《Progress in Retinal and Eye Research》：Inner-retinal changes in AMD: Evidence, mechanisms, and future perspectives
综述：年龄相关性黄斑变性中的内层视网膜改变：证据、机制与未来展望
摘要： 年龄相关性黄斑变性（AMD）是一种主要累及视网膜中心区域、导致中心视力丧失的复杂疾病。传统上，AMD被认为是外视网膜和脉络膜的病变，其特征包括玻璃膜疣积累、视网膜色素上皮（RPE）功能障碍和光感受器变性。然而，不断涌现的证据表明，内层视网膜在AMD的各个阶段都广泛受累，其结构和功能损害在疾病早期就已显现，这挑战了传统范式。空间优化光学相干断层扫描（OCT）、光学相干断层扫描血管成像（OCTA）和高分辨率组织学技术的进步，揭示了内层视网膜内神经元、血管和胶质细胞的改变，重塑了我们对AMD发病机制的理解。本综述整合了关于AMD内层视网膜改变的临床和实验证据，包括层特异性变薄、微血管稀疏、神经血管偶联受损和反应性胶质增生。这些变化通常在早期AMD即已出现，可能先于、伴随或加剧外视网膜变性，并与无法仅用光感受器丧失完全解释的视功能障碍相关。重要的是，内外层视网膜病变之间的机制相互作用支持了一种双向神经变性模型，其中特定区域的易感性由整个视网膜的灌注动力学、代谢需求和结构连接所塑造。认识到这些过程扩展了早期诊断、精细监测和新治疗靶点的潜力。通过整合结构、功能和系统层面的见解，本综述将AMD重新定义为一种多层次的神经血管疾病，并强调了内层视网膜完整性在未来AMD研究和治疗中的核心作用。
内层视网膜与外层视网膜及脉络膜的对比
视网膜神经元架构
内层视网膜主要负责视觉信号的精细处理。脊椎动物的视网膜是一个精细分层的结构。视觉信息由光感受器启动，随后通过外、内丛状层的突触相互作用进行处理，最终由视网膜神经节细胞（RGCs）传输到中枢视觉通路。信号传输通过不同的视杆和视锥双极细胞进行。视杆双极细胞主要通过AII无长突细胞中继输入，后者进而整合到视锥双极细胞通路中，或直接与视网膜神经节细胞形成突触。因此，视杆和视锥来源的信号汇聚于共同的视网膜神经节细胞群，通过抑制性反馈回路促进并行处理和增强对比敏感度。此外，一部分表达视黑素的视网膜神经节细胞，称为内源性感光视网膜神经节细胞（ipRGCs），介导非成像功能，如昼夜节律调节和瞳孔对光反射。这些功能可能在影响内层视网膜完整性的退行性疾病中受到破坏。
内层视网膜包括位于视网膜神经纤维层（RNFL）、神经节细胞层（GCL）、内丛状层（IPL）和内颗粒层（INL）的第二和第三级神经元。这些层支持突触整合和信号精炼，在传递到皮层前提取高阶视觉特征，如对比度、运动和空间分辨率。在最内侧的神经元视网膜部分，RNFL包含视网膜神经节细胞向视神经乳头行进的无髓鞘轴突。这些轴突起自GCL，其中包含超过40种不同的视网膜神经节细胞亚型，每种都具有特定的树突分层、感受野特性和功能特化。相邻的IPL是双极细胞和无长突细胞与视网膜神经节细胞相互作用的主要突触界面。虽然外层和内层视网膜神经元都对亮度变化有反应，但ON和OFF通路在IPL中形成解剖学分层，从而实现对光强增加和减少的并行处理。
在IPL之下，INL包含双极细胞、水平细胞和无长突细胞的胞体。双极细胞是从光感受器传来的初级中继，其中视锥双极细胞介导高敏锐度、色觉视觉，而视杆双极细胞专门用于低亮度检测，通过AII无长突细胞回路传递。无长突细胞通过抑制性和兴奋性信号参与空间和时间调谐，塑造运动和边缘检测。水平细胞在光感受器-双极细胞突触处支持侧向抑制，调节信号扩散并增强空间对比度。同时，从内层到外层的丛间细胞提供逆行信号，调节光感受器和双极细胞活动。这些相互连接的回路使得内层视网膜能够进行复杂的皮层前计算。
