(dòng)有重要意義。Kill等[27]比較了DR病情嚴(yán)重程度相同的DME患眼及無(wú)DME 患眼，發(fā)現(xiàn)毛細(xì)血管密度和形態(tài)學(xué)的改變與DME顯著相關(guān)，伴有DME的NPDR患眼RVD明顯降低。與無(wú)DME患者相比，DME患者深層血管的RVD降低更加明顯[9,20,28]。

RVD較低的眼發(fā)生DR和視力喪失的風(fēng)險(xiǎn)較高[29]。Tang等[30]在用OCTA定量檢測(cè)DR患者深層毛細(xì)血管與臨床相關(guān)因素的研究中，嚴(yán)格排除投射偽影影響，發(fā)現(xiàn)患者視力的減退與DCP中的RVD降低具有明顯相關(guān)性，提示DCP中的RVD可能反映了糖尿病患者視力下降的程度。Caleb 等[21]通過(guò)分析DME患者玻璃體內(nèi)注射阿柏西普前后，視力和黃斑區(qū)微血管的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)術(shù)前患者的最佳矯正視力(BCVA)與SCP及DCP中的RVD均呈正相關(guān)，與SCP及DCP中的FAZ面積均無(wú)明顯相關(guān)性；而術(shù)前及術(shù)后SCP和DCP中RVD更高的患者，術(shù)后可能擁有更好的視力，但在該研究中抗VEGF治療前后患者的RVD并無(wú)顯著差異。同樣，Sorour等[31]回顧性分析了35例(共55眼)DME(46眼)和PDR(9眼)患者的OCTA圖像,觀察抗VEGF治療前后SCP、DCP和TCP水平的黃斑區(qū)血流密度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在玻璃體內(nèi)注射抗VEGF藥物3次后，CRT的下降并未伴有RVD的顯著變化，因此認(rèn)為抗VEGF治療對(duì)黃斑區(qū)血流密度的影響可能不是早期的，其對(duì)黃斑血流灌注的影響可能是改善了組織營(yíng)養(yǎng)而不是微血管流的直接改變。

1.4 視網(wǎng)膜無(wú)灌注區(qū)在DR病程中，炎癥、缺血等進(jìn)一步導(dǎo)致視網(wǎng)膜毛細(xì)血管閉塞，形成視網(wǎng)膜無(wú)灌注區(qū)(RNPA)。Alibhai等[32]及Krawitz等[33]發(fā)現(xiàn)無(wú)灌注區(qū)面積百分比在無(wú)DR組、NPDR組和增生型糖尿病視網(wǎng)膜病變(PDR)組間逐漸增大。Simonett等[34]觀察1型糖尿病患者黃斑區(qū)微血管，發(fā)現(xiàn)黃斑旁毛細(xì)血管無(wú)灌注的出現(xiàn)發(fā)生于視網(wǎng)膜病變的早期，且其最初發(fā)生在DCP中。RNPA的出現(xiàn)在視網(wǎng)膜病變?cè)缙冢移涿娣e隨DR嚴(yán)重程度的增加而增加，無(wú)灌注定量分析有助于DR患者的早期發(fā)現(xiàn)和疾病監(jiān)測(cè)。

RNPA的出現(xiàn)除了預(yù)示著DR向增殖期進(jìn)展，還與DME的發(fā)生發(fā)展相關(guān)[35-36]。在DME中，淺表血管叢存在毛細(xì)血管擴(kuò)張、微動(dòng)脈瘤以及無(wú)灌注區(qū)等異常，在水腫的囊狀間隙區(qū)域，深層血管叢內(nèi)血流信號(hào)減弱或消失[37]。視網(wǎng)膜深層缺乏血流可能促進(jìn)雙極細(xì)胞退行性變及Müller細(xì)胞的功能障礙，Müller細(xì)胞退行性變或代謝障礙加劇了光感受器的破壞，進(jìn)而引起神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的丟失，且Müller細(xì)胞管理的間質(zhì)液體流動(dòng)受限，液體從視網(wǎng)膜回流入血減少，最終導(dǎo)致橢圓體帶破壞及Henle纖維層的囊樣腔隙[38-39]。Dodo等[40]研究發(fā)現(xiàn)，累及中心凹的DME與INL中的深層RNPA和囊樣腔隙相關(guān)，推測(cè)無(wú)論是相應(yīng)區(qū)域的囊樣腔隙還是中心凹的視網(wǎng)膜增厚，都與旁中心凹的深層RNPA有關(guān)，深層毛細(xì)血管的丟失減少了細(xì)胞外液的引流，造成細(xì)胞外液在Henle層的聚集。

