BMO-MRW:早期糖尿病视网膜病变(DR)检测与监测的潜在新生物标志物

【字体: 时间:2025年04月29日 来源:BMC Ophthalmology 1.7

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  糖尿病视网膜病变(DR)是工作年龄人群可预防性视力丧失的主要原因,早期缺乏明显临床体征。研究人员开展了关于早期 DR 患者视盘周围 Bruch 膜开口最小边缘宽度(BMO-MRW)及微血管变化的研究,发现二者均有改变且存在正相关,这对 DR 的早期检测和监测意义重大。

  在如今,糖尿病的发病率日益增长,与之相伴的糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy,DR)也逐渐成为人们关注的焦点。DR 作为工作年龄人群可预防性视力丧失的主要 “元凶”,传统上被视为一种微血管疾病。但随着研究的深入,人们发现视网膜神经退行性变其实比临床可检测到的微血管变化出现得更早。在糖尿病患者中,会出现对比敏感度降低、视野缺损以及电生理异常等情况,而在临床前期的糖尿病模型和人体供体研究中,也能看到在微动脉瘤形成之前,就已经存在反应性胶质增生、神经元功能障碍和细胞凋亡等早期神经退行性特征 。
神经血管单元(Neurovascular Unit,NVU)这一概念的提出,强调了神经元、神经胶质和微血管在维持血 - 视网膜屏障完整性和调节视网膜灌注方面的相互依存关系。然而,早期 DR 由于缺乏明显的临床体征,目前的干预措施大多是在疾病发展到晚期、出现明显并发症时才进行,这对于患者视力的保护极为不利。因此,深入了解早期 DR 的发病机制,对于制定预防策略至关重要。光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography,OCT)技术的进步,让人们能够高分辨率地对视网膜进行成像,从而发现没有 DR 的糖尿病患者存在亚临床神经退行性变。像神经节细胞 - 内丛状层(Ganglion Cell-inner Plexiform Layer,GC-IPL)和视网膜神经纤维层(Retinal Nerve Fiber Layer,RNFL)的变薄,就先于血管损伤出现,并且 RNFL 的变薄速度在纵向观察中还会加快。

此外,高血糖会通过基底膜增厚、周细胞丢失和神经胶质激活等方式,破坏 NVU 的平衡,加剧微循环功能障碍。近年来,OCT 的创新成果,如 Bruch 膜开口最小边缘宽度(Bruch’s Membrane Opening-Minimum Rim Width,BMO-MRW),在检测神经结构损伤方面,比 RNFL 厚度(RNFLt)表现出更高的敏感性,但其在 DR 研究中的应用还不够深入。同时,光学相干断层扫描血管造影(Optical Coherence Tomography Angiography,OCTA)虽然证实了没有 DR 的糖尿病患者存在临床前期微血管改变,但现有的 OCTA 协议存在扫描区域受限、分析方法粗糙以及未能考虑个体解剖变异等问题。

为了解决这些问题,上海交通大学附属第六人民医院的研究人员开展了一项观察性横断面研究。他们招募了 105 名糖尿病患者(其中 55 只眼无糖尿病视网膜病变,即 No-DR 组;50 只眼患有轻度糖尿病视网膜病变,即 Mild-DR 组),并选取 50 名健康个体的 50 只眼作为对照组。研究人员通过对所有参与者进行全面的眼科检查,包括视力检查、眼压测量、间接立体眼底检查以及 OCTA 检查等,评估 BMO-MRW 和微血管变化。

研究结果显示,No-DR 组和 Mild-DR 组的平均 BMO-MRW 值明显低于对照组,且在颞上和颞下象限有显著变薄。在灌注密度(Perfusion Density,PD)方面,从对照组到 No-DR 组再到 Mild-DR 组,PD 值逐渐降低,在内环的鼻侧象限和外环的颞上象限有显著差异。血管密度(Vessel Density,VD)同样呈现下降趋势,在内环和外环的多个象限都有明显变化。进一步的相关性分析发现,BMO-MRW 与内环的 PD 和 VD 呈正相关,在相应象限也存在正相关关系。

