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视网膜与玻璃体

镰状细胞视网膜病变

1. 什么是镰状细胞视网膜病变?

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镰状细胞视网膜病变是镰状细胞病(SCD)这一组遗传性血红蛋白病的眼部表现。ICD-10-CM诊断代码为H36。

与SCD相关的视网膜出血由Cook于1930年首次报道。1937年,Harden描述了视网膜血管的扩张和迂曲,1942年,Ray和Cecil提出了镰状红细胞导致微血管闭塞的基本病理机制。

血红蛋白由两条α链和两条β链组成。β链第6位密码子的单碱基替换(GAG→GTG)导致谷氨酸被缬氨酸取代。该突变的纯合子导致HbSS(镰状细胞病),杂合子导致HbAS(镰状细胞特征)。与其他β链突变的复合杂合子导致HbSC病和HbS地中海贫血(HbSThal)。

北美非裔美国人中基因型的发生率如下:

基因型发生率PSR频率
HbAS(特征)约8%
HbSS0.4%约3%
HbSC0.2%约33%

在牙买加的一项队列研究中,到20.5岁时PSR的患病率在HbSC中为43%,在HbSS中为14%。年发病率在HbSC中为2.5%,在HbSS中为0.5%,年龄、视网膜病变范围和对侧眼状态与进展相关。

Q 为什么HbSC比HbSS更容易发生视网膜病变?
A

在HbSS中,全身性贫血和血管闭塞危象严重,因此患者因全身症状而早期得到管理。另一方面,HbSC患者全身状况相对良好,寿命较长,眼部缺血变化容易累积。此外,HbSC红细胞粘度高,容易引起周边视网膜小血管闭塞。

许多患者长期保持良好视力,但如果出现以下症状,可能是玻璃体视网膜牵引或视网膜脱离的征兆。

  • 闪光感视网膜牵引或视网膜脱离的前驱症状。
  • 飞蚊症:由玻璃体内出血或混浊引起。
  • 暗影或视野缺损:出现于视网膜脱离或大量玻璃体出血时。
  • 视力下降:由中心凹周围毛细血管闭塞或牵引性视网膜脱离引起。

非增殖性镰状细胞视网膜病变(NPSR)

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特征为以周边视网膜为主的血管闭塞和缺血性改变。

鲑鱼斑

性状:圆形或椭圆形的表层视网膜出血。隆起或平坦。

颜色变化:最初为红色。由于红细胞溶血变为鲑鱼色。

转归:吸收后可能外观正常,或残留虹彩样斑。

虹彩样斑点

成因:鲑鱼斑吸收后,含铁血黄素和巨噬细胞沉积在内界膜正下方。

外观:观察到具有折射光泽的沉积物。

黑色日晕

成因视网膜色素上皮RPE)对出血的反应性迁移和增殖。

外观:放射状分布的黑色色素沉着斑,好发于周边视网膜

其他NPDR表现:

  • 血管样条纹:由脉络膜循环闭塞引起的Bruch膜破裂所致。
  • 中心凹凹陷:与视网膜色素上皮变性相关的黄斑形态改变。

增殖性镰状细胞视网膜病变(PSR):Goldberg分类

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PSR根据Goldberg分为以下5期1)

分期表现备注
I周边动脉闭塞最早期的改变
II周边动静脉吻合现有毛细血管扩张、发夹样环
III新生血管和纤维增殖(海扇)发生在无灌注区的后缘
IV玻璃体积血由于海扇破裂所致
V牵拉性视网膜脱离最严重期

