低强度红光重复治疗儿童近视后视锥细胞密度变化:安全性需深入探究

【字体: 时间:2025年04月25日 来源:JAMA Ophthalmology 7.8

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  这篇研究利用高分辨率自适应光学扫描激光检眼镜(AOSLO),对比接受重复低强度红光(RLRL)治疗和未治疗的近视儿童视锥细胞密度。发现 RLRL 治疗 1 年以上儿童视锥细胞密度降低,还出现异常病变,提示需关注其长期安全性。

  

一、研究背景


近视在儿童和青少年中高发,尤其是在东亚地区,超过 50% 的儿童和青少年受影响,其中 10%-20% 患有高度近视(球镜当量屈光度低于 -6.00 D) 。全球近视患病率预计到 2050 年将达到 49.8%。目前控制近视进展的方法众多,如户外活动、阿托品滴眼液、角膜塑形镜等,但效果各异。

重复低强度红光(RLRL)治疗作为一种新兴的近视控制手段,逐渐受到关注。RLRL 治疗使用波长为 650 ± 10 nm、进入 4mm 瞳孔的光功率至少 0.29 mW 的低强度红光,对双眼进行非接触式重复照射,符合国际激光使用安全标准。然而,连续照射可能产生光热效应,导致视网膜损伤。已有报告显示,即使符合国际标准的商用光疗设备,理论上也可能造成视网膜损伤,这引发了人们对 RLRL 治疗安全性的担忧。

传统评估 RLRL 治疗效果的方法,如眼底摄影、超声和光学相干断层扫描(OCT),难以在早期发现激光相关的视网膜损伤,因为这类损伤主要影响视网膜色素上皮层和光感受器细胞层,早期可能仅表现为光感受器细胞密度和功能的降低,而传统眼底诊断设备分辨率不足,无法观察光感受器细胞,只能在组织层面进行眼底检查和诊断。

自适应光学扫描激光检眼镜(AOSLO)能够实现高分辨率的视网膜成像,可在体内测量视锥细胞密度。本研究旨在利用 AOSLO,对比接受 RLRL 治疗和未接受治疗的近视儿童视锥光感受器密度的变化,评估 RLRL 治疗对近视儿童视网膜的影响。

二、研究方法


  1. 研究设计与参与者:本研究为回顾性多中心队列研究,遵循赫尔辛基宣言的原则,经北京大学人民医院伦理审查委员会批准,所有参与者或其法定监护人签署了书面知情同意书,并遵循流行病学观察性研究报告强化指南(STROBE)进行报告。
    • 研究纳入 5 - 16 岁、球镜当量屈光度不低于 -6.00 D 且最佳矫正视力为 20/20 或更好的近视儿童。
    • RLRL 组参与者需使用注册设备,每日规律照射超过 12 个月,激光功率为 0.2 - 2 mW;非 RLRL 组为无 RLRL 治疗史的儿童。参与者均通过问卷调查招募,且均为中国汉族人,参与研究未获得经济补偿或其他激励。
    • 排除标准包括斜视、弱视、白内障、视网膜病变、视神经病变和既往眼科手术史等,同时排除图像质量不符合标准的个体。

  2. 仪器设备:使用 AOSLO 系统(Robotrak)采集视锥光感受器图像,该系统配备导航系统辅助定位成像区域,在暗室中进行图像采集以确保瞳孔扩张,并利用多平面独立折射透镜校正波前像差,获取高质量图像。此外,还使用 Topcon Corporation 的眼底相机进行眼底摄影,Carl Zeiss Meditec 的 IOL Master 500 生物测量仪测量眼轴长度,以及 Topcon Corporation 的设备进行黄斑 OCT 扫描。
  3. 实验过程
    • 图像采集:在暗室中,参与者注视扫描光栅中心及各角落,以确定视网膜坐标的中央凹中心参考点。采集多个小视野图像序列(约 2.4°×2.4°/ 图像),沿 4 条主要子午线(鼻侧、颞侧、上方、下方)从中央凹附近至约 4° 视网膜偏心区域进行采集,形成完整的带状图像,整个采集过程约 15 - 20 分钟。
    • 图像拼接与处理:使用图像处理软件(Photoshop 2024 [Adobe])对采集的子区域图像进行离线整合,形成拼接图像,并与眼底摄影对比,验证图像的比例和位置准确性。根据参与者的眼轴长度,利用印第安纳模型眼对实际视野进行校正,将角度坐标转换为毫米坐标,以保证个体间比较的一致性。
    • 视锥光感受器量化:采用自动算法标记和计数每个拼接窗口内的视锥光感受器,研究人员手动审核和编辑结果,确保视锥细胞定位准确。考虑到视锥光感受器密度与眼轴长度直接相关,基于个体眼轴长度测量值,对每个分割区域的位置和真实大小进行算法校正。