这种突触整合是代谢需求很高的，特别是在INL和GCL，这些区域线粒体密集分布，并依赖于精确的神经血管耦合。据报道，在年龄相关性黄斑变性（AMD）中，这种耦合的破坏可能会损害信号保真度，并先于明显的神经元丢失。内层视网膜的地形结构，包括厚度和灌注模式，在图1中有所说明。这些源自OCT和OCTA的规范图谱突出了黄斑区的层/血管板特异性分布，为后续分析AMD中内层视网膜改变建立了参考。
血管供应系统
内层视网膜依赖于一个独特的视网膜内血管网络，而外视网膜则由下方的脉络膜提供血管支持。这些双重循环建立了离散的灌注和氧合区域，这可能差异性影响疾病状态（如AMD）中区域对应激和变性的易感性。
内层视网膜由中央视网膜动脉灌注，其分支成四个毛细血管丛的分级组织、终末动脉网络。放射状视盘周围毛细血管丛主要供应RNFL，浅表血管丛供应GCL，而中间和深部丛分别支持IPL和INL。这种分层血管架构确保了将氧气和营养物质局部输送到代谢活跃的内层视网膜神经元，包括神经节细胞和双极细胞。这些神经元是中枢神经系统代谢需求最高的组织之一，其氧摄取分数与皮质灰质相当。在早期AMD中，血管密度或灌注的轻微减少，特别是在中间和深部丛，可能在没有明显闭塞的情况下产生低度缺氧。
为了保持灌注稳定性，视网膜血管通过肌源性、神经源性和代谢机制采用严格的自调节。胶质细胞，特别是Müller细胞和星形胶质细胞，通过响应局部神经元活动释放血管活性介质（如一氧化氮）来调节血管张力。视网膜循环在很大程度上是非吻合的、终末动脉系统，使其在血管损伤后易受局部缺血影响。内层血-视网膜屏障，由内皮细胞之间的紧密连接形成，并由周细胞和胶质支持，严格控制分子交换、免疫通路和离子稳态。周细胞在维持毛细血管稳定性和调节局部灌注方面起着关键作用，但已知其密度和功能会随年龄增长而下降。在包括AMD在内的疾病中，周细胞丢失和胶质功能障碍可能导致微血管不稳定、自调节受损和进行性毛细血管闭塞。
胶质和免疫支持系统
内层视网膜包含一个专门的胶质和免疫细胞网络，提供结构、代谢和免疫调节支持。Müller细胞跨越整个视网膜厚度，而星形胶质细胞和小胶质细胞大多局限于内层视网膜。Müller细胞是视网膜中主要的胶质细胞类型，作为结构支架，并调节神经递质清除、钾离子和液体稳态、突触调节和氧化缓冲。尽管通常与内层视网膜支持相关，但Müller细胞突起延伸到外界膜，调节视网膜下谷氨酸水平、离子梯度和光感受器代谢稳定性。此外，Müller细胞充当光波导，将光引导向光感受器并最小化散射。它们的终足参与构成内层血-视网膜屏障，并在神经血管耦合中发挥关键作用，响应代谢应激或神经活动释放血管活性分子。在AMD中，Müller细胞表现出反应性胶质增生，其特征是肥大、细胞因子释放改变以及代谢和血管信号失调。
星形胶质细胞主要局限于RNFL和GCL，包裹视网膜神经节细胞轴突并支持浅表血管。它们通过神经血管耦合调节视网膜血流量，响应突触活动释放血管活性介质，并通过与内皮细胞和周细胞的相互作用加强血-视网膜屏障。星形胶质细胞还通过调节谷氨酸摄取和穿梭乳酸，促进神经元和血管之间的代谢偶联，这些机制在视网膜应激期间维持能量稳态至关重要。
小胶质细胞是视网膜的常驻免疫细胞，主要位于IPL和INL，在RNFL、GCL和OPL中有较小的群体。在生理条件下，它们处于监视状态，持续采样其微环境，并参与突触修饰、免疫调节和碎片清除。小胶质细胞终生存在，并可响应损伤、疾病或年龄相关应激转变为反应性表型。在AMD中，小胶质细胞向外层视网膜和视网膜下间隙迁移，在那里可能参与玻璃膜疣形成、光感受器碎片清除和补体激活。它们在视网膜变性中的作用取决于具体情境；虽然小胶质细胞可能促进碎片清除并在急性期限制损伤，但慢性活化会持续炎症、氧化应激和突触功能障碍。
总之，内层视网膜胶质和小胶质细胞形成了一个动态支持系统，与神经元、血管和免疫介质相互作用。在AMD中，胶质功能的早期失调可能导致神经血管耦合改变、代谢缓冲受损和促炎级联反应，为内外层视网膜变性奠定了基础。
