阈值下微脉冲激光在眼底疾病中的应用

朱柯宇 孔 玮 聂莹莹 唐 雯 段俊国

自Meyer-Schwickerath[1]首次进行激光光凝试验后，近几十年来激光设备不断创新，体积不断缩小，功率逐渐增强，使用范围越来越广，操作也更加便捷。经典的激光光凝方式由于其自身特点产生的短时高温效应，不仅使光凝处组织瞬间凝固坏死，而且热量通过横向和纵向方式向周边传导，导致周边色素上皮层(retinal pigment epithelium，RPE)、脉络膜、神经上皮层组织坏死。其作用机制多认为是通过破坏周边视网膜组织，减少总耗氧量，从而保证黄斑区的供血和改善包括血管内皮生长因子在内的血管因子的产量，以此达到治疗目的，具体机制尚不能完全确定[2]。此外，激光光凝方式存在因激光斑随时间进展扩大而使相邻光斑不断融合损伤视功能，从而导致视力、对比敏感度下降和视野缺损，产生视网膜纤维增殖膜、新生血管等风险。因此，激光光凝是一种损伤性的治疗方式，其破坏了组织结构并有并发症发生风险，导致不能进行多次重复性治疗，且黄斑病变是导致视力障碍的主要因素，上述特性决定其不能用于黄斑中心凹及附近病变的治疗，临床应用有限。

近年有学者认为，以上引起激光斑的破坏性治疗在视网膜激光治疗中并非完全必要[2-3],激光的作用机制主要是通过照射RPE，刺激色素上皮细胞的增殖和迁移修复脉络膜视网膜屏障[4]。激光照射RPE所产生的创面愈合反应会启动基因表达修饰，该亚致命性损伤可上调色素上皮衍生因子、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)抑制剂、热休克蛋白70，下调VEGF诱导因子及其他血管生长因子[5-6]。Sohn等[6]和Miura等[7]研究发现在传统激光中，光斑周围残存的RPE细胞可分泌细胞因子，从而促进组织修复；与传统激光相似，阈值下微脉冲激光(subthreshold micropulse laser，SML)同样能下调血管生长因子TGF-βⅡ。通过SML照射兔和大鼠视网膜也发现VEGF表达降低，碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)和色素上皮衍生因子表达升高，且不引起视网膜的任何损伤[8-10]。因此，通过激发RPE细胞生物学活性的无创性视网膜激光成为了一个新的发展方向，SML具有独特优势。

1 SML的相关概念

1.1 SML的定义 阈值下是指光凝所使用的能量处于细胞蛋白质失活的阈值范围下限以下。单次微脉冲激光照射时间仅是常规激光照射时间的千分之一，时间由传统的毫秒级加快至微秒级。治疗过程中在微秒时间内将单次激光的能量转化为热能传递给RPE细胞，且在1个微脉冲作用时间内，激光的照射时间远短于其间歇时间，每个脉冲的作用时间极短，且有足够长的时间进行热扩散和能量衰减，因此热量被最大限度地局限在RPE细胞内。通过高频间断的阈值下刺激，温度、能量始终在不会造成细胞不可逆损伤(即亚失活损伤)的水平以下，照射过程中仅在治疗位点RPE上产生一个光斑，不会损伤周围的脉络膜和视网膜组织，且产生的光斑并不会变性坏死。因此，SML不会导致器质性损伤，反而能通过刺激RPF细胞增殖、扩散和分泌细胞因子达到治疗效果，又规避了常规激光的不良反应。

1.2 SML的参数设置

1.2.1 SML波长选择 与常规激光相似，SML也有多种波长选择。目前较为广泛使用的是绿激光(532 nm)、黄激光(577 nm)、红外激光(810 nm)3类。532 nm绿激光的穿透力较弱，主要作用在RPE，激光能量易被眼底各种色素吸收，极易在RPE产生热凝固效应，使细胞蛋白质失活，形成瘢痕，因此常规532 nm绿激光多被用于视网膜裂孔的封闭治疗，不适用于黄斑疾病。577 nm黄激光的穿透力强于绿激光，主要作用于RPE和脉络膜毛细血管层，由于黄斑区叶黄素含量最为丰富，且几乎不吸收黄激光，因此黄斑区病变适合行黄激光治疗。810 nm红外激光的波长接近红外光谱，叶黄素对其吸收率较低。810 nm红外激光的穿透力强，可直达脉络膜中层，多用于视网膜外层和脉络膜疾病的治疗，但其作用部位深，疼痛感明显，容易导致脉络膜萎缩和色素过度增生。然而，在SML治疗中由于微脉冲的作用机制，以上的不良反应几乎不会发生[2]。

