《Journal of the American Heart Association》:Retinal Microvascular Abnormalities, White Matter Injury, and Cognitive Impairment in Carotid Stenosis or Occlusion
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严重颈动脉狭窄或闭塞(carotid artery stenosis or occlusion, CASO)与白质损伤和认知障碍相关,但伴随的微血管功能障碍标志物尚未完全明确。研究人员在重度单侧CASO中探讨了光学相干断层扫描血管造影(optical cohe
严重颈动脉狭窄或闭塞(carotid artery stenosis or occlusion, CASO)与白质损伤和认知障碍相关,但伴随的微血管功能障碍标志物尚未完全明确。研究人员在重度单侧CASO中探讨了光学相干断层扫描血管造影(optical coherence tomography angiography, OCTA)所见的视网膜微血管异常、白质高信号(white matter hyperintensities, WMH)与认知障碍之间的关系。
方法:在这项多中心横断面研究中,共纳入860名受试者:566例无急性脑梗死的重度单侧CASO患者,以及294例年龄和性别分布相似的对照受试者。所有受试者均接受多模态影像学检查,包括脑磁共振成像自动WMH分割和黄斑OCTA。认知功能采用蒙特利尔认知评估(Montreal Cognitive Assessment, MoCA)进行评定。
结果:与对照组相比,CASO患者各视网膜层血管长度密度(vessel length density, VLD)更低,WMH负荷更大。在CASO组内,狭窄同侧视网膜的VLD较低且血管扩张更明显,与同侧半球深部WMH负荷更大相对应(校正后P均<0.05)。视网膜微血管异常和较大的WMH负荷均与更差的同期认知表现相关。在内部交叉验证中,将OCTA指标加入临床和基于WMH的模型后,对识别同期认知障碍提供了适度的额外判别能力,使曲线下面积(area under the curve, AUC)从0.652增至0.695(ΔAUC,0.043 [95% CI,0.021–0.064])。
结论:在重度单侧CASO中,视网膜微血管异常与同侧白质损伤及较低的认知表现相关。与常规临床变量和WMH相比,OCTA指标为识别同期认知障碍提供了适度的补充判别信息,但仍需外部验证。
注册:URL: https://www.chictr.org.cn/. Unique identifier: ChiCTR2300074640.
论文解读:眼—脑微血管耦联在重度单侧颈动脉狭窄或闭塞中的作用
研究背景与目的
颈动脉狭窄或闭塞(carotid artery stenosis or occlusion, CASO)是缺血性脑血管事件的重要病因,并与认知障碍及认知衰退相关。白质高信号(white matter hyperintensities, WMH)是CASO相关脑小血管疾病的既定神经影像学标志,但常被视为慢性低灌注导致的终末期脱髓鞘改变。因此,仅依靠常规磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)可能难以全面识别伴有认知障碍及眼—脑微血管异常的患者。视网膜与大脑在胚胎起源和微血管结构上具有同源性,且两者均通过颈内动脉循环供血,这使得视网膜成为观察脑微循环的直接、无创窗口。光学相干断层扫描血管造影(optical coherence tomography angiography, OCTA)能够精确、分层地定量黄斑区毛细血管网络。然而,在CASO中,视网膜微血管损伤是否独立于脑结构损伤而与认知功能相关,以及眼—脑微血管异常与脑损伤、认知结局之间的相互关系,此前尚不明确。本研究旨在利用大型队列,阐明OCTA来源的视网膜微血管指标与MRI来源的WMH负荷之间的耦联关系,分析大血管闭塞性疾病、视网膜微血管指标、WMH负荷与认知障碍的关联,并评估视网膜微血管指标能否在临床和WMH模型基础上提供补充判别信息。
研究对象与方法
