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視網膜與玻璃體

鐮狀紅血球視網膜病變

1. 什麼是鐮狀細胞視網膜病變?

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鐮狀細胞視網膜病變鐮狀細胞病(SCD)這一組遺傳性血紅蛋白病的眼部表現。ICD-10-CM診斷代碼為H36。

與SCD相關的視網膜出血由Cook於1930年首次報告。1937年,Harden描述了視網膜血管的擴張和迂曲,1942年,Ray和Cecil提出了鐮狀紅血球導致微血管阻塞的基本病理機制。

血紅蛋白由兩條α鏈和兩條β鏈組成。β鏈第6位密碼子的單鹼基取代(GAG→GTG)導致麩胺酸被纈胺酸取代。該突變的純合子導致HbSS(鐮狀細胞病),雜合子導致HbAS(鐮狀細胞特徵)。與其他β鏈突變的複合雜合子導致HbSC病和HbS地中海貧血(HbSThal)。

北美非裔美國人中基因型的發生率如下:

基因型發生率PSR頻率
HbAS(特徵)約8%
HbSS0.4%約3%
HbSC0.2%約33%

在牙買加的一項佇列研究中,到20.5歲時PSR的盛行率在HbSC中為43%,在HbSS中為14%。年發生率在HbSC中為2.5%,在HbSS中為0.5%,年齡、視網膜病變範圍和對側眼狀態與進展相關。

Q 為什麼HbSC比HbSS更容易發生視網膜病變?
A

在HbSS中,全身性貧血和血管阻塞危象嚴重,因此患者因全身症狀而早期得到管理。另一方面,HbSC患者全身狀況相對良好,壽命較長,眼部缺血變化容易累積。此外,HbSC紅血球黏度高,容易引起周邊視網膜小血管阻塞。

許多患者長期保持良好視力,但如果出現以下症狀,可能是玻璃體視網膜牽引或視網膜剝離的徵兆。

  • 閃光感視網膜牽引或視網膜剝離的前驅症狀。
  • 飛蚊症:由玻璃體內出血或混濁引起。
  • 暗影或視野缺損:出現於視網膜剝離或大量玻璃體出血時。
  • 視力下降:由中心凹周圍毛細血管阻塞或牽引性視網膜剝離引起。

非增殖性鐮狀細胞視網膜病變(NPSR)

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特徵為以周邊視網膜為主的血管阻塞和缺血性改變。

鮭魚斑

性狀:圓形或橢圓形的表層視網膜出血。隆起或平坦。

顏色變化:最初為紅色。由於紅血球溶血變為鮭魚色。

轉歸:吸收後可能外觀正常,或殘留虹彩樣斑。

虹彩狀斑點

成因:鮭魚斑吸收後,血鐵質和巨噬細胞沉積在內界膜正下方。

外觀:觀察到具有折射光澤的沉積物。

黑色日暈

成因視網膜色素上皮RPE)對出血的反應性遷移和增生。

外觀:放射狀分布的黑色色素沉著斑,好發於周邊視網膜

其他NPDR表現:

  • 血管樣條紋:由脈絡膜循環阻塞引起的Bruch膜破裂所致。
  • 中心凹凹陷:與視網膜色素上皮變性相關的黃斑形態改變。

增殖性鐮狀細胞視網膜病變(PSR):Goldberg分類

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PSR根據Goldberg分為以下5期1)

分期表現備註
I周邊動脈阻塞最早期的改變
II周邊動靜脈吻合既有毛細血管擴張、髮夾環
III新生血管與纖維增殖(海扇)發生在無灌注區的後緣
IV玻璃體出血由於海扇破裂所致
V牽引性視網膜剝離最嚴重期

第III期的「海扇」在新生血管發生自體梗塞時,可觀察到「白色海扇」。與糖尿病視網膜病變不同,PSR的新生血管起源於周邊部而非中心部

  • 逗號狀結膜血管:鐮狀紅血球在毛細血管遠端積聚形成的特徵性表現。
Q 在哪裡可以觀察到逗號狀血管?
A

眼球結膜眼白表面)的微血管因鐮狀紅血球的積聚而呈現特徵性的逗號形狀。可透過裂隙燈顯微鏡觀察,是提示鐮狀細胞疾病存在的徵象。

由β鏈第6位GAG→GTG突變產生的HbS(鐮狀血紅蛋白)在低氧狀態下聚合,使紅血球變形為鐮狀。變形的紅血球無法通過微血管,導致血管阻塞。

PSR的發生率在HbSC和HbSThal患者(分別為33%和14%)中顯著高於HbSS患者(3%)。重要的是,全身併發症的嚴重程度與眼部併發症風險並不一定相關2)

確認鐮狀細胞疾病的病史是第一步。眼球結膜的逗號狀血管是診斷的線索。

  • 螢光素眼底血管攝影FA:評估視網膜脈絡膜血流。用於識別無灌注區域和邊界分類(Penman分類:I型至IIb型)。IIa型的邊界表現與PSR的高進展率相關。
  • 頻譜域OCT(SD-OCT:定量評估視網膜變薄。已確認不同血紅蛋白亞型之間變薄程度存在差異。
  • OCT血管成像OCTA:即使在無明顯結構損傷的兒童中也能檢測到顯著變化,有望應用於早期篩查3, 4)

需要與以下12種疾病進行鑑別。鐮狀細胞病史有助於鑑別,但這些疾病也可能與SCR同時存在。

  1. 糖尿病視網膜病變
  2. 視網膜血管阻塞
  3. 滑石栓塞
  4. 高血壓視網膜病變
  5. 類肉瘤病
  6. 伊爾斯病
  7. 感染性疾病(如登革熱)
  8. 眼缺血症候群
  9. 早產兒視網膜病變
  10. 家族性滲出性玻璃體視網膜病變FEVR
  11. 慢性骨髓性白血病
  12. 高黏稠度症候群
Q OCTA對篩檢有用嗎?
A