  4. 统计分析:使用 SPSS 26.0 软件进行统计分析。在验证总体数据呈正态分布后,对 RLRL 组和非 RLRL 组中央凹附近的细胞密度差异进行检验。针对 RLRL 组与非 RLRL 组视锥细胞密度比较,若假设 RLRL 暴露可能导致视锥细胞密度降低,则采用单侧 P 值;其他分析采用双侧 P 值,P < 0.05 认为具有统计学意义。此外,根据 RLRL 使用者的总能量(<270 J、270 - 430 J 和≥430 J)将 RLRL 组均匀分为 3 个亚组,使用单因素方差分析不同红光暴露量与参与者细胞密度的关系;对于有症状的参与者,采用单样本 t 检验分析 0.2 - 0.5 mm 不同方向的视锥细胞密度。由 3 名独立研究人员评估中央凹附近高亮度、低频信号的异常细胞簇,在揭示分组身份后进行结果汇总和分析。

三、研究结果


  1. 基本数据:共 69 名 RLRL 使用者接受 AOSLO 检查,最终 52 名(97 只眼;平均 [标准差] 年龄,10.3 [1.9] 岁;女性 27 名 [51.9%])符合 RLRL 组标准;对照组有 47 名参与者(74 只眼;平均 [标准差] 年龄,9.8 [2.1] 岁;女性 22 名 [46.8%]),从未接受过 RLRL 治疗。两组在基线特征,如球镜当量屈光度、平均黄斑厚度和眼轴长度等方面,差异均无统计学意义。
  2. 视锥细胞密度差异:所有参与者的视锥细胞密度均呈现从中央凹(0.2 mm)向周边逐渐降低的趋势,符合正常人类视网膜拓扑结构。RLRL 使用者的视锥细胞密度低于非使用者,尤其在距视网膜中央凹 0.5 mm 范围内。在 0.3 mm 颞侧偏心处,RLRL 组与对照组相比,平均差异为 -2.1×103 cells/mm2(95% 置信区间, -3.68 至 -0.59×103 cells/mm2;P = 0.003)。
  3. RL 暴露总量与视锥细胞密度关系:比较不同 RLRL 暴露量(<270 J、270 - 430 J 和≥430 J)参与者在 0.20 - 0.50 mm 不同子午线的视锥细胞密度,发现组间差异较小,95% 置信区间有重叠。
  4. 主观症状与视锥细胞密度关系:RLRL 使用者中,7 名参与者报告有主观症状。与无症状的 RLRL 组参与者相比,3 名有症状参与者在 0.20 - 0.50 mm 不同方向的旁中心凹视锥细胞密度大多显著降低,但有 2 名有症状参与者(患者 3 和 6)的细胞密度未低于 RLRL 组平均水平。
  5. 中央凹附近异常细胞簇情况:10 名参与者的 11 只眼在中央凹 2.4° 范围内出现低频、高亮度异常信号,其中长期 RLRL 使用者(>12 个月)7 只眼(7/97,7.2%),短期使用者(<12 个月)3 只眼(3/28,10.7%),非使用者 1 只眼(1/74,1.4%)。RLRL 使用者出现异常信号的比值比为 7.23(95% 置信区间,1.15 - 303.45;Fisher 精确检验,P = 0.02),表明 RLRL 使用者中异常信号的发生率更高,且该异常信号与已知的玻璃膜疣样损伤在 AOSLO 图像中的表现相似。
  6. 神经节细胞层的改变:在 RLRL 组中,1 名参与者的 OCT 图像显示神经节细胞层存在小囊样空腔,在相应的 AOSLO 图像中表现为细胞簇。该参与者在进行 OCT 和 AOSLO 扫描时正规律接受 RLRL 治疗,且无主观症状。停止 RLRL 治疗 3 个月后,OCT 图像中神经纤维层的囊样空腔消失,AOSLO 图像中的阴影也缩小。

