眼底自发荧光技术在年龄相关性黄斑变性中的应用

李明镜 张福燕

年龄相关性黄斑变性（AMD）又称老年性黄斑变性，是发达国家老年人严重不可逆转视力丧失的主要原因，在美国，75岁以上的患者中，晚期疾病的发病率约为8%，30%将发生与早期疾病形式一致的退行性黄斑变化，随着人类预期寿命的增加，这种疾病的患病率和严重程度可能会增加，预计AMD的流行率将在2020年之前增加50%以上，全球流行率估计为8.69%。AMD背后的确切病理生理机制仍有待探究，相关报道提示遗传和环境因素影响其病因[1～5]。AMD存在两种形式：非新生血管（干性、萎缩型）和新生血管（湿性、渗出型）。渗出性AMD是AMD的晚期阶段，是较为少见的形式，但导致90%AMD患者的视力严重丧失，视力损害比干性AMD更严重[5，6]。因此，认识AMD分类、识别其病因和相关的危险因素及预防干性AMD向湿性AMD发展至关重要。

近年来，诊断AMD的检测方法日益增多，包括传统的眼底照相（fundus photograph）、荧光素眼 底 血 管 造 影（fundus fluorenscense angiography，FFA）、吲哚氰绿脉络膜血管造影（indocyanine green angiography，ICGA）到光学相干断层扫描（optical coherence tomography，OCT），FFA及 ICGA是诊断和鉴别AMD的金标准，但具有侵入性及风险性，且重复性差。而单幅OCT图像仅能提供某一径线的切面信息，不能反映病变的延展和范围[7，8]。眼底自发荧光（fundus autofluorescence，FAF）代表了一种未被充分利用的快速、有效、无创，可重复性的成像方法，可以详细了解视网膜色素上皮（RPE）的健康状况 ，因为RPE损伤是AMD 疾病的标志，FAF在AMD的检测、评估和监测中具有重要价值，已被用作临床试验的重点，正受到国内外眼科工作者的关注[9，10]。

1 自发荧光的原理

自发荧光（AF）是存在于自然界中的一种物理现象，人体内细胞或体液，当受到一定波长的光照射，如紫外线光照射时，在极短的时间内就可发射出比照射光波稍长的一种光即可见光[7]。视网膜色素上皮位于视网膜神经感觉层和脉络膜之间，大致呈六边形，为单层细胞。它负责光感受器的着色外部片段的吞噬作用和溶酶体分解，在一生的过程中，每个RPE细胞将吞噬30亿个外部细胞[11，12]，该过程的副产物脂褐素（LF）存储在溶酶体残留物中。当被特定波长激发时发生AF，A2E是LF的主要荧光团，这些荧光团是内源性的，不需要注射任何染料即可获得FAF图像[11]，A2E荧光团主要存在于感光细胞外节盘膜末梢端，在健康的人类视网膜正常生理代谢情况下，光感受器外段被RPE吞噬，消化，从而达到脂褐素在RPE细胞内积聚和清除的动态平衡。脂褐素通过光反应抑制溶酶体降解，并产生氧自由基，导致RPE的吞噬能力降低，并最终导致RPE细胞死亡和光感受器损失[13]。LF位于RPE中，是主要的荧光团，其吸收峰值激发波为470nm的蓝光，并在600～610nm的峰值波长处发出黄绿色的光。二十年来，眼底AF成像最常见的方法是通过共聚焦扫描激光眼底镜检查（cSLO）[14]，标准共焦眼底镜的激发和发射滤光器分别为488nm（蓝光）和500～520nm，因此cSLO-AF也称为蓝色AF或短波长（SW）-AF[11]。

2 自发荧光的表现

2.1 正常眼底正常眼底黄斑中心凹由于中心凹的脂褐素含量较低[15]，而叶黄素和黑色素的高浓度呈现低自发荧光改变，视盘区域中没有脂褐素，因此视盘处无自发荧光，视网膜大血管由于血液吸收作用，因此视网膜血管自发荧光信号明显减低[12]，黄斑区域的自发荧光强度在距中央凹5°～15°最强，但仍低于外周视网膜，因为黄斑区域RPE细胞中LF含量较低，而黑色素含量较高[11]。