1.2.2 SML的具体参数 SML的术语和工作模式由Dorin设计，主要参数包括脉宽(脉冲时间)、间歇时间(每个短脉冲之间间隔的时间)、周期(循环时间，即脉宽+间歇时间)、包络时间(1个周期×脉冲数)、负载系数(占空比，即脉宽/周期×100%)。SML的1个包络时间为100～500 ms，仅为激光光凝术单次脉冲时间。微脉冲模式以一系列重复的短脉冲(100～300 μs)方式传递能量。如SML的每个脉冲时间平均为300 μs(0.3 ms)，其间歇时间调控为1 700 μs(1.7 ms)时，平均1个周期为2 000 μs(2.0 ms)。若激光光凝术平均脉宽在300 ms内，可包络150次微脉冲。1个包络时间曝光量仅是1次激光光凝术照射时间的1/10左右。由于每个脉冲的作用时间极短，其照射量在损伤阈值以下，且单次微脉冲的间歇时间长，热量有足够的时间扩散并衰减，热量积累较少，因此SML有其独特的优势。

2 SML的临床应用

SML的应用范围广，根据其特性，目前主要用于中心性浆液性脉络膜视网膜病变(central serous chorioretinopathy，CSC)、干性年龄相关性黄斑病变(age-related macular degeneration，AMD)、糖尿病性黄斑水肿(diabetic macular edema，DME)和视网膜静脉阻塞性(retinal vein occlusion，RVO)黄斑水肿、糖尿病视网膜病变、原发性色素上皮变性和视盘小凹等疾病的治疗。

2.1 CSC CSC常发病于中青年人，多属于A型性格或长期压力过大导致。目前普遍认为CSC的发病机制为脉络膜血管通透性增高，RPE的“泵”作用不足和屏障功能障碍。多数CSC患者急性发病后可自行缓解，视力恢复正常，但部分患者迁延不愈，可发生永久性视网膜结构损伤和视力丧失。国内外针对CSC的治疗方法主要有常规激光光凝、光动力疗法(photodynamic therapy，PDT)及SML。常规激光治疗必须远离黄斑中心凹200～300 μm，治疗后视网膜下积液被吸收，但视力损害不会改善，可能发生脉络膜新生血管(choroidal neovascularization，CNV)形成、对比敏感度下降、中心或旁中心暗点、激光斑扩大等。PDT是CSC的另一种主流治疗方式，其有较好的疗效，但仍有导致RPE萎缩、脉络膜灌注不足、CNV形成的风险，且价格昂贵。

Bandello等[11]在2003年首次报道SML治疗CSC的疗效，5例患者使用810 nm的SML治疗，1个月后视网膜下积液完全吸收，随访2～6个月均未见复发，且视网膜荧光造影(fluorescein fundus angiography，FFA)未发现组织损伤。认为相关原因可能是SML改善了细胞功能，提高了RPE细胞的“泵”能力，产生的细胞因子减轻了炎症反应程度。目前，国内外对SLM治疗CSC已有较多的报道，大多具有较好的疗效。熊挺[12]对71例CSC患者的资料进行分析后发现，微脉冲激光治疗后中心视网膜厚度由371.16 μm下降至288.97 μm；最小分辨角对数视力(log MAR)由0.36 log MAR提高至0.24 log MAR；42.3%的患者视网膜下积液完全被吸收，36.6%部分被吸收，未被吸收者经再次SML治疗后均完全被吸收；病程不足3个月的患者对SML治疗更加敏感。廖丹等[10]研究发现，慢性CSC患者在SML治疗6个月后，最佳矫正视力由0.27 log MAR提高至0.19 log MAR，中心视网膜厚度由432.42 μm下降至248.75 μm，视网膜下积液厚度由213.58 μm减少至17.25 μm。Roisman等[13]报道CSC患者行SML治疗后，平均中心视网膜厚度由420 μm下降至265 μm，最佳矫正视力由35.4个早期糖尿病视网膜病变研究(ETDRS)视力表字符提高至47.9个字符。石薇等[14]比较了SML与PDT治疗CSC的疗效，虽然PDT起效较快，但两者的疗效相近，而SML的费用远低于PDT。同时Scholz等[2]对比了SML、PDT治疗组和不治疗组的CSC患者资料，结果显示SML治疗组79.6%的患者视网膜下积液减少，63.6%完全消退；PDT治疗组64.0%的患者视网膜下积液减少，45.9%完全消退；不治疗组仅38.9%部分消退，7.7%完全消退；上述结果表明SML的疗效优于PDT和未治疗。综合以上研究成果，可见SML对于治疗CSC具有疗效和价格的双重优势。

