頻域光學(xué)相干斷層掃描視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)對視網(wǎng)膜色素變性患者5年后視力的預(yù)測價值*

朱黎, 張敏芳, 趙同濤, 陳旭, 謝晶, 余濤, 陰正勤*

(陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院 眼科, 重慶 400038)

視網(wǎng)膜色素變性(retinitis pigmentosa,RP)是一種遺傳異質(zhì)性視網(wǎng)膜病變,由感光細(xì)胞死亡和視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium,RPE)萎縮引起,影響全球100多萬人[1]。RP的典型特征是感光細(xì)胞的進(jìn)行性變性、視盤蒼白、視網(wǎng)膜動脈衰減[2-4],一些患者在兒童時期有癥狀性視力喪失,而另一些患者直到成年仍無顯著癥狀[5]。已有報道RP的致病基因和突變位點,但是在基因檢測中,大約50%的患者沒有發(fā)現(xiàn)致病基因[6]。RP患者的評估包括臨床病史、裂隙燈眼底檢查、眼底影像學(xué)檢查、視網(wǎng)膜功能測試和越來越廣泛應(yīng)用的下一代基因測序[5,7]。隨著更高分辨率的儀器出現(xiàn),黃斑頻域光學(xué)相干斷層掃描(spectral-domain optical coherence tomography,SD-OCT)在眼底病檢查中的應(yīng)用逐漸成熟,通過掃描眼部黃斑區(qū)域、生成高分辨率的二維或三維圖像的成像技術(shù),幫助醫(yī)生對眼部多種疾病進(jìn)行早期發(fā)現(xiàn)和診斷。黃斑SD-OCT是檢查視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)的一種有效且無創(chuàng)的方法,它通過光的干涉和反射原理,測量不同深度的光信號,以生成圖像,可以顯示RP患者視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)的漸進(jìn)性退化,對視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性和定量分析[7-8]。Shalabi等[9]研究證明,外層視網(wǎng)膜的橢圓體帶和外界膜與基線最佳矯正視力(best corrected visual acuity,BCVA)顯著相關(guān)。然而,如何利用初診外層視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)預(yù)測RP患者未來幾年的視力進(jìn)展的問題亟待解決。因此,視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)與隨訪BCVA之間的關(guān)系需要進(jìn)一步評估。本研究采用SD-OCT評估患者黃斑區(qū)外核層(outer nuclear layer,ONL)、外界膜(external limiting membrane,ELM)、橢圓體帶(ellipsoid,EZ)、嵌合體帶(interdigitation zone,IZ)和RPE/Bruch膜復(fù)合體(RPE/Bruch)等結(jié)構(gòu)的完整性,分析各外層結(jié)構(gòu)與末次隨訪視力的關(guān)系,以及其對RP視力預(yù)后的影響,從而為RP患者提供更個性化的咨詢服務(wù)、疾病進(jìn)展預(yù)測依據(jù)及治療效果評估等。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2015年6月—2022年11月就診的RP患者70例,將眼睛作為“受試者”因素來分析數(shù)據(jù)[10],最后納入70例患者的111只眼進(jìn)行分析。采用《國際疾病分類》第11版(修訂本)的視力損失標(biāo)準(zhǔn)[11],將輕度或無視力損失定義為BCVA≥0.3,中度視力損失為0.1≤BCVA<0.3。將基線BCVA屬輕度或無視力損傷的患眼 (BCVA≥0.3)分為A組,基線BCVA屬中度及以上視力損傷(BCVA<0.3)的患眼分為B組。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)患者RP的臨床診斷(基于臨床表現(xiàn)、檢眼鏡檢查、視網(wǎng)膜電流圖、SD-OCT圖像表現(xiàn)都符合RP特征);(2)患者首次就診時有驗光和SD-OCT檢查;(3)截至2022年11月至少有5年的驗光隨訪記錄。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)合并其他影響視功能的器質(zhì)性眼病,包括青光眼、黃斑前膜、黃斑裂孔、視網(wǎng)膜脫離、視網(wǎng)膜血管阻塞、脈絡(luò)膜新生血管等;(2)存在嚴(yán)重眼部屈光介質(zhì)混濁,包括角膜病變、白內(nèi)障、嚴(yán)重的玻璃體混濁等;(3)檢查質(zhì)量差影響成像;(4)近6個月接受眼內(nèi)手術(shù);(5)罹患嚴(yán)重軀體疾病或精神疾病;(6)結(jié)晶樣視網(wǎng)膜色素變性以及象限型視網(wǎng)膜色素變性。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(2022230)。