OCTA可以非侵入性地顯示視網膜微血管,並識別FA難以檢測的早期視網膜缺血變化。由於即使在沒有明顯結構損傷的兒童中也能顯示顯著變化,因此有望用於早期篩檢。

目前,NPSR沒有特異性治療方法。定期觀察是基本原則,鐮狀細胞病患者建議至少每年進行一次完整的眼科檢查

對於PSR第三期的海扇狀新生血管散佈雷射光凝是標準治療。在海扇周圍進行散佈雷射是目前標準的操作方法3)

在牙買加的一項隨機臨床試驗中,接受散佈光凝的治療組與對照組相比,長期視力喪失和玻璃體出血的頻率顯著降低。雷射治療結果如下所示3)

評估指標治療組對照組
新發海扇狀新生血管發生率34.4%41.3%
玻璃體出血導致的長期視力喪失1%6.7%

然而,由於新生血管可能自然消退(自發性梗塞),治療適應症的判斷需個別化。供血血管光凝固術目前主要具有歷史意義。

對於PSR的併發症(玻璃體出血牽引性視網膜剝離的風險),玻璃體內注射抗VEGF藥物可使新生血管消退。有時與雷射治療合併使用。

羥基脲

作用機轉:增加胎兒血紅蛋白(HbF)的產生,降低HbS的比例。

適應症:已證實可預防兒童鐮狀細胞視網膜病變

現狀:廣泛使用的全身藥物治療。

Casgevy(2023年核准)

技術:利用CRISPR-Cas9編輯患者的造血幹細胞,增加HbF的產生。

核准:2023年12月FDA核准。

前處理:需要骨髓破壞性(清髓性)前處理。

Lyfgenia(2023年核准)

技術:使用慢病毒載體修飾造血幹細胞,使其產生類似血紅蛋白A的分子。

核准:2023年12月獲得FDA核准。

前處理:需要骨髓破壞性治療。

手術治療(玻璃體切除術:PPV)

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手術適應症:

術中管理需要優化給氧和輸液,並嚴格監測眼壓。使用鞏膜扣帶術時需謹慎,以減少眼前段缺血的風險。術前應考慮與血液科醫師協作。

Q 當發生外傷性前房出血時,對於非洲裔患者應注意什麼?
A

非裔美國人的外傷性前房出血需要進行鐮狀細胞血紅蛋白病檢查。在眼壓管理中,乙醯唑胺是禁忌的,應改用美托拉胺。乙醯唑胺可誘發全身性酸中毒並促進紅血球鐮狀化,可能導致嚴重併發症。

正常紅血球柔軟,呈圓形至橢圓形,能輕鬆通過微血管。在SCD患者中,局部缺氧導致可溶性HbS不可逆地轉化為結晶血紅蛋白,產生堅硬的鐮狀紅血球。缺氧引起的血管內皮細胞黏附特性改變導致血流減少和血管阻塞。

鐮狀紅血球被困在眼前段和後段的微血管中,造成特徵性損傷。

  1. 周邊視網膜微血管阻塞(NPSR的開始):表現為表層血管出血(鮭魚斑),吸收後留下虹彩斑或黑色日爆斑。
  2. 慢性缺血促進血管新生(進展為PSR):持續的局部血管阻塞導致慢性缺氧和缺血,上調VEGF,形成視網膜新生血管(海扇)。
  3. 新生血管出血和牽拉(最終階段):海扇破裂導致玻璃體出血(Goldberg IV),纖維血管增殖導致牽引性視網膜剝離(Goldberg V)。

PSR的新生血管不同於糖尿病視網膜病變,從周邊部發生,因為鐮狀紅血球引起的阻塞始於周邊微血管。


7. 最新研究與未來展望(研究階段報告)

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2023年12月,兩種針對鐮狀細胞疾病的基因治療獲得FDA核准。兩者均需在骨髓破壞性前處理下採集、修飾並移植患者自身的造血幹細胞。

  • Casgevy(exagamglogene autotemcel):利用CRISPR-Cas9技術編輯造血幹細胞的BCL11A基因,重新活化胎兒血紅蛋白(HbF)的產生。作為全球首個CRISPR基因治療藥物獲准。在第三期CLIMB SCD-121試驗中,有足夠觀察期的參與者中97%實現了12個月以上無重度血管阻塞發作4)

  • Lyfgenia(lovotibeglogene autotemcel):利用慢病毒載體插入βT87Q-血紅蛋白基因,產生類似血紅蛋白A的分子(HbAT87Q)。

這些治療旨在從根本解決鐮狀細胞疾病,並有望長期預防包括視網膜病變在內的眼部併發症。然而,仍存在挑戰,包括骨髓破壞性化療的風險、高昂的醫療費用以及長期有效性數據有限。

利用CRISPR技術增加胎兒血紅蛋白的策略

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除Casgevy外,多種提高HbF產量的方法正在研究中,例如標靶編輯BCL11A增強子。結合羥基脲的藥理學HbF增加和CRISPR的遺傳學HbF增加的策略也在探索中。

OCTAFA更非侵入性地捕捉微血管層級的變化。即使在無結構性損傷的兒童中也能檢測到顯著變化,因此其作為早期介入指標的應用正在研究中。

Q Casgevy和Lyfgenia可以在一般醫院接受嗎?
A

儘管2023年獲得FDA核准,但兩種治療均需要先進的設備和專業團隊。必須進行骨髓破壞性前處理,治療費用也非常高昂。目前僅在專業的血液疾病中心進行,並非一般眼科或醫院可提供的標準治療。


  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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