李明鏡 張福燕
年齡相關性黃斑變性(AMD)又稱老年性黃斑變性,是發達國家老年人嚴重不可逆轉視力喪失的主要原因,在美國,75歲以上的患者中,晚期疾病的發病率約為8%,30%將發生與早期疾病形式一致的退行性黃斑變化,隨著人類預期壽命的增加,這種疾病的患病率和嚴重程度可能會增加,預計AMD的流行率將在2020年之前增加50%以上,全球流行率估計為8.69%。AMD背后的確切病理生理機制仍有待探究,相關報道提示遺傳和環境因素影響其病因[1~5]。AMD存在兩種形式:非新生血管(干性、萎縮型)和新生血管(濕性、滲出型)。滲出性AMD是AMD的晚期階段,是較為少見的形式,但導致90%AMD患者的視力嚴重喪失,視力損害比干性AMD更嚴重[5,6]。因此,認識AMD分類、識別其病因和相關的危險因素及預防干性AMD向濕性AMD發展至關重要。
近年來,診斷AMD的檢測方法日益增多,包括傳統的眼底照相(fundus photograph)、熒光素眼 底 血 管 造 影(fundus fluorenscense angiography,FFA)、吲哚氰綠脈絡膜血管造影(indocyanine green angiography,ICGA)到光學相干斷層掃描(optical coherence tomography,OCT),FFA及 ICGA是診斷和鑒別AMD的金標準,但具有侵入性及風險性,且重復性差。而單幅OCT圖像僅能提供某一徑線的切面信息,不能反映病變的延展和范圍[7,8]。眼底自發熒光(fundus autofluorescence,FAF)代表了一種未被充分利用的快速、有效、無創,可重復性的成像方法,可以詳細了解視網膜色素上皮(RPE)的健康狀況 ,因為RPE損傷是AMD 疾病的標志,FAF在AMD的檢測、評估和監測中具有重要價值,已被用作臨床試驗的重點,正受到國內外眼科工作者的關注[9,10]。
自發熒光(AF)是存在于自然界中的一種物理現象,人體內細胞或體液,當受到一定波長的光照射,如紫外線光照射時,在極短的時間內就可發射出比照射光波稍長的一種光即可見光[7]。視網膜色素上皮位于視網膜神經感覺層和脈絡膜之間,大致呈六邊形,為單層細胞。它負責光感受器的著色外部片段的吞噬作用和溶酶體分解,在一生的過程中,每個RPE細胞將吞噬30億個外部細胞[11,12],該過程的副產物脂褐素(LF)存儲在溶酶體殘留物中。當被特定波長激發時發生AF,A2E是LF的主要熒光團,這些熒光團是內源性的,不需要注射任何染料即可獲得FAF圖像[11],A2E熒光團主要存在于感光細胞外節盤膜末梢端,在健康的人類視網膜正常生理代謝情況下,光感受器外段被RPE吞噬,消化,從而達到脂褐素在RPE細胞內積聚和清除的動態平衡。脂褐素通過光反應抑制溶酶體降解,并產生氧自由基,導致RPE的吞噬能力降低,并最終導致RPE細胞死亡和光感受器損失[13]。LF位于RPE中,是主要的熒光團,其吸收峰值激發波為470nm的藍光,并在600~610nm的峰值波長處發出黃綠色的光。二十年來,眼底AF成像最常見的方法是通過共聚焦掃描激光眼底鏡檢查(cSLO)[14],標準共焦眼底鏡的激發和發射濾光器分別為488nm(藍光)和500~520nm,因此cSLO-AF也稱為藍色AF或短波長(SW)-AF[11]。
2.1 正常眼底正常眼底黃斑中心凹由于中心凹的脂褐素含量較低[15],而葉黃素和黑色素的高濃度呈現低自發熒光改變,視盤區域中沒有脂褐素,因此視盤處無自發熒光,視網膜大血管由于血液吸收作用,因此視網膜血管自發熒光信號明顯減低[12],黃斑區域的自發熒光強度在距中央凹5°~15°最強,但仍低于外周視網膜,因為黃斑區域RPE細胞中LF含量較低,而黑色素含量較高[11]。
2.2 年齡相關性黃斑變性與自發熒光AREDS將AMD分為4級,AREDS 1級(無AMD):無或僅有很小的玻璃膜疣,直徑<63μm;AREDS 2級(早期AMD):同時存在多個小和少量中等大小玻璃膜疣(直徑63~124μm)或色素變化;AREDS 3級(中期AMD):至少有一個大的玻璃膜疣(125mm)和/或廣泛的中等大小玻璃疣和/或不涉及黃斑中心的地圖樣萎縮;AREDS 4級(進展期AMD):累及中心凹的RPE和脈絡膜毛細血管地圖樣萎縮;CNV,PED等,早期、中期、晚期AMD 5年內發展到進展期危險率分別為 1.3%、18%、43%[16,17]。The Beckman黃斑變性研究分級委員會將AMD分為3個階段:早期、中期和晚期[4,18]。早期和中期的AMD,表現為玻璃膜疣、色素改變及未侵及黃斑中心的地圖狀萎縮(Geographic Atrophy,GA);而晚期階段,表現為黃斑區可見地圖樣萎縮和 /或新生血管形成[3,7,19]。AMD根據臨床表現和病理改變分為兩型:非新生血管(干性,非滲出性)和新生血管(濕性,滲出性)[3]。非血管性AMD早期的臨床特征包括色素性RPE改變和玻璃疣,而地圖樣萎縮,被認為是非滲出性AMD的晚期階段。CNV是新生血管性AMD特征表現[20],雖然只有10%的AMD患者具有CNV,但卻可導致90%的患者失明[6]。脈絡膜新生血管根據位置不同可分為兩型:位于RPE下方(1型CNV),位于RPE上方(2型CNV)[11,17]。FAF被認為是監測非新生血管性AMD的重要工具,特別是監測萎縮區進展,被視為黃金標準[3,21]。FAF信號降低的原因為RPE細胞數量的減少或萎縮,RPE脂褐素密度降低,纖維化、色素、視網膜內液體的存在及血液的積累等。而FAF信號增加的情況包括:玻璃疣,RPE脂褐素積累過多等[11,12]。
