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超高分辨率OCT揭秘正常衰老和早期黃斑變性的標(biāo)志物
年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)是世界范圍內(nèi)老年人中樞性視力障礙的主要原因。老年性黃斑變性影響視網(wǎng)膜的多種結(jié)構(gòu)，尤其是視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)、基底膜(BL)和Bruch膜(BrM)。RPE-BL-BrM這個(gè)名稱的提出是為了適應(yīng)AMD中新層和亞rpe - bl空間的出現(xiàn)，其中包含囊腫、1型黃斑新生血管和后遺癥。
使用超高分辨率光譜域OCT (UHR SD-OCT)儀器對正常成人受試者和AMD患者成像，發(fā)現(xiàn)RPE-BLBrM復(fù)合物在普通OCT中被視為單一的高反射帶，在健康的年輕成人和早期AMD的眼睛中可以進(jìn)一步被分解為3個(gè)不同的帶。該特征表現(xiàn)為分裂，其中兩個(gè)高反射帶被一個(gè)低反射帶分開。隨著年齡的增長，這3個(gè)OCT帶逐漸變得不均勻，在大多數(shù)正常的眼睛中，到六到七歲時(shí)，分裂是無法解決的。RPE-BL-BrM低反射分裂的可見性與年齡和AMD診斷密切相關(guān)，這表明其具有區(qū)分衰老和AMD病理的潛力。
通過比較早期AMD眼(N=19)和正常成人眼(N=63)的UHR SD-OCT亮度(B)-掃描結(jié)果，結(jié)合組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)結(jié)果，本研究探討了RPE-BL-BrM分裂/低反射帶與AMD診斷眼BLamD積累相對應(yīng)的假設(shè)。雖然OCT成像缺乏區(qū)分BLamD和BLinD的分子特異性，但BLamD平均比BLinD厚3?，因此在總厚度測量中占主導(dǎo)地位。研究結(jié)果還表明，年輕正常眼睛中的RPEBL-BrM分裂/低反射帶可能起源于RPE的基底部分，其中包括其基底包膜的貢獻(xiàn)。
近日，由MIT的James G. Fujimoto團(tuán)隊(duì)發(fā)表在Ophthalmology Science期刊的題為Ultrahigh Resolution OCT Markers of Normal Aging and Early Age-related Macular Degeneration的文章，利用UHR SD-OCT在微米尺度上可視化和測量外視網(wǎng)膜的變化，作為正常衰老與早期AMD的標(biāo)志。超高分辨率SD-OCT可以提供一種臨床成像工具，能夠在體內(nèi)和縱向評估AMD的關(guān)鍵病理特征，而這些特征通常只能在體外獲得。RPE-BL-BrM的超高分辨率SD-OCT成像有望闡明正常衰老和AMD的發(fā)病機(jī)制，并為藥物開發(fā)和治療試驗(yàn)提供潛在的標(biāo)志。
研究者選取了39名患者的63只眼睛進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過對1只年輕正常眼和1只患有早期AMD的老年眼的高分辨率組織學(xué)和透射電鏡分析，發(fā)現(xiàn)了與衰老和AMD相關(guān)的典型變化。早期AMD(圖1右列)，基底褶積消失，新層出現(xiàn)?；讓恿鞒练e在電子密度、織構(gòu)和成分上與RPE- bl相似，并在RPE- bl內(nèi)部積累，作為老化過程的一部分，取代或可能合并RPE基底包裹體。厚而連續(xù)的BLamD層可能作為RPE和底層ChC之間的運(yùn)輸屏障，有助于形成高風(fēng)險(xiǎn)軟性囊腫、BLinD或兩者兼而有之。Retinal pigment epithelium (RPE), RPE basal lamina (RPE-BL), Bruch’s membrane (BrM) and choriocapillaris (ChC)
研究者使用UHR SD-OCT在正常和早期AMD眼睛的前瞻性橫斷面研究中研究RPE-BL-BrM分裂。UHR SD-OCT增強(qiáng)了外視網(wǎng)膜中反射帶和低反射帶的可視化，特別是當(dāng)軸向尺寸擴(kuò)大時(shí)，b掃描顯示為線性灰度。這些視網(wǎng)膜外帶從前到后依次標(biāo)記為:緊靠EZ (IS/OS)前面的中等反射帶(#i);在CIZ前方有一個(gè)中等反射帶(COST) (#ii)，具有較高的中央凹偏心能見度;在CIZ (COST)下方有一個(gè)薄的低反射帶(#iii);在RPE-BL-BrM復(fù)合體前有一個(gè)中等反射帶，僅在>可見;w0.5 mm偏心(#iv)。研究者選擇使用數(shù)字來標(biāo)記特征，而不是通過解剖或組織學(xué)結(jié)構(gòu)。AP=apical processes of RPE; ChC=choriocapillaris; CIZ=cone interdigitation zone with RPE; COST=cone outer segment tips; ELM=external limiting membrane; EZ=ellipsoid zone of the photoreceptors; GCL=ganglion cell layer; HFL=Henle ?ber layer; ILM=inner limiting membrane; INL=inner nuclear layer; IPL=inner plexiform layer; IS/OS=photoreceptor inner segment/outer segment junction; ISel=ellipsoid zone of the photoreceptors; ISmy=myoid zone of the photoreceptors; NFL=nerve ?ber layer; ONL=outer nuclear layer; ONLc=cone nuclei in ONL; ONLr=rod nuclei in ONL; OPL=outer plexiform layer; OS=outer segments of the photoreceptors; RPE=retinal pigment epithelium; RPE-BLBrM=RPE basal laminar-Bruch’s membrane complex.
