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近视性后巩膜葡萄肿的组织学研究
目的:尽管后部巩膜葡萄肿是近视性黄斑病变的主要组成部分,但目前对后部巩膜葡萄肿的组织形态计量学描述尚不多见,因此我们对离体眼的巩膜葡萄肿进行了组织形态计量学检查。
方法:
利用光学显微镜,对因恶性脉络膜黑色素瘤或继发性闭角型青光眼而摘除的人眼球进行矢状面组织学切片的组织形态计量学检查。
结果:
在纳入研究的个眼球中,10只眼检出后巩膜葡萄肿(平均眼轴:31.4±3.0mm;范围:28.0~37.0mm)。调整年龄和眼轴后,研究组巩膜厚度明显低于对照组相应区域(±25μmVS.±μm;P=0.)。研究组葡萄肿区域与高度近视对照组相应区域相比,视网膜色素上皮(RPE)细胞密度(19.6±4.9个/μmVS.21.1±5.7个/μm;p=0.84)、RPE高度(8.2±2.8μmVS.6.1±2.5μm;p=0.13)、Bruch’s膜(BM)厚度(3.5±1.3μmVS.4.2±2.3μm;p=0.40)、脉络膜毛细血管厚度(5.3±2.8μmVS.4.4±2.8μm;p=0.49)和密度(±99μm对±38μm;p=0.13)差异均无统计学意义。所有葡萄肿区域均显示局限性的BM缺损。
结论:
近视性巩膜葡萄肿组织学特征为明显的巩膜变薄和相应区域的BM缺损,而脉络膜毛细血管和RPE的厚度及密度,以及BM厚度在相应区域的葡萄肿和非葡萄肿眼之间无显著差异。这些发现支持这样的观点,即局部对向后推的BM的巩膜阻力降低导致局部巩膜外凸。与外凸相关的眼轴增加可能会拉伸BM,并伴随着局部BM破裂的后遗症。
引言:
后巩膜葡萄肿属于近视性黄斑病变的特征,临床上Spaide和Ohno-Matsui将其定义为巩膜外凸,其曲率半径小于周围眼球壁的曲率半径(Spaide;Ohno-Matsui;Ohno-Matsuietal.)。医院的研究和基于人群的调查中,后巩膜葡萄肿的存在与近视性黄斑病变进展的风险增加有关(Yanetal.)。虽然新一代广角扫描源光学相干断层扫描(OCT)近视眼底成像和磁共振成像显著增加了对巩膜后葡萄肿患病率及其相关性的临床认识,但描述葡萄肿微观结构的组织学研究到目前为止还很少(GrossniklausGreen;Moriyamaetal.;Ohno-Matsui,;Wangetal.;Shi-noharaetal.,Shinoharaetal.)。因此,我们进行了这项组织形态计量学调查,以探索高度近视眼睛中后巩膜葡萄肿的组织学表现。
方法:
这项研究纳入了高加索患者的因恶性脉络膜黑色素瘤或继发性闭角型青光眼而摘除的眼球。海德堡大学曼海姆医学院医学伦理委员会II批准了这项研究。伦理委员会免除了患者知情同意的必要性,因为在研究开始之前,眼球已经被摘除了长达50年的时间。在摘除眼球时,没有其他治疗方法可用于治疗这些情况,这是摘除眼球的原因。这项研究中纳入的一些眼睛已经在之前的不同主题的调查中进行了检查(Jonasetal.,)。排除先天性青光眼。
这项研究中包含的眼球是从德国埃尔兰根眼科眼科实验室的档案中随机挑选出来的。该实验室大约成立于年,其用于组织固定和制备组织切片的方法在接下来的时间里基本保持不变。摘除眼球后,立即将其固定在4%甲醛和1%戊二醛的溶液中。在室温下,球体在该溶液中放置1周,并测定了球体的矢状径、垂直径和水平径。在固定的球体外,准备了一个厚度约为8mm的穿过视神经头和瞳孔的节段。切片用乙醇脱水,石蜡包埋,光镜下切片,用PAS法和/或苏木精-伊红染色。本次调查中使用的所有研究材料取石蜡包埋、染色的组织切片。在本研究中,我们更喜欢PAS法染色的切片,因为基底膜,特别是Bruch膜(BM),PAS法比HE染色法显示得更好。在恶性脉络膜黑色素瘤组中,该节段的经线方向取决于肿瘤的位置。在所有其他球体中,线段的方向都是水平的。对于所有的眼睛,我们取一个厚度为4-6μm的切片,横穿瞳孔和视神经头的中央部,以进行进一步的评估。在固定剂固定组织之前,组织固定和组织切片的加工过程以及一些与摘除相关的组织肿胀已经影响了眼组织和球体的大小。我们没有纠正这些变化,因为它们可能以相似的方式影响了不同轴长的眼睛,因此不同轴长的球体的比较可能不会受到这些变化的明显影响。
