视杆细胞主导性损害
视网膜电图(ERG)
一目了然的要点
Section titled “一目了然的要点”1. 什么是视网膜电图(ERG)?
Section titled “1. 什么是视网膜电图(ERG)?”视网膜电图(Electroretinogram; ERG)是一种诊断性检查,用于测量视网膜对光刺激的电活动。它通过角膜上的电极记录由视网膜神经元电流和胶质细胞贡献共同产生的电位变化。这是一种非侵入性的视网膜功能客观指标,为多种遗传性和获得性视网膜疾病提供诊断信息。
它还用于监测疾病进展、评估药物的视网膜毒性以及评估眼内异物残留的影响。
- 1865年:霍尔姆格伦(瑞典)首次从两栖动物视网膜记录到视网膜电图
- 1877年:杜瓦(苏格兰)首次在人类中记录到视网膜电图
- 1908年:艾因托芬和乔利将a波、b波和c波三个成分分离
- 1941年: 里格斯(美国)引入接触镜电极,开始了广泛的临床应用
- 1967年: 拉格纳·格拉尼特因对暗适应猫视网膜的研究获得诺贝尔奖
国际临床视觉电生理学会(ISCEV)于1989年制定了视网膜电图记录标准,并于2015年更新。
2. 适应症及代表性视网膜电图表现
Section titled “2. 适应症及代表性视网膜电图表现”自觉症状(ERG检查的适应症状)
Section titled “自觉症状(ERG检查的适应症状)”以下症状的患者适合进行视网膜电图检查。
- 夜盲(暗处视力下降): 提示视杆细胞功能障碍的最重要症状
- 原因不明的视力下降: 屈光不正、白内障或黄斑疾病无法解释的视力下降
- 视野狭窄或暗点: 进行性周边视野障碍
- 畏光(眩光感): 可能提示视锥细胞功能障碍
代表性视网膜电图表现模式
Section titled “代表性视网膜电图表现模式”不同疾病的视网膜电图表现各异。以下展示代表性模式。
混合型/锥体功能障碍
其他重要发现:
- 莱伯先天性黑矇(LCA):视网膜电图通常无法记录。患病率1:80,000至1:200,000,约占遗传性视网膜营养不良(IRD)的5% 4)
- 代谢性疾病(cblC型甲基丙二酸血症):暗视和明视成分振幅降低。对监测黄斑病变进展有用2)
- 黏多糖贮积症(MPS):杆体介导的视网膜病变在7年内进展为杆-锥体营养不良。视网膜电图异常早于眼底检查发现6)
- 线粒体疾病(MIDD):全视野视网膜电图通常异常但比眼底表型轻。模式视网膜电图和多焦视网膜电图对检测黄斑病变高度敏感4)
3. 视网膜电图的类型与原理
Section titled “3. 视网膜电图的类型与原理”根据目的不同,视网膜电图有多种测量方法。以下展示三种主要类型的特性。
比较代表性的视网膜电图类型。
| 类型 | 目标区域 | 主要用途 |
|---|---|---|
| 全视野视网膜电图(ffERG) | 整个视网膜 | 检测广泛功能障碍 |
| 多焦视网膜电图(mfERG) | 中心30度内 | 黄斑局部功能评估 |
| 图形视网膜电图(pERG) | 黄斑/视网膜神经节细胞 | 黄斑及神经节细胞评估 |
全视野视网膜电图(ffERG)
Section titled “全视野视网膜电图(ffERG)”记录来自多个视网膜来源的总和反应。对于检测广泛的视网膜功能障碍(杆体/锥体营养不良、癌症相关性视网膜病变、中毒性视网膜病变)有用,但不适用于检测小的视网膜病变。
ISCEV标准方案的5个基本记录条件:
- 暗适应下弱闪光(DA 0.01):记录来自ON型双极细胞的b波
- 暗适应下强闪光(DA 3.0/DA 10.0):a波(杆体+锥体)+b波的混合杆体/锥体反应
- 明适应下强闪光(LA 3.0):锥体通路的a波+b波
- 31 Hz闪烁光: 选择性评估视锥细胞通路功能
- 振荡电位(OPs): b波上升支上的小波。来源于无长突细胞。振幅降低和潜伏期延迟提示视网膜血流障碍
多焦视网膜电图(mfERG)
Section titled “多焦视网膜电图(mfERG)”同时记录中心30度内61至103个位点的局部反应。可详细评估黄斑功能障碍。用于羟氯喹毒性评估。
图形视网膜电图(pERG)
Section titled “图形视网膜电图(pERG)”评估黄斑视网膜神经节细胞(RGC)活动。由N35、P50和N95三个成分组成。使用每秒4次翻转刺激记录瞬态pERG。
其他波形成分
Section titled “其他波形成分”- 明视负波反应(PhNR):来源于视网膜神经节细胞(RGC)。作为反映RGC功能的ffERG成分受到关注
- c波:来源于视网膜色素上皮(RPE)和光感受器。ISCEV标准中不评估
- d波:来源于OFF型双极细胞。光消失后出现的正电位
4. 检查的实际操作
Section titled “4. 检查的实际操作”患者准备(ISCEV 2015指南)
Section titled “患者准备(ISCEV 2015指南)”- 检查前避免强光照射,如眼底照相、荧光血管造影(FAG)等(如无法避免,需在室内光线下恢复至少30分钟)