1.2 研究方法

1.2.1BCVA檢查 患者置于視力表約5 m遠(yuǎn)處,要求其雙眼平視,并在光線充足的情況下進(jìn)行測試,讓患者戴上最佳矯正鏡片,記錄患者可以正確識別的最小小數(shù)視力數(shù)值。如在視力表1 m處仍不能識別最大視標(biāo)時,則分別進(jìn)行以下檢查:指數(shù)(counting fingers,CF),檢查者伸出不同數(shù)目的手指,囑患者說明手指數(shù)目,檢查距離從l m開始,逐漸移近,直到能正確辨認(rèn)為止;手動(hand movements,HM),指數(shù)在5 cm處仍不能識別,則在患者眼前方擺動檢查者的手,能識別者記為手動;光感(light perception,LP)或無光感(no light perception,NLP),如果眼前手動不能識別,則檢查光感,在暗室中手電照射被檢眼,另一眼須嚴(yán)密遮蓋不讓透光,測試患者眼前能否感覺光亮[12]。

表1 不同年齡段的RP患眼初診時最佳矯正視力分布[n(%)]

1.2.2視力進(jìn)展評估 RP患者視力進(jìn)展分析采用國際標(biāo)準(zhǔn)小數(shù)視力表檢查BCVA,轉(zhuǎn)換為最小分辨角對數(shù)視力(logMAR)進(jìn)行統(tǒng)計分析,視力越好,對應(yīng)的logMAR數(shù)值越小[9]。CF、HM、LP和NLP對應(yīng)的logMAR視力分別為+1.85、+2.3、+2.8和+2.9[13]。

1.2.3一般資料比較 收集2組患者的一般資料,包括性別、吸煙史、飲酒史、家族史、婚姻史、近親史、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)、發(fā)病年齡、就診年齡、基線BCVA、隨訪BCVA和隨訪時間。

1.2.4視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)檢查和評判方法 采用SD-OCT(Cirrus HD-OCT 5000;Carl Zeiss Meditec,California,United States of America/Spectral OCT;Heidelberg Engineering, Heidelberg,Germany)檢查視網(wǎng)膜黃斑區(qū)外層結(jié)構(gòu),在圖像中分析ONL、ELM、EZ、IZ和RPE/Bruch膜復(fù)合體。兩名研究人員獨立判斷OCT圖像,并將每層分為3個等級(0級,缺失;1級,破壞;2級,正常)[14]。當(dāng)兩位研究人員有不同解釋時,則咨詢工作20年以上的視網(wǎng)膜疾病專科醫(yī)生后達(dá)成共識[15]。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 RP患者視力進(jìn)展

70例患者初診平均年齡(30.13±10.92)歲,末次隨訪平均年齡(38.13±10.91)歲。111只眼初診平均BCVA為(0.70±0.70)logMAR,末次隨訪BCVA為(1.14±0.88)logMAR,隨訪后視力顯著變差(P<0.001)。BCVA檢查顯示初診時111只眼中有66只眼為輕度或無視力損傷(BCVA ≥ 0.3),這66只眼中有27只眼在隨訪后BCVA<0.3,根據(jù)Kaplan-Meier分析,初診BCVA ≥ 0.3的患眼,達(dá)到BCVA<0.3的中位數(shù)時間是6.06年,見圖1。111只眼以跨度為10歲分為不同年齡組,在第一次就診時,0～9歲組的患眼視力均≥0.3;10～19歲組,72.2%的患眼初次就診BCVA≥0.3;40～49歲組,71.9%的患眼BCVA<0.3; 50～59歲組,所有患眼的BCVA<0.3。表明隨著年齡的增長,BCVA<0.3的患眼比例不斷增加。見表1。

注：紅色為出現(xiàn)BCVA<0.3的中位數(shù)時間。

2.2 一般資料比較

111只眼中,初診BCVA ≥ 0.3共66只眼為A組,初診BCVA< 0.3共45只眼為B組。B組的基線BCVA和隨訪BCVA均顯著差于A組(P< 0.001),有家族史的概率低于A組(P<0.05)。2組患眼的性別比例、吸煙史、飲酒史、婚姻史、近親史、BMI、發(fā)病年齡、就診年齡及隨訪時間比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 兩組RP患眼的一般資料比較

2.3 視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)不同狀態(tài)所占比例

A組視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)缺失率分別為ONL 5%、ELM 24%、EZ 21%、IZ 86%、RPE/Bruch 6%, B組視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)缺失率ONL 40%、ELM 96%、EZ 96%、IZ 100%、RPE/Bruch 40%,ELM、EZ、IZ 3個結(jié)構(gòu)其主要狀態(tài)均為缺失。見表3。

表3 兩組RP患眼黃斑區(qū)外層視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)的基線特征[n(%)]