2.2 年龄相关性黄斑变性与自发荧光AREDS将AMD分为4级，AREDS 1级（无AMD）：无或仅有很小的玻璃膜疣，直径<63μm；AREDS 2级（早期AMD）：同时存在多个小和少量中等大小玻璃膜疣（直径63～124μm）或色素变化；AREDS 3级（中期AMD）：至少有一个大的玻璃膜疣（125mm）和/或广泛的中等大小玻璃疣和/或不涉及黄斑中心的地图样萎缩；AREDS 4级（进展期AMD）：累及中心凹的RPE和脉络膜毛细血管地图样萎缩；CNV，PED等，早期、中期、晚期AMD 5年内发展到进展期危险率分别为 1.3%、18%、43%[16，17]。The Beckman黄斑变性研究分级委员会将AMD分为3个阶段：早期、中期和晚期[4，18]。早期和中期的AMD，表现为玻璃膜疣、色素改变及未侵及黄斑中心的地图状萎缩（Geographic Atrophy，GA）；而晚期阶段，表现为黄斑区可见地图样萎缩和 /或新生血管形成[3，7，19]。AMD根据临床表现和病理改变分为两型：非新生血管（干性，非渗出性）和新生血管（湿性，渗出性）[3]。非血管性AMD早期的临床特征包括色素性RPE改变和玻璃疣，而地图样萎缩，被认为是非渗出性AMD的晚期阶段。CNV是新生血管性AMD特征表现[20]，虽然只有10%的AMD患者具有CNV，但却可导致90%的患者失明[6]。脉络膜新生血管根据位置不同可分为两型：位于RPE下方（1型CNV），位于RPE上方（2型CNV）[11，17]。FAF被认为是监测非新生血管性AMD的重要工具，特别是监测萎缩区进展，被视为黄金标准[3，21]。FAF信号降低的原因为RPE细胞数量的减少或萎缩，RPE脂褐素密度降低，纤维化、色素、视网膜内液体的存在及血液的积累等。而FAF信号增加的情况包括：玻璃疣，RPE脂褐素积累过多等[11，12]。

2.2.1 非新生血管AMD的自发荧光

2.2.1.1 非血管性AMD早期 眼底彩照观察到早期AMD表现为玻璃膜疣或是不规则色素沉着，与自发荧光表现不完全一致，玻璃膜疣在眼底自发荧光成像中可以表现为正常、增强或减弱荧光，原因可能是反映自发荧光的玻璃疣（A2E相关荧光团）的组成成分和大小，以及它们对上覆RPE的不均匀作用[4，7]。大玻璃疣更可能导致FAF变化，而小玻璃疣可能是异常自发荧光并且未被发现[21]。根据早期AMD的自发荧光图像特点制定分类标准已成为近年来的关注方向。眼底自发荧光分类组（IFAG）描述了与早期AMD相关的一系列不同眼底自发荧光模式的分类方案，分为8种独特的FAF模式，包括：正常型，微小变化型，局灶增加型，斑块型，线型，花边型，网状型和斑点型[4，11，21，22]。有学者将基于主要IFAG模式的早期和中期AMD病例（特征是玻璃疣和色素变化）分类，发现具有斑块状、线状和网状图案的眼睛中发展为脉络膜新生血管的频率明显更高[4]，因此，早期和中期AMD可以观察到眼底自发荧光异常的各种模式，可以反映出不同阶段和表型的预后价值。

2.2.1.2 非血管性AMD晚期 地图样萎缩被认为是非渗出性AMD的晚期阶段，地图样萎缩逐渐损害非血管性AMD的中心视力。目前，没有治疗方案被批准用于地图性萎缩，因此，预防和减缓现有萎缩的进展显得尤为重要[23]，FAF目前被视为监测萎缩区进展的黄金标准;一些学者认为，FAF也可以预测GA进展的速度[3]，有证据表明自发荧光增加GA区域周边500米左右的边缘区域可用于区分疾病的快速和缓慢进展[12]。在地图样萎缩中，萎缩区域对应于RPE损失区域，因缺乏脂褐素而出现低或无自发荧光[17]，地图状萎缩交界区脂褐素的积聚会导致FAF显著增加，脂褐素过多的积聚RPE细胞发生凋亡的风险很高[15]。萎缩区可能被周围增强的自发荧光包围，代表着RPE细胞正在凋亡，以及萎缩的可变进展。病灶周边出现的自发荧光的表型包括：无异常，局灶型，弥漫型，带状和斑状。弥漫型又再分为以下几类：网状，分枝状，滴流型，细粒状和细颗粒状。弥漫型（特别是滴流型）和带状与疾病进展的风险相关，进展为脉络膜新生血管形或地图样萎缩的晚期风险明显增加[4，11，21]，2000年美国人口普查显示，60～64岁、65～69岁、70～74岁、75～79岁、80岁以上者，地图样萎缩率分别为0.3%，0.5%，0.9%，1.8%，6.9%[17]。随着年龄的增长，地图样萎缩率增加，因此监测萎缩区进展尤其重要，通过观察自发荧光了解病变进展，监测及治疗疾病。

