《Discover Neuroscience》：Retinal spectral imaging and spectroscopy are emerging research approaches in Parkinson disease
背景：视网膜高光谱成像（HSI）、多光谱/多色成像（MSI/MCI）及漫反射光谱（DRS）可能检测与帕金森病（PD）相关的波长依赖性光学改变。
方法：研究人员在PubMed/MEDLINE、Embase、Scopus及Web of Science数据库中进行了预设窄模态范围的范围综述，检索时间自建库至2026年7月。纳入标准为：在临床诊断的帕金森病患者或活体哺乳动物帕金森病模型或实验性帕金森综合征模型中，采用活体波长分辨视网膜反射成像或光谱学方法的原始研究。研究人员分别综合了人类与动物证据、全文与会议摘要，以及邻近光学证据。
结果：共有4项活体研究报告符合主要纳入标准：1项小型人类HSI研究、2篇经同行评议的动物论文及1篇动物会议摘要。人类研究纳入20名帕金森病患者和20名对照者。尽管短波长反射率在组间存在差异，但判别能力较弱（曲线下面积0.60，95%置信区间0.43–0.78），且该区间包含随机水平表现。动物证据具有异质性：小鼠HSI显示归一化短波长反射率升高，而4只经1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）处理的猕猴靶向光谱学显示480–525 nm光谱斜率降低。小鼠多色成像会议摘要报告了年龄依赖性比值差异，但提供的方法学和验证信息有限。
结论：现有研究报告了PD相关情境下的视网膜光谱差异，但证据不足以评估诊断准确性、生物标志物有效性或临床实用性，且尚未建立可重复或疾病特异性的光谱特征。需要仪器和解剖学标准化、机制验证以及独立纵向临床队列研究。
临床试验编号：不适用。
论文主体内容总结
1 引言
视网膜作为中枢神经系统中可及的部分，是神经退行性疾病生物标志物研究的合理位点。帕金森病（PD）中视网膜受累已获得死后磷酸化α-突触核蛋白证据、光学相干断层扫描（OCT）及OCT血管成像（OCTA）所显示的结构和血管差异，以及即使高分辨率OCT正常时仍可出现电生理异常等支持。然而，这些发现并不能确立视网膜信号对PD的特异性，也不能证明其直接反映脑内病理。
光谱视网膜技术测量从眼底返回的波长依赖性光。与主要提供深度分辨结构和血管信息的OCT和OCTA不同，HSI、MSI/MCI和DRS采样可能编码联合生化和微结构光学对比的波长依赖性反射率，但反射率并非分子特异性。HSI在保留空间信息的同时采样多个连续或近连续波段；MSI或MCI使用较小的选定波段集；靶向DRS则从有限视网膜位置记录密集光谱。这些模态不可互换：照明、探测器响应、眼介质、色素、血液、视网膜层结构、聚焦、共焦性、视网膜位置和归一化均影响所测曲线。
对PD中波长分辨视网膜测量的兴趣是近期出现的：2024年出现人类HSI研究报告，同时有小鼠模型的实验性HSI和多色成像（MCI）工作，随后2025年出现MPTP处理猕猴的靶向视网膜光谱学研究。尽管兴趣增长，仍存在三个基本不确定性：其一，PD中报告的视网膜光谱改变是否跨物种、疾病模型、采集系统、视网膜位置及预处理或归一化策略保持一致；其二，其生物学解释尚未解决，因为波长依赖性反射率是复合光学信号，尚未在相同人眼中与疾病相关分子和结构测量共定位；其三，其潜在临床相关性不确定：尚未建立可重复的PD特异性特征、外部验证的诊断模型、纵向关联或超越常规视网膜成像的增量价值。
2 方法
2.1 综述设计与报告标准
