无视网膜病变的糖尿病患者视网膜血管和神经变化分析：基于OCTA的研究△

杨晋 贾凡 王淑娜 李娜 李艳

糖尿病视网膜病变(DR)在过去被认为是视网膜微血管并发症，现在它更多地被理解为视网膜血管-神经疾病。越来越多的研究表明，糖尿病视网膜神经病变(DRN)可能是DR的一个独立的病理改变[1-3]。DR患者确切的视网膜血管-神经损伤机制尚未完全阐明。糖尿病引起的代谢改变导致兴奋性毒性代谢产物水平的增加、神经营养因子水平的降低和氧化应激的增强等都可能导致DRN[4-5]。虽然很多研究都报道了DRN发生于微血管病变之前，但是它与微血管病变的关系仍存在争议[6]。目前对于DR的治疗手段包括全视网膜激光光凝、玻璃体内注射抗血管内皮生长因子(VEGF)药物、玻璃体内注射类固醇药物以及玻璃体切割手术等，但它们都只应用于相对较晚期的患者，且都是针对视网膜微血管病变的治疗策略[7]。因此，找到一种早期检测DR患者视网膜变化的方法颇具意义。本研究应用光学相干断层扫描血管成像(OCTA)检测无糖尿病视网膜病变(NDR)患者的视网膜神经和血管参数，探讨NDR的糖尿病患者早期视网膜神经和血管损伤情况。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2019年3月至2020年1月就诊于潍坊医学院附属医院眼科中心的63例NDR的2型糖尿病患者作为NDR组。患者纳入标准：(1)无临床可见的DR；(2)由我院内分泌科医师根据美国糖尿病学会糖尿病诊断标准确定为2型糖尿病；(3)除2型糖尿病外，无其他全身疾病；(4)等效球镜度为-3.00～+3.00 D,眼轴长度为22～25 mm。排除标准：(1)屈光间质混浊影响眼底观察者；(2)有眼部手术史者；(3)OCTA成像质量差(<6)者。选取同期健康体检者30名作为对照组，对照组选取标准:(1)年龄小于70岁的健康成年人；(2)等效球镜度为-3.00～+3.00 D,眼轴长度为 22～25 mm；(3)经裂隙灯、眼底检查无眼部疾患，且最佳矫正视力≥1.0；(4)无全身性疾病。双眼符合入选标准者随机选取一眼进行研究。本研究符合《赫尔辛基宣言》要求，经潍坊医学院附属医院伦理委员会审核批准，患者均知情同意，并签署知情同意书。

1.2 方法对两组入选者均行最佳矫正视力、眼压、裂隙灯、眼底、眼轴长度(IOL Master 700，Carl Zeiss)、OCTA(美国Optovue)等检查。用OCTA测定黄斑区3.0 mm×3.0 mm区域和视盘区4.5 mm×4.5 mm区域，采用频宽50 nm的840 nm光源，单次的OCTA图像采集包括了1次水平扫描叠加1次垂直扫描。系统软件自动生成浅层毛细血管丛(SCP)和深层毛细血管丛(DCP),SCP是从内界膜延伸到内丛状层10 μm，DCP是从内丛状层以上10 μm延伸到外丛状层下10 μm。软件自动拟合黄斑中心凹，形成直径1.0 mm的圆，旁中心凹区为与中心凹同心的直径3.0 mm圆环。系统自动探测中央凹无血管区(FAZ)面积和FAZ旁300 μm的血流密度(FD300)，FD300为围绕FAZ的300 μm宽度环内的血流密度(VD)。系统将视盘周围区域分为上方颞侧、上方鼻侧、鼻上、鼻下、下方鼻侧、下方颞侧、颞下、颞上等 8 个区域(图1)。由系统软件分析各区域视网膜神经纤维层(RNFL)厚度。系统自动计算黄斑区整体丢失体积(GLV)、局部丢失体积(FLV)、神经节细胞复合体(GCC)厚度等数据，测量SCP和DCP的VD值。

图1 NDR患者黄斑区和视盘区的OCTA图像 A：黄斑区分区(SCP)；B：黄斑区分区(DCP)；C：FAZ面积及FD300(SCP);D：视盘周围分区及各区RNFL厚度(图内数据单位：μm)。