2.2 干性AMD 干性AMD主要表现为黄斑部进行性RPE萎缩，导致感光细胞变性，可诱发CNV，视力下降，目前尚缺乏有效的治疗方法阻止或延缓其发展进程。最新研究[15]结果表明，SLM可以提高干性AMD患者的视网膜和视觉功能，延缓疾病的进展。Luttrull等[16]通过对354例干性AMD患者的547只眼进行观察发现，经过SML治疗后，仅9只眼(1.64%)发展为CNV，显著低于不治疗组(9.30%)；高风险干性AMD患者的158只眼经SML治疗后，139只眼的图形视网膜电图(pattern-electroretinogram，P-ERG)改善，黄斑功能提高，表明SML可明显减慢AMD的发展进程，早期预防性治疗的效果更好。李红等[17]研究发现，干性AMD经SML治疗后玻璃膜疣的数量减少，视网膜色素上皮脱离(pigment epithelial detachment,PED)高度也明显下降，但该研究样本量较小。宋艳萍等[18]对26只干性AMD眼进行微脉冲治疗后，玻璃膜疣的数量明显减少，最佳矫正视力提高5个字母数，黄斑平均视敏度提高7.6 dB。SLM早期预防性治疗干性AMD，对延缓疾病进展有明显优势，但目前临床报道不多，需要更多的大型临床试验和相关研究验证其疗效。

2.3 DME和RVO黄斑水肿 DME和RVO黄斑水肿是成年人视力残疾的主要原因之一。激光光凝术是DME的重要治疗方式，其可降低50%的中度视力丧失风险，但存在不良反应。据报道，SML减轻黄斑水肿、提高最佳校正视力的作用明显[19-20]。Mansouri等[21]将DME按厚度分为≤400 μm和>400 μm两组，经SML治疗半年后，≤400 μm组平均中心视网膜厚度由331 μm下降至281 μm，>400 μm组平均中心视网膜厚度由605 μm增高至611 μm，两组治疗前后的差异均无统计学意义，表明DME<400 μm的SML治疗效果明显优于>400 μm。SML与激光光凝术的疗效并不统一，部分学者认为SML改善黄斑水肿、最佳矫正视力的效果优于传统激光光凝术[22-23]，有学者认为两者改善黄斑水肿、最佳矫正视力的效果相当[24-25]。Venkatesh等[26]认为两者对黄斑水肿和最佳矫正视力均有改善作用，但SML对多焦视网膜电图的改善效果更佳。Vujosevic等[27]报道，SML提高了视网膜平均光敏感度，传统激光光凝术则导致其下降，综合认为SML更具优势。目前，玻璃体腔抗VEGF药物注射是DME的主流治疗方式，相关研究[28-29]结果表明，抗VEGF联合SML治疗DME的效果优于单一抗VEGF治疗，并能减少注射次数。SML治疗RVO黄斑水肿的效果与DME相似，且优于激光光凝术[30]；SML联合抗VEGF治疗的效果优于单一抗VEGF治疗，且可减少注射次数[31]。

2.4 其他疾病 SML应用于其他眼底病的治疗亦有报道。Luttrull[32]对15例(26只眼)视网膜色素变性患者的进行观察发现，经SML治疗后患者的P-ERG、最佳矫正视力及视野均得到改善，可以延缓发展进程。视盘小凹目前尚无特效治疗手段，有学者通过沿视盘颞侧进行微脉冲激光光凝治疗后发现患者的视网膜下积液吸收，中心视网膜厚度显著下降，视力和视野得到改善[33-34]。此外，SML用于Stargardt病、视网膜血管瘤、早产儿视网膜病变等疾病的治疗亦有报道。

3 小 结

现有研究结果表明，SML治疗视网膜疾病具有不破坏视网膜结构、几乎无不良反应、适应证多等优点，并表现出不亚于传统激光的治疗效果，因此具有广阔的发展前景。由于目前SML在国内应用不多，且研究未采用统一的标准进行，其波长、脉宽、间歇时间、周期、负载系数及能量强度等的选择均有差异，不同参数SML的治疗效果和对视网膜的影响均存在争议，仍需开展更多的研究以确定最佳治疗方案。黄斑水肿作为目前的治疗难点，随着抗VEGF药物的广泛应用，激光治疗的重要性正在下降，但研究发现SML联合抗VEGF药物治疗相较于单纯抗VEGF药物治疗可表现出更好的疗效，并能减少注射次数。因此，SML在视网膜疾病治疗中具有重要意义，值得进行更加深入的研究，以获得更好的疗效。