III期的“海扇”在新生血管发生自梗死时,可观察到“白色海扇”。与糖尿病视网膜病变不同,PSR的新生血管起源于周边部而非中心部

  • 逗号状结膜血管:镰状红细胞在毛细血管远端积聚形成的特征性表现。
Q 在哪里可以观察到逗号状血管?
A

眼球结膜(眼白表面)的毛细血管因镰状红细胞的积聚而呈现特征性的逗号形状。这可以通过裂隙灯显微镜观察到,是提示镰状细胞病存在的体征。

由β链第6位GAG→GTG突变产生的HbS(镰状血红蛋白)在低氧状态下聚合,使红细胞变形为镰状。变形的红细胞无法通过微血管,导致血管闭塞。

PSR的发生率在HbSC和HbSThal患者(分别为33%和14%)中显著高于HbSS患者(3%)。重要的是,全身并发症的严重程度与眼部并发症风险并不一定相关2)

确认镰状细胞病的病史是第一步。眼球结膜的逗号状血管是诊断的线索。

  • 荧光素眼底血管造影FA:评估视网膜脉络膜血流。用于识别无灌注区域和边界分类(Penman分类:I型至IIb型)。IIa型的边界表现与PSR的高进展率相关。
  • 谱域OCT(SD-OCT:定量评估视网膜变薄。已确认不同血红蛋白亚型之间变薄程度存在差异。
  • OCT血管成像OCTA:即使在无明显结构损伤的儿童中也能检测到显著变化,有望应用于早期筛查3, 4)

需要与以下12种疾病进行鉴别。镰状细胞病史有助于鉴别,但这些疾病也可能与SCR同时存在。

  1. 糖尿病视网膜病变
  2. 视网膜血管阻塞
  3. 滑石栓塞
  4. 高血压视网膜病变
  5. 结节病
  6. 伊尔斯病
  7. 感染性疾病(如登革热)
  8. 眼缺血综合征
  9. 早产儿视网膜病变
  10. 家族性渗出性玻璃体视网膜病变FEVR
  11. 慢性粒细胞白血病
  12. 高黏滞综合征
Q OCTA对筛查有用吗?
A

OCTA可以无创地显示视网膜毛细血管,并识别FA难以检测的早期视网膜缺血改变。由于即使在无明显结构损伤的儿童中也能显示显著变化,因此有望用于早期筛查。

目前,NPSR没有特异性治疗方法。定期观察是基本原则,镰状细胞病患者建议至少每年进行一次全面的眼科检查

对于PSR III期的海扇状新生血管播散性激光光凝是标准治疗。在海扇周围进行播散性激光是目前的标准操作3)

在牙买加的一项随机临床试验中,接受播散性光凝的治疗组与对照组相比,长期视力丧失和玻璃体出血的频率显著降低。激光治疗结果如下所示3)

评估指标治疗组对照组
新发海扇状新生血管发生率34.4%41.3%
玻璃体出血导致的长期视力丧失1%6.7%

然而,由于新生血管可能自然消退(自发性梗死),治疗适应症的判断需个体化。供血血管光凝术目前主要具有历史意义。

对于PSR的并发症(玻璃体出血牵拉性视网膜脱离的风险),玻璃体内注射抗VEGF药物可使新生血管消退。有时与激光治疗联合使用。

羟基脲

作用机制:增加胎儿血红蛋白(HbF)的产生,降低HbS的比例。

适应症:已证实可预防儿童镰状细胞视网膜病变。

现状:广泛使用的全身药物治疗。

Casgevy(2023年获批)

技术:利用CRISPR-Cas9编辑患者的造血干细胞,增加HbF的产生。

批准:2023年12月FDA批准。

预处理:需要清髓性预处理。

Lyfgenia(2023年获批)

技术:使用慢病毒载体修饰造血干细胞,使其产生类似血红蛋白A的分子。

批准:2023年12月获得FDA批准。

预处理:需要骨髓消融治疗。

手术治疗(玻璃体切除术:PPV)

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手术适应症:

术中管理需要优化给氧和补液,并严格监测眼压。使用巩膜扣带术时需谨慎,以减少眼前段缺血的风险。术前应考虑与血液科医生协作。

Q 当发生外伤性前房积血时,对于非洲裔患者应注意什么?
A

非洲裔美国人的外伤性前房积血需要进行镰状细胞血红蛋白病检查。在眼压管理中,乙酰唑胺是禁忌的,应改用醋甲唑胺。乙酰唑胺可诱发全身性酸中毒并促进红细胞镰变,可能导致严重并发症。

