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神經眼科

視路中的順行性(華勒)變性與逆行性變性

1. 視覺路徑中的順行性(瓦勒氏)變性與逆行性變性

Section titled “1. 視覺路徑中的順行性(瓦勒氏)變性與逆行性變性”

在視覺路徑中,神經纖維受損時可能發生兩個方向的變性。

**瓦勒氏變性(順行性變性)**是軸突受損時,損傷部位遠端(末梢側)軸突變性的過程。軸突骨架和髓鞘崩解,巨噬細胞清除變性碎片。此名稱源自Augustus Waller於1850年首次描述青蛙舌咽神經和舌下神經切斷實驗。

逆行性變性是損傷部位近端(細胞體側)軸突變性的過程。導致細胞體破壞和細胞死亡,無法再生。

視神經在胚胎發育上源自間腦,是中樞神經系統(CNS)的一部分。篩板前方的視網膜神經節細胞RGC)軸突無髓鞘,但球後部分由寡突膠細胞形成髓鞘。周邊神經中一個許旺細胞營養一個軸突,而中樞神經中一個寡突膠細胞營養多個軸突。

周邊神經中許旺細胞透過生長因子促進再生。相反地,CNS中寡突膠細胞的再生促進作用較弱,成熟中樞神經的軸突再生極差。

脫髓鞘是指髓鞘原發性變性脫落的狀態。快速脫髓鞘常伴隨軸突變性。代表性脫髓鞘疾病包括多發性硬化症視神經脊髓炎、白質營養不良等。

Q 瓦勒氏變性與逆行性變性有何不同?
A

瓦勒氏變性是軸突損傷遠端(末梢側)發生的變性,而逆行性變性則發生在損傷處近端(細胞體側)。逆行性變性會導致細胞體死亡,無法再生;而末梢神經的瓦勒氏變性有時仍有再生空間。兩者常在同一損傷後併發。

症狀模式因損傷部位而異。

  • 視力下降:可能發生於視路任何部位的損傷,多為進行性。
  • 視野缺損:呈現損傷部位特異性模式。視神經損傷表現為單眼視力下降或暗點;視交叉損傷表現為雙顳側偏盲;視束損傷表現為對側同向偏盲(不對稱、不完全);外側膝狀體損傷表現為節段性區塊狀同向偏盲。
  • 色覺異常視神經病變可能導致後天性色覺異常,有時出現後天性第三色覺異常(藍黃型)。

視神經萎縮與變性的時間進程是重要的臨床發現。

華勒氏變性

損傷後的過程:神經損傷後24小時內開始變性。軸突骨架與髓鞘的崩解約需7天完成。

視神經近端的緩衝期:損傷部位近端的軸突在3至4週內仍可維持正常外觀與功能。

眼底所見:損傷遠端的視神經盤在數週至數月內逐漸萎縮與蒼白。

逆行性變性

視網膜神經節細胞死亡的時機:損傷後6至8週可能發生視網膜神經節細胞死亡。

視束障礙後的模式:患側眼出現伴隨上下弓狀神經纖維層缺損的顳側視神經盤蒼白。對側眼則產生帶狀萎縮。約在一個月內出現。

跨突觸變性:LGN(外側膝狀體)或視覺皮質的損傷可能引起視神經萎縮。通常較易發生於胎兒期或嬰兒早期的枕葉損傷1)

視神經萎縮的眼底表現因病因不同而形態各異。

  • 單純性萎縮(原發性):由球後視路障礙引起。邊緣清晰、蒼白、平坦、淺凹陷、表層血管變細。病因包括球後視神經炎、壓迫性病變、Leber遺傳性視神經病變、中毒性/藥物性視神經病變
  • 炎性萎縮(繼發性):發生於視盤水腫之後。表現為膠質增生、邊緣模糊、微血管數量減少。病因包括前部缺血性視神經病變視神經盤炎、葡萄膜炎
  • 青光眼視神經萎縮:特徵為深凹陷的上下方向擴大、切跡形成、篩板後方彎曲。
  • 視網膜性萎縮:呈蠟樣黃白色。由視網膜變性疾病或視網膜循環障礙引起。