- 进行最大散瞳,并在检查前记录瞳孔直径。无需屈光矫正。
- 暗适应20分钟,明适应10分钟
- 暗适应后在暗红光下插入接触镜电极,并确保再暗适应5分钟
- 先弱闪光后强闪光(防止部分明适应)
- 婴儿可仰卧在父母腿上进行检查
记录电极的类型
Section titled “记录电极的类型”比较主要记录电极的特性。
| 电极名称 | 材料/形态 | 特点 |
|---|---|---|
| BA电极 | PMMA隐形眼镜 | 可重复使用,有多种尺寸 |
| DTL电极 | 银/尼龙线 | 一次性使用,舒适度高 |
| Jet电极 | 镀金塑料 | 一次性使用 |
| 皮肤电极 | 眶下缘放置 | 儿童耐受性良好 |
皮肤电极振幅小、噪声多,但儿童耐受性良好。
小儿视网膜电图的特点
Section titled “小儿视网膜电图的特点”在婴儿和不合作患者中,记录电极的选择和镇静下记录很重要。
- 在婴儿中,使用皮肤电极和镇静下记录可提高诊断可行性4)
- 儿童遗传性视网膜疾病(IRD)的诊断工作流程中包含了ffERG±模式/mfERG4)
- 在眼震的鉴别诊断中,视网膜电图有助于区分遗传性视网膜营养不良与其他原因(神经性、解剖性、运动性)5)
影响视网膜电图的因素
Section titled “影响视网膜电图的因素”以下因素会影响视网膜电图结果,因此检查条件的标准化很重要。
- 刺激持续时间、照射视网膜面积、刺激间隔
- 瞳孔直径
- 全身循环和药物
- 视网膜发育程度(年龄、婴幼儿)
- 眼屈光介质的透明度(如白内障)
- 高度近视和麻醉
在婴儿和不合作儿童中,使用皮肤电极(置于眶下缘)或在镇静下记录可提高诊断可行性。婴儿也可仰卧在父母腿上进行检查。皮肤电极的局限性包括振幅小和噪声大,但耐受性良好。4)
5. 视网膜电图的临床应用与治疗监测
Section titled “5. 视网膜电图的临床应用与治疗监测”视网膜电图不仅用于诊断,也用于治疗效果的客观评估。
维生素A缺乏(VAD)夜盲的视网膜电图监测
Section titled “维生素A缺乏(VAD)夜盲的视网膜电图监测”维生素A缺乏夜盲的维生素A补充治疗效果可通过视网膜电图进行随时间评估。
Poornachandra等人(2022)报告了两例病例的维生素A补充(肌注100,000单位/天×3天→口服50,000单位/天×2周)前后的连续视网膜电图:一例为肠脂褐素沉积症的20岁男性,另一例为酒精性肝病的50岁男性(两者血清维生素A均为0.02 mg/mL,正常值0.3–0.6 mg/mL)1)。治疗前视网膜电图显示DA 0.01时暗视反应消失,DA 3.0/DA 10.0时a波和b波振幅降低,振荡电位振幅显著减少。治疗1周后暗视反应开始改善,1个月后基本恢复正常。
视网膜电图的重要发现:
- 视杆细胞依赖RPE提供的维生素A,比视锥细胞更早且更广泛地受损1)
- 功能恢复的顺序是视锥细胞→周边视杆细胞→旁中心凹视杆细胞1)
- 治疗1周后无反应改善时,需重新考虑VAD以外的原因1)
先天性代谢异常(cblC型甲基丙二酸血症)的视网膜电图监测
Section titled “先天性代谢异常(cblC型甲基丙二酸血症)的视网膜电图监测”有报道一例通过新生儿筛查发现的cblC型甲基丙二酸血症2)。出生后8天开始治疗(羟钴胺1 mg肌肉注射/日、甜菜碱100 mg×3/日、叶酸5 mg×2/周),但7个月时全视野视网膜电图显示暗视和明视成分振幅降低,同时出现牛眼样黄斑病变。即使在治疗下,视网膜变性仍进展。
cblC患者管理的建议:
- 即使黄斑病变不明显,也建议对cblC患者进行视网膜电图检查2)
- 有报道高剂量羟钴胺(6.5±3.3 mg/kg/日)治疗的患者眼部预后较好2)
视网膜电图在自身免疫性视网膜病变(AIR)诊断中的应用
Section titled “视网膜电图在自身免疫性视网膜病变(AIR)诊断中的应用”AAO Task Force(2025)AIR诊断框架3):
ffERGによる杆体・錐体応答低下の確認が診断基準の一つを構成している。
Chenら(2025)は、重症筋無力症(MG)患者における自己免疫性網膜症(AIR)3例を含む計7例を報告した3)。全例で網膜電図は杆体・錐体機能障害を示した。ARA陽性6例は免疫抑制療法によるMG改善にもかかわらず、視力悪化が継続した。
6. 病態生理学・各波形成分の発生機序
Section titled “6. 病態生理学・各波形成分の発生機序”a波・b波の発生源
Section titled “a波・b波の発生源”各波形成分の細胞起源は以下の通りである。
a波:
- 暗适应下强闪光:杆体+锥体两种感光细胞(人视网膜中杆体贡献占优势)
- 明适应下:锥体感光细胞+OFF型双极细胞
b波:
- 暗适应下弱闪光:ON型双极细胞(杆体ON双极细胞)
- 明适应下:ON型+OFF型双极细胞的组合
阴性型视网膜电图的发生机制