Mané等[41]用OCTA研究DME中RNPA與囊狀水腫位置的關(guān)系,觀察了21例(24眼)糖尿病黃斑囊樣水腫(DCME),結(jié)果表明，囊樣區(qū)與RNPA部位有關(guān)，特別是在深層血管中；71%視網(wǎng)膜淺毛細(xì)血管叢和96%深毛細(xì)血管叢內(nèi)囊樣腔隙被毛細(xì)血管流空區(qū)包圍，所有病例深部毛細(xì)血管叢均失去正常形態(tài)。在本研究中11眼DCME自行改善或抗VEGF治療后改善,但SCP或DCP中的血流密度卻沒(méi)有顯著變化。同樣，Couturier等[13]納入了9例(10眼)合并DME的NPDR或PDR患者，進(jìn)行了連續(xù)3個(gè)月玻璃體內(nèi)抗VEGF治療，應(yīng)用超廣角(UWF)和廣角掃頻源(SS-WF)OCTA統(tǒng)計(jì)無(wú)灌注區(qū)血管變化，發(fā)現(xiàn)3次注射抗VEGF藥物后，患眼RNPA并未見(jiàn)毛細(xì)血管再通。有研究發(fā)現(xiàn)，在視網(wǎng)膜靜脈阻塞引起的黃斑水腫中，RNPA的進(jìn)展與黃斑水腫復(fù)發(fā)密切相關(guān)[42-43]，但關(guān)于RNPA與DME復(fù)發(fā)之間的關(guān)系還需更多的研究來(lái)驗(yàn)證。

2 深層微血管損害對(duì)DME發(fā)生及預(yù)后的影響

視網(wǎng)膜中央血管系統(tǒng)在視網(wǎng)膜上分支行走形成終末血管，較大血管主要分布于視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層(RNFL)內(nèi)，分支到視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層(GCL)，在內(nèi)叢狀層(IPL)和INL為毛細(xì)血管層，INL以外的視網(wǎng)膜以及黃斑中心凹為無(wú)血管區(qū)，其營(yíng)養(yǎng)和氧氣供應(yīng)主要靠脈絡(luò)膜毛細(xì)血管的滲透擴(kuò)散[44-46]。淺層毛細(xì)血管網(wǎng)定位于RNFL和GCL，深層毛細(xì)血管網(wǎng)定位于INL和外叢狀層(OPL)[47]。

DR患者視網(wǎng)膜深層血管叢的改變較淺層明顯，尤其在合并DME的患者中，這提示深層微循環(huán)的破壞在DME的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。Bonnin等[48]研究發(fā)現(xiàn)在SCP中，毛細(xì)血管網(wǎng)由長(zhǎng)而水平的小動(dòng)脈及小靜脈相互橫向連接組成，而DCP卻由多個(gè)邊界呈多邊形的毛細(xì)血管渦流組成，其中心沿黃斑小靜脈方向排列，并流入淺表小靜脈。由此推測(cè)深層的毛細(xì)血管網(wǎng)與靜脈關(guān)系更加緊密。在DR的發(fā)展過(guò)程中，炎癥損傷更易導(dǎo)致靜脈白細(xì)胞淤積，早期動(dòng)脈損傷減少了下游靜脈毛細(xì)血管灌注，導(dǎo)致動(dòng)脈側(cè)的毛細(xì)血管無(wú)灌注向靜脈側(cè)逐漸擴(kuò)大[49]。Bates等[50]研究發(fā)現(xiàn)，輕度DR患者靜脈血流速度已明顯變小。Sakata等[51]發(fā)現(xiàn)DME患者黃斑中心凹周圍毛細(xì)血管血流速度[(0.94±0.09) mm·s-1]顯著低于不合并DME的DR患者[(1.22±0.20) mm·s-1]和健康對(duì)照組[(1.49±0.11) mm·s-1，均為P<0.05]。中心凹毛細(xì)血管血流速度與視網(wǎng)膜厚度呈負(fù)相關(guān)(r=-0.401 8，P<0.000 1)，提示糖尿病患者黃斑周圍毛細(xì)血管血流速度降低可能發(fā)生在中心凹視網(wǎng)膜厚度增加之前，且長(zhǎng)期血流速度減慢可能增加黃斑視網(wǎng)膜厚度。VEGF介導(dǎo)的血管內(nèi)皮屏障破壞導(dǎo)致DME產(chǎn)生，即便是抗VEGF治療降低了血管的通透性，但DCP的破壞可能降低了局部組織間液吸收[20]，影響靜脈回流。

