OCT和OCTA生物學標志物在糖尿病性黃斑水腫中應用的研究進展△

薛媛媛 陳曉隆

糖尿病性黃斑水腫(DME)的發(fā)病機制主要是血-視網膜屏障功能障礙，造成血管內成分滲出至血管外，最終導致黃斑區(qū)視網膜內和視網膜下液體的積聚。據文獻報道，大約2/3 DME患者日?；顒邮芟?，如果未得到及時治療，50%DME患者將在2年內至少喪失 2行視力[1]。因此，DME的早發(fā)現、早治療是阻止視力喪失的關鍵。抗血管內皮生長因子(VEGF)藥物治療具有療效好、副作用少、操作簡單等優(yōu)勢，是目前治療DME的首選方案。然而，仍有約30%的患者反應不良并需要頻繁的注射，給患者帶來了沉重的經濟負擔[2]。因此，尋找能夠有效預測或評估抗 VEGF藥物治療DME療效的生物標志物，將有助于評估DME的嚴重程度，調整治療方案，并判斷疾病預后。光學相干斷層掃描(OCT)利用不同深度的生物組織對參照光和測量光的反射能力不同，通過測量反射光的時間間隔，獲得組織的斷層圖像，可清晰地顯示各層視網膜的細微結構，并可對黃斑區(qū)各組織層次結構進行定性和定量分析，已廣泛應用于臨床實踐。OCT血管成像(OCTA)是在OCT基礎上發(fā)展而來的一種無創(chuàng)、高速、高分辨率的血管成像技術，其對血流顯影的能力不受血管滲漏和視網膜出血的影響，還能量化不同血管叢的血流密度和病灶面積。現就OCT和OCTA各參數與DME及其抗VEGF藥物治療的相關性研究現狀進行綜述。

1 OCT 生物學標志物

1.1 視網膜內囊腫視網膜內囊腫(IRC)是由于Müller 細胞水腫、功能障礙和液化壞死引起的邊界清楚的圓形或類圓形低反射囊樣腔隙，主要涉及內核層和外核層，其發(fā)病機制與VEGF、前列腺素和炎癥因子等有關。Deak等[3]研究發(fā)現，大的外核層IRC對黃斑功能有負面影響。Gerendas等[4]認為，外叢狀層的囊樣變化可能造成光感受器細胞和橢圓體帶(EZ)連續(xù)性的破壞并對中樞視覺產生不可逆的影響，此外，還發(fā)現IRC的高度與抗VEGF藥物治療過程中黃斑功能和解剖的改善相關，比中央視網膜厚度更有預測價值。Reznicek等[5]也得到了相似結果，同時提出IRC的位置和大小與抗VEGF藥物的療效相關。Karst等[6]指出與外核層的IRC相比，內核層的IRC對曲安奈德或抗VEGF藥物治療的反應更敏感。有研究指出，當IRC的水平直徑≥600 μm，可視為黃斑囊樣變性，其與黃斑囊樣水腫(CME)不同，是一種嚴重的慢性黃斑水腫，提示視敏度更差，中央視網膜厚度更厚[7]。

1.2 漿液性視網膜脫離漿液性視網膜脫離(SRD)在OCT上表現為黃斑中心區(qū)視網膜神經上皮從視網膜色素上皮層(RPE)脫離，RPE上方低反射的液性光學暗腔。SRD的發(fā)病機制目前尚不清楚，可能為持續(xù)炎癥和缺血缺氧造成外層血-視網膜屏障功能紊亂，引起血管液體和蛋白通過外界膜(ELM)滲漏致視網膜下。Gaucher等[8]認為SRD與DME的病程或嚴重程度無關，可在視網膜增厚之前出現，也可在視網膜水腫消退之前或之后消失。然而部分學者提出，SRD主要發(fā)生在DME的初發(fā)階段，是DME進展中的伴隨征象，不應視為DME的一種分型[7]。SRD 在彌漫性視網膜增厚(DRT)型DME及CME 型DME中的發(fā)生率無顯著差異[9]。Vujosevic等[10]發(fā)現，與不伴SRD的DME患眼相比，伴SRD的DME患眼脈絡膜厚度(CT)增厚，高反射病灶(HF)數量增多，ELM的完整性及黃斑功能的破壞更常見。Shimura等[11]發(fā)現，抗VEGF藥物對DRT型DME和CME型DME的療效優(yōu)于SRD型DME。Ercalik等[12]的一項關于抗VEGF藥物治療伴SRD和不伴SRD的CME型DME療效的對比研究，發(fā)現SRD的存在可導致較差的視力預后，SRD組EZ 的中斷及FAZ的破壞更常見。Kaldirim等[13]研究結果顯示，阿柏西普對SRD的療效優(yōu)于雷珠單抗。Bolukbasi 等[14]研究顯示，與抗VEGF藥物相比，SRD對激素反應更敏感。