RAPD相對性瞳孔傳入障礙:視束障礙時,對側眼可能出現RAPD外側膝狀體之後的障礙不影響光反射。

MRI所見:華勒氏變性在T2加權影像上表現為T2高信號(提示神經膠質增生)。急性期在擴散加權影像(DWI)上可觀察到擴散受限1)2)

Kihira等人(2021)報告了一名47歲女性在5年間進行性左眼視力下降的病例1)光學同調斷層掃描OCT)顯示左側視神經萎縮,MRI T2加權影像在左側視放射區域偵測到T2高信號。這是一個值得關注的、非梗塞或發炎疾病引起的視神經萎縮後跨突觸變性的報告。

Q 視神經萎縮在眼底檢查中需要多久才能確認?
A

華勒氏變性在損傷後24小時內開始,但軸突近端可能在3至4週內仍看似正常。逆行性變性導致的視網膜神經節細胞死亡可能在6至8週內發生。眼底視神經盤蒼白變得明顯通常需要損傷後數週至數月。

導致視覺路徑華勒氏變性及逆行性變性的主要疾病如下所示。

疾病類別代表性疾病主要變性方向
青光眼原發性開放隅角青光眼逆行性·順行性
脫髓鞘疾病多發性硬化症視神經脊髓炎順行性
缺血性疾病前部缺血性視神經病變(AION)、PION、腦中風順行性·逆行性
壓迫性病變垂體腺瘤顱咽管瘤、動脈瘤逆行性
外傷頭部外傷順行性
遺傳性視神經病變LHON、ADOA、Wolfram症候群逆行性
腦腫瘤膠質母細胞瘤等順行性
神經退化性疾病阿茲海默症逆行性

各原因疾病的特徵補充如下。

  • 青光眼:最常見的原因之一。眼壓升高導致視網膜神經節細胞軸突變性,造成不可逆的視力損害。在視神經乳頭篩板處,順行性與逆行性軸突運輸均受阻4)
  • 缺血性視神經病變:包括前部缺血性視神經病變(AION)和後部缺血性視神經病變(PION)。PION在急性期視乳頭正常,之後轉變為視神經萎縮
  • 壓迫性病變垂體腺瘤顱咽管瘤、動脈瘤等壓迫視交叉和視束。解除壓迫後視功能可能改善,但若視神經萎縮已明顯,則視功能預後通常不佳。
  • 遺傳性視神經病變:包括Leber遺傳性視神經病變LHON,粒線體基因突變)、體染色體顯性視神經萎縮(ADOA,OPA1基因突變)、Wolfram症候群等。目前尚無有效的根本治療,以低視力照護為主。
  • 腦血管疾病:缺血性和出血性腦中風皆可引起視路的華勒氏變性。大腦腳的萎縮程度與大腦損傷範圍相關2)
  • 神經退化性疾病:阿茲海默症(AD)的腦部病變可能影響視覺路徑,導致逆行性變性。OCT可檢測到視網膜神經纖維層RNFL)和神經節細胞-內叢狀層(GC-IPL)的變薄5)
  • 蜘蛛膜囊腫、大腦皮質發育不全:先天性壓迫可能導致華勒氏變性2)

確認視神經萎縮(蒼白的視神經盤)為基本步驟。有經由視神經盤腫脹後萎縮的路徑,以及從正常視神經盤直接萎縮的路徑。

OCT視神經萎縮的定量評估中扮演核心角色。

  • cpRNFL厚度測量視神經盤周圍神經纖維層厚度):間接評估所有視網膜神經節細胞。在視神經盤腫脹的急性期,可靠性可能降低。
  • 黃斑部GCC(神經節細胞複合體)/GC-IPL厚度測量:可直接評估視網膜神經節細胞損傷。較不受視神經盤腫脹影響,有時可比cpRNFL更早檢測到變薄。
  • 正常值的個體差異:正常厚度因人而異,因此以實測值進行追蹤或與對側眼比較很重要。
  • 綜合評估:解讀OCT發現時,需確認其與視野、眼底發現及其他視功能檢查的一致性。