本范围综述旨在绘制小而异质的证据基础，而非估计汇总诊断效应。其范围刻意限定于更广泛范围综述框架内的波长分辨视网膜反射技术。综述遵循PRISMA 2020、PRISMA-ScR、PRISMA-S和JBI指南。主要综述问题为：哪些原始活体证据评估了在临床诊断PD患者或活体哺乳动物PD模型或实验性帕金森综合征中使用HSI、MSI/MCI或DRS的波长分辨视网膜反射，以及目前关于生物学解释、诊断准确性和临床实用性可得出哪些结论。
2.2 纳入标准与模态范围依据
主要综合的纳入标准为：包含来自PD患者或活体哺乳动物帕金森综合征模型的原始活体数据，并使用HSI、MSI/MCI或DRS测量波长分辨视网膜反射的报告。经同行评议的完整报告构成主要证据层级。会议报告符合纳入条件但被视为摘要级证据，且不假定其独立于后续发表。直接离体视网膜HSI和PD模型中的拉曼研究保留在单独的机制背景层级。荧光寿命成像眼底镜检查（FLIO）和自发荧光也分别映射，因其测量荧光衰减或发射而非反射。排除了综述、社论、非视网膜研究、无非波长分辨结局的常规彩色摄影、仅OCT厚度或常规OCT反射率、脑或肌肉磁共振波谱、与PD或实验性帕金森综合征无关的研究以及无结果的试验注册。
2.3 信息来源与检索策略
检索了PubMed/MEDLINE、Embase、Scopus和Web of Science，时间自建库至2026年7月13日。每个策略结合三个概念块：PD或实验性帕金森综合征；视网膜或眼底；光谱成像、选定波段反射或光谱学。疾病模型术语包括α-突触核蛋白、A53T、MPTP、6-羟基多巴胺、鱼藤酮、百草枯、PINK1、LRRK2、PARK2和PARK7，以及TauKO。未施加日期、语言、物种或出版物类型限制。补充检索单独进行，因其结果无法与数据库导出可重复去重。检索了Google Scholar前150条结果、Europe PMC预印本、会议网站、纳入报告的参考文献和引证文献，以及ClinicalTrials.gov记录。
2.4 去重与研究选择
四个数据库导出共131条记录。去重使用精确DOI或PMID匹配，随后进行归一化标题、年份和期刊比较及人工裁决。去除43条重复后，剩余88条记录进行标题和摘要筛选。该阶段排除81条记录。检索并评估了7篇报告。3篇被排除于活体综合之外：2篇仅使用离体光谱采集，1篇会议摘要已被纳入的全文取代。4篇活体报告被纳入：3篇同行评议论文和1篇会议摘要。2篇离体报告仅作为背景证据保留。
2.5 数据提取与方法学评价
提取项目包括物种和模型、样本、疾病分期、采集平台、照明和光谱范围、视网膜位点、瞳孔或介质管理、配准和掩蔽、校准和归一化、终点定义、统计分析、验证、主要结果、结构或分子相关因素以及利益冲突。由于证据包含人类诊断分类、小鼠横断面实验、猕猴个体内研究和会议摘要，单一设计特异性的偏倚风险评估工具不适用。采用基于领域的结构化评价，考虑抽样和对照、疾病或模型定义、采集和校准、眼部和解剖混杂、预处理透明度、多重性和数据驱动特征选择、内部和外部验证、报告独立性以及与结构或分子测量的关联。诊断声明参照相关诊断准确性和预测模型报告指南原则进行解释。采用叙述性综合。未尝试荟萃分析，因为物种、模态、视网膜位点、光谱估计量和设计不可通约。
3 结果与讨论
3.1 检索结果与证据格局