2 结果

2.1 入选者基本资料NDR组患者63例63眼，其中，男26例、女37例，年龄21～79(49.27±11.07)岁，左眼27眼、右眼36眼，眼压11.2～21.0(16.82±2.77)mmHg(1 kPa=7.5 mmHg)；对照组入选者30人30眼，其中，男16人、女14人，年龄18～69(49.30±15.18)岁，左眼14眼、右眼16眼，眼压12.3～20.5(16.39±2.22)mmHg；两组年龄、性别、眼别、眼压相比差异均无统计学意义(t=-0.010,P=0.992;χ2=1.194,P=0.274;χ2=0.120,P=0.729;t=-0.744,P=0.459)。

2.2 OCTA 测量黄斑区结果NDR组和对照组入选眼在黄斑区的OCTA测量结果见表1。NDR组入选眼SCP的旁中心凹区的VD较对照组降低，GCC厚度较对照组变薄，GLV较对照组增高，差异均有统计学意义(均为P<0.05)，两组入选眼间FAZ面积、FD300、FLV、SCP的整体和中心凹区的VD及DCP的整体、中心凹区、旁中心凹区的VD差异均无统计学意义(均为P>0.05)。

表1 NDR组和对照组入选眼黄斑区的OCTA 测量结果

2.3 OCTA 测量视盘周围区域RNFL厚度NDR组和对照组入选眼视盘周围区域的OCTA测量结果见表2。NDR组入选眼视盘周围下方鼻侧区域的RNFL厚度较对照组明显变薄(P=0.022)。两组入选眼在其余区域的RNFL厚度差异均无统计学意义(均为P>0.05)。

表2 NDR组和对照组入选眼视盘周围区域不同部位RNFL厚度

2.4 相关性分析NDR组入选眼GCC厚度、GLV、FLV与各血管参数的相关性分析结果见表3。GCC厚度与SCP的整体、旁中心凹区的VD均呈正相关(均为P<0.05)，GLV与SCP的整体、旁中心凹区的VD均呈负相关(均为P<0.05)，FLV与SCP的整体、旁中心凹区的VD以及DCP的中心凹区的VD均呈负相关(均为P<0.05)。NDR组患者糖尿病病程与患眼GCC厚度、GLV、FLV均无相关性(均为P>0.05)。

表3 NDR组入选眼GCC厚度、FLV、GLV与各血管参数的相关性分析

3 讨论

DR的分期与诊断都依赖于眼底血管病变，而DRN在视网膜显著血管病变之前可能已经出现。OCTA是一种新型、无创的检测手段，可以用于量化视网膜血管、神经改变，用于检测DR患者的病情进展。已有研究报道了NDR患者存在GCC厚度减少、RNFL厚度减少和VD降低等视网膜微结构改变[8-10]。本研究的结果显示，NDR组入选眼SCP的旁中心凹区的VD较对照组降低，黄斑区GCC厚度较对照组明显变薄，GLV较对照组明显增高，视盘下方鼻侧区域的RNFL厚度较对照组明显变薄。我们进一步分析了NDR组入选眼视网膜神经参数与血管参数的相关性，发现GCC厚度与SCP的整体、旁中心凹区的VD均呈正相关，FLV、GLV与SCP的整体、旁中心凹区的VD均呈负相关，FLV与DCP的中心凹区的VD呈负相关。

DR过去被认为是一种视网膜的血管病变，它的诊断、分期标准都是基于视网膜的血管变化制定的。Al-Sheikh等[11]报道了在非增生型DR(NPDR)时期患眼SCP的VD较对照组降低，认为DR患者早期的SCP的无灌注区较DCP更大。Kim等[12]报道显示，NPDR时期的SCP的VD较对照组降低，认为SCP较DCP不易出现分层误差，SCP的VD是早期DR的敏感血管参数。本研究只纳入了NDR患者，发现NDR患眼SCP的旁中心凹VD降低，DCP则无明显变化，提示在没有出现临床可见的DR前，糖尿病患者视网膜浅层血管已经出现了VD的改变。视网膜浅层血管较深层血管更粗大，血管网的范围也更宽广，糖尿病患者微血管改变首先可能出现在浅层视网膜[13]。NDR患者已经开始出现黄斑区血管密度的改变，旁中心凹区可能是DR患者血管改变的敏感部位。