2.2.1 非新生血管AMD的自發熒光
2.2.1.1 非血管性AMD早期 眼底彩照觀察到早期AMD表現為玻璃膜疣或是不規則色素沉著,與自發熒光表現不完全一致,玻璃膜疣在眼底自發熒光成像中可以表現為正常、增強或減弱熒光,原因可能是反映自發熒光的玻璃疣(A2E相關熒光團)的組成成分和大小,以及它們對上覆RPE的不均勻作用[4,7]。大玻璃疣更可能導致FAF變化,而小玻璃疣可能是異常自發熒光并且未被發現[21]。根據早期AMD的自發熒光圖像特點制定分類標準已成為近年來的關注方向。眼底自發熒光分類組(IFAG)描述了與早期AMD相關的一系列不同眼底自發熒光模式的分類方案,分為8種獨特的FAF模式,包括:正常型,微小變化型,局灶增加型,斑塊型,線型,花邊型,網狀型和斑點型[4,11,21,22]。有學者將基于主要IFAG模式的早期和中期AMD病例(特征是玻璃疣和色素變化)分類,發現具有斑塊狀、線狀和網狀圖案的眼睛中發展為脈絡膜新生血管的頻率明顯更高[4],因此,早期和中期AMD可以觀察到眼底自發熒光異常的各種模式,可以反映出不同階段和表型的預后價值。
2.2.1.2 非血管性AMD晚期 地圖樣萎縮被認為是非滲出性AMD的晚期階段,地圖樣萎縮逐漸損害非血管性AMD的中心視力。目前,沒有治療方案被批準用于地圖性萎縮,因此,預防和減緩現有萎縮的進展顯得尤為重要[23],FAF目前被視為監測萎縮區進展的黃金標準;一些學者認為,FAF也可以預測GA進展的速度[3],有證據表明自發熒光增加GA區域周邊500米左右的邊緣區域可用于區分疾病的快速和緩慢進展[12]。在地圖樣萎縮中,萎縮區域對應于RPE損失區域,因缺乏脂褐素而出現低或無自發熒光[17],地圖狀萎縮交界區脂褐素的積聚會導致FAF顯著增加,脂褐素過多的積聚RPE細胞發生凋亡的風險很高[15]。萎縮區可能被周圍增強的自發熒光包圍,代表著RPE細胞正在凋亡,以及萎縮的可變進展。病灶周邊出現的自發熒光的表型包括:無異常,局灶型,彌漫型,帶狀和斑狀。彌漫型又再分為以下幾類:網狀,分枝狀,滴流型,細粒狀和細顆粒狀。彌漫型(特別是滴流型)和帶狀與疾病進展的風險相關,進展為脈絡膜新生血管形或地圖樣萎縮的晚期風險明顯增加[4,11,21],2000年美國人口普查顯示,60~64歲、65~69歲、70~74歲、75~79歲、80歲以上者,地圖樣萎縮率分別為0.3%,0.5%,0.9%,1.8%,6.9%[17]。隨著年齡的增長,地圖樣萎縮率增加,因此監測萎縮區進展尤其重要,通過觀察自發熒光了解病變進展,監測及治療疾病。
2.2.2 新生血管AMD的自發熒光 CNV是新生血管性AMD特征表現,CNV定義是脈絡膜新生血管生長和侵襲Bruch膜[24]。基于新生血管形成的起因和程度,CNV病變可分為3型,1型:新生血管來自脈絡膜并位于RPE,2型:新生血管也來自脈絡膜,但突破RPE位于其上,3型:新生血管位于內側,源自視網膜動脈,3型CNV也被稱為視網膜血管增生(RAP)[21,24,25],CNV具有以下特征:出血,滲出,RPE或視網膜脫離,盤狀瘢痕,這些特征與新生血管AMD視力喪失有關,表現錯綜復雜,不同階段病變自發熒光表現不同。視網膜下漿液對應的區域表現為增強的自發熒光,而出血、滲出和纖維血管膜表現為低自發熒光。瘢痕對應病變則顯示為不均勻低自體熒光,被明顯的強熒光包圍[4]。AF可以了解RPE細胞的完整性,被認為在研究CNV的成因和發展過程中提供了一些線索。研究發現,早期CNV患者的自發熒光信號是正常的,意味著RPE細胞活力基本存在,隨著時間推移,大多數CNV病灶自發熒光減弱,而中晚期CNV表現為大片弱熒光,可能與光感受器缺失、RPE細胞瘢痕化有關[4,7,8,10,26]。
根據熒光血管造影(FA)可將CNV分為3種類型:經典型,隱匿型和混合型。經典型CNV對應于FA上的早期熒光素滲漏,明確的高熒滲漏點,邊緣清楚,SD OCT上定位在RPE上方,這種模式與II型CNV相關。而隱匿型CNV局限于RPE以下的區域(I型CNV),對應于FA的晚期熒光素滲漏,邊緣模糊,不確定滲漏點。混合型則具有兩者的表現[17,24,26]。
經典的脈絡膜新生血管病灶中心區呈現低自發熒光,病灶周圍34%~50%被高AF的薄暈包圍。觀察到的暈圈可能與周圍的RPE細胞的增生、增殖或巨噬細胞的存在有關[4,8]。隱匿型CNV的眼底自發熒光圖像顯示不規則(增加和減弱)眼底自發熒光信號,這些病灶代表對應區域的RPE損傷或損失。混合型表現為彌漫性低熒光伴不規則熒光[4]。
