光学相干断层扫描评价血清同型半胱氨酸升高对视网膜血管结构的影响

郑晶 俎德玲 程科云 陈强 童毓华 徐博伦

视网膜血管系统作为体循环中唯一可以直接观察到的血管，可通过非侵入性检查观察其血管弓角度、动静脉之间压迹和形状、管径等特点，并可由此反映全身性血管情况[1]。多项研究证实视网膜微血管改变与糖尿病、冠心病、外周血管病变、高血压及脑卒中等心脑血管疾病的发病和预后密切相关[2-6]，因此眼底检查已成为临床上评价全身血管疾病一种便捷、安全且行之有效的筛查和监测手段。血清同型半胱氨酸（homocysteinemia，Hcy）是人体代谢紊乱的独立影响因素，临床上用于评价个体健康状态。多项研究证实，高同型半胱氨酸血症（hyperhomocysteinemia，HHcy）对心脑血管疾病的整个发生、发展过程均影响密切，也是评价远期预后的重要指标[7-8]。然而，关于Hcy 水平与视网膜微血管之间关系的相关临床研究目前仍较少。因此本研究初步观察并分析HHcy 对视网膜血管改变的影响，现将研究结果报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 顺序入选2014 年4 月至2018 年12 月在衢州市人民医院眼科门诊进行眼底光学相干断层扫描（optical coherence tomography，OCT）检查的受试者115 例。其中男83 例，女32 例，年龄40～83（64.51±9.24）岁。将Hcy≥15mmol/L 定义为HHcy，根据Hcy 水平将受试者分为HHcy 受试者（观察组，37 例）和非HHcy 受试者（对照组，78 例）。观察组男27 例，女10 例，年龄49～83（64.25±9.42）岁；对照组男56 例，女22 例，年龄40～80（64.83±9.43）岁。进一步将10mmol/L≤Hcy＜15mmol/L 定义为Hcy轻度升高，将对照组分为Hcy 轻度升高亚组（28 例）和Hcy 低水平亚组（50 例）。排除标准：既往有眼部外伤史及手术史；合并眼部疾病：如角膜病变、葡萄膜炎、视神经病变等；合并有肿瘤、脏器功能衰竭等严重基础性疾病以及精神疾病；妊娠期、哺乳期妇女；年龄＜18 岁；不愿意配合研究的其他受试者。本研究经本院伦理委员会审核批准，所有受试者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 一般资料比较 记录并比较两组受试者的一般情况，包括身高、体重、吸烟史情况，合并高血压、糖尿病、冠心病、脑卒中及外周血管疾病情况。测算所有受试者的体重指数（body mass index，BMI）。全部受试者均采取清晨空腹8h 血清标本，使用美国贝克曼库尔特AU5800 全自动生化分析仪及配套试剂检验血清Hcy 和血脂，血脂指标包括血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）。

1.2.2 眼底OCT 检查 所有受试者均在本院眼科中心行双眼OCT 检查，采用Spectralis SD-OCT 扫描系统（德国海德堡公司）。均由同一位专业眼科医师进行操作，对每例受试者随机选择一侧眼球开展视网膜组织扫描。扫描方法为：使用1%托比卡胺散瞳，后坐于OCT 仪器前，要求其将头部放置于下颚托上面，然后注视仪器中的光标。扫描模式为体积扫描（参数设置284A-scans）。将扫描线置于B 区（距视盘边缘0.5～1μm 视盘直径的区域）的中间位置，然后对颞上方视网膜动脉、静脉展开扫描。获取每位受试者的10 张OCT 图像，测量记录并计算以下数据：（1）动脉、静脉内径；（2）动脉、静脉外径；（3）血管壁厚度=（血管外径-血管内径）/2；（4）血管壁/管腔比值=（血管外径-血管内径）/血管外径；（5）血管横截面面积=3.14×（血管外径2-血管内径2）/4；（6）动静脉内径比=动脉内径/静脉内径；（7）动静脉外径比=动脉外径/静脉外径（图1）。

1.3 统计学处理 采用SPSS 17.0 统计软件。符合正态分布的计量资料以表示，组间比较采用t检验、单因素方差分析；计数资料以百分率表示，比较采用χ2检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般资料比较 见表1。

由表1 可见，两组患者BMI、吸烟史、合并高血压、脑卒中及外周血管疾病间比较均无统计学意义（均P＞0.05）。观察组糖尿病及冠心病的患病比例高于对照组，HDL-C 低于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

2.2 两组患者视网膜血管参数比较 见表2。

图1 双眼OCT 检查图像（A、B：实线箭头所示为视网膜动脉，虚线箭头所示为视网膜静脉；C：通过微密度分割方法识别OCT 横断面图像中的血管壁边缘；D：利用ImageJ 软件获取视网膜血管影像中纵轴方向上的各像素点的密度值，上下血管壁组织为开口方向向上的两段抛物线，确定两侧波峰、波谷密度值，拟合两点之间代数直线方程，将波峰波谷平均密度值代入方程，获取该密度值横坐标位置，即位该处的血管壁边缘位置，分别计算上下血管壁厚度）

