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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;16:855-857.
  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, 1-6.
  3. Weber C, Mercieca K, Weller JM, Bulirsch LM, Ach T, Holz FG, Loeffler KU, Herwig-Carl MC. SD-OCT-histopathologic correlation in Schnabel’s cavernous optic nerve atrophy. Eye. 2025;39:1203-1210.
  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. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 2021;92:983-994.

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