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视网膜微血管可作为预测急性高原病潜在生物学指标

Peer-Reviewed Publication

Science China Press

一名诊断为急性高原病(路易斯湖评分=4)眼部表现

image: 上一行代表海平面眼部表现,下一行代表急性暴露于模拟海拔4000m眼部改变,A&B提示视神经周围蛛网膜下腔间隙增宽;E&F提示神经纤维层厚度增加;G/H提示盘周毛细血管血流密度增加 view more 

Credit: ©《中国科学》杂志社

近日,《中国科学:生命科学》杂志在线发表了首都医科大学附属北京同仁医院谢媛博士、王宁利教授团队研究成果,该团队提出基于相干光血管成像技术测量盘周毛细血管密度改变可作为急性高原病预警指标。

视网膜神经-血管与大脑一脉相承,且是全身唯一可以无创且直接观察血管的窗户。因此视网膜影像学检查在中枢神经系统疾病中预警作用受到很多学者的关注。

我国是世界上高原面积最广袤的国家,如今,越来越多的平原人进驻高原地区。高原低压低氧环境为这些进驻的平原人带来严峻挑战,其中 25%-50%会发生急性高原病(Acute Mountain Sickness, AMS),1%AMS会从不典型症状发展为致死性的高原性脑水肿。AMS早期发病机制主要为大脑血管调节性障碍,导致毛细血管灌注压增加引起血管源性脑水肿,而最佳干预节点是在发生大脑器质性改变之前。但由于技术限制,目前大脑血管检测尚局限在大血管,缺乏微血管检测手段。

研究团队拟探索是否可以通过视网膜微血管成像技术预测急性高原病发生。团队利用低压舱模拟海拔4000m低压低氧环境,采用经典AMS诊断标准路易斯湖评分表(Lake Louise Questionnaire Score,LL-S),并利用多模态眼科影像学检查评估视网膜神经-血管单元改变,研究早期AMS(3≤LL-S≤5)与视网膜神经-血管单元改变的关系。

由于脑血管与视网膜血管胚胎发育及解剖生理一脉相承,该研究利用相干光断层扫描血流成像技术(Optical coherence tomography angiography ,OCTA),将视网膜黄斑区、视盘区分层定量测量视网膜毛细血管血流密度。视网膜神经纤维层(Retinal nerve fiber layers ,RNFL)同脑白质都由神经细胞发出的轴突组成,因此该研究利用光学相干断层扫描(Optical coherence tomography,OCT)测量RNFL厚度。研究团队前期发现视神经周围蛛网膜下腔面积(The area of the optic nerve subarachnoid space, ONSASA)与颅内压显著相关,因此,该研究利用B超测量ONSASA以间接评估脑脊液压力变化。结果提示急性低压低氧暴露引起ONSASA增宽,RNFL增厚以及盘周毛细血管(Retinal radial peripapillary capillary,RPC)血流密度增加。在这一系列眼部改变中,AMS(+)较AMS(-)者鼻侧RPC血流密度改变幅度更大(AMS(+), ∆3.21 ± 2.37; AMS(-), ∆0.01 ± 2.16, p = 0.004),RNFL厚度与ONSASA在两组间无显著性差异。RPC血流密度与AMS显著相关,且其预测早期AMS的ROC曲线下面积可达0.882 (95% CI, 0.746–0.998)。由于盘周毛细血管长且直,很少互相交通,更重要的是其起始于视网膜深层小动脉,流入到视神经内的小静脉,因此可同时受到低氧与视神经周围脑脊液压力改变的影响,因此对中枢神经系统疾病更加敏感。研究结果进一步证实毛细血管灌注压增加为早期AMS发病重要的机制,OCTA测量视网膜毛细血管血流密度尤其是盘周毛细血管血流密度可能成为预测AMS发生发展的潜在生物学指标。此结果为眼底影像学检查在脑血管疾病诊治中的作用奠定基础。


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