AMD中内层视网膜改变的证据
神经元变化
临床影像证据：早期和中期AMD
在过去约十年中，神经元OCT是探究AMD中内层视网膜改变最广泛使用的临床工具。研究分析了全黄斑指标、视盘周围RNFL、扇形图和单个B扫描，以检测RNFL、GCL、IPL以及（一致性较差）INL的变化。尝试综合这些文献证实了视盘周围RNFL和黄斑区RNFL-GCL-IPL的显著减少，但也强调了由设备/分割选择、平均策略、研究人群以及对混杂变量的调整（或缺乏调整）所驱动的巨大异质性。
具体而言，一项包含五项谱域OCT研究的系统综述和荟萃分析发现，与健康对照相比，AMD患者的视盘周围RNFL厚度和黄斑RNFL-GCL-IPL厚度显著减少。设备变异性和方法学差异导致了研究间的显著异质性，强调了标准化成像方案和结果测量的必要性。
作为对该综述的更新，一项对截至2024年12月的15项OCT研究的单研究者临时荟萃分析证实，与健康对照相比，所有AMD严重程度组的RNFL、GCL和GCL-IPL层的OCT厚度均显著减少。从早期到晚期的疾病过程中可能存在渐进性变薄，提示累积性的内层视网膜变性，但研究间的高度异质性阻碍了进一步的元回归分析。
一些发现由于研究缺乏或数据透明度不足而无法进行荟萃分析。在早期和中期AMD眼的RNFL中，一项研究未发现早期AMD、中期AMD和健康对照眼之间RNFL厚度有显著差异。尽管内层其他层有轻度减少，但观察到RNFL的这种保留。另一项研究报告，在AMD的早期阶段，更大的AMD严重程度与更薄的RNFL、GCL和IPL相关。
关注INL的研究较少，结果仍不一致。两项研究报告了早期AMD的整体变薄，而另外三项研究报告与健康正常眼无显著差异。这些差异可能源于粗略的采样方法，难以将细微的AMD相关变化与正常老化区分开来。
为了解决先前报告中的异质性，应用了高（横向）分辨率OCT框架来解析局部效应以及全局平均倾向于掩盖的混合性变薄/增厚。这些更精细的地形OCT分析揭示了从AMD早期阶段开始，内层视网膜变薄的独特空间模式，包括视盘周围上、下方的RNFL，以及旁中心区域的GCL、IPL和INL。值得注意的是，早期AMD的变薄最为显著，但在中期AMD中，这种幅度减弱。这种矛盾现象与反应性胶质增生或重塑反应一致。在伴有网状假性玻璃膜疣（RPD）的中期AMD中，内层视网膜增厚尤为明显，这是一种高风险变异。这些发现强化了AMD中的内层视网膜变化可能并非纯粹的退行性，也反映了动态反应性过程的概念。
中期AMD的纵向分析支持随时间推移内层视网膜渐进性变薄的总体趋势，特别是在视盘周围上、下方的RNFL，其次是旁中心区域的GCL、IPL和INL。然而，局部增厚也出现，减少了某些区域的净变薄幅度。这与上述横断面工作中提到的代偿性或反应性变化一致。
有趣的是，在同一只眼中，内层视网膜反射率（一种反映包括视网膜神经节细胞线粒体和相邻细胞骨架结构在内的微观结构组成的标志物）可能先于变薄。在同一队列中，内层视网膜反射率的下降速度比厚度下降快达11倍，表明反射率可能作为疾病进展更敏感、更早期的生物标志物。
临床影像证据：晚期AMD
OCT研究一致报告新生血管性AMD中的内层视网膜变化，特别是GCL-IPL和视盘周围RNFL的变薄。然而，抗VEGF治疗对内层视网膜结构的潜在影响仍有争议。一项研究观察到阿柏西普或雷珠单抗治疗后GCL-IPL或RNFL显著变薄，与注射次数或持续时间无关。另一项研究发现，在新生血管性AMD治疗眼和未治疗的干性AMD对侧眼中，在无病变的视网膜区域，RNFL、GCL、IPL或INL厚度在一年内没有显著变化。这些发现表明，在解剖学未受累区域，内层视网膜完整性得以保留，支持观察到的AMD内层视网膜变化更可能是疾病驱动而非抗VEGF治疗直接结果的观念。
