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神经眼科

视路中的顺行性(沃勒)变性·逆行性变性

1. 视路中的顺行性(沃勒)变性与逆行性变性

Section titled “1. 视路中的顺行性(沃勒)变性与逆行性变性”

在视路中,神经纤维受损后可能发生两个方向的变性。

**沃勒变性(顺行性变性)**是轴突受损时,损伤部位远端(末梢侧)轴突变性的过程。轴突骨架和髓鞘崩解,巨噬细胞清除变性碎片。该名称源于Augustus Waller于1850年通过切断青蛙舌咽神经和舌下神经的实验首次描述。

逆行性变性是损伤部位近端(细胞体侧)轴突变性的过程。导致细胞体破坏和细胞死亡,无法再生。

视神经在发生学上起源于间脑,是中枢神经系统(CNS)的一部分。筛板前方的RGC视网膜神经节细胞)轴突无髓鞘,但在球后由少突胶质细胞形成髓鞘。与周围神经中一个施万细胞营养一个轴突不同,中枢神经中一个少突胶质细胞营养多个轴突。

周围神经中,施万细胞通过生长因子促进再生。而CNS中,少突胶质细胞的再生促进作用较弱,成熟中枢神经的轴突再生极为不良。

脱髓鞘是指髓鞘原发性变性、脱落的状态。快速脱髓鞘常伴有轴突变性。代表性脱髓鞘疾病包括多发性硬化症视神经脊髓炎、白质营养不良等。

Q 华勒变性和逆行性变性有何不同?
A

华勒变性是轴索损伤远侧(末梢侧)发生的变性,而逆行性变性是损伤部近侧(细胞体侧)发生的变性。逆行性变性会导致细胞体死亡,无法再生,而末梢神经的华勒变性有时仍有再生余地。两者常在同一损伤后并发。

症状模式因损伤部位而异。

  • 视力下降:视路任何部位的损伤都可能发生。多为进行性。
  • 视野缺损:呈现损伤部位特有的模式。视神经表现为单眼视力下降或暗点;视交叉表现为双颞侧偏盲;视束表现为对侧同名偏盲(非调和性、不完全);外侧膝状体表现为节段性区划状同名偏盲。
  • 色觉异常:可伴视神经障碍出现后天性色觉异常。有时可见后天性第三色觉异常(蓝黄色型)。

视神经萎缩与变性的时间进程是重要发现。

华勒变性

损伤后经过:神经损伤后24小时内开始变性。轴突骨架和髓鞘的崩解约需7天完成。

视神经近端部分:损伤部位近端的轴突在3~4周内可保持正常外观和功能。

眼底所见:损伤远端的视盘在数周至数月内逐渐萎缩、苍白。

逆行性变性

RGC死亡时间:损伤后6~8周可能发生视网膜神经节细胞RGC)死亡。

视束损伤后的模式:患侧眼出现伴有上下弓形神经纤维层缺损的颞侧视盘苍白。对侧眼出现带状萎缩。约1个月后出现。

跨突触变性:LGN(外侧膝状体)或视觉皮层的损伤可引起视神经萎缩。通常易发生于胎儿期或婴儿早期枕叶损伤1)

视神经萎缩的眼底表现因病因不同而形态各异。

  • 单纯性萎缩(原发性):由球后视路障碍引起。边缘清晰、苍白、平坦、浅凹陷、表浅血管变细。病因包括球后视神经炎、压迫性病变、Leber遗传性视神经病变、中毒性/药物性视神经病变
  • 炎性萎缩(继发性):继发于视盘水肿。表现为胶质增生、边缘模糊、微血管数量减少。病因包括前部缺血性视神经病变视神经乳头炎、葡萄膜炎
  • 青光眼视神经萎缩:特征为深凹陷的上下方向扩大、切迹形成、筛板后方弯曲。
  • 视网膜性萎缩:呈蜡样黄白色。由视网膜变性疾病、视网膜循环障碍引起。

RAPD相对性瞳孔传入障碍:视束损伤时,对侧眼可出现RAPD外侧膝状体之后的损伤不影响光反射。

MRI表现:华勒变性在T2加权像上表现为T2高信号(提示胶质增生)。急性期弥散加权成像(DWI)可见弥散受限1)2)