眼底自發熒光技術是這幾年迅速發展的技術,具有無創性、重復性、非侵入性等優勢,且能反映RPE細胞功能及代謝狀況。AMD嚴重危害人類視力,導致視力不可逆轉的損害,因此早期診斷該疾病、監測疾病進展及治療顯得尤為重要。眼底自發熒光與AMD具有臨床相關性,RPE損傷是AMD疾病的標志,動態觀察眼底自發熒光的強度的改變及空間分布,可以幫助眼科醫生認識疾病AMD,并及早做出干預與治療,減少或延緩該疾病的發展。但因該疾病中自發熒光的表現復雜多變,同一疾病不同階段具有不同的自發熒光表現,而不同疾病又可表現相似,我國目前多自發熒光的分類無明確的標準,還需大量、系統、規范的臨床研究支撐,并制定出符合我國的AMD自發熒光診斷標準。
1 Fangfang Qiu,Zhen Liu,Yueping Zhou,et al.Decreased Circulating Levels of Dickkopf-1 in Patients with Exudative Age-related Macular Degeneration[J]. Scientific Reports,2017,7(1263):1-9
2 Peter JF,Michael LK.Update on the role of genetics in the onset of age-related macular degeneration[J].Clinical Ophthalmology,2011,5:1127-1133
3 Katayoon B,Ebrahimi,James T.Handa.Lipids,Lipoproteins, and Age Related Macular Degeneration[J].Journal of Lipids,2011,2011:1-14
4 Angelica Ly,Lisa Nivison-Smith,Nagi Assaad,et al.Fundus Autofluorescence in Age-related Macular Degeneration[J].Optometry and Vision Science,2017,94(2):246-259
5 Kenan Olcay,Akn akr,Murat Snmez,et al.Analysing the Progression Rates of Macular Lesions with Autofluorescence Imaging Modes in Dry Age-Related Macular Degeneration[J].Turk J Ophthalmol,2015,45:235-238
6 Lorah T,Perlee,Ph D,et al.Inclusion of Genotype with Fundus Phenotype Improves Accuracy of Predicting Choroidal Neovascularization and Geographic Atrophy[J].Ophthalmology,2013,120(9):1880-1892
7 宣懿,彭清.眼底自發熒光技術在診斷年齡相關性黃斑變性中的應用 [J].中國實用眼科雜志,2010,28(3):209-212
8 徐曉莉,張喜梅.眼底自發熒光技術在濕性年齡相關性黃斑變性診斷中的應用 [J].國際眼科縱覽,2015,39(1):25-29
9 Janet R,Sparrow,Tobias Duncker.Fundus Autofluorescence and RPE Lipofuscin in Age-Related Macular Degeneration[J].Journal of Clinical Medicine,2014,3:1302-1321
10 董洋,彭清.滲出性年齡相關性黃斑變性患者眼底自發熒光的特點 [J].山西醫科大學學報,2011,42(12):993-997
11 Andrea Gabai,Daniele Veritti,Paolo Lanzetta.Fundus autofluorescence applications in retinal imaging[J].Indian J Ophthalmol,2015,63(5):406-415
12 Yasir J,Sepah,MBBS,et al.Fundus autofluorescence imaging:Fundamentals and clinical relevance[J].Saudi Journal of Ophthalmology,2014,28:111-116
13 Ahmed Samy,Sue Lightman,Filis Ismetova,et al.Role of Autofluorescence in Inflammatory/Infective Diseases of the Retina and Choroid[J].Journal of Ophthalmology,2014:1-9
