阿尔茨海默病(Alzheimer‘sdisease,AD)是世界上最常见的痴呆症,其发病率为15.54/人年(95%CI:14.6-16.5),年龄在65岁以上。目前,AD的诊断仅限于有病史的临床评估和神经学检查,使用认知筛查和诊断试验,如美国国立神经与沟通障碍研究所和卒中-阿尔茨海默病及相关疾病协会(NINCDSADRDA)标准、简易精神状态检查评分(MMSE)、认知痴呆评分(CDR)量表等,然后进行结构和功能脑成像。最近AD的研究集中在通过成像检测下游神经元损伤,反映复杂的组织变化模式。
许多研究已经评估了视网膜和视神经的光谱域光学相干断层扫描(OCT),并发现AD患者的特征性变化涉及视网膜神经纤维层(RNFL)和视网膜神经节细胞层(RGC)的退变。
此外,应用图形视网膜电图(PERG)和图形视觉诱发电位(PVEP)观察到AD患者视网膜电生理功能障碍。PVEP和PERG异常可能与视网膜内层RGCs病变相对应。这方面的另一个重要问题是,外视网膜是否也会在AD患者中受到影响。我们设计这项研究是为了评估包括黄斑在内的眼后段,并试图找到视网膜结构疾病过程与黄斑电学变化之间的相关性。
研究在获得机构伦理审查委员会批准后在三级护理中心进行。这项研究遵循“赫尔辛基宣言”的原则,所有受试者均征得知情同意。每个病人都需要一名线人或护理员。主要照顾者被认为是代理决策者,如果患者极度丧失给予同意的能力,则从他们那里获得知情同意。共60名受试者(20名AD患者,40名健康对照)在获得书面知情同意后纳入,纳入标准为年龄40岁,视力≥6/9。计算样本量,评估与先前评估ADOCT变化的论文相比,视网膜神经纤维层厚度变化10μm的变化。7名AD患者在咨询了两名经验丰富的神经科医生后,根据美国国家神经与通信疾病研究所和中风与阿尔茨海默病和相关疾病协会(NINCDSADRDA)的标准进行了诊断。排除其他已知脑部病变、心血管疾病、精神异常、青光眼/高眼压、黄斑变性、+-5D高屈光度和中层混浊。此外,头部或颈部受伤的受试者无法将视网膜固定在指定的目标上,这一点被排除在外。
根据患者和告密者对症状出现的记忆记录病程。对照组为认知正常的老年受试者(由神经内科MMSE评分筛选),年龄在AD患者发病±2岁以内,取自门诊,无任何眼科疾病、神经退行性疾病或心血管危险因素。
初步筛选使用MMSE评分对所有受试者(病例和对照)进行,由两名神经科医生进行。由两名神经科医生使用全球痴呆量表和华盛顿大学临床痴呆量表(CDR)对AD患者进行详细的认知评估。根据患者的认知功能对每个领域的患者进行评分,并结合患者和信息者的信息,根据临床评分规则的算法确定最终得分。并计算每个患者的CDR-SOB量表的盒子总分(CDR-SOB)。
所有受试者分别进行双眼综合眼科检查,包括ETDRS最佳矫正视力(BCVA)、石原伪等色板色觉、Pelli-Robson对比敏感度和前后节检查。受试者被要求在进行眼科检查的前一天晚上有充足的睡眠,以确保遵从性。所有受试者使用光谱域光学相干断层扫描(OCT)设备(CirrusHD-OCTModel,CarlZeissMeditecInc.,都柏林,CA)进行评估。
×扫描分析视网膜神经纤维层(RNFL)厚度,×扫描分析神经节细胞层(GCL)厚度和黄斑体积(MV)。在这项研究中,所有被认为适合渐变的扫描都有至少5的信号强度,如果检测到任何运动伪影,就重新进行扫描。MfERG根据ISCEV标准使用平均亮度为cd/m2、对比度90%的六边形显示器(MetroVISION,Monpack,Pirenchies,France)进行。10个一次性单极巩膜透镜和皮肤电极用于mfERG。显示器放置在患者面前30厘米的距离,一次测试一只眼睛。
六边形显示器的刺激频率保持在17Hz。采用基于近红外传感器的视频监控,记录眼睛的图像,以保证和监控眼睛的注视。每只眼睛在5分钟的时间内记录了个回答。一阶内核mfERG响应被记录下来以供进一步分析。根据ISCEV标准,使用具有枕中线正电极的单个记录通道进行模式反转VEP。该有源皮肤电极放置在枕骨最高点Oz位置,参考电极和地电极分别位于Fz和Cz(顶点)点。使用NicoletGanzfeld视觉刺激器和监视器(NicoletBiomedical,Madison,WI)进行记录。