活体综合包含4篇报告：1项人类病例对照HSI研究、1项两种小鼠模型的横断面HSI研究、1项MPTP处理猕猴的个体内DRS研究，以及1项TauKO小鼠的MCI/OCT会议摘要。合格报告数量少是本综述的核心发现。3篇经同行评议的报告并非重复研究。它们考察了不同物种和疾病构念，采样了不同视网膜位置，使用不同光学系统，并分析了不同光谱量。TauKO MCI报告与部分小鼠HSI工作使用相同模型和研究项目；摘要无法确定动物的独立性。基于领域的评价未识别出任何在所有领域均具有一致低关注度的报告。主要关注点包括：Ueda等人的数据驱动区域和波长选择及缺乏外部验证；Trlin等人的多重性和缺乏独立重复集；Munro等人的极小样本和事后区间选择；以及Richard等人的摘要级报告和不确定的独立性。
3.2 光学原理：各模态测量内容
HSI在每个采样图像位置产生光谱。快照系统减少波段间运动，但牺牲空间或光谱分辨率，需要仪器特定重建。顺序系统可提供密集光谱采样，但易受运动和随时间变化的照明影响，使配准至关重要。MSI/MCI仅采样选定波长，而靶向DRS从定义区域记录密集光谱，同时眼底图像识别采样位点。三波段比值、归一化高光谱曲线和对数变换光谱的斜率因此是不同的估计量。
眼底反射率是由跨眼介质、血液、色素及多个视网膜和脉络膜界面的波长依赖性吸收、散射和反射产生的复合信号。因此，单独反射率通常无法识别单层或物质的贡献。标准泛光照明眼底相机从相对较宽的轴向体积收集返回光。共焦扫描激光眼底镜使用拒绝更多离焦光的照明/检测几何结构，改善轴向层切，并增加对焦平面和光圈的依赖性。波长依赖性色差聚焦进一步改变浅层视网膜、深层视网膜、视网膜色素上皮和脉络膜的相对贡献。Richard等人在健康小鼠中随后证明了共焦MSI，并报告了需要色差校正的实质性波长依赖性聚焦偏移。因此，即使没有疾病特异性分子吸收体或散射体，强度对波长的差异也可能源于深度和聚焦。
3.3 人类证据
Ueda等人研究了20名PD参与者和20名年龄和性别匹配的对照者，使用集成到Topcon TRC-NW6SF眼底相机中的快照XIMEA SNm4 VIS相机。在颞侧视盘边缘和中央凹之间的45°视野中采集了463至598 nm的16个光谱波段，带宽10–20 nm。图像与白参考比较；使用高斯差滤波器去除血管；相对于视盘–中央凹距离定义四个矩形区域。去除2个噪声波段后剩余14个波长。相对反射率值被平均和标准化。
PD在较短波长处平均相对反射率较低，最显著的是490 nm以下的颞上区域和510 nm以下的颞下区域。这些区域因组平均曲线在该区间不重叠而被选择。嵌套留一法交叉验证的线性判别分析在两个区域均产生0.60的曲线下面积（95%置信区间0.43–0.78）。敏感性为60%；颞上区域特异性为55%，颞下区域为50%；准确率分别为57.5%和55%。
这一探索性组差异不能确立PD特异性诊断信号。嵌套交叉验证优于在训练数据上评估分类器，但有效样本仍为40名参与者，且未进行外部验证。区域和短波长区间在同一数据集中被识别随后用于分类，尽管嵌套重采样仍可能增加乐观性。研究排除了主要视网膜疾病并记录了一些合并症，但未提供瞳孔、白内障和其他介质效应、屈光、测试–重测变异性、跨设备转移或原始到处理可重复性的完整分析验证。相同眼睛中未获得OCT/OCTA和视网膜或系统性α-突触核蛋白生物标志物。
3.4 小鼠活体HSI
Trlin等人使用覆盖320–680 nm的定制顺序眼底镜HSI系统，在A53T α-突触核蛋白和TauKO模型中进行研究，并设置野生型老龄化和5xFAD阿尔茨海默病比较组。A53T/转基因和野生型组在4个月时为15/15，6个月时为17/15，14个月时为18/15。TauKO/野生型组在8个月时为13/10，18个月时为16/14。12个月5xFAD比较包括9只转基因和9只野生型小鼠。