该研究为多中心横断面研究,数据来自前瞻性NOICAS注册研究(ChiCTR2300074640)。共纳入566例来自中国三家三级医院神经中心的无急性脑梗死的重度单侧CASO患者(狭窄>70%或闭塞,依据NASCET标准),以及294例来自社区体检人群的年龄、性别频率匹配的对照。所有受试者均完成临床评估、多序列脑MRI、OCTA和MoCA认知测试。WMH采用SynthSeg和WMH-SynthSeg管道从液体衰减反转恢复图像自动分割,并分别量化左、右半球的脑室旁白质高信号(periventricular WMH, PWMH)和深部白质高信号(deep WMH, DWMH)。OCTA使用扫频源设备(VG200S)获取6×6 mm2黄斑区图像,自动测量浅层血管复合体(superficial vascular complex, SVC)、深层血管复合体(deep vascular complex, DVC)及脉络膜毛细血管的血管长度密度(vessel length density, VLD)和血管直径指数(vessel diameter index, VDI),并记录黄斑无血管区(foveal avascular zone, FAZ)面积。统计方法包括广义估计方程、线性回归、倾向评分逆概率加权,以及按受试者分组的10折交叉验证和聚类自助抽样。
研究结果
研究人群特征:最终纳入566例CASO患者(1104只眼)和294例对照(562只眼)。两组年龄(63.1±10.7 vs 63.1±7.9岁)和性别(男性77.6% vs 78.2%)无显著差异,但CASO组高血压、糖尿病、血脂异常和吸烟比例更高,MoCA评分更低(中位数24 vs 25)。与对照相比,CASO组所有层VLD均显著降低,FAZ面积增大,SVC和DVC的VDI增高;总WMH、PWMH和DWMH体积以及DWMH/PWMH比值均显著升高(所有校正后P<0.001)。该结果在倾向评分逆概率加权和排除眼部共病后的敏感性分析中保持一致。
单侧CASO对视网膜微血管和脑WMH的侧化影响:与狭窄同侧的眼相比,同侧视网膜各层VLD均显著降低,其中SVC下降最明显(17.71±2.82 vs 18.43±2.64 mm?1,P<0.001),FAZ显著增大,SVC和DVC的VDI显著升高。与对侧半球相比,狭窄同侧半球总WMH体积(0.48±0.25 vs 0.43±0.22,P=0.001)及PWMH和DWMH体积均显著增高,且DWMH/PWMH比值亦显著升高(0.16±0.15 vs 0.12±0.11,P<0.001),提示深部白质对同侧低灌注具有选择性易损性。
视网膜与脑微血管病变的耦联及其与认知障碍的关联:较低的SVC、DVC和脉络膜毛细血管VLD与较大的总WMH、PWMH和DWMH体积显著相关(所有P<0.001);较高的SVC和DVC VDI也与较大的WMH负荷相关(所有P<0.001)。MoCA评分越高(认知功能越好),SVC VLD(β=0.257)、DVC VLD(β=0.223)和脉络膜毛细血管VLD(β=0.132)越高,FAZ面积越小(β=?0.289);MoCA评分亦与总WMH及PWMH负荷显著相关(所有P<0.001)。
OCTA指标对识别认知障碍的增量判别价值:在按受试者分组的10折交叉验证中,仅含临床变量的模型AUC为0.585(95% CI,0.550–0.620);加入WMH指标后AUC增至0.652(95% CI,0.619–0.684),ΔAUC=0.067(95% CI,0.038–0.094);进一步加入OCTA指标后AUC升至0.695(95% CI,0.664–0.726),较模型2额外增加ΔAUC=0.043(95% CI,0.021–0.064)。提示视网膜微血管指标在临床和WMH基础上提供了适度的补充判别能力。
讨论与结论
研究讨论指出,单侧CASO引起的同侧视网膜和脑WMH侧化异常与其血流动力学后果一致,深部白质终末供血区对慢性低灌注更为敏感。视网膜微血管异常与认知表现相关,提示OCTA可能捕捉到常规MRI可见WMH尚未完全反映的微血管功能障碍。尽管OCTA指标在内部交叉验证中提供了补充判别信息,但其增量幅度有限,目前不宜作为独立的风险分层或治疗指导工具,更适合作为辅助的无创影像标志物。局限性包括横断面设计无法确立因果关系、对侧半球可能受侧支血流影响、OCTA视野有限、多中心MRI扫描参数存在异质性、缺乏外部验证,以及MoCA属于整体认知筛查工具。结论:重度单侧CASO存在沿眼—脑轴耦联的视网膜微血管异常和白质损伤;视网膜微血管异常与较差的同期认知表现相关,并在内部交叉验证中为识别认知障碍提供了超出临床变量和WMH的适度补充判别信息。这些发现支持OCTA作为眼—脑血管功能障碍的潜在辅助标志物,但在临床实施前仍需纵向和外部验证。