使用棋盘图案(反转时间为ms),视野大小,平均亮度为50cd/m2,与受试者的眼睛保持cm的距离。监视器显示黑白检查,其相位被反转,即,以每秒两次反转的固定速率,从黑到白,从白到黑。每只眼睛都进行了单独的测试。
使用ms的扫描长度,在00到000的放大范围内记录了多个响应。电极阻抗保持在5KΩ以下。使用自动视野分析仪i(CarlZeissMeditec,都柏林,CA)以30-2SITA标准策略记录视野。如果假阳性和假阴性反应低于33%且固定损失小于20%,则自动静电场结果被认为是可靠的。对戴全屈光矫正的患者进行MfERG、图形VEP和视野检查。
所有检查均由一名神经眼科实验室人员完成。患者的姓名和身份识别号码只向该人透露,而不向他透露受试者是否属于任何研究的一部分,或者他是否患有某种特定的疾病。
使用IBMSPSSStatisticsVersion21.0(Armonk,NY)分析统计分析数据。使用调整了年龄和眼间相关性的广义估计方程(GEE)来比较AD患者和对照组之间的变量。在GEE模型中,年龄被认为是受试者之间的效应,而患者的眼睛被认为是受试者内效应。疾病状况(阿尔茨海默氏症或健康对照)被保留为因变量。
GEE模型采用二元Logistic模型。鲁棒估计器矩阵与独立的工作相关矩阵一起用于根据非冗余参数的数目来调整估计器。在分析中,眼睛(右或左)被认为是一个因素,年龄是一个协变量。
皮尔逊相关系数被用来关联变量并确定这种关联的强度。获得受试者工作特征(ROC)曲线,用曲线下面积(AUC)描述参数的判别能力。数据被认为具有统计学意义,因为双尾p值为0.05。对于给定域内的多个比较,为了比较几个参数,使用使用Bonferroni校正的修改的p值。
人口学研究评估了20例临床诊断为AD患者和40例认知健康对照受试者的只眼(表1)。表1显示了由ROC曲线获得的GEE参数估计(p值和95%置信区间)和AUC。
AD组年龄45~78岁,平均61.5(7.45)岁;对照组44~72岁,平均60.94岁(7.6岁)(p=0.79)。AD患者MMSE评分的中位数为17.5(范围10-23),对照组为28(范围26-29)(表2)。疾病严重程度(CDR)中位数为1(范围0.5-2),CDR评分中位数为5.5,属轻度痴呆。中位病程2年(6个月~3.5年)。两组的平均(SD)BCVA相似(p=0.19)。AD患者的平均对比敏感度显著降低(0.05)(表1)。所有患者的静态视野均在正常范围内。所有受试者的眼前段、眼压、眼底检查和色觉均在正常范围内。
OCT测量结果显示AD患者的视网膜神经纤维层平均变薄,在视网膜神经纤维层的上、下象限有个别明显的变薄(表1)(p,0.),最大的AUC是上象限(0.;95%CI:0.-0.)和下象限(0.80;95%CI:0.-0.)。AD患者鼻侧和颞侧RNFL厚度的比率较高(p0.),表明乳头状瘤斑束较薄。与对照组相比,AD眼的平均GCL厚度显著降低;分别在上、鼻上、鼻下、颞下、颞上和颞上(p.)(表1)。颞下象限最大(0.;95%CI:0.~0.),上象限次之(0.;95%CI:0.~0.)。RGCL的AUC值(0.;95%CI:0.~0.)高于RNFL的AUC值(0.;95%CI:0.~0.)。此外,在AD患者中观察到黄斑体积变薄(p0.)。
在mfERG中观察到电活动的普遍抑制(表1)。mfERG的解剖区域为:1环至中心凹,2环至旁凹,3环至周凹,4环至近周,5环至中周。AD组1~5环平均P1、N1、N2波幅明显降低(p;0.),1~5环平均P1潜伏期明显延长(p0.)。AD组N1、N2潜伏期较正常对照组延长,但差异无显著性。AD患者图形翻转VEP波幅明显降低,潜伏期明显延长(p0.05)。VEP潜伏期ms者26/40眼(65%)。10例(50%)AD患者双眼VEP潜伏期延长(20眼),其余6例患者单眼VEP潜伏期延长。mfERGROC曲线(表1)和图形视觉诱发电位的AUC值分析显示,P潜伏期的AUC值最大(AUC0.94;95%CI:0.~.),其次是N1环1波幅(AuC=0.;95%CI:0.~0.),N2环1波幅(AuC=0.;95%CI:0.~0.)和P1环1波幅(AuC=0.;95%CI:0.~0.)。