1.3 玻璃體黃斑界面異常玻璃體黃斑界面異常(VMIAs)涉及視網膜前膜(ERM)、玻璃體黃斑粘連(VMA)、玻璃體黃斑牽引(VMT)、黃斑裂孔等多種形態(tài)。 Wong 等[15]研究顯示，DME患眼中ERM的存在提示視力預后較差，同時發(fā)現，ERM不受抗VEGF藥物影響，而VMA可在治療中發(fā)生動態(tài)變化。Sadiq等[16]研究顯示，在無視網膜牽引的情況下，VMA患眼可從抗VEGF藥物治療中獲得視力增益。Kulikov等[17]指出， VMIAs可降低抗VEGF藥物對DME的治療效果，存在ERM、VMA或VMT的患眼比非VMIAs患眼預后較差。

1.4 視網膜內層結構紊亂視網膜內層結構紊亂(DRIL)是指黃斑中心凹1 mm范圍內的內層視網膜(即神經節(jié)細胞-內叢狀層復合體、內核層和外叢狀層)層次結構紊亂，導致OCT上任意兩者之間的界線無法辨別。Sun等[18]研究發(fā)現，基線時DME患眼的DRIL范圍越大，視力預后越差。Das等[19]研究報道，存在DRIL的DME患眼視力預后差的風險高于無DRIL的患眼，DRIL每增加100 μm，視力約喪失6個字符；同時提出，DRIL與視網膜外層結構破壞有關，DME已消退患者DRIL的范圍與低視力相關，其比視網膜厚度更有預測價值。據推測，視網膜內層組織結構相應細胞(包括雙極細胞、水平細胞和無長突細胞)在光感受器細胞-神經節(jié)細胞之間的視覺信息傳遞中起重要作用。DRIL的發(fā)生提示上述細胞的細胞核和軸突紊亂或遭到破壞，干擾了信息傳遞，造成患者視力預后不良；也有學者認為，如果視網膜厚度因水腫超過彈性極限，雙極細胞軸突可能發(fā)生斷裂，導致從光感受器細胞到神經節(jié)細胞的視覺信息信號丟失，而雙極細胞的破壞可能不是完全可逆的，這可能是一些DME患眼在水腫消退后視力仍恢復不理想的原因[20]。此外，DRIL也可作為評估DME黃斑缺血狀態(tài)的關鍵指標。Balaratnasingam等[21]研究表明，糖尿病視網膜病變(DR)患眼中DRIL 范圍與黃斑中心凹無血管區(qū)(FAZ)的面積大小呈正相關。Spaide等[22]發(fā)現，DME患眼中視網膜淺層毛細血管叢(SCP)及深層毛細血管叢(DCP)的灌注異常區(qū)域與DRIL的位置相對應。

