糖尿病(Diabetesmellitus,DM)是由胰岛素抵抗、胰岛素分泌不足或胰高血糖素分泌过多而引起的一种全球性流行性疾病。 根据世界卫生组织统计估计,预计到2035年,在全世界范围内,罹患糖尿病的总人数预计将增长至5.92亿。
近三分之二的糖尿病患者都患有糖尿病神经病变,其机制可能是慢性高血糖导致神经和血管损伤而引起。 其他风险因素包括年龄增长,肥胖和周围血管疾病等, 这些危险因素皆会增加糖尿病神经病变的患病率。长期以来,我们认为,糖代谢紊乱引起的微血管病变是发生DR的根本原因。

随着研究的不断深入,我们发现,DR除了有视网膜微血管损害以外,还是一种神经组织的慢性退行性病变。诸多文献报告在糖尿病的早期, 眼部尚未出现肉眼可见的视网膜微血管病变时,部分视网膜神经元和胶质细胞功能已经开始出现不同程度的异常。 目前对于增生型糖尿病视网膜病变(proliferativediabeticretinopathy,PDR)中视网膜神经结构改变以及神经功能病变的研究较为少见。
在临床工作中,我们发现,有许多PDR患者行FFA检查表现为以黄斑中心凹为圆心,10mm为半径的后极部范围之外均无视网膜毛细血管灌注的超大范围无灌注现象,经文献检索未找到相关方面的报道, 遂将具备此特征的特殊类型的糖尿病视网膜病变称为超大范围无灌注型糖尿病视网膜病变。
DR的发展伴随着视网膜的缺血缺氧,这类患者视网膜周边部大范围的无灌注区恰恰说明此类病人视网膜存在极为严重的缺血缺氧现象。
一、神经视网膜结构损伤
视网膜神经节细胞(retinalganglioncell,RGCs)及其纤维主要分布存在视网膜IPL、GCL以及RNFL中,将这三层结构统称为神经节细胞复合体((ganglioncellcomplex,GCC)。近年来, 应用CirrusHD-OCT应用节细胞分析(ganglioncellanalysis,GCA)算法,可以对黄斑区GCIPL的厚度进行精确测量。

HD-OCT是一种能对视乳头周围视网膜神经纤维层厚度、视乳头及黄斑区结构进行评估的成像显示装置。 HD-OCT能够对视网膜及其各个解剖层次进行高清成像,且具有较高的分辨率,能更好地再现视网膜的解剖生理结构, 被广泛地应用于视网膜内层成像。随着分段算法的进步,HD-OCT能更细致地划分特定的视网膜层次,达到量化的标准。
GCA算法是CirrusHD-OCT测量黄斑区GCIPL厚度而发展起的一种新的算法,黄斑GCIPL厚度测量是一种相对较新的检测工具, 最早用于早期青光眼的检测。 CirrusHD-OCT的黄斑立方体扫描能够自动独立分割识别GCL及IPL,且可多次重复操作。
但是该测量不包括RNFL,因RNFL在正常群体黄斑区的分布变异较大,而GCIPL在黄斑区的分布更稳定,变异较小, 如果在GCC厚度测量中包含RNFL,可能会增加GCC的诊断误差。 有文献报道,对比RNFL厚度检测,GCIPL测量能显示出更高诊断准确性,尤其是对于视网膜神经性疾病, 在疾病的早期,GCIPL测量便能显示出较高的诊断能力。
Shoji等人认为,在亚洲人群中,尤其是高度近视眼的群体,GCIPL厚度测量几乎不受眼轴长度及屈光状态的影响,因此具有更高的应用价值。研究中对比分析了DRwithoutLNPA组及DRwithLNPA组患者眼轴长度, 两组相比差异无统计学意义(P>0.05),降低眼轴差异对视网膜厚度的影响,保证资料的可比性。

DR按照其病情严重程度和发展阶段分为NPDR和PDR,与此同时,我们发现,DRwithLNPA患者眼底最大的特点是视网膜后极部范围外均无毛细血管灌注, 这一类群病人无论是在病情严重程度上还是在DR并发症的发生率上,都高于其他PDR患者。
研究中,我们运用GCA算法对比分析DRwithoutLNPA组与DRwithLNPA组黄斑区GCIPL厚度。 DRwithoutLNPA组及DRwithLNPA组黄斑区各象限GCIPL厚度及黄斑区GCIPL平均厚度均较正常值降低,其中下方及鼻下象限下降尤为明显。
DRwithLNPA组与DRwithoutLNPA组相比,GCIPL厚度较DRwithoutLNPA组下降更明显,DRwithLNPA组的黄斑区上方(P=0.01)、下方(P<0.001)、鼻上(P=0.001)、鼻下(P<0.001)、颞下象限(P=0.011)及黄斑区平均GCIPL厚度(P<0.001)与DRwithoutLNPA组相比差异有统计学意义; 颞上象限GCIPL厚度与DRwithoutLNPA组相比差异无明显统计学意义(P=0.918)。
观察DRwithLNPA患者眼底可发现此类患者视网膜后极部之外的区域存在超大范围无灌注现象, 此类型无灌注区与其他PDR患者视网膜无灌注区相比面积更大、视网膜毛细血管闭更严重。