病程与对比敏感度降低显著相关(r=?0.34,p=0.)(表3)。对比敏感度降低与P波幅呈正相关(r=0.,p=0.)。MMSE评分与OCT、电生理参数无相关性。但疾病严重程度与视网膜神经纤维层平均厚度呈负相关(r=?0.,plt;0.),与视网膜神经纤维层厚度上象限(r=?0.,p=0.)和下象限(r=?0.,p=0.)独立相关。CDR-SOB与P1平均波幅(r=?0.,p=0.)和P波幅(r=?0.,p=0.)也呈正相关。视网膜神经纤维层平均厚度与上象限视网膜神经纤维层厚度呈正相关(r=0.,p0.),与上、下象限视网膜神经纤维层厚度呈正相关(r=0.,p=0.,r=0.,p=0.)。
MfERG和图形视觉诱发电位波幅与RNFL平均厚度呈正相关,与P潜伏期呈负相关(r=?0.4,p=0.)(表4)。GCL平均厚度与GCL下段独立相关(r=0.,p0.),其次是下段厚度(r=0.,p0.),与P波幅独立相关(r=0.,p=0.)。黄斑体积与颞下区GCL厚度呈正相关(r=0.,p=0.)。P波幅与mfERG波幅呈正相关。使用的认知量表之间的一致性(表5)进行了亚组分析,以比较用于将患者分类为AD不同阶段的两种评分系统的判别能力。观察CDR标记为轻度AD的6例患者,GDS分期为中度AD。只有2只眼分期为重症AD,未纳入分析,两种评分系统具有中度一致性(Cohen‘skappa=0.,95%CI:0.18~0.)。
我们研究中的AD患者在对比敏感度显着降低的情况下表现出正常的视力。我们的研究患者相对处于轻度痴呆症阶段,与其他报告视力下降的报告相比,解释了不同的结果。CDR和GDS量表的中位数得分都表明存在轻度痴呆,两个量表之间存在中度一致性。
虽然坦率的视觉缺陷可能只发生在疾病的晚期,但几乎43%的早期AD患者可能有复杂的视觉症状,如对比敏感度缺陷、左右分辨、视觉运动技能障碍、失认、幻觉、复杂的色觉缺陷、巴林氏综合症等。这种视觉功能障碍早期被认为是由于视皮层和高级皮质区域的异常所致;然而,皮质前变性也被认为起到了一定作用。对于实验室人员来说,获得眼科测试是一项相当具有挑战性的任务,因为AD患者往往不合作,需要处于清醒状态才能清楚地理解和遵循命令。因此,护理员被要求在进行眼科检查之前,确保所有受试者在晚上睡个好觉后都得到了良好的休息。在进行测试之前,所有受试者首先在主要照顾者面前感到舒适,然后只开始测试,并充分重视固定的维持。电生理站在屏幕上有一个固定监视器,用来确定在整个测试过程中固定的保持情况。
我们发现RNFL和RGCL厚度在所有象限都明显减小。许多研究表明,使用时域和频域OCT机器进行RNFL变薄具有类似的结果。RNFL变薄被假设是由于GCL轴突的退化,这可能先于AD1先进的OCT技术使我们能够独立于RNFL分析GCL,并抵消了RNFL在健康人群中的可变性的影响,而不是以前的文献中将这两层一起研究的情况。到目前为止,很少有研究单独分析OCT上的GCL,发现AD患者的整体GCL厚度显著降低。
有趣的是,大多数研究表明RNFL厚度在视网膜的所有象限都有明显的减少,但更多的是在上、下象限。在我们的研究中,RNFL厚度减少的AUC在上、下象限较高,而GCL的AUC在颞下和上象限最大,从而与RNFL的变化相对应。我们的观察可能反映了这样一个事实,即最大数量的神经纤维汇聚在视盘的上方和下方,因此,神经退变优先影响它们。这些变化进一步反映在AD组黄斑体积的显著减少上。此外,基于AUC的研究结果,我们推断GCL可能是比RNFL更好的疾病状态指标,这与之前一项基于OCT的研究类似。GCL变薄可能先于人脑海马区神经元的丢失,类似于在AD小鼠模型中看到的情况。然而,当我们评估所有AD患者时,他们都已经表现出皮质萎缩,可能是因为注意到了全局GCL变薄。
