目的:目前关于视网膜脱离对视网膜血管氧摄取影响的研究十分有限,视网膜血管在脱离区域供氧中的作用此前尚未在人类活体中得到探究。视网膜血氧测定法是一种无创测量视网膜氧饱和度的技术。本研究旨在采用血氧测定法,探究孔源性视网膜脱离期间视网膜动静脉氧饱和度的变化特征。方法:本研究为前瞻性观察性研究,纳入2010年5月至2012年12月期间149例新发部分孔源性视网膜脱离患者,测量位于附着视网膜区域但供应脱离区域的视网膜血管氧饱和度。结果:与对侧眼匹配的正常附着区域相比,视网膜脱离导致视网膜动脉氧饱和度显著降低,静脉氧饱和度升高,动静脉氧饱和度差值减小(图2,配对t检验,p=0.037、p=0.031、p=0.00024)。在脱离视网膜区域内,与同眼附着视网膜相比,视网膜静脉氧饱和度显著升高,动静脉氧饱和度差值降低(图3,配对t检验,p=0.0019、p=0.044)。结论:研究结果显示脱离视网膜的动静脉氧饱和度差值显著降低,这可能提示视网膜具有下调代谢活性的能力,从而减少细胞死亡和视网膜层结构的恶化,也可能提示细胞死亡伴随氧消耗减少。
《Acta Ophthalmologica》刊发的这项研究聚焦于孔源性视网膜脱离(rhegmatogenous retinal detachment, RRD)对视网膜氧代谢的影响这一眼科关键科学问题。视网膜具有双重血供系统:视网膜血管供应内层视网膜,脉络膜毛细血管(choriocapillaris)供应外层视网膜的光感受器。正常情况下,光感受器几乎完全通过扩散从脉络膜摄取氧气,且在暗环境下耗氧量达到峰值。视网膜脱离发生时,光感受器与视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium, RPE)及脉络膜分离,氧气从脉络膜到光感受器的扩散距离增加,供氧受阻,会引发光感受器损伤和代谢活性下降。既往相关研究多基于动物模型或玻璃体切割术中的侵入性测量,人类活体层面的视网膜血管供氧作用尚未明确。同时已有理论模拟显示,当脱离高度低于约1 mm时,脉络膜仍可向视网膜外层输送较多氧气,但临床场景下的氧代谢动态变化仍缺乏实证数据。在此背景下,研究团队开展本次前瞻性观察研究,首次在人类活体中探究RRD发生后的视网膜氧合改变,为揭示脱离区域的代谢适应机制和预后干预提供证据。
本研究的核心技术方法基于大样本临床队列:纳入丹麦哥本哈根Rigshospitalet-Glostrup大学医院眼科2010年5月至2012年12月期间就诊的新发(15天内)原发性RRD患者,排除既往玻璃体视网膜手术史、视网膜激光治疗史及眼外伤史,同时要求对侧眼为健康状态,最终完成测量的有效队列为128例患者。研究采用光谱视网膜血氧测定法(spectrophotometric retinal oximetry)这一无创技术,通过商用Oxymap视网膜血氧仪采集双波长眼底图像,计算视网膜血管氧血红蛋白饱和度;所有测量均严格限定在经光学相干断层扫描(optical coherence tomography, OCT)验证的附着视网膜区域,排除血管交叉点、分支点及短片段血管,按象限分别计算动脉、静脉平均氧饱和度及动静脉氧差(arterio-venous difference, AVD);统计分析采用配对t检验比较脱离区域与同眼对侧附着区域、对侧眼匹配区域的氧合参数差异,同时使用R语言及ggplot2包完成数据处理与可视化。
研究结果分为三部分呈现。第一部分为基线特征:128例患者中男性94例、女性34例,平均年龄60±11岁,其中黄斑受累(macula off)55例、黄斑未受累(macula on)64例、黄斑部分受累9例,83例为晶状体未置换的 phakic 状态、45例为人工晶状体眼(pseudophakic)。第二部分为跨眼对照结果:与对侧健康眼的匹配区域相比,供应脱离区域的视网膜动脉氧饱和度从91.6%降至90.0%(p=0.037),静脉氧饱和度从52.6%升至55.4%(p=0.031),AVD从39.0个百分点降至34.6个百分点(p=0.00024);动脉与静脉直径无显著变化(p=0.2、p=0.093)。分区分析显示,颞侧视网膜脱离(包括上颞侧与下颞侧)的AVD下降具有统计学意义(p=0.002、p=0.008),而鼻侧脱离未观察到显著AVD改变。第三部分为同眼对照结果:在脱离视网膜区域与同眼附着半球的比较中,静脉氧饱和度显著升高(p=0.0019),AVD显著降低(p=0.044),动脉氧饱和度升高无统计学意义(p=0.2)。
讨论部分指出,研究发现的AVD下降不支持“脱离区域高代谢需求驱动视网膜血管氧摄取增加”的初始假设。结合血管直径无显著变化的结果,研究团队认为两种机制可能性最高:一是视网膜通过下调代谢活性减少氧消耗,从而降低细胞损伤风险;二是脱离区域已发生细胞死亡,直接导致氧消耗减少。既往动物研究显示,脱离后的缺氧环境会引发光感受器凋亡,而光感受器可通过降解外段、切换至糖酵解通路(Warburg代谢)适应低氧,同时剩余细胞的可用氧分配增加,这些都可能参与AVD下降的调节。研究同时排除了屈光介质混浊等混杂因素——同眼对照与跨眼对照结果一致,且所有测量均在附着视网膜完成,保证了结果的可靠性。局限性在于21例患者因图像质量不足被排除,可能存在选择偏倚,但大样本量降低了该影响的权重;此外未同步测量视网膜血流量与血红蛋白浓度,无法计算绝对氧消耗量,仅能以AVD反映相对氧代谢变化。
结论部分明确,急性RRD会导致视网膜动脉氧饱和度降低、静脉氧饱和度升高、AVD下降,这一改变可能对应视网膜的代谢下调保护机制或细胞死亡的氧消耗减少,本研究是首个在人类活体中阐明视网膜血管在脱离区域供氧作用的工作,为后续联合血流测量、OCT血管成像(OCT-angiography)的研究奠定了基础。