2.4 A組外層結(jié)構(gòu)與末次隨訪視力的相關(guān)性分析及回歸分析

在A組中,ONL、ELM、EZ、IZ、RPE/Bruch的缺失以及更少的外層視網(wǎng)膜剩余層數(shù)與更差的隨訪BCVA相關(guān)(rs=-0.622,-0.704,-0.685,-0.282,-0.447,-0.676,除IZ的P=0.022,其余P值均<0.001),ELM是相關(guān)性最強的結(jié)構(gòu),IZ是相關(guān)性最弱的結(jié)構(gòu)。將上述外層結(jié)構(gòu)作為自變量納入多元線性回歸分析中(各外層結(jié)構(gòu)作為自變量的賦值:完整為2,被破壞為1,缺失為0,得出ONL的缺失是唯一與隨訪BCVA降低相關(guān)的獨立變量(R2=0.54,t=-6.49,P<0.001),見表4。選擇第5%～95%區(qū)間數(shù)作為統(tǒng)計指標(biāo),繪制箱型圖展示A組各外層結(jié)構(gòu)狀態(tài)所對應(yīng)的末次隨訪BCVA的分布范圍、離群值、中位數(shù),繪制柱狀圖展示剩余不同外層視網(wǎng)膜層數(shù)對應(yīng)的平均隨訪BCVA。見圖2。

表4 A組患眼多元線性回歸中各變量的系數(shù)對末次隨訪BCVA的預(yù)測

2.5 B組外層結(jié)構(gòu)與末次隨訪視力的相關(guān)性分析

在B組中,ELM、EZ、RPE/Bruch的缺失和外層視網(wǎng)膜剩余層數(shù)較少與更差的隨訪BCVA相關(guān)(rs=-0.352、-0.351、-0.339、-0.408;P=0.018、0.018、0.023、0.005),RPE/Bruch是與隨訪BCVA相關(guān)性最強的外層視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu),EZ是與隨訪BCVA相關(guān)性最弱的外層視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu),ONL和末次隨訪視力無關(guān)(rs=-0.278,P=0.064)。多元線性回歸結(jié)果表示上述變量均不是末次隨訪視力的顯著獨立預(yù)測因子(P>0.05)。見表5。

表5 B組患眼多元線性回歸中各變量的系數(shù)對末次隨訪BCVA的預(yù)測

3 討論

在臨床中接診的每位RP患者都非?？释私馄湮磥韼啄甑囊暳M(jìn)展,目前對于RP患者病情進(jìn)展的研究主要聚焦于利用基因型與表型的相關(guān)性分析某一基因型RP的表型特點。但是大部分的患者無法負(fù)擔(dān)基因檢測費用,或未檢出致病基因,即使是明確了患者的RP致病基因又面臨同一基因的表型異質(zhì)性和其他復(fù)雜因素影響醫(yī)生判斷病情的情況。隨著OCT(尤其是SD-OCT)的出現(xiàn),給視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究帶來了革命性的變化。通過RP患者眼部形態(tài)學(xué)檢查來預(yù)測視功能的進(jìn)展有助于提供臨床咨詢服務(wù)和疾病進(jìn)展預(yù)測依據(jù)。既往研究的局限在于僅為視網(wǎng)膜色素變性患者視功能和視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)的橫斷面研究,沒有提供視力預(yù)后的即時指標(biāo)[15]。本研究中采用SD-OCT用于觀察RP患者黃斑區(qū)外層視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)完整性,并進(jìn)一步評估視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)狀態(tài)與患者隨訪5年后視力的相關(guān)性,為預(yù)測RP患者視力進(jìn)展提供新的見解。

在RP患者的外層視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中,IZ的缺失率最高,表明IZ可能是視網(wǎng)膜外部結(jié)構(gòu)中最早被破壞的層[16]。Pfeiffer等[17]證實RP患者自然病程中的光感受器紊亂始于光感受器的外段。本研究2組患眼中RPE/Bruch的缺失率最低,提示RPE的萎縮較其他視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)晚。既往研究表明,RP患者黃斑區(qū)RPE萎縮在晚期突出,當(dāng)光感受器退化時,RPE發(fā)生萎縮。由于對光感受器細(xì)胞變性的反應(yīng),RPE細(xì)胞從Bruch膜上分離并通過血管遷移到視網(wǎng)膜內(nèi)[18],闡明視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)發(fā)生退化的順序和速度將有助于更好了解RP的疾病發(fā)生機(jī)制,為未來的臨床干預(yù)治療疾病提供線索。