在mfERG的功能改变中,我们发现,在中心凹(中心2°)和副中心凹(2-15°)区域,P1、N1和N2振幅显著降低,P1潜伏期显著延长。在AD患者中检测到mfERG功能障碍是特殊的,虽然无法指出确切的原因,但它可能是由于潜在的视网膜外部受累,可能是继发于局部淀粉样蛋白沉积。这需要进一步利用模式ERG和靶向研究来检测视网膜中的局部淀粉样蛋白,并将其与结构参数相关联。我们发现AD患者的图形VEP波幅降低,潜伏期延长。先前有报道称AD患者闪光VEP异常,阳性成分潜伏期延长。但是模式VEP研究一直不明确,结果各不相同。模式VEP的这种改变可能是由于潜在的黄斑功能障碍,正如先前提出的那样。PVEP测量整个视觉通路的完整性。由于我们所有的AD患者都存在皮质萎缩,这可能也是导致视觉诱发电位错乱的原因。我们发现在所有电生理参数中,P潜伏期的AUC最高,提示图形翻转VEP可能是预测AD电干扰的较好指标。我们没有检测到患者视野的任何变化,阈值读数在正常范围内。
发现对比敏感度降低与图形VEP波幅显着相关,提示AD患者早期存在神经系统亚临床电障碍。AD患者病程与OCT、mfERG改变程度相关,病程越长,黄斑病变越严重。在试图将疾病严重程度评分与眼科检查相关联时,我们没有发现MMSE与眼科检查之间的相关性。以CDR-SOB衡量的疾病严重程度与OCT和电生理紊乱显著相关,其中与平均RNFL厚度相关性最强。这再次强调了OCT在识别视网膜变薄中的作用,同时也表明了与AD疾病过程的严重程度的类比,这是我们研究的一个新发现。
我们发现OCT上视网膜内层结构的改变与mfERG检测到的中心凹电功能障碍显著相关。这种结构-功能相关性仅表现为一种亚临床对比敏感度损害,因为所有受试者的视力都是正常的。
OCT变化还与图形VEP波幅和平均RNFL厚度相关。由于我们没有对患者进行详细的认知和心理生理状态评估,因此我们无法确定患者存在神经功能缺陷的程度,例如,失用症或失语症影响眼功能的程度,因此,我们不能确定AD患者的VEP潜伏期与疾病严重程度和VEP波幅与病程之间的显著相关关系
视网膜淀粉样蛋白的概念。
我们的研究结果可能为视网膜在AD中的参与提供一些线索。最近,眼部阿尔茨海默病已被报道,它涉及视网膜内局限性的淀粉样蛋白沉积。此前,AD患者视网膜的组织学研究发现,变性RGC的细胞质出现空泡和“泡沫”,而不是AD.Koronyo-Hamaoui等人所独有的特征性神经原纤维缠结。首次在转基因小鼠的视网膜中可视化了姜黄素结合的荧光淀粉样β蛋白(Aβ)。在AD捐赠者的视网膜和大脑中也证实了这种与姜黄素结合的Aβ,尽管这在健康对照组中是不存在的。
虽然,在少数动物模型中发现与电生理异常相关的光感受器外节中β的积累,但在另一种小鼠AD模型中,光感受器死亡并未被注意到。少数研究报告了GCL中的β斑块与神经节细胞破坏以及电生理功能障碍。最近的小鼠研究也表明视网膜Aβ负荷与视网膜内功能之间存在关联.视网膜无创高光谱成像技术也提示早期Aβ沉积相关的视网膜功能障碍可能始于AD的无症状阶段。与这些发现相反,确诊的AD患者的视网膜中也没有Aβ沉积。最近,在S人类的视网膜中发现了tau的沉积,这与这些发现相反。最近,视网膜的非侵入性高光谱成像技术也表明,与Atau沉积相关的早期视网
结果表明AD组对比敏感度明显降低,神经纤维层、神经节细胞层和黄斑体积明显变薄。多焦ERG波幅随潜伏期延迟而显著降低,与视网膜内层变薄和病情严重程度评分显著相关。
PVEP与结构改变和疾病严重程度的相关性最高,在AD患者中表现出明显的紊乱。由此可见,AD患者可能存在亚临床性视觉功能障碍,可能表现为视网膜内层变薄。可能的光感受器异常也可能形成AD疾病过程的一部分。
文献整理翻译:祖雪
编辑
王小丫
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