2.2.2 新生血管AMD的自发荧光 CNV是新生血管性AMD特征表现，CNV定义是脉络膜新生血管生长和侵袭Bruch膜[24]。基于新生血管形成的起因和程度，CNV病变可分为3型，1型：新生血管来自脉络膜并位于RPE，2型：新生血管也来自脉络膜，但突破RPE位于其上，3型：新生血管位于内侧，源自视网膜动脉，3型CNV也被称为视网膜血管增生（RAP）[21，24，25]，CNV具有以下特征：出血，渗出，RPE或视网膜脱离，盘状瘢痕，这些特征与新生血管AMD视力丧失有关，表现错综复杂，不同阶段病变自发荧光表现不同。视网膜下浆液对应的区域表现为增强的自发荧光，而出血、渗出和纤维血管膜表现为低自发荧光。瘢痕对应病变则显示为不均匀低自体荧光，被明显的强荧光包围[4]。AF可以了解RPE细胞的完整性，被认为在研究CNV的成因和发展过程中提供了一些线索。研究发现，早期CNV患者的自发荧光信号是正常的，意味着RPE细胞活力基本存在，随着时间推移，大多数CNV病灶自发荧光减弱，而中晚期CNV表现为大片弱荧光，可能与光感受器缺失、RPE细胞瘢痕化有关[4，7，8，10，26]。

根据荧光血管造影（FA）可将CNV分为3种类型：经典型，隐匿型和混合型。经典型CNV对应于FA上的早期荧光素渗漏，明确的高荧渗漏点，边缘清楚，SD OCT上定位在RPE上方，这种模式与II型CNV相关。而隐匿型CNV局限于RPE以下的区域（I型CNV），对应于FA的晚期荧光素渗漏，边缘模糊，不确定渗漏点。混合型则具有两者的表现[17，24，26]。

经典的脉络膜新生血管病灶中心区呈现低自发荧光，病灶周围34%～50%被高AF的薄晕包围。观察到的晕圈可能与周围的RPE细胞的增生、增殖或巨噬细胞的存在有关[4，8]。隐匿型CNV的眼底自发荧光图像显示不规则（增加和减弱）眼底自发荧光信号，这些病灶代表对应区域的RPE损伤或损失。混合型表现为弥漫性低荧光伴不规则荧光[4]。

3 展望

眼底自发荧光技术是这几年迅速发展的技术，具有无创性、重复性、非侵入性等优势，且能反映RPE细胞功能及代谢状况。AMD严重危害人类视力，导致视力不可逆转的损害，因此早期诊断该疾病、监测疾病进展及治疗显得尤为重要。眼底自发荧光与AMD具有临床相关性，RPE损伤是AMD疾病的标志，动态观察眼底自发荧光的强度的改变及空间分布，可以帮助眼科医生认识疾病AMD，并及早做出干预与治疗，减少或延缓该疾病的发展。但因该疾病中自发荧光的表现复杂多变，同一疾病不同阶段具有不同的自发荧光表现，而不同疾病又可表现相似，我国目前多自发荧光的分类无明确的标准，还需大量、系统、规范的临床研究支撑，并制定出符合我国的AMD自发荧光诊断标准。

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.眼底自发荧光技术在诊断年龄相关性黄斑变性中的应用 [J].中国实用眼科杂志，2010，28（3）：209-212

8 徐晓莉，张喜梅.眼底自发荧光技术在湿性年龄相关性黄斑变性诊断中的应用 [J].国际眼科纵览，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.渗出性年龄相关性黄斑变性患者眼底自发荧光的特点 [J].山西医科大学学报，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 苏兰萍，彭锡嘉.萎缩性黄斑变性的眼底自发荧光特征[J].中华实用眼科杂志，2011，29（4）：363-366

16 黎晓新，王宁利.眼科学[M].北京：人民卫生出版社，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