Kihira等人(2021)报告了一例47岁女性进行性左眼视力下降5年的病例1)光学相干断层扫描OCT)证实左视神经萎缩,MRI T2加权像显示沿左视放射的T2高信号。该病例作为无梗死或炎症疾病的视神经萎缩后跨突触变性的报告而受到关注。

Q 视神经萎缩在眼底检查中需要多长时间才能确认?
A

华勒变性在损伤后24小时内开始,但轴突近端可能在3-4周内看起来正常。逆行变性导致的视网膜神经节细胞RGC)死亡可能在6-8周内发生。眼底视盘苍白变得明显通常需要损伤后数周至数月。

导致视路华勒变性和逆行性变性的主要病因如下。

疾病类别代表性疾病主要变性方向
青光眼原发性开角型青光眼逆行性·顺行性
脱髓鞘疾病多发性硬化症视神经脊髓炎顺行性
缺血性疾病前部缺血性视神经病变(AION)、PION、脑卒中顺行性·逆行性
压迫性病变垂体腺瘤颅咽管瘤、动脉瘤逆行性
外伤头部外伤顺行性
遗传性视神经病变LHON、ADOA、Wolfram综合征逆行性
脑肿瘤胶质母细胞瘤等顺行性
神经退行性疾病阿尔茨海默病逆行性

各病因的特征补充如下。

  • 青光眼:最常见的病因之一。眼压升高导致RGC轴突变性,引起不可逆的视力损害。在视神经乳头(ONH)的筛板处,顺行性和逆行性轴浆运输均被阻断4)
  • 缺血性视神经病变:包括前部缺血性视神经病变(AION)和后部缺血性视神经病变(PION)。PION在急性期视乳头正常,后期转为视神经萎缩
  • 压迫性病变垂体腺瘤颅咽管瘤、动脉瘤等压迫视交叉和视束。解除压迫后视功能可能改善,但若视神经萎缩明显,视功能预后通常不良。
  • 遗传性视神经病变:包括Leber遗传性视神经病变LHON,线粒体基因突变)、常染色体显性视神经萎缩(ADOA,OPA1基因突变)、Wolfram综合征等。目前尚无有效的根治性治疗,以低视力康复为主。
  • 脑血管疾病:缺血性和出血性脑卒中均可引起视路的华勒变性。大脑脚的萎缩程度与大脑损伤范围相关2)
  • 神经退行性疾病:阿尔茨海默病(AD)的脑病变可能影响视觉通路并引起逆行性变性。OCT可检测到视网膜神经纤维层RNFL)和GC-IPL变薄5)
  • 蛛网膜囊肿、大脑皮质发育不良:先天性压迫可能导致华勒变性2)

确认视神经萎缩(苍白的视神经乳头)是基础。存在经过视神经乳头肿胀后发展为萎缩的路径,以及从正常乳头直接发展为萎缩的路径。

OCT视神经萎缩的定量评估中起核心作用。

  • cpRNFL厚度测量(视乳头周围神经纤维层厚度):间接评估所有RGC。在存在乳头肿胀的急性期,可靠性可能降低。
  • 黄斑部GCC(神经节细胞复合体)/GC-IPL厚度测量:可直接评估RGC损伤。不易受乳头肿胀影响,有时比cpRNFL更早检测到变薄。
  • 正常值的个体差异:正常厚度个体差异大,因此基于实测值的随访及与对侧眼的比较很重要。
  • 综合评估OCT结果需结合视野、眼底表现及其他视功能检查进行一致性确认后解释。

OCT血管成像OCTA:无创显示视网膜脉络膜血管的微细结构。据报道,放射状视乳头周围毛细血管(RPCs)的血管密度减少与神经纤维层缺损部位一致。

成像模态主要表现/用途
T2加权成像华勒变性的T2高信号(胶质增生)、同侧大脑脚萎缩1)2)
DWI(弥散加权成像)急性华勒变性的检测(需与二次梗死鉴别)2)
DTI(弥散张量成像)FA变性的定量、功能恢复的预测因子(亚急性缺血期)2)

视放射的T2高信号需要与白质软化症、既往梗死、脱髓鞘疾病多发性硬化症)进行鉴别1)