图像堆栈配准到427 nm帧。掩蔽视神经头、主要血管和渐晕视野；计算中位视网膜反射率并降采样至5 nm间隔。使用320–360 nm进行基线校正并归一化至630–660 nm。汇总HSI比值比较450–480 nm与630–660 nm。波长谱采用重复测量双向方差分析、Greenhouse–Geisser校正及基因型×波长或年龄×波长交互作用进行分析。
晚期A53T和TauKO组显示比野生型对照更高的归一化短波长反射率，广泛延伸至约450–600 nm；早期阶段未显示相同模式。健康老龄化产生较低的短波长反射率，而5xFAD比较组显示与晚期PD模型相似的方向。视网膜α-突触核蛋白、铁和视网膜神经纤维层厚度在某些分析中改善了多变量模型拟合，但未确立任何单一底物引起光学信号。
优势包括配准、掩蔽、显式归一化、多模型、老龄化对照和生物学测量。主要限制为组规模适中、横断面年龄组、模型特异性、多重波长比较以及无独立重复集。短波长汇总波段在变化突出处选择，而长波长波段作为归一化参考。与5xFAD的相似性也反对将该模式解释为突触核蛋白病特异性。这是关于测量行为和潜在机制的临床前证据，而非初步临床结果。
3.5 小鼠活体MCI
Richard等人使用Spectralis MCI模块和OCT评估了15个月（13/12）和18个月（12/15）的TauKO和野生型小鼠。共焦系统采集蓝色（468 nm）、绿色（518 nm）和红外（815 nm）反射。使用深度敏感聚焦采集图像，并分析短波长/红外比值。TauKO小鼠具有更薄的总视网膜、神经纤维层、神经节细胞–内丛状层、内核层、外丛状层和外核层，光感受器节段更厚。在18个月时，MCI比值显示基因型和交互作用效应，TauKO小鼠的短波长/红外比值更大。
该报告将证据基础扩展到HSI之外，并证明为何HSI不应是唯一检索词。它也说明了将选定波段反射与OCT和视网膜深度相结合的價值。然而，证据仅以会议摘要形式可用，辐射校准和可重复性描述不完整，且无法确定与Trlin等人报告的TauKO项目的独立性。因此它构成邻近活体证据而非小鼠HSI特征的独立验证。
3.6 非人灵长类DRS
Munro等人使用Zilia Ocular靶向DRS系统，在4只卵巢切除雌性食蟹猕猴MPTP暴露前和暴露后5个月（中重度帕金森样特征稳定时）进行研究。设备同时显示23°眼底图像并从1.5°区域采样光谱。使用托吡卡胺1%和去氧肾上腺素2.5%散大瞳孔。从视神经头和外周视网膜向中央凹周围区域获取测量；照明功率因区域而异以防止饱和。使用视神经头对齐图像，去除模糊或噪声采集，光谱经对数变换和归一化，双眼和多次会话的重复测量被平均。
480–525 nm之间观察到最大的前后光谱形状差异，此后该区间的斜率被选为汇总终点。MPTP后视神经头和视网膜区域的斜率均较低。该结果不应简单描述为反射率降低：归一化对数光谱的斜率变化不等同于Ueda等人报告的相对反射率水平或Trlin和Richard等人使用的比值。血氧测定未显示一致的MPTP效应。死后外核层变薄被检测到，但4个死后对照为较年轻的雄性而非纵向匹配对照。
个体内设计减少了动物间光学变异性，重复会话提供了有用观察。然而，解释仍受限于4只动物的样本、480–525 nm区间的事后选择、缺乏未处理纵向对照组、麻醉、急性至亚急性毒素模型以及不匹配的死后对照。公司雇佣的共同作者参与了设备研究；这不使观察无效，但支持独立重复的价值。
3.7 互补模态与机制背景
这些报告仅用于阐明机制或测量互补性。它们不属于主要综述问题，未通过全面的OCT/OCTA或荧光检索识别，也未纳入4篇报告的主要综合或用于推断诊断性能或临床实用性。