1.5 ELM與EZ的破壞ELM對應于感光細胞和Müller細胞之間黏附連接形成的膜樣結構，對于維持蛋白平衡具有重要作用；EZ對應的則是光感受器的橢圓體，富含線粒體，是光感受器細胞的能量工廠。Saxena等[23]認為，ELM和EZ結構完整的DME患者視力預后較好。Shen 等[24]研究結果顯示，DME患眼視力與EZ、ELM的連續(xù)性相關，且與ELM連續(xù)性的相關性可能更加密切。Maheshwary等[25]認為，ELM和EZ的斷裂及其百分比是判斷DME患眼視力預后的重要預測因子。EZ斷裂的百分比每增加1%，患者視力約喪失 0.3個字符。De等[26]發(fā)現，DME患者接受抗VEGF藥物治療后，不連續(xù)的ELM和EZ可部分甚至完全恢復，ELM的恢復早于EZ。

1.6 光感受器外節(jié)長度光感受器外節(jié)(PROS)長度定義為光感受器內、外連接處至RPE之間的距離。研究表明，與健康者或無DR改變的糖尿病患者相比，DR或DME患者的PROS長度明顯變短，在DME患眼中，PROS長度與視力具有相關性，且比視網膜厚度更有預測價值[27]。

1.7 硬性滲出與HF硬性滲出(HE)為大于30 μm，主要累及外層視網膜的脂質或蛋白質滲出，其在OCT上的反射率與RPE-Bruch膜復合體相近。與抗VEGF藥物相比，玻璃體內注射類固醇(曲安奈德、地塞米松植入劑)可能更有效地減少DME患眼的HE。HF為頻域OCT中小于30 μm且分散在視網膜各層的邊界清楚的圓形或橢圓形高反射顆粒，其反射率等于或高于RPE層，但在眼底照相或檢眼鏡檢查中卻無法看到。目前HF的性質尚有爭論。部分學者提出，HF可能是被激活的小膠質細胞，提示視網膜活動性炎癥[28]；是血-視網膜屏障破壞、血管滲透性增加引起的蛋白質或脂質滲出，是HE的初期改變[29]；除此之外，也有學者認為，HF 可能來源于移行的 RPE 細胞或退化的光感受器細胞[30]。研究表明，DME患眼各層視網膜中HF的數量在抗VEGF藥物或激素治療后均有明顯下降，這也證實了HF可作為視網膜炎癥標志物的觀點[31-33]。Hwang等[32]研究表明，對抗VEGF藥物反應不良的DME患眼基線HF的數量明顯多于反應良好者。HF數量較多的DME患眼更適合選用地塞米松植入劑治療。相反，Zur等[31]發(fā)現，基線持續(xù)存在HF的DME患眼玻璃體內注射地塞米松植入劑后視力預后不佳。Liu等[33]研究表明，視網膜內層和視網膜外層HF的數量與患者視力預后密切相關，但HF的位置與視力無關。Kang等[34]研究發(fā)現，外層視網膜存在較多HF時預示著視力預后不佳，而且，SRD型DME的最終視力與視網膜內層 HF 的數量存在相關關系。而Yoshitake 等[35]研究未發(fā)現視網膜內層HF與視力改善的關系，提出基線時視網膜外層存在HF的患眼，EZ的破壞更常見。

1.8 脈絡膜高反射病灶隨著DR的進展，HF在炎癥因子的作用下從視網膜內層遷移至脈絡膜，形成脈絡膜高反射病灶(HCF)[36-37]。Roy等[37]發(fā)現，在大部分存在HCF的DME患眼中，ELM和EZ完整性被破壞。這意味著ELM和EZ的破壞允許HF遷移到脈絡膜，形成HCF。與單獨存在HF的患眼相比，HCF和HF同時存在的患眼視力較差、視網膜厚度較厚，DR病程較重。因此，HCF可能成為一種新的評估DME患眼視力預后的脈絡膜生物標志物。