Okonkwo等[19]研究發(fā)現(xiàn)ONL、ELM和EZ的完整性與視力存在顯著相關(guān)性,但是其研究僅觀察ONL、ELM和EZ的結(jié)構(gòu),本研究增加對于IZ、RPE/Bruch的觀察,更為全面。有報道顯示ELM和IZ基線狀態(tài)與基線BCVA獨立相關(guān),現(xiàn)有的研究都是橫斷面的,不涉及視覺預(yù)后,且樣本量較小,未對基線視力不同的患者進(jìn)行分組[20]。在基線BCVA≥0.3的患者中,ONL、ELM、EZ、RPE/Bruch的完整性均與末次隨訪BCVA顯著相關(guān),ELM是與末次隨訪BCVA相關(guān)性最強的結(jié)構(gòu),IZ是相關(guān)性最弱的結(jié)構(gòu)。在基線BCVA<0.3的患者中,EZ是與末次隨訪BCVA最相關(guān)的結(jié)構(gòu)。這提示不同視力損傷階段的RP患者其視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)狀態(tài)有所差異,根據(jù)患者就診時的BCVA先分組再針對性地進(jìn)行與視網(wǎng)膜形態(tài)學(xué)的相關(guān)性研究,結(jié)果會更加精準(zhǔn)。

現(xiàn)有研究表明,視網(wǎng)膜外層的缺失會嚴(yán)重影響視力。缺少的結(jié)構(gòu)數(shù)量越多,視力損失就越大。這表明可能存在累積效應(yīng),視網(wǎng)膜各層同時受到干擾,視力也會變得更差。Matsuo等[21]也證實,受影響的視網(wǎng)膜層數(shù)量與視力之間存在相關(guān)性。然而,他們評估的視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)與本研究不同。他們評估了神經(jīng)纖維層、內(nèi)叢狀層、外叢狀層,但是未闡明不同層是如何受到影響的。

本研究采用多元線性回歸尋找影響末次隨訪BCVA的預(yù)測因素,納入的自變量分別為基線ONL、ELM、EZ、IZ、RPE/Bruch的結(jié)構(gòu)完整性,結(jié)果顯示ONL的缺失是唯一與隨訪BCVA降低相關(guān)的獨立變量,對末次隨訪BCVA有預(yù)測作用。ONL由視桿細(xì)胞核和視錐細(xì)胞核組成,在RP中,桿狀核比錐體核退化得更早[22]。在一種Tol2轉(zhuǎn)基因的RP斑馬魚模型中,通過免疫熒光、TUNEL和BrdU摻入測定法,檢測到成年魚和幼魚攜帶表達(dá)了P23H突變和表位標(biāo)簽的小鼠視紫紅質(zhì)。P23H轉(zhuǎn)基因魚從受精后第3天起在視桿細(xì)胞中表達(dá)轉(zhuǎn)基因,成年魚表現(xiàn)出ONL和光感受器外段丟失,主要在ONL中表現(xiàn)出持續(xù)的視桿細(xì)胞凋亡和大量的增殖祖細(xì)胞[23]。而在ONL變薄后雙極和muller神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的重塑及原理,是值得進(jìn)一步探索的話題。

本研究同時存在一些局限性。首先,這是一項回顧性研究,后續(xù)開展更大規(guī)模的前瞻性研究以重現(xiàn)結(jié)果并確定不同的視網(wǎng)膜層如何受到疾病的影響是十分有意義的。其次,本研究未測量黃斑區(qū)視網(wǎng)膜、視網(wǎng)膜外核層和光感受器外段的厚度,是因為RP患眼的外層視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)均有不同程度的萎縮,與周圍結(jié)構(gòu)分界模糊。在臨床工作中,醫(yī)生在為患者解讀影像資料時也難以獲得專業(yè)設(shè)備測量準(zhǔn)確厚度;并且既往研究表明黃斑中央凹提供了最高的視覺分辨率,光感受器外段的厚度和中央凹外段色素上皮的厚度與BCVA沒有顯著相關(guān)[24]。本研究通過黃斑SD-OCT檢查,分析視網(wǎng)膜外層結(jié)構(gòu)完整性的方法是十分便捷合理的,可為患者提供最簡單有效的視力預(yù)后咨詢。

綜上所述,本研究證實RP患者黃斑區(qū)外層視網(wǎng)膜各層完整性與末次隨訪BCVA相關(guān),初診BCVA≥0.3的RP患者的外核層可預(yù)測疾病對隨訪5年后視力的影響。本研究選擇隨訪視力記錄至少大于5年的患者,是目前最新報道的樣本量較大且利用視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)預(yù)測視網(wǎng)膜色素變性患者縱向視力進(jìn)展的研究。此外,ONL、ELM、EZ、IZ和RPE/Bruch的缺失對末次隨訪視力變差有累積影響,對疾病的結(jié)構(gòu)特征和影響視覺功能的因素的深入了解將有助于預(yù)測疾病進(jìn)展。通過對基線BCVA的分組,對患者視網(wǎng)膜黃斑區(qū)SD-OCT的觀察,可以檢測疾病進(jìn)展和預(yù)測隨訪視力。