表1 两组患者一般资料比较

表2 两组患者视网膜血管参数比较

由表2 可见，与对照组比较，观察组的视网膜血管发生改变，且以动脉血管的改变为主，表现为动脉壁增厚，动脉内径缩小，动脉壁/管腔比值升高，动静脉内径比减小，两组患者视网膜血管动脉内径、动脉壁厚度、动脉壁/管腔比值、动脉横截面面积以及动静脉内径比差异均有统计学意义（均P＜0.01）。两组视网膜静脉的相关参数比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

2.3 Hcy 轻度升高亚组和Hcy 低水平亚组视网膜血管参数的比较 见表3。

由表3 可见，与Hcy 低水平亚组比较，Hcy 轻度升高亚组视网膜静脉外径、静脉壁厚度及静脉横截面面积均较高，差异有统计学意义（P＜0.05 或0.01），而其他视网膜血管参数差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表3 Hcy 轻度升高亚组和Hcy 低水平亚组视网膜血管参数的比较

3 讨论

Hcy 又称高半胱氨酸，是蛋氨酸代谢过程的中间产物，属于含硫氨基酸，其本身并不参与蛋白质的合成。体内不能合成Hcy，只能由蛋氨酸转变而来。Hcy 水平可反映人体的综合代谢情况。正常情况下，Hcy 在体内分解代谢，从而保持较低水平，但临床上由于遗传因素、营养因素、激素水平以及年龄等多种因素影响其代谢，导致Hcy 浓度堆积，出现HHcy。

已有多项研究证实，Hcy 高水平会增加心脑血管疾病的发病风险，也是心脑血管疾病预后不良的独立危险因素[7-8]。Hcy 引起血管损伤的机制主要表现为：（1）通过氧化还原途径产生的氧化物和过氧化物可造成血管内皮损伤和低密度脂蛋白氧化，造成血管平滑肌持续性收缩以及缺氧，尤其合并高血压疾病时，可加快动脉粥样硬化的进展速度；（2）通过激活金属蛋白酶，影响蛋白降解，导致血管内皮病理性增生肥大，从而影响血管弹性，加重管腔狭窄；（3）诱导血管平滑肌细胞增生，促进炎性因子生成，诱发慢性炎症反应；（4）影响身体脂肪、糖、蛋白等多种物质代谢，代谢紊乱可损伤动脉内皮，加速脂质沉积于动脉壁，促进斑块钙化；（5）破坏机体正常的凝血机制，带来了血栓形成风险的增加。在上述一系列机制的共同作用下，Hcy 降低血管弹性、加速动脉粥样硬化进程、加重血管狭窄，最终增加心脑血管疾病的发病率，并对预后带来不利影响。Yang 等[10]通过对小鼠高血压模型的研究发现，合并动脉硬化组的小鼠Hcy 水平可达到正常血管组的10 倍，同时内源性硫化氢水平明显下降。

视网膜血管作为全身性血管情况的观察窗口，其观察技术具有安全、简便、无创等优点，为评估全身微血管功能创造了良好的基础条件。OCT 技术利用弱相干光干涉仪的基本原理，对活体眼组织显微结构进行非侵入式断层成像，近10 年来迅速发展和普及，已成为一项操作性强、精确度高的临床基础检查技术[11]。本临床研究结果显示，观察组中HHcy 患者冠心病及糖尿病的发病率较高，与相关研究得出HHcy 可增加代谢系统疾病及血管粥样硬化性疾病的结论相一致。在视网膜血管参数比较上，观察组的视网膜动脉发生显著改变，表现为动脉壁增厚，动脉内径缩小，动脉壁/管腔比值升高，动静脉内径比减小，而在视网膜静脉的相关参数之间无显著差异。进一步亚组分析显示，Hcy 水平轻度升高亚组较Hcy低水平亚组，视网膜动脉未发生显著改变，而仅静脉内径和静脉横截面面积间均存在差异，证实Hcy 升高对视网膜血管改变存在影响，且初期以视网膜静脉结构改变为主，后期则以视网膜动脉结构改变为主。

综上所述，HHcy 可以引起视网膜血管结构的慢性改变，本研究结果显示高水平Hcy 对视网膜血管影响以动脉结构改变为主，而冠心病、脑卒中、高血压等疾病均为动脉病变，故对这些疾病的临床评估具有一定参考作用，有待相关基础研究进一步验证。基于此，临床上应重视HHcy 患者的视网膜情况，以期通过视网膜血管情况进一步评估全身血管情况，同时积极干预HHcy，或可改善心脑血管疾病的临床预后，可以视网膜血管检查为指导评估心脑血管疾病治疗的长期效果，以期为患者提供更安全、便捷、无创的检查手段选择，从而带来更多的临床获益。本研究中样本量有限，未来研究需扩大样本量以获得更全面的数据分析结果，且本研究尚未探讨Hcy 升高对视网膜血管改变的影响机制，有待于进一步基础研究证实。