1.9 CT脈絡膜由外向內包括脈絡膜上腔、血管層(包括大血管層、中血管層和毛細血管層)和Bruch膜，主要負責外層視網膜血液和營養(yǎng)的供應。CT是指RPE層到脈絡膜-鞏膜交界處間的距離，受脈絡膜血流量和血管充盈程度的影響，是評估脈絡膜血流灌注情況的重要參數。DME患者CT的改變尚存在爭議。有學者提出，CT在DR早期增厚，隨著病程進展逐漸降低，與DME的存在無關。CT越厚，患者視力預后越好[38]；但也有研究顯示，DME患者CT較健康人群明顯變薄[39-40]；還有學者認為，DR早期由于脈絡膜處于缺血、缺氧的環(huán)境，脈絡膜毛細血管收縮，使脈絡膜血流減緩，導致CT變薄，隨著DR進展，VEGF或其他細胞因子水平升高，引起脈絡膜血管擴張，脈絡膜血流量增加，繼而CT增厚，同時提出，DME患者CT增厚，且SRD型較明顯[41-42]。有研究表明，經抗VEGF藥物或激素治療后，炎癥得到控制，血管滲漏減弱，DME患眼CT較治療前明顯變?。籇R患眼經全視網膜激光光凝治療后，脈絡膜血流減少，CT萎縮性下降[42-43]。

1.10 脈絡膜血管指數脈絡膜血管指數(CVI)被認為是一種更可靠的評估脈絡膜血管結構的指標，其定義為脈絡膜管腔面積與總脈絡膜面積的比值。與CT相比，CVI受生理因素和VEGF水平引起的繼發(fā)改變影響較小，還可描述脈絡膜血管及間質的相對改變，可更準確地評估脈絡膜結構的變化。Gupta等[41]發(fā)現，與健康眼相比，DME患眼CVI顯著降低，CVI也隨DR進展而逐漸降低。Kim等[44]提出CVI與DR的嚴重程度呈負相關，而且與健康眼相比，無DR改變的糖尿病患者的CVI顯著降低。這提示CVI在DR發(fā)病前已發(fā)生改變，支持了DR脈絡膜原發(fā)性損傷理論。

2 OCTA 生物學標志物

2.1 FAZFAZ是黃斑中心凹毛細血管缺如的區(qū)域，對維持精細視覺尤其重要。目前，描述FAZ的指標包括FAZ面積、周長、環(huán)繞FAZ 300 μm范圍內的血流密度和非圓度指數等，其中FAZ面積的應用最廣泛。Di等[45]發(fā)現，DR患者FAZ面積較健康人群顯著增大，且DR分級嚴重程度越高，FAZ面積越大，同時，合并有臨床意義的黃斑水腫(CSME)的患者FAZ面積較非CSME患者明顯增大。AttaAllah等[46]研究結果顯示，與健康眼、未合并DME的DR患眼相比，DME患眼SCP和DCP的FAZ面積均顯著增大，FAZ面積越大，視功能越差。Lee 等[47]發(fā)現，DME患眼DCP的FAZ面積的擴大幅度更明顯；抗VEGF藥物治療反應不良的患眼，DCP的FAZ面積也大于反應良好的患眼。Moon等[48]研究也得到了相似的結論，這提示DCP 的完整性與抗VEGF藥物對DME的療效密切相關。Dastiridou等[49]研究發(fā)現，DME患眼經抗VEGF治療后，DCP的FAZ面積減少，而SCP無明顯變化。Gill等[50]發(fā)現，經抗VEGF治療后，DME患眼SCP和DCP的FAZ面積均顯著降低，且DCP下降最為明顯。以上研究提示，經抗VEGF治療后DME患者DCP的缺血情況可得到改善。