无灌注区的大面积存在减少了对视网膜血、氧的供应,视网膜大面积的缺血缺氧造成视网膜脉络膜循环障碍,影响内层神经网膜的代谢,加重RCGs等视网膜神经细胞的凋亡, 从OCT上表现为GCIPL的缺失。
动物实验和人群研究证明,在糖尿病过程中RGCs不断凋亡,有些则表现出细胞结构改变。 虽然对于RGCs死亡的机制目前众说纷纭,但是已经从组织病理学角度在糖尿病患者组织中证实RGCs凋亡的过程。
同时研究表明,在由链脲佐菌素腹腔注射诱导的糖尿病大鼠模型中,RCGs细胞凋亡可导致大鼠RNFL变薄。Demir等人报道在大鼠实验中GCC与RNFL厚度在不同程度NPDR阶段均变薄,Kim等的研究表明, GCIPL减少存在于DR发展的各个阶段。
二、神经视网膜功能损伤
随着生活水平的提高,DR的发病率也相应增加,因此糖尿病的早期诊断及其对DR的严重程度的评估显得日益重要。 DR的发病机制一般认为与高血糖及其代谢产物对微血管尤其是血管内皮细胞和周细胞的损伤有关。

视觉电生理检查目前是眼科临床视功能检查的重要手段之一,电生理检查主要反映从视网膜到视皮质的视功能状态,它的无创性、客观性、定向、定位的特点, 使得其在眼科临床检查中广泛应用。
ERG是由光照诱导的视网膜各种神经元电活动的综合反应,正常的ERG反应取决于视网膜和脉络膜结构的完整性, 它能从细胞水平来评价神经视网膜的功能,是反映视网膜各个层次细胞功能状态的客观检查。
ERG能敏感地反映视网膜疾病的严重程度,尤其是视网膜对缺血、缺氧的耐受程度,是研究正常或疾病状态下视网膜功能的一种成熟而有效的无创性检查方法。早在二十世纪四十年代,Riggs和Karper就已经将视觉电生理检查引进临床工作中, 直至八十年代,全视野ERG(fullfieldERG,GanzfeldERG)成为主要的检查方法。

全视野ERG通过Ganzfeld刺激球发出刺激光线,使刺激光线经散大的瞳孔,均匀、弥散性地刺激视网膜,Ganzfeld刺激球的刺激范围约为60°, 因此全视野ERG是反映视网膜刺激的总反应,对广泛性视网膜病变,如糖尿病性视网膜病变、视网膜色素变性等有较好的诊断意义。
ERG反映的是当视网膜受到光刺激后从角膜记录到的一组视网膜综合电位变化。ERG主要成分有a波、b波、震荡电位(Oscillatorypotentials,OPs)及明视负向反应(PhotopicNegativeResponse,PhNR)。 a波是光照刺激后出现的第一个负向的电位,主要起源于光感受器层。
b波是紧接a波后迅速出现的一个较大的正向的电位,主要反应视网膜内层双极细胞和Müller细胞的综合电活动。OPs是附加在a波和b波上一系列节律性的低振幅电位,由Cobb和Morton在1954年首次发现。 关于OPs的起源,目前各方研究尚未一致,各家众说纷纭, 通常认为OPs起源于近端视网膜的双极细胞、无长突细胞以及神经节细胞之间的相互作用,这可能是由于IPL的一些抑制性反馈环路所导致。

Brown在猴视网膜记录到OPs的最大振幅发生于视网膜内核层,认为与视网膜循环有关。 Ogde认为视网膜的神经网膜层,包括双极细胞的轴突末端、无长突细胞以及节细胞的树突都有可能参与OPs的产生。 虽然关于OPs的起源说法不一,但是OPs起源于视网膜内层且能客观反映视网膜内层的血液循环状态, 已经成为了国内外专家的共识。
三、高血糖代谢紊乱
目前普遍认为高血糖是激活多种代谢途径的主要始动因素,包括通过增加多元醇、己糖胺、蛋白激酶C途径的表达。 这些被激活的途径通过降低抗氧化剂谷胱甘肽的水平,从而造成组织的损伤。
这些通路还通过激活核因子kappaB,进而激活众多炎症分子、细胞因子、趋化因子的基因,并通过减低各种生长因子的表达, 从而导致氧化应激增加和视网膜神经元的严重损伤,经研究这是一种负反馈调节。

高血糖还可诱导其他多种代谢产物和因子,包括各种兴奋性氨基酸、营养物质、维生素、激素和神经营养因子,这 些代谢产物和因子能激活影响细胞损伤的几种代谢途径, 从而导致视网膜神经元细胞的损伤。应用胰岛素进行血糖强化控制的DM患者,其DR的发生发展风险会显著降低。
糖尿病高血糖可导致白细胞瘀滞和血管渗漏,高血糖也可通过ROS诱导小胶质细胞活化加重视网膜神经元的损伤。另外, 活化的小胶质细胞的增殖和迁移增多,更加速了这些损伤进展,导致细胞凋亡增加和神经纤维层变薄,最终导致视力丧失。

结论
超大范围无灌注型糖尿病视网膜病变是增生型糖尿病视网膜病变的一种特殊类型, 超大范围无灌注型糖尿病视网膜病变患者及增生型糖尿病视网膜病变患者ERG潜伏期延长、振幅降低,黄斑区GCIPL变薄, 超大范围无灌注型糖尿病视网膜病变患者神经视网膜结构和功能损伤较增生型糖尿病视网膜病变患者严重。