除此之外，DCP的破壞與DME視力預(yù)后之間也有重要關(guān)系。DCP位于INL和OPL的邊界附近[52-53],Lee等[20]研究發(fā)現(xiàn)，SD-OCT的OPL破壞程度與DME患者的DCP丟失程度一致，推測(cè)DCP丟失的程度和相應(yīng)的OPL中斷可能是預(yù)測(cè)抗VEGF治療反應(yīng)性的有用指標(biāo)。DCP在INL和OPL之間的營(yíng)養(yǎng)供給中起關(guān)鍵作用，雙極細(xì)胞與光感受器在OPL形成突觸連接，因此DCP水平的灌注缺失可導(dǎo)致光感受器的破壞，進(jìn)而引起視功能損害。Scarinci等[54]發(fā)現(xiàn)伴有糖尿病黃斑缺血的患者SD-OCT上的光感受器破壞與OCTA上DCP水平的毛細(xì)血管無(wú)灌注相對(duì)應(yīng)，且視網(wǎng)膜光敏感度降低的區(qū)域與其一致。此外，Moon等[55]在分析DCP完整性參數(shù)(RVD和FAZ)與感光細(xì)胞完整性參數(shù)[橢圓體帶(EZ)和外界膜(ELM)]之間的相關(guān)性，以確定影響光感受器恢復(fù)及視力改善的基線預(yù)測(cè)因素的研究中，納入了67只經(jīng)初步治療黃斑水腫成功消退(基線)，且消退后12個(gè)月內(nèi)無(wú)水腫的DME患眼，在基線及基線后6個(gè)月、12個(gè)月收集BCVA、SD-OCT和OCTA結(jié)果,發(fā)現(xiàn)EZ和ELM的完整性恢復(fù)程度與基線DCP RVD 和DCP FAZ 顯著相關(guān)，基線DCP RVD越高(P=0.003)、DCP FAZ越小(P=0.042)的患者，基線后12個(gè)月時(shí)BCVA提高程度越大；且與抗VEGF治療反應(yīng)差者相比，抗VEGF有效者在基線水平DCP結(jié)構(gòu)更加完整，其在12個(gè)月后光感受器恢復(fù)程度也更大。由此可見(jiàn)，黃斑水腫消退的患者DCP的完整性與光感受器的完整性以及視功能的長(zhǎng)期恢復(fù)密切相關(guān)。

3 小結(jié)

OCTA量化血管參數(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使DR發(fā)病的血管性因素受到愈加廣泛的研究，對(duì)DR的早期診斷和疾病監(jiān)測(cè)有重要意義，DME作為DR發(fā)展過(guò)程中引起視力損害的重要原因，其發(fā)生發(fā)展及預(yù)后相關(guān)血管因素更應(yīng)受到重視。但由于DME引起的視網(wǎng)膜形態(tài)改變?nèi)菀讓?dǎo)致分割錯(cuò)誤，且投射偽影在視網(wǎng)膜深血管層中也更加顯著[56]，這可能導(dǎo)致應(yīng)用OCTA量化深層血管的一些信息參數(shù)時(shí)產(chǎn)生測(cè)量誤差。對(duì)于存在黃斑水腫的患者，應(yīng)檢查并手動(dòng)糾正分割誤差。此外，為了進(jìn)一步探究DME發(fā)生發(fā)展的血管性因素，使用投影分辨算法去除血流投射偽影的前瞻性O(shè)CTA研究以及DR中視網(wǎng)膜血管的病理組織學(xué)研究在將來(lái)是十分必要的。