2.2 視網膜血流密度視網膜血流密度(RVD)提供了區(qū)域內血流信號的面積與整體區(qū)域面積的占比，反映了黃斑區(qū)毛細血管灌注與循環(huán)的狀態(tài)。DR早期視網膜微血管的破壞并不會形成明顯的無灌注區(qū)域，而表現為RVD的下降。隨著DR病程進展，SCP和DCP的RVD逐漸降低，且DCP下降更加明顯[51-52]。因此，RVD可作為判斷DR嚴重程度的指標之一。研究表明，DME患眼SCP和DCP 的RVD均顯著降低，且DCP下降更加顯著[53]，其原因可能為DCP位于供氧分水嶺附近，對缺血、缺氧反應更敏感。Busch等[54]研究發(fā)現，經抗VEGF藥物治療后，SCP和DCP的RVD 較高的DME患眼術后視力預后較好，但治療前后RVD無顯著差異。Sorour等[55]的研究得到了相似的結果。Lee等[47]研究發(fā)現，DCP的微血管損傷與抗VEGF藥物對DME的療效密切相關。與抗VEGF藥物反應良好的DME患眼相比，反應不良的患眼DCP的FAZ面積增大、微動脈瘤(MAs)數量增多、RVD 降低，其機制可能是DME患者DCP血管滲透性明顯增加，而IRC的存在使抗VEGF藥物從玻璃體內向DCP的擴散受限；DCP微血管受損，視網膜缺血進一步加重，VEGF表達增多，限制了抗VEGF藥物的療效；抗VEGF藥物并不能促進缺失或中斷的血管恢復；DCP參與視網膜液體的清除，而DCP微血管損傷更容易發(fā)生視網膜內液體的聚集，其他研究也證實了以上觀點[48]。

2.3 MAsMAs是造成血管滲漏、視網膜增厚的主要原因。熒光素眼底血管造影(FFA)是發(fā)現MAs的金標準。在FFA中，MAs主要呈現為圓點狀，而在 OCTA 中，MAs的形態(tài)界線更加清晰，表現為局部擴張的囊狀或梭形毛細血管。此外，OCTA不受造影劑積存或滲漏的影響。研究表明，MAs主要存在于FAZ及毛細血管無灌注區(qū)周圍，其DCP中的數量明顯高于SCP[56-57]，這提示視網膜毛細血管閉塞或末端丟失引起的缺血、缺氧可能參與了MAs的形成過程，同時，DCP更容易受視網膜缺血、缺氧的影響。Haritoglou等[58]認為DR早期動態(tài)監(jiān)測MAs的數量及位置具有重要的臨床價值。MAs高形成率是非增生型DR在未來5年發(fā)生CSME的預兆。Hasegawa等[59]研究發(fā)現，DME患者DCP中MAs的數量明顯高于SCP，且水腫區(qū)域黃斑體積與DCP中MAs的數量顯著相關。Lee等[47]研究表明，對抗VEGF藥物治療反應不良的DME患眼，DCP中存在更多的MAs。

2.4 視網膜毛細血管無灌注區(qū)在DR進展中，缺血、缺氧等因素可進一步加重視網膜毛細血管的閉塞、末端丟失，促進視網膜毛細血管無灌注區(qū)(RNPA)的形成。DR分級嚴重程度越高，RNPA 面積越大。因此，RNPA的定量分析可用于DR的疾病監(jiān)測。與FFA相比，OCTA可清晰地顯示不同層面視網膜毛細血管受損的程度。然而，OCTA顯示的RNPA代表毛細血管消失、閉塞或灌注不足(血管內流動極慢或無流動)，無法區(qū)分三者的形態(tài)。Ishibazawa等[57]發(fā)現，DR患眼中SCP的RNPA面積顯著大于DCP。Couturier等[56]和Ghasemi等[60]研究表明，抗 VEGF 藥物并不會促進DME患眼RNPA毛細血管的再通，也不會加重RNPA 的進展。此外，RNPA也是行激光光凝干預的重要指標。

3 小結

OCT能夠清晰地顯示視網膜和脈絡膜的細微結構，評估DME的形態(tài)學變化，已成為DME早期診斷和疾病監(jiān)測的重要工具。OCTA是在OCT基礎上發(fā)展而來的一種新型血管成像技術，可提供視網膜和脈絡膜血管結構的三維圖像，量化分析不同血管叢的RVD和病灶面積，為觀察視網膜微血管變化提供了技術支持。與FFA相比，OCTA具有無創(chuàng)、高速、高分辨率的優(yōu)勢，此外，患者無需注射造影劑，擴大了適用人群范圍。OCT和OCTA各生物學指標與DME病情變化及其抗VEGF治療后視力預后具有相關性，這為評估 DME 的嚴重程度、調整治療方案、監(jiān)測治療效果及判斷疾病預后提供了重要的指導作用。