De Groef等人报告的离体HSI工作使用来自Thy1-h[A30P]α-syn小鼠的固定、DAPI染色的视网膜整体 mounts。Snapscan Imec系统通过显微镜采集471至691 nm的70个波段。光谱归一化至3个最长测量波长的均值。4个月转基因和野生型光谱重叠，而18个月转基因小鼠显示更高高光谱评分，510 nm以下差异最大。该工作具有机制相关性，因它将老龄α-突触核蛋白模型与短波长反射率变化联系起来并比较蛋白质病。它不等同于活体眼底成像：固定、DAPI、整体 mount几何结构、显微镜物镜、眼介质去除以及为分离基因型而优化的评分均改变解释。
Mammadova等人对来自接种TgM83模型的切除视网膜切片使用拉曼显微光谱，区分患病与对照组织，同时记录α-突触核蛋白、tau、炎症、自噬失调和细胞丢失。拉曼光谱探测分子振动特征而非眼底反射率；因此它支持生化合理性而不提供可比较的方向或波长结果。
人类PD中的FLIO会议摘要也被识别。2023年报告比较了9名有视觉障碍的患者和9名对照，2024年报告包括27名患者和9名对照；两者均描述了荧光衰减参数的差异。队列可能重叠，且均非完整同行评议报告。更重要的是，FLIO估计激发后荧光的时域衰减，因此其通道和较长寿命发现不应与反射曲线合并。类似地，杆特异性VPS35缺陷小鼠模型中活体眼底自发荧光灶与α-突触核蛋白相关病理共定位，但这是基于发射的信号而非HSI/MSI/DRS反射。
静态眼底自发荧光和时间分辨FLIO可能提供比反射更直接的生化对比，因它们询问激发后的发射强度或衰减动力学。然而，两种模态在活体中均非自动物质特异性；归因于特定荧光团或病理底物需要共定位的结构或分子验证。
2026年共焦MSI健康老龄化研究证明深度和纵向色差实质性影响选定波段比值。2026年使用与DRS研究相同4只MPTP猕猴的视网膜电图（ERG）、瞳孔测量和组织学报告将其视网膜表型置于背景中，但不增加独立光谱样本。这些邻近模态加强了多模态视网膜表型分析的理由，同时显示为何广泛的“光学生物标志物”类别不能作为单一测量进行分析。
3.8 解释动物和人类发现
当前报告有时被概括为显示“相反光谱方向”，但该措辞不准确。Ueda等人报告选定人类黄斑区域490/510 nm以下相对反射率较低。Trlin等人报告晚期小鼠模型中约450–600 nm更宽区间内归一化反射率或短/长比值较高。Richard等人报告选定波段/红外比值较高。Munro等人报告480–525 nm归一化对数光谱斜率较低。波长区间部分重叠，但视网膜区域、光学深度、参考波段和数学终点不一致。因此，当前可用的反射测量研究未证明可作为PD特异性诊断标志物的一致方向性变化。
多种差异可产生这种非等价性：物种特异性解剖和色素；眼介质；疾病构念和分期；视网膜区域；视野大小；血管掩蔽；泛光或共焦采集；焦深；照明光谱和功率；基线校正；归一化分母；数据衍生波段选择；以及验证策略。解决这些差异需要前瞻性协调而非事后比较已发表曲线。
OCT和OCTA是互补的结构和血管技术而非光谱反射模态。如果假定的眼底光谱变化反映视网膜形态或血管解剖，共配准的OCT/OCTA应有助于定位该贡献。解剖对应可以具体改进。人类和动物研究应使用相对于视神经头和（如存在）中央凹的角度坐标预定义位置；以度和毫米报告区域尺寸；将光谱配准到共同眼底参考；掩蔽或单独分析血管；在相同位置采集OCT/OCTA；并指定聚焦和共焦光圈。跨物种比较应优先识别同源的视乳头周围和颞侧区域，而非假定人类黄斑矩形对应小鼠环形区域。在小鼠中，深度步进共焦MSI或共配准OCT可分离内层与外层视网膜贡献；在人类中，应在将曲线归因于分子沉积之前测试层分辨或聚焦控制采集。
3.9 转化与临床相关性