Section titled “阴性型视网膜电图的发生机制”正常a波与衰减b波组合形成的阴性型视网膜电图表明,即使光感受器正常,内颗粒层及以后的信号传导也受到损害。在cCSNB中,由于ON双极细胞功能障碍,DA 0.01下的b波消失4)。
维生素A缺乏对视网膜影响的机制
Section titled “维生素A缺乏对视网膜影响的机制”- 视杆细胞依赖RPE提供的维生素A(11-顺式视黄醛),在VAD中早期广泛受损1)
- 视锥细胞通过Müller细胞存在独特的视色素再生途径,这解释了其对VAD的相对抵抗性1)
cblC型视网膜病变的机制
Section titled “cblC型视网膜病变的机制”- MMACHC蛋白缺乏→维生素B12转化为腺苷钴胺素和甲基钴胺素障碍→甲基丙二酸(MMA)和同型半胱氨酸(Hcy)蓄积2)
- 外视网膜的光感受器细胞、RPE和Müller细胞含有高密度线粒体,对代谢障碍敏感2)
- 中心凹发育从出生到幼儿期进行,因此在此期间对Hcy和MMA的毒性蓄积敏感2)
7. 最新研究与未来展望
Section titled “7. 最新研究与未来展望”视网膜电图在儿童IRD诊断中的整合
Section titled “视网膜电图在儿童IRD诊断中的整合”将视网膜电图整合到遗传性视网膜疾病(IRD)的诊断流程中正在推进。
Mordà等人(2025)提出了一种儿童IRD的分步诊断工作流程:年龄适应性影像学检查(OCT/FAF)+ 电生理检查(ffERG ± 模式/mfERG)+ 靶向全身筛查 → 基因检测(panel → WES → WGS)4)。他们指出,三人组分析、CNV/SV检测和定期再分析可提高诊断率。
cblC中的高剂量羟钴胺素疗法
Section titled “cblC中的高剂量羟钴胺素疗法”高剂量羟钴胺(OHCbl)疗法在cblC型甲基丙二酸血症中的视网膜保护作用正在被研究。
据报道,高剂量OHCbl(0.4–2.7 mg/kg/天)可能预防黄斑病变和视网膜病变的发生2)。特别是在5个月内开始高剂量治疗(平均6.5±3.3 mg/kg/天)的病例中,眼科和认知结局良好2)。
AIR诊断的生物标志物标准化
Section titled “AIR诊断的生物标志物标准化”AAO工作组(2025年)制定了AIR诊断、管理和研究指南,将ffERG的视杆和视锥反应降低作为诊断标准之一3)。抗视网膜抗体(ARA)检测方法的标准化是未来的课题3)。
8. 参考文献
Section titled “8. 参考文献”- Poornachandra B, Jayadev C, Sharief S, et al. Serial 網膜電図 monitoring of response to therapy in vitamin A deficiency related night blindness. BMJ Case Rep. 2022;15:e247856.
- Michieletto P, Baldo F, Madonia M, Zupin L, Pensiero S, Bonati MT. Retinal Changes in Early-Onset cblC Methylmalonic Acidemia Identified Through Expanded Newborn Screening: Highlights from a Case Study and Literature Review. Genes. 2025;16(6). doi:10.3390/genes16060635. PMID:40565527; PMCID:PMC12193327.
- Chen Y, Zhang Y, Luo J, Liu M, Lin M, Zhu W, et al. Autoimmune retinopathy in patients with myasthenia gravis: cases series and literature review. BMC ophthalmology. 2025;25(1):521. doi:10.1186/s12886-025-04357-5. PMID:41029312; PMCID:PMC12487295.
- Mordà D, et al. Pediatric inherited retinal dystrophies: a comprehensive review. Prog Retin Eye Res. 2025;109:101405.
- Gurnani B, et al. Nystagmus in children: a comprehensive review. Clin Ophthalmol. 2025;19:1617-1637.
- Collin RJ, et al. Retinopathy in mucopolysaccharidoses. Ophthalmology. 2025;132(4):470-.