  • 视野检查:有助于定位损伤部位。视神经可见中心暗点/盲点中心暗点视交叉可见双颞侧偏盲,视束可见对侧同向偏盲
  • RAPD相对性瞳孔传入障碍:视束损伤时对侧眼可出现RAPD外侧膝状体之后的损伤不影响对光反射。
  • 中心闪烁值:是诊断视神经疾病有用的辅助检查。
Q 如何通过OCT评估视神经萎缩?
A

测量cpRNFL厚度和黄斑部GCC厚度是核心。在急性期存在视乳头肿胀时,GCC分析相比cpRNFL具有更早检测到变薄的优势。正常值个体差异大,因此实际测量值的随访及与对侧眼的比较很重要。还需确认与视野、眼底所见及其他视功能检查的一致性。

目前尚无针对视路华勒变性和逆行性变性的经证实的再生疗法。治疗以针对基础疾病为主。

  • 青光眼:以降眼压治疗(滴眼液、手术)为基础。早期干预可能抑制变性进展。
  • 视乳头水肿、淤血乳头:治疗原发病(颅内压增高的原因)。
  • 压迫性病变(肿瘤、动脉瘤):解除压迫后视功能可能改善。但若视神经萎缩已明显,视功能预后常不良。
  • 鼻源性视神经病变:除副鼻窦病变的外科刮除外,必要时行视神经管开放术。
  • 维生素B12口服:有时用于长期病程的患者。
  • 循环改善药物:当怀疑有循环障碍时考虑使用。
  • 遗传性视神经病变(ADOA、LHON、Wolfram综合征):目前尚无有效的根治性治疗,主要以低视力康复和患者咨询为主。

顺行性(沃勒)变性与逆行性变性的机制

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轴突损伤后,远侧端轴突骨架和髓鞘崩解,巨噬细胞清除碎片(沃勒变性)。在周围神经中,施万细胞通过生长因子促进再生。在中枢神经系统中,少突胶质细胞的再生促进作用较弱,成熟中枢神经的轴突再生不良或不可能。

逆行性变性中,损伤部位近端轴突变性,导致胞体破坏和细胞死亡。视束损伤后的逆行性RGC萎缩是必然发生的,6~8周内可能出现RGC死亡。

RGC与CNS神经元类似,表现出轴突变性、髓鞘破坏、瘢痕形成和继发性变性,损伤后再生能力有限5)

轴突内的运输(轴浆流)根据方向和速度进行分类。

顺行性运输

快速运输:400~1000毫米/天。参与突触小泡等膜成分的运输。

中速运输:5~400毫米/天。

慢速运输:0.5~5毫米/天。参与轴突维持所需蛋白质的运输。

逆行运输

速度:50~300毫米/天。

功能:参与从末梢到细胞体的信息传递及废物的再利用。

线粒体:受损或老化的线粒体通过逆行运输返回RGC细胞体进行“再充电”。在青光眼中,筛板部位的轴突运输受阻,导致视神经萎缩进展。

青光眼中,RGC轴突最易受损的部位是视神经乳头(ONH)的筛板(lamina cribrosa)4)

Pitha等人(2024)报告了青光眼RGC轴突损伤的详细机制4)眼压引起的机械应力在视网膜中远小于ONH(筛板),周向环向应力和经筛板压力差作用于RGC轴突。大型αRGC(尤其是OFF型)更易选择性受损,通过ONH上极和下极的大型RGC轴突优先受损。

筛板处的机械应力阻断轴突运输的途径如下:

  • 轴突运输障碍:顺行性和逆行性轴突运输在ONH处被阻断。神经营养因子(BDNF、NGF)的轴突运输障碍诱导细胞凋亡4)
  • JNK应激反应通路:c-Jun在RGC和星形胶质细胞中上调。Jnk2/Jnk3缺陷小鼠显示RGC存活率改善4)
  • 机械敏感通道:TRPV1(Ca²⁺内流导致RGC死亡)、Piezo 1&2(Ca²⁺传导)、pannexin-1参与其中4)
  • 线粒体功能障碍眼压应力导致ONH处线粒体运动减少4)
  • 谷氨酸毒性:轴浆流障碍导致神经营养因子减少,细胞外谷氨酸浓度升高,促进RGC凋亡。