OCT血管造影(OCTA:非侵入性顯示視網膜脈絡膜血管的微細結構。研究報告指出,放射狀視乳頭周圍毛細血管(RPCs)的血管密度減少與神經纖維層缺損部位一致。

影像模式主要發現與用途
T2加權影像華勒變性的T2高信號(神經膠質增生)、同側大腦腳萎縮1)2)
DWI(擴散加權影像)急性華勒變性的檢測(需與二次梗塞鑑別)2)
DTI(擴散張量成像)FA變性定量、功能恢復預測因子(亞急性缺血期)2)

視放射的T2高信號需與白質軟化症、先前梗塞、脫髓鞘疾病多發性硬化症)鑑別1)

  • 視野檢查:有助於定位損傷部位。視神經病變可見中心暗點/盲點中心暗點視交叉病變可見雙顳側偏盲,視束病變可見對側同名偏盲。
  • RAPD相對性瞳孔傳入障礙:視束病變可能出現對側眼RAPD外側膝狀體之後的病變不影響瞳孔對光反射。
  • 中心閃爍值:有助於診斷視神經疾病的輔助檢查。
Q 如何用OCT評估視神經萎縮?
A

測量cpRNFL厚度和黃斑部GCC厚度為核心。在急性期有視乳頭腫脹時,GCC分析比cpRNFL能更早檢測到變薄。正常值個體差異大,以實測值進行追蹤和與對側眼比較很重要。也必須確認與視野、眼底所見及其他視功能檢查的一致性。

目前尚無針對視路華勒變性和逆行性變性的實證再生療法。治療以針對基礎疾病為主。

  • 青光眼:以降眼壓治療(眼藥水、手術)為基本。早期介入可能抑制變性進展。
  • 視神經乳頭水腫、鬱血乳頭:治療原發疾病(顱內壓升高的原因)。
  • 壓迫性病變(腫瘤、動脈瘤):解除壓迫可能改善視功能。但若已出現明顯視神經萎縮,視功能預後通常不佳。
  • 鼻性視神經病變:除副鼻竇病變的刮除手術外,必要時施行視神經管減壓術。
  • 維生素B12口服:可能用於長期病程的患者。
  • 循環改善藥物:當懷疑有循環障礙時,會考慮使用。
  • 遺傳性視神經病變(ADOA、LHON、Wolfram症候群):目前尚無有效的根本治療,主要以低視力照護和患者諮詢為主。

順行性(華勒)變性與逆行性變性的機制

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軸突損傷後,遠端側的軸突骨架與髓鞘崩解,巨噬細胞清除碎片(華勒變性)。周邊神經中,許旺細胞透過生長因子促進再生。中樞神經系統中,寡突膠細胞的再生促進作用較弱,成熟中樞神經的軸突再生不良或不可能。

逆行性變性中,損傷部位近端的軸突變性,導致細胞體破壞與細胞死亡。視束受損後的逆行性視網膜神經節細胞萎縮必然發生,6至8週內可能出現視網膜神經節細胞死亡。

視網膜神經節細胞與中樞神經系統神經元類似,會出現軸突變性、髓鞘破壞、疤痕形成及二次變性,損傷後的再生能力有限5)

軸突內的運輸(軸突流)依方向與速度分類。

順行性運輸

快速運輸:400~1,000 毫米/日。參與突觸小泡等膜成分的運輸。

中速運輸:5~400 毫米/日。

慢速運輸:0.5~5 毫米/日。參與軸突維持所需蛋白質的運輸。

逆行性運輸

速度:50~300 毫米/日。

功能:參與從末梢到細胞體的訊息傳遞及廢棄物的再利用。

粒線體:受損或老化的粒線體經由逆行運輸返回視網膜神經節細胞RGC)細胞體進行「再充電」。青光眼時,篩板處軸突運輸受阻,導致視神經萎縮進展。

青光眼中,視網膜神經節細胞RGC)軸突最易受損的部位是視神經盤(ONH)的篩板(lamina cribrosa)4)