四、讨论


  1. RLRL 治疗的现状与争议:RLRL 治疗在控制近视进展方面展现出一定潜力,与传统方法相比,在控制眼轴增长上有更有前景的结果。然而,其治疗机制尚不明确,目前提出的理论包括增加脉络膜厚度和改变巩膜胶原交联等。同时,视网膜安全问题备受关注,已有视网膜损伤的病例报告,理论计算也表明其存在潜在风险,不仅在近视治疗中,在治疗年龄相关性黄斑变性时也存在风险。
  2. 视锥细胞密度变化的意义:本研究发现长期 RLRL 使用者的旁中心凹视锥光感受器密度降低,这表明 RLRL 治疗可能存在导致视锥光感受器丢失的风险。虽然主观症状通常与视锥光感受器密度降低相关,但 2 名有症状参与者视锥细胞密度正常,可能原因是治疗前的密度水平未知,可能原本就较高,且 AOSLO 测量无法区分红、绿视锥细胞,可能遗漏了红视锥细胞群体的选择性变化。此外,总红光暴露剂量与视锥细胞密度缺乏相关性,这可能反映了个体视网膜敏感性的差异或暴露量量化的局限性。
  3. 异常细胞信号与视网膜病变的关系:RLRL 使用者中央凹附近出现异常低频、高亮度细胞信号的发生率较高,类似早期玻璃膜疣样改变。玻璃膜疣是视网膜下沉积物,通常被视为年龄相关性视网膜变化的早期迹象,在中老年人中较为常见,明显的玻璃膜疣通常是年龄相关性黄斑变性的标志。尽管正常眼睛中也可能出现少量玻璃膜疣,但 RLRL 使用者中其患病率增加,值得关注。
  4. 神经节细胞层损伤的提示:1 名参与者在 RLRL 治疗期间神经节细胞层出现囊样空腔,停止治疗 3 个月后空腔消失。虽然缺乏治疗前的 OCT 图像,但 RLRL 治疗停止与空腔消失的时间关联提示,RLRL 治疗可能超过组织耐受限度,导致意外的神经节细胞层损伤。不同波长和功率的激光对视网膜不同层的影响不同,红光虽被认为相对安全,但本研究结果表明 RLRL 治疗仍可能存在潜在风险。
  5. 研究的局限性:本研究存在一定局限性。其一,仅依靠 AOSLO 成像评估结构变化,缺乏全面的功能评估,如色觉评估、微视野检查和多焦视网膜电图等。其二,回顾性研究设计限制了对 RLRL 治疗与观察到的视网膜变化之间因果关系的推断,即使有严格的排除标准,仍无法完全排除遗传易感性或环境因素等潜在混杂变量对视网膜特征的影响。其三,RLRL 设备的多样性和使用依从性差异可能引入偏差,且本研究无法全面分析这些视网膜变化与近视控制效果之间的相关性,剂量 - 反应关系不明确也增加了结果解释的复杂性。

五、研究结论


在本队列研究中,接受 RLRL 治疗的儿童与未接受治疗的儿童相比,旁中心凹视锥细胞密度更低,部分参与者还出现了细微的视网膜异常。这表明 RLRL 治疗至少 1 年,可能与近视控制治疗中部分儿童旁中心凹视锥细胞密度降低及其他细微视网膜异常相关。虽然 RLRL 治疗可能控制近视进展,但仍需进一步研究其长期疗效和安全性。本研究的 AOSLO 结果支持对 RLRL 治疗在儿童近视患者中的风险 - 获益平衡进行更深入评估,未来研究可考虑将 AOSLO 评估纳入 RLRL 治疗疗效和安全性研究的一部分,为临床应用提供更可靠的依据。

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