对临床医生而言，直接结论是保守的：视网膜HSI、MSI/MCI和DRS仍为研究工具，不应用于诊断或排除帕金森病、识别前驱疾病、区分PD与类似疾病、分期、监测进展、指导治疗或提供预后。当前诊断和管理应继续依赖既定临床评估和用于相关鉴别诊断的已验证检查。研究成像不应延迟转诊或改变药物、康复或随访。如果患者询问视网膜光谱检测，临床医生可解释尚无可用可重复的帕金森特异性特征、验证阈值或已证实的增量临床价值。临床采用需要前瞻性独立队列、预设分析、与适当临床和眼部对照比较、跨设备校准和可重复性，以及测试改善患者相关决策或结局的证据。
转化需要四个关联的验证层级。第一，分析验证应建立波长和辐射校准、测试–重测和访间可重复性、对聚焦和瞳孔的敏感性、白内障和色素效应以及跨设备转移。第二，解剖和生物学验证应结合光谱采集与共配准OCT/OCTA，并在模型中将组织学或分子测量与相同区域结合。第三，临床验证应在更大独立队列中测试预设特征或锁定模型，包括早期或前驱疾病、相关鉴别诊断、用药状态、眼部合并症以及α-突触核蛋白种子扩增等生物标志物。第四，临床实用性应纵向评估，针对诊断、进展、治疗反应和既定生物标志物而非仅临床病例状态。
该领域有生物学基础：A53T和接种模型显示视网膜α-突触核蛋白相关功能障碍和病理，MPTP模型显示视网膜结构和功能变化，α-突触核蛋白可干扰视网膜色素上皮铁处理，人群规模OCT数据将视网膜特征与流行和偶发PD关联。这些证据线尚未在相同人眼中与HSI一起在精确共配准的视网膜位置同时测量。
通过补充检索识别的4项进行中研究注册表明该领域正在扩展。它们包括视网膜HSI、选定波段或血管光谱测量、OCT、眼动追踪、认知和语音。截至2026年8月14日复查，均未发布注册结果或可识别的已发表结果，因此尚不能计为支持证据。
机器学习性能应保持探索性，直到特征选择与评估分离、使用参与者级重采样、报告校准和不确定性，并测试外部队列。在数十名参与者和许多相关波长变量的情况下，即使使用交叉验证也可能出现乐观性能。预指定波段和区域或使用源自独立训练集的锁定流程将实质性加强推断。
3.10 综述局限性
合格研究的稀缺——4篇活体报告，包括仅1篇小型人类报告——既是核心发现也是本综述的主要局限性。证据基础在方法学上也具有多样性。所有阶段由一名评审员完成，协议未前瞻性注册；因此不能排除某些选择或提取错误。为增强透明度，检索覆盖4个书目数据库和补充来源，而数据库计数、全文报告决策和基于领域的评价在补充材料中提供。与大多数灰色文献检索一样，无法保证完整检索，因为会议和预印本来源动态索引。Google Scholar因此单独报告，部分摘要和论文的不完整报告在加权其贡献时被考虑。
采用结构化基于领域的评价，因为单一设计特异性偏倚风险工具不适用于人类分类、小鼠横断面实验、灵长类个体内数据和摘要。定量综合不合适，因为物种、视网膜位点、模态、归一化方案和终点不可通约。试验状态于2026年8月14日验证但保持动态。这些考虑定义了推断范围而非削弱综述的主要目的：绘制可用证据并指定未来验证的要求。
4 结论
仅有4篇活体报告合格，包括1项小型人类HSI研究、2篇经同行评议的动物研究和1篇动物会议摘要。人类研究发现490/510 nm以下相对反射率较低，曲线下面积为0.60。晚期小鼠模型显示约450–600 nm更宽范围内归一化反射率较高；TauKO MCI摘要报告短波长/红外比值较高；MPTP猕猴研究发现480–525 nm归一化光谱斜率较低。这些波长范围仅部分一致，且底层终点不等价。
现有证据不能确立可重复或PD特异性的视网膜光谱特征，也不支持临床使用。未来研究应协调校准和采集、控制聚焦和光学深度、跨物种匹配视网膜解剖、共配准光谱和结构成像、预指定分析，并在独立、纵向、生物标志物表征的临床队列中验证锁定模型。