正常红细胞柔软,呈圆形至椭圆形,能轻松通过微血管。在SCD患者中,局部缺氧导致可溶性HbS不可逆地转化为结晶血红蛋白,产生坚硬的镰状红细胞。缺氧引起的血管内皮细胞黏附特性改变导致血流减少和血管闭塞。

镰状红细胞被困在眼前段和后段的微血管中,造成特征性损伤。

  1. 周边视网膜微血管闭塞(NPSR的开始):表现为表层血管出血(鲑鱼斑),吸收后留下虹彩斑或黑色日爆斑。
  2. 慢性缺血促进血管新生(进展为PSR):持续的局部血管闭塞导致慢性缺氧和缺血,上调VEGF,形成视网膜新生血管(海扇)。
  3. 新生血管出血和牵拉(最终阶段):海扇破裂导致玻璃体积血(Goldberg IV),纤维血管增殖导致牵拉性视网膜脱离(Goldberg V)。

PSR的新生血管不同于糖尿病视网膜病变,从周边部发生,因为镰状红细胞引起的闭塞始于周边毛细血管。


7. 最新研究与未来展望(研究阶段报告)

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2023年12月,两种针对镰状细胞病基因治疗获得FDA批准。两者均需在清髓预处理下采集、修饰并移植患者自身的造血干细胞。

  • Casgevy(exagamglogene autotemcel):利用CRISPR-Cas9技术编辑造血干细胞的BCL11A基因,重新激活胎儿血红蛋白(HbF)的产生。作为全球首个CRISPR基因治疗药物获批。在3期CLIMB SCD-121试验中,有足够观察期的参与者中97%实现了12个月以上无重度血管闭塞发作4)

  • Lyfgenia(lovotibeglogene autotemcel):利用慢病毒载体插入βT87Q-珠蛋白基因,产生类似血红蛋白A的分子(HbAT87Q)。

这些治疗旨在从根本上解决镰状细胞病,并有望长期预防包括视网膜病变在内的眼部并发症。然而,仍存在挑战,包括清髓化疗的风险、高昂的医疗费用以及长期有效性数据有限。

利用CRISPR技术增加胎儿血红蛋白的策略

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除Casgevy外,多种提高HbF产量的方法正在研究中,例如靶向编辑BCL11A增强子。结合羟基脲的药理学HbF增加和CRISPR的遗传学HbF增加的策略也在探索中。

OCTAFA更无创地捕捉毛细血管水平的变化。即使在无结构性损伤的儿童中也能检测到显著变化,因此其作为早期干预指标的应用正在研究中。

Q Casgevy和Lyfgenia可以在普通医院接受吗?
A

尽管2023年获得FDA批准,但两种治疗均需要先进的设备和专业团队。必须进行清髓预处理,治疗费用也非常高昂。目前仅在专业的血液病中心进行,并非普通眼科或医院可提供的标准治疗。


  1. Goldberg MF. Classification and pathogenesis of proliferative sickle retinopathy. Am J Ophthalmol. 1971;71(3):649-665. PMID: 5546311
  2. Nawaiseh M, Roto A, Nawaiseh Y, et al. Risk factors associated with sickle cell retinopathy: findings from the Cooperative Study of Sickle Cell Disease. Int J Retina Vitreous. 2022;8(1):68. PMID: 36138487
  3. Farber MD, Jampol LM, Fox P, et al. A randomized clinical trial of scatter photocoagulation of proliferative sickle cell retinopathy. Arch Ophthalmol. 1991;109(3):363-367. PMID: 2003796
  4. Frangoul H, Locatelli F, Sharma A, et al; CLIMB SCD-121 Study Group. Exagamglogene Autotemcel for Severe Sickle Cell Disease. N Engl J Med. 2024;390(18):1649-1662. PMID: 38661449

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