纵向数据还显示，从中期AMD转变为新生血管性AMD后，旁中心凹和中心凹周围进行性变薄，在抗VEGF治疗开始12个月后明显减少。在一项接受阿柏西普治疗的初治新生血管性AMD患者的前瞻性队列中，GCL-IPL厚度的早期减少与10个月时较好的视力预后相关，而RNFL厚度的减少与较差的预后相关，提示内层视网膜各层之间的预后相关性存在差异。
OCT研究也提示在地理性萎缩（GA）中渐进性的内层视网膜受累，尽管证据有限。一项研究报告，与年龄匹配的对照组相比，GA眼的黄斑GCL-IPL显著变薄，而视盘周围RNFL厚度未受影响，提示区域特异性的内层视网膜易感性。同样，在一项大型基于人群的遗传同质性Amish队列研究中，内层视网膜变薄，特别是GCL-IPL，随着AMD严重程度增加而加剧，并且在地理性萎缩中最为显著。
然而，在晚期AMD中解释内层视网膜厚度测量需谨慎。一项研究发现，当中心凹黄斑厚度超出200-300 μm范围时，自动测量的重复性显著降低，在萎缩性或水肿性形态中可靠性最低。这是由于分割伪影和固视不稳定，使GA的纵向分析复杂化，并强调需要进一步的方法学改进。
组织学和实验模型证据
来自组织学和实验模型的证据有限，且很少按具体疾病严重程度分层。因此，以下部分按机制组织，参考了跨越多个AMD阶段的研究。
死后组织学研究关于AMD中内层视网膜受累的结果，与体内基于OCT的内层视网膜变薄观察结果存在一定不一致。一项研究检查了非渗出性（可能为早-中期）和渗出性AMD眼的视网膜全铺片，发现渗出性AMD眼在6mm黄斑区域内视网膜神经节细胞减少了约50%，而非渗出性AMD眼的视网膜神经节细胞计数与年龄匹配的对照相当。与此同时，另一项研究报告，在盘状AMD中，鼻侧-颞侧旁中心凹区域的视网膜神经节细胞（和INL细胞）数量得以保留。
然而，这些发现可能仅仅反映了方法学之间的根本差异和局限性。组织学方法量化绝对细胞计数，但容易受到组织处理过程中引入的伪影影响，包括收缩、拉伸和切片方向的变化。相比之下，OCT衍生的厚度测量涵盖了整个视网膜层结构，整合了神经元胞体、树突、突触、胶质支架、间质成分和血管。因此，OCT观察到的变薄也可能反映胞体收缩、树突萎缩或微血管稀疏，而非真正的神经元丢失。
此外，来自外视网膜损伤的跨神经元变性可能在内层视网膜中诱导早期结构和功能改变，先于神经元死亡。此类早期变化可能表现为OCT上的内层视网膜变薄，即使组织学上细胞计数完整。
内层视网膜重塑
即使在缺乏完全光感受器丧失的情况下，AMD中也记录了内层视网膜的重塑。对人类和动物模型的组织学研究表明，内层视网膜的结构和功能重组可能先于明显的外层视网膜变性，这挑战了AMD主要是与光感受器丧失相关的疾病的传统观点。与此一致的是，在非渗出性AMD中，尽管视网膜神经节细胞大体结构得以保留，但可检测到早期功能缺陷。具体而言，图形视网膜电图（ERG）的隐性时间延长和暗适应振幅降低提示了突触/回路功能障碍，先于明显的神经元丧失。
一项研究证明了在AMD人眼中，来自GABA能无长突细胞的异位神经突生长，以及甘氨酸能无长突细胞向ONL和INL的易位。甚至在视杆光感受器得以保留的区域也观察到了这些变化，表明内层视网膜结构重组至少部分独立于外层视网膜变性。相关的现象，如异位突触、层状结构紊乱和抑制性回路破坏，可能损害信号整合，导致功能性视觉缺陷，并可能预示与持续的光感受器丧失和持续的视网膜重塑相关的进行性神经变性。
另一项研究进一步支持了回路特异性突触重塑，特别是在视杆通路中。视杆光感受器终末向ONL的收缩伴随着视杆双极细胞的代偿性树突生长，后者形成了异位突触连接。这些变化广泛分布于黄斑和黄斑外区域。同时，OPL内的水平细胞和视锥小足定位相对得以保留，强化了视杆回路的选择性易感性。
对这些变化的细胞和代谢基础的进一步见解由另一项分析提供，该分析使用空间代谢图谱方法揭示了人类AMD中广泛的内层视网膜重塑。异常的神经突生成与Müller胶质的代谢变化相关，包括谷胱甘肽上调和谷氨酰胺-谷氨酸循环失调。虽然可能是代偿性的，但这些胶质适应可能通过改变胶质递质传递、神经炎症信号和视黄酸信号的变化，无意中加剧了突触重组。