这一研究成果意义重大,它表明视盘周围 BMO-MRW 在早期 DR 中显著降低,尤其在颞上和颞下象限,同时伴随着 PD 和 VD 的下降。BMO-MRW 与微血管参数之间的正相关关系,意味着 BMO-MRW 有可能成为早期 DR 检测和监测的生物标志物。这为早期发现 DR、及时采取干预措施提供了新的方向,有望帮助更多糖尿病患者保护视力,延缓或预防 DR 的进展。

研究人员在开展研究时,主要运用了以下关键技术方法:

  1. OCT 和 OCTA 检查:使用 Heidelberg OCTA Spectralis HRA + OCT 设备,对所有参与者的双眼进行 6mm×6mm 的黄斑扫描,获取视网膜的结构和血管信息。通过特定的扫描模式和参数设置,能够清晰观察到 BMO-MRW 以及视盘周围微血管的情况。
  2. 图像分析技术:利用 FIJI(ImageJ 的开源版本)软件对 OCTA 图像进行分析。将图像转换为 8 位,自动阈值处理以去除背景噪声,然后转换为二值黑白图像,用于计算 PD;通过创建骨架化图像来计算 VD,并根据黄斑 - 视盘轴(FoBMO 轴)进行 ETDRS 网格分区,获取不同区域的 PD 和 VD 值。

下面来详细介绍研究结果:

  1. BMO-MRW:研究测量了对照组、No-DR 组和 Mild-DR 组的平均 BMO-MRW 值,发现 No-DR 组和 Mild-DR 组均显著低于对照组,且在 ETDRS 象限分析中,颞上和颞下象限的 BMO-MRW 值在三组间有显著差异,其他象限差异不明显。
  2. 视盘周围灌注密度(PD):对比三组视盘周围 PD,发现内环和外环的 PD 值在三组间均有显著差异。内环中,Mild-DR 组的 PD 显著低于对照组和 No-DR 组,且在鼻侧象限差异明显;外环中,Mild-DR 组的 PD 显著低于对照组,仅在颞上象限有显著差异。
  3. 视盘周围血管密度(VD):观察三组视盘周围 VD,内环和外环的 VD 值在三组间同样存在显著差异。内环中,Mild-DR 组的 VD 显著低于对照组;外环中,Mild-DR 组的 VD 在颞下和颞上象限显著低于对照组,且颞下象限的 VD 在对照组和 No-DR 组间也有差异。
  4. BMO-MRW 与灌注密度 / 血管密度的相关性分析:经计算发现,内环的平均 PD、平均 VD 与平均 BMO-MRW 均呈正相关,且在相应象限也存在正相关关系;外环中,仅颞上象限的 PD、VD 与 BMO-MRW 呈正相关。

研究结论表明,早期 DR 患者视盘周围 BMO-MRW 显著降低,尤其在颞上和颞下象限,同时 PD 和 VD 也下降,且 BMO-MRW 与微血管参数存在正相关。这为早期 DR 的检测和监测提供了潜在的生物标志物。在讨论部分,研究人员指出,与以往研究相比,此次研究基于 FoBMO 轴进行分区,更符合解剖结构,能更准确反映病理变化。同时,研究还发现 No-DR 患者某些区域的 PD 和 VD 变化早于 BMO-MRW 变化,这提示这些区域的血流改变值得进一步研究。不过,该研究也存在局限性,如作为横断面研究无法确定因果关系,且血管密度测量方法与以往不同,目前缺乏单独评估视盘周围毛细血管层的理想方法。未来需要前瞻性纵向研究来明确关系,也期待眼科成像技术的进步能解决现有问题。总体而言,这项研究为 DR 的早期诊断和治疗提供了重要依据,推动了该领域的研究进展 。

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