Pitha等人(2024)報告了青光眼RGC軸突損傷的詳細機制4)眼壓引起的機械應力在視神經盤(篩板)處遠大於視網膜,環向環狀應力與經篩板壓力差作用於RGC軸突。大型αRGC(尤其是OFF型)選擇性更易受損,通過ONH上極與下極的大型RGC軸突優先受損。

篩板處的機械應力阻斷軸突運輸的途徑如下:

  • 軸突運輸障礙:順行性與逆行性軸突運輸在ONH處被阻斷。神經營養因子(BDNF、NGF)的軸突運輸障礙誘導細胞凋亡4)
  • JNK壓力應答路徑:c-Jun在RGC與星狀膠質細胞中上調。Jnk2/Jnk3基因剔除小鼠顯示RGC存活率改善4)
  • 機械感受通道:涉及TRPV1(Ca²⁺內流導致RGC死亡)、Piezo 1&2(Ca²⁺傳導)、pannexin-14)
  • 粒線體功能障礙眼壓壓力導致ONH處粒線體運動減少4)
  • 麩胺酸毒性:軸突流障礙使神經營養因子減少,細胞外麩胺酸濃度升高,促進RGC凋亡。

跨突觸變性(Trans-synaptic Degeneration)

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突觸一側的神經元變性跨越突觸影響另一側的現象稱為「跨突觸變性」。已有報告指出視神經萎縮可波及視放射1),枕葉中風後的逆行性跨突觸變性(Jindahra等人,2012)亦為人所知1)。通常認為在胎兒期及嬰兒早期枕葉損傷時更常發生。

在阿茲海默病(AD)中,腦部病變可能影響視覺路徑的神經連結,導致RNFL與GC-IPL變薄5)。然而,有報告指出在後部皮質萎縮型AD中,視乳頭周圍RNFL與對照組的差異可能難以區分5)

Q 青光眼為何選擇性損傷視神經乳頭?
A

眼壓造成的機械壓力在視網膜上遠小於ONH(篩板)。環向箍應力與經篩板壓力差作用於軸突,同時阻斷順行性與逆行性軸突運輸4)。此機械負荷透過神經營養因子缺乏、粒線體功能障礙、鈣離子流入等複合機制,促進RGC細胞凋亡


7. 最新研究與未來展望(研究階段報告)

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利用擴散張量影像(DTI)的分數異向性(FA)值,在亞急性期量化中風後的華勒氏變性,並預測功能恢復的研究正在進行中2)。大腦腳萎縮的程度已被證實與大腦損傷範圍相關,作為影像生物標記的臨床應用備受期待2)

Hustings & Lemmerling(2021)系統性地報告了由缺血性中風、出血性中風、腦腫瘤、外傷、蜘蛛膜囊腫、大腦皮質發育不全等多種原因引起的華勒氏變性之MRI發現2)。強調在急性期需根據臨床背景謹慎判讀,以避免誤認為二次梗塞。

在帶有華勒氏變性延緩基因(WLDS)的大鼠實驗模型中,顯示出初步的軸突保護效果。然而,逆行性變性仍然發生,最終導致細胞體死亡。此模型被用作評估軸突保護療法與細胞體保護療法的基礎工具。

Schnabel空洞性視神經萎縮(SCONA)之SD-OCT活體診斷

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Weber等人(2025)發表了首篇關於Schnabel空洞性視神經萎縮(SCONA)的SD-OCT與病理組織學相關性報告3)。SCONA以往僅能透過組織學診斷,但研究顯示,使用BMO-MRW模式的ONH-RC掃描,可將其檢測為篩板內的低反射偽囊腫,從而在活體內進行診斷。在老年人的組織學研究中,其盛行率約為1.7%至2.1%3),被視為鑑別青光眼視神經萎縮的新診斷工具。

  • JNK抑制劑、TRPV1通道抑制劑、麩胺酸拮抗劑:這些藥物作為保護青光眼視網膜神經節細胞的候選治療藥物,目前處於研究階段4)
  • iPS細胞再生醫學:針對視神經萎縮,使用iPS細胞等再生醫學方法,正作為未來治療選項進行研究。

  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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