GCC由RNFL、神经节细胞层和内丛状层构成，RNFL由神经节细胞突触形成，RNFL和GCC的厚度可以反映神经节细胞的功能状态。GLV测量的是整个GCC中的平均GCC丢失数量，算出的是平均GCC厚度丢失百分比。有报道表明，NDR患眼的GCC厚度明显变薄，且与病程呈负相关[10,14]。本研究我们测得NDR组患眼GCC厚度较对照组明显变薄，GLV明显增高，与既往研究结果一致，但和病程没有明显的相关性。Vujosevic等[15]报道了NDR患眼的RNFL厚度在视盘周围的下方区域明显变薄,本研究我们测得NDR组患眼RNFL厚度在视盘周围的下方鼻侧区域明显变薄，二者结论基本一致。有研究表明，视盘下方区域视网膜对于缺氧最敏感[9]，下方鼻侧区域的视网膜对于高糖可能更为敏感，可能是DR早期神经改变的起始区域。RNFL厚度的变薄是早期DRN的一个指标，可能与高血糖诱导的直接毒性和微血管功能不全有关，神经节细胞首先受到高糖影响而发生凋亡，进而导致RNFL厚度变薄[13,16]。

本研究结果发现，NDR患者的视网膜神经结构已发生了明显改变，黄斑区GCC厚度明显减少，GLV明显增高，下方鼻侧区域的RNFL厚度明显变薄，但是其血管变化仅仅表现为SCP的旁中心凹区的VD降低，考虑糖尿病神经病变可能较糖尿病血管病变发病更早。Rossino等[4]认为神经元是视网膜最为敏感的细胞，在环境发生变化时最先受到影响。Kim等[17]发现黄斑神经节细胞内丛状层变薄出现在DR患者的微血管改变之前。我们进一步分析了视网膜神经参数与血管参数的相关性，发现GCC厚度与SCP的整体、旁中心凹区的VD均呈正相关，FLV、GLV与SCP的整体、旁中心凹区的VD均呈负相关。视网膜神经结构的改变与血管血流密度的改变具有相关性，高糖环境对视网膜血管和神经都会造成损伤，而神经损伤之后，也会进一步继发微血管的改变。FLV与DCP的中心凹区的VD呈负相关。NDR患者DCP的VD虽然没有出现明显变化，但是与FLV已经存在相关性。

近年来，越来越多的文献报道了DRN是DR进程中的一个早期事件[8,18]。在高血糖环境中，视网膜完整的神经血管单元受到影响，神经炎症、神经胶质细胞发生增生或激活。免疫系统的激活使谷氨酸能神经元和多巴胺能神经递质信号转导发生改变，降低突触蛋白表达，改变了神经胶质细胞的功能，而谷氨酸的积累和神经保护因子的减少会激活VEGF，破坏血-视网膜屏障[4,8,19-20]。氧化应激等因素会引起线粒体DNA损伤、血管的功能障碍等，导致血管渗漏甚至新生血管形成[21]。神经应激和细胞凋亡使神经胶质细胞反应性增生，过度增生的胶质细胞持续分泌炎症细胞因子、细胞毒性分子和血管生长因子，会使得微血管功能障碍和神经损伤不断加重[19,22-25]。因此，在DR的早期进行神经保护治疗可能减轻DRN和DRN继发的微血管损伤。

本研究的样本数量有限，还需进一步扩大样本量，以验证GLV、GCC厚度和RNFL厚度在DR早期病变中的价值。OCTA能量化黄斑和视盘中的神经和血管损伤，对早期检测糖尿病患者的视网膜改变有重要意义。NDR时期已经出现视网膜神经损害，GLV、GCC厚度和RNFL厚度可能是早期DR的监测指标。早期进行神经保护治疗可能是DR的一种新的治疗策略。