总之，这些组织病理学和分子学发现提示，内层视网膜回路可塑性是AMD的一个早期特征，其发生至少部分独立于光感受器变性。这些发现强调需要整合体内成像、功能测试和组织学验证的纵向研究，以阐明事件发生的顺序。
内层与外层视网膜之间的联系
AMD的临床影像学提示外层视网膜病变与内层视网膜变化之间存在复杂且空间变异的关系。几项基于OCT的研究报告，在AMD中，外层视网膜结构破坏与内层视网膜变薄之间的空间对应性有限。特别是，玻璃膜疣积累或RPE萎缩的区域并不总是与内层视网膜变薄共定位，表明机械性移位或外层视网膜病灶地形本身不足以解释内层视网膜受累。这些观察结果暗示，其他调节因素，如血管功能不全、胶质反应性或局部代谢应激，可能影响内层视网膜的易感性。
尽管与玻璃膜疣的空间重叠有限，但内层视网膜损伤与光感受器变性相关。在中期AMD中，GCL-IPL变薄与椭圆体带反射率降低显著相关，但与总玻璃膜疣体积无关。这一发现支持了光感受器完整性与内层视网膜结构之间的功能性而非纯机械性联系，与突触传递变性机制一致。
此外，诸如网状假性玻璃膜疣（RPD）和RPE衰减等表型特征与内层视网膜改变有关。在一项伴有RPD的早期AMD眼队列中，形态学RPE亚型，特别是楔形和波浪形变异，与内层视网膜变薄相关。类似地，一项研究报告，伴有外层视网膜萎缩和RPD的眼表现出GCL的显著变薄，尽管RPE丢失与GCL变薄之间的直接空间对应关系并未明确建立。
最近的AI驱动研究支持内层视网膜变化在早期AMD检测中的贡献作用。使用源自OCT的深度学习模型的类激活图，一项研究表明，虽然外层视网膜特征（如光感受器完整性）被优先用于AMD分类，但内层视网膜层，包括RNFL、GCL和IPL，也对模型的预测有实质性贡献。在另一项采用诊断模型的摘要中，在传统外层视网膜特征之外加入内层视网膜指标，显著提高了早期和中期AMD的分类准确性。这些发现强化了内层视网膜改变的诊断相关性，并支持了一种与外层视网膜明显损伤部分解耦的分层视网膜功能障碍模型。
血管和胶质细胞变化
临床影像证据：早期和中期AMD
AMD中视网膜血管的临床成像采用了多种模式，包括彩色眼底照相、荧光素血管造影、多普勒和激光血流测量、视网膜血氧测定以及正面OCT血管指标。这些方法的早期发现包括早期和中期AMD的血流量减少和阻力增加，血管口径与AMD之间的关联（新加坡马来人眼研究中更宽的静脉，以及中国农村队列中更大的中央视网膜小动脉等效直径），血管壁征象预测5-10年内AMD发病（小动脉变窄和动静脉交叉征），血流测量显示的阶段性黄斑血流变化，以及最近正面OCT证实的中期AMD小动脉/小静脉直径变化，提示血管内皮功能障碍、炎症和自调节受损。早期的组织学和照相研究可能低估了血管受累的程度，因为它们主要捕捉了浅表异常，如萎缩的毛细血管、局灶性小动脉变窄和动静脉交叉征，而现代成像已开始揭示更深层血管丛受累和更细微的微血管变化。
OCTA提供对视网膜和脉络膜的无创、深度分辨可视化。因此，它已成为检测和表征AMD谱系中血管变化的更广泛应用模式。为了标准化研究术语，本文使用“OCTA信号”来指代血管密度或灌注等指标。同样，“浅表”和“深层”视网膜板是指OCT定义的区域，通常对应于浅表血管复合体（放射状视盘周围毛细血管丛和浅表血管丛）和深层血管复合体（中间和深层毛细血管丛），尽管不同OCT设备之间的精确分割边界有所不同。
鉴于AMD中OCTA研究的激增，最近的一篇综述报告，OCTA信号在早期和中期AMD中显著减少，特别是在浅表视网膜板内。然而，方法和结果定义的异质性阻碍了对效应大小的精确估计。相比之下，深层视网膜板的变化更为多变，可能反映了细微或异质性的内层视网膜损伤。对深层视网膜板