14 Jonathan P,Greenberg,Tobias Duncker,et al.Quantitative Fundus Autofluorescence in Healthy Eyes[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2013,54:5684-5693
15 蘇蘭萍,彭錫嘉.萎縮性黃斑變性的眼底自發熒光特征[J].中華實用眼科雜志,2011,29(4):363-366
16 黎曉新,王寧利.眼科學[M].北京:人民衛生出版社,2016:234
17 Yoshihiro,Yonekawa,Ivana K. Clinical Characteristics and Current Treatment of Age-Related Macular Degeneration[J].Cold Spring Harb Perspect Med,2015,5:a017178
18 Ronald P Danis,Jeremy A Lavine,Amitha Domalpally.Geographic atrophy in patients with advanced dry age-related macular degeneration:current challenges and future prospects[J].Clinical Ophthalmology,2015,9:2159-2174
19 Catherine Bowes Rickman, Sina Farsiu,Cynthia A. Toth,et al.Dry Age-Related Macular Degeneration: Mechanisms,Therapeutic Targets, and Imaging[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2013,54(14):68-80
20 Kang Liu,Bolin Xie.Today and Future of Age-Related Macular Degeneration[J].ISRN Ophthalmology,2012:1-9
21 Madeline Yung,Michael A,Klufas,et al. Clinical applications of fundus autofluorescence in retinal disease[J].International Journal of Retina and Vitreous,2016,2:12
22 Frank G,Holz,Julia S,et al.Fundus autofluorescence imaging in dry AMD: 2014 Jules Gonin lecture of the Retina Research Foundation[J].Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol,2015,253:7-16
23 Francesco Bandello,Riccardo Sacconi,Lea Querques,et al.Recent advances in the management of dry age-related macular degeneration:A review[J]. Research,2017,6:245
24 Patrick Kaszubski,BS,Tal Ben Ami,et al.Geographic Atrophy and Choroidal Neovascularization in the Same Eye:A Review[J].Ophthalmic Res,2016,55(4):185-193
25 CJi Young Lee,Hyewon Chung,Hyung Chan Kim.Changes in Fundus Autofluorescence after Anti-vascular Endothelial Growth Factor According to the Type of Choroidal Neovascularization in Age-related Macular Degeneration[J].Korean J Ophthalmol,2016,30(1):17-24
26 Vikki A McBain,John Townend,Noemi Lois.Fundus auto fluorescence in exudative age-related macular degeneration[J].Br J Ophthalmol,2007,91:491-496