研究者分別選取了具有代表性的年輕，中年和老年的正常眼睛使用UHR SD-OCT掃描，顯示了視網(wǎng)膜在正常衰老過程中細(xì)微的變化。在年輕的正常眼睛, 29歲亞洲女性)，所有高反射的視網(wǎng)膜外帶都清晰地分辨出來，在幾乎整個(gè)9毫米寬的視野中都能看到清晰的邊界。在中年眼( 57歲白人女性)，ELM、EZ (IS/OS)和CIZ (COST)的區(qū)分和可分辨性仍然存在，盡管ELM有增厚和不規(guī)則的外觀。最后，老年眼視網(wǎng)膜外帶逐漸變厚，不均勻，低反射帶能見度大大降低。在老年眼睛中( 73歲白人女性)，帶#vi僅在顳側(cè)的一個(gè)斑片狀區(qū)域和視神經(jīng)頭附近的一個(gè)w1.2 mm寬的小段可見。
為了了解黃斑變性視網(wǎng)膜外帶是如何改變的，研究了具有代表性的疾病嚴(yán)重程度呈進(jìn)行性發(fā)展非滲出性(干性)黃斑變性眼睛。在典型的早期AMD眼(71歲白人男性)中，需要注意的特征是明顯的低反射帶#vi，它可以在高反射帶#v和#vii之間清晰地分辨出來。盡管年齡較大，這種高能見度仍然存在。類似的觀察結(jié)果也出現(xiàn)在另一只早期黃斑變性眼視網(wǎng)膜下類瘤樣蛋白沉積(85歲白人男性)。疾病階段越晚期的眼睛所顯示的病變與低分辨率普通OCT的結(jié)果一致。中度AMD眼中央凹下可見一群大中型結(jié)節(jié)(79歲白人女性)。OCT b掃描顯示晚期干性AMD眼RPEweisuo區(qū)域的特征性脈絡(luò)膜超透射(77歲白人女性)。weisuo的OCT形態(tài)學(xué)特征，包括ELM下降和外叢狀層后的低反射楔;由于動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)，后一特征在對數(shù)尺度b掃描中更明顯。
正常老化和干性AMD眼RPE-BL-BrM分裂/低反射帶可視性的定量分析。總體可見性百分比在圖8A中繪制，與年齡組和AMD診斷有關(guān)。此外，還對中心黃斑區(qū)域(ETDRS中心-內(nèi)部子場內(nèi)的b掃描段)和外圍黃斑區(qū)域(ETDRS外部子場內(nèi)的b掃描段)進(jìn)行了區(qū)域分析(圖8B)。我們發(fā)現(xiàn)，在正常老化下，這兩個(gè)偏心都顯示分裂/帶#vi可見度降低。此外，在正常的老年受試者中，研究者注意到中央黃斑的能見度急劇下降，而周圍黃斑或全局的能見度較低。在所有分析的偏心中，AMD眼睛的分裂/帶#vi可見度明顯高于相同年齡的正常眼睛(P < 0.026)。在正常眼睛中，#vi帶的中位厚度穩(wěn)步下降，每年à0.041 mm(95%置信區(qū)間:à0.050至à0.032，根據(jù)線性回歸，圖8D)。早期AMD眼#vi帶較年齡匹配組明顯變厚(P <0.001，圖8E)。低反射帶#vi區(qū)域結(jié)合了厚度和覆蓋率(即與能見度百分比相關(guān)聯(lián))。正常眼睛的橫截面低反射帶#vi面積減少(每年à380.3 mm 2, 95%置信區(qū)間:à449.6至à311.1，圖8F)，但在早期AMD眼睛中顯著增加(P <0.001，圖8G)。
綜上，本研究表明，UHR SDOCT是一種有希望的模式，可以揭示與正常衰老和早期AMD病理相關(guān)的視網(wǎng)膜外改變。超高分辨率OCT有望為AMD的診斷、監(jiān)測進(jìn)展和治療反應(yīng)提供新的成像標(biāo)記，并能夠在體內(nèi)研究AMD的發(fā)病機(jī)制，加快未來的治療試驗(yàn)。