突触一侧的神经元变性越过突触影响另一侧的现象称为“跨突触变性”。已有视神经萎缩波及视放射的病例报道1),枕叶卒中后的逆行性跨突触变性(Jindahra等,2012)也已知晓1)。通常认为在胎儿期或婴儿早期枕叶损伤时更常发生。

在阿尔茨海默病中,脑病变可能通过影响视觉通路的神经连接导致RNFL和GC-IPL变薄5)。但后部皮质萎缩型AD中,有报道称视乳头周围RNFL与对照组差异难以区分5)

Q 青光眼中为什么视神经乳头选择性受损?
A

眼压引起的机械应力在视网膜中远小于ONH(筛板)。周向环应力和经筛板压力差作用于轴突,同时阻断顺行性和逆行性轴突运输4)。这种机械负荷通过神经营养因子缺乏、线粒体功能障碍、钙内流等多种机制促进RGC凋亡。


7. 最新研究与未来展望(研究阶段报告)

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利用扩散张量成像(DTI)的各向异性分数(FA)值,在亚急性期量化脑卒中后的华勒变性,并预测功能恢复的研究正在进展中2)。大脑脚萎缩的程度已被证明与大脑损伤的范围相关,作为影像生物标志物的临床应用备受期待2)

Hustings & Lemmerling(2021)系统报告了由缺血性卒中、出血性卒中、脑肿瘤、外伤、蛛网膜囊肿、大脑皮质发育不良等多种原因引起的华勒变性的MRI表现2)。强调在急性期需基于临床背景谨慎解读,以避免误诊为继发性梗死。

在携带华勒变性延迟基因(WLDS)的大鼠实验模型中,显示出初步的轴突保护效果。然而,逆行性变性仍然发生,最终导致细胞体死亡。该模型被用作基础工具,以分别评估轴突保护疗法和细胞体保护疗法。

Schnabel空洞性视神经萎缩(SCONA)的SD-OCT活体诊断

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Weber等人(2025)发表了Schnabel空洞性视神经萎缩(SCONA)的SD-OCT与病理组织学相关性的首次报告3)。SCONA以往仅能通过组织学诊断,但研究表明,通过BMO-MRW模式的ONH-RC扫描,可将其作为筛板内低反射假性囊肿在活体内检测出来。在老年人的组织学研究中,其患病率约为1.7%至2.1%3),有望成为与青光眼视神经萎缩鉴别诊断的新工具。

  • JNK抑制剂、TRPV1通道抑制剂、谷氨酸拮抗剂:作为旨在保护青光眼RGC的候选治疗药物,目前处于研究阶段4)
  • 利用iPS细胞的再生医学:针对视神经萎缩,基于iPS细胞等再生医学方法正在作为未来的治疗选择进行研究。

  1. Kihira S, Arnold AC, Pawha PS, Villablanca P, Nael K. Trans-synaptic degeneration of the optic radiation from optic nerve atrophy. Radiology case reports. 2021;16(4):855-857. doi:10.1016/j.radcr.2021.01.017. PMID:33552339; PMCID:PMC7850934.
  2. Hustings N, Lemmerling M. MRI of Wallerian Degeneration in the Brainstem: A Pictorial Essay. Journal of the Belgian Society of Radiology. 2021;105(1):58. doi:10.5334/jbsr.2585. PMID:34712899; PMCID:PMC8516011.
  3. Weber C, Mercieca K, Weller JM, Bulirsch LM, Ach T, Holz FG, et al. SD-OCT-histopathologic correlation in Schnabel’s cavernous optic nerve atrophy. Eye (London, England). 2025;39(6):1203-1210. doi:10.1038/s41433-025-03603-w. PMID:39827237; PMCID:PMC11978856.
  4. Pitha I, Kambhampati S, Oglesby E, Bhatt A, Quigley HA. [Review: Mechanosensitive channels and 眼圧 effects on RGC axons at the ONH]. Progress in Retinal and Eye Research. 2024. (Author manuscript, PMC 2024)
  5. Cheung CY, Mok V, Foster PJ, Trucco E, Chen C, Wong TY.. Retinal imaging in Alzheimer’s disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2021;92(9):983-994. doi:10.1136/jnnp-2020-325347. PMID:34108266.

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