OCTA揭示多发性硬化脑损伤新机制:视网膜微血管异常与高级视觉皮层萎缩的互补关联

《Brain Communications》:Optical coherence tomography angiography reveals insights into complementary vascular and neurodegenerative mechanisms in multiple sclerosis

【字体: 时间:2026年01月11日 来源:Brain Communications 4.5

编辑推荐:

  本研究通过光学相干断层扫描血管成像(OCTA)技术,首次在大样本多发性硬化(MS)队列中发现视网膜微血管密度降低与高级视觉处理区域(如枕叶梭状回、楔叶)萎缩显著相关,而传统OCT参数(pRNFL/mGCIPL)主要反映前视觉通路退化。结果表明视网膜低灌注可能先于脑萎缩发生,OCTA可作为监测MS神经血管病理的互补生物标志物,为早期干预提供新靶点。

  
多发性硬化(MS)作为一种中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病,其神经退行性变机制尚未完全阐明。传统观点认为髓鞘脱失和轴索损伤是核心病理,但近年研究发现脑低灌注可能与疾病进展密切相关。尤其值得关注的是,视网膜作为中枢神经系统的延伸部分,其微血管网络能否反映MS的脑内血管变化?这正是本研究试图解答的关键科学问题。
目前临床评估MS主要依赖磁共振成像(MRI)检测脑白质病灶和萎缩,但MRI难以捕捉早期微血管改变。光学相干断层扫描(OCT)虽能测量视网膜神经纤维层厚度(pRNFL)和节细胞层(mGCIPL)厚度,却无法评估血管状态。而新兴的OCTA技术可无创量化视网膜微血管密度,为探索MS的神经血管耦合机制提供了全新窗口。值得注意的是,既往OCTA研究多局限于小样本,且未能明确其与传统OCT、脑萎缩及视觉功能的内在关联。
为此,伦敦大学学院Queen Square MS中心团队在《Brain Communications》发表了一项突破性研究。他们纳入323名MS患者和80名健康对照,同步采集OCT/OCTA、脑MRI和视觉功能数据,首次系统揭示了视网膜微血管参数与特定脑区萎缩的对应关系。特别值得关注的是,该队列中97.2%为复发缓解型MS,且86.1%使用高效疾病修饰治疗(DMT),这为观察早期病理变化提供了理想模型。
研究人员采用多模态交叉验证的研究策略。视网膜成像通过Heidelberg Spectralis OCT2采集,采用OSCAR-IB标准进行质控,利用OCTAVA工具箱计算浅层血管丛的血管面积密度(VAD)、血管长度密度(VLD)和分形维度(FD)。脑容积分析则通过Geodesical Information Flows(GIF)软件对3T MRI图像进行分割,重点考察视觉通路相关区域。统计模型采用线性混合模型控制年龄、性别、病程等混杂因素,并通过AICc准则优化模型选择。
视网膜微血管改变具有层级化特征
与非ON眼相比,MS患者的ON眼呈现更显著的VAD下降(-4.63%)和VLD降低(-0.87像素/mm),且mGCIPL变薄达12.6μm。值得注意的是,即使是非ON眼,其VAD也较健康对照降低1.28%(p<0.001),提示微血管异常可能独立于急性炎症存在。
脑萎缩模式揭示双路径机制
OCTA参数(VAD/VLD)与高级视觉皮层萎缩显著相关,尤其是枕叶梭状回(VAD:β=0.51)和楔叶(VAD:β=0.36)。相反,pRNFL变薄主要与视交叉(β=293.30)和白质萎缩(β=0.10)相关。这种分离现象提示:视网膜低灌注可能反映后循环区域的慢性缺氧,而pRNFL变薄更符合沃勒变性的顺行性退化模式。
微血管异常与视觉功能缺损精准对应
OCTA参数对高对比视力(LogMAR)和色觉(Ishihara)的预测效能优于OCT,其中FD对色觉的预测最强(AICc最优)。这可能因为视锥细胞代谢需求高,对微血管架构变化更敏感。在病程<10年的患者中,OCTA与残疾程度(EDSS)关联更强,提示血管病理在疾病早期更具临床相关性。
技术方法概要
本研究核心在于多模态数据整合分析:1)采用OCTAVA工具箱标准化OCTA指标提取;2)通过机器学习算法(NicMSlesion)分割T2病灶;3)应用线性混合模型控制眼级数据嵌套结构;4)所有脑容积指标均进行颅内容积校正。队列包含267例配对MRI-OCTA数据,确保统计效力。
研究结论与展望
该研究首次构建了MS中视网膜微血管-脑萎缩-功能障碍的关联图谱,提出“血管代谢失调”可能是独立于脱髓鞘的新病理轴。OCTA参数对高级视觉皮层萎缩的特异性关联,暗示后循环区域对低灌注尤为易感。未来研究可结合动脉自旋标记(ASL)等脑灌注技术,动态验证低灌注与萎缩的因果关系。此外,本研究为OCTA作为MS治疗监测工具奠定基础,尤其可能对评估血管保护类DMT疗效具有重要价值。
需要强调的是,这些发现主要基于早期复发型MS群体,能否推广至进展型MS仍需验证。研究团队在讨论中指出,视网膜血管改变可能同时包含原发性血管病理和继发于神经元退行的“代谢需求下降”,二者需通过纵向研究区分。无论如何,该研究成功将OCTA提升为探索MS神经血管病理的探针,为理解疾病异质性开辟了新维度。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号