在宏观和微观上,我们检查了所有眼球是否存在后巩膜葡萄肿,定义为巩膜轻微外凸。特点是与葡萄肿区两侧相邻区域相比,葡萄肿区的曲率半径较小。用显微镜内置毫米刻度尺,对葡萄肿区巩膜、脉络膜、脉络膜毛细血管、基底膜和视网膜色素上皮(RPE)的厚度以及脉络膜毛细血管和RPE细胞的密度进行了组织形态计量学测量。对于BM、RPE和脉络膜毛细血管厚度的评估,我们使用了×倍的放大镜,而我们测量巩膜和整个脉络膜的厚度使用了×倍的放大镜。我们测定RPE细胞密度为每μm细胞计数,测量脉络膜毛细血管密度为每μm开放脉络膜毛细血管累计长度。此外,我们检查了BM的连续性和规则性(图1-7)。我们将BM的缺损定义为视神经头部区域外的任何全层BM中断。我们根据眼轴长度≥26.0mm来定义高度近视(Xuetal.)。对于研究人群的一组眼睛,我们使用数字化图像分析系统(MicroscopeAxioObserver5;CarlZeissCo.,Jena,Germany),并重新测量BM、脉络膜毛细血管和RPE的厚度。使用统计软件程序(SPSSforWindows,version25.0;IBM-SPSS,Chicago,IL,USA)评估主要结果参数(例如巩膜厚度)的平均值、标准差和95%置信区间。应用非配对样本的Studentt检验或Mann-Whitney检验,我们确定了由后巩膜葡萄肿组成的研究组和与葡萄肿组眼轴长度和年龄相匹配的非葡萄胎眼组之间这些参数差异的显著性。我们用配对样本t检验比较了同一只眼睛不同区域之间的测量参数。所有统计检验的显著性水平均为0.05(双侧)。
结果:
研究对象为人的只眼,平均年龄62.3±13.8岁(中位数:64.0岁,范围:24-89岁)。眼轴平均25.0±2.9mm(中位数:24.0mm;范围:20.0~37.0mm)。研究人群包括58个高度近视球(平均眼轴长度:29.4±2.4mm)和只非高度近视眼睛(23.6±1.1mm)。青光眼70眼(70/,28.4%)。巩膜葡萄肿10眼,眼轴平均31.4~3.0mm(中位数:31.5mm;范围28.0~37.0mm)。巩膜葡萄肿的患病率随着眼轴的增加而显著增加(图8)。葡萄肿中心平均巩膜厚度为±25μm,边缘平均巩膜厚度为±μm。RPE细胞平均高度为8.2±2.8μm,平均细胞密度为19.6±4.9个/μm,平均BM厚度为3.5±1.3μm,脉络膜毛细血管平均厚度为5.3±2.8μm,脉络膜总厚度为21.5±14.8μm,脉络膜毛细血管密度为±99μm/μm。在巩膜葡萄肿组中,BM缺损位于葡萄肿边缘和葡萄肿内部。BM缺损的长度在μm到3cm之间,葡萄肿区域内的BM缺损数量在1到2个之间。
巩膜葡萄肿组与调整年龄和眼轴后的对照组进行比较。对照组33例(33只眼)。平均年龄56.6±15.8岁,平均轴长30.0±1.9mm(表1)。葡萄肿组与非葡萄肿组相比,葡萄肿中心巩膜厚度明显变薄(p0.)。葡萄肿组BM缺损的患病率显著高于对照组(p0.)(表1)。RPE细胞密度(p=0.84)、高度(p=0.13)、BM厚度(p=0.40)、脉络膜毛细血管厚度(p=0.49)和脉络膜毛细血管密度(p=0.13)两组间差异无统计学意义(表1)。巩膜葡萄肿边缘巩膜厚度较对照组薄,但差异无统计学意义(p=0.51)。
下一步,葡萄肿组与非高度近视组进行比较,非高度近视组包括全部剩余眼。葡萄肿区域的基底膜厚度与相应区域的非高度近视眼基底膜厚度相比,差异无显著性统计学意义[3.5±1.3μm(范围:2-5μm)VS.4.0±1.4μm(范围:1-6μm);p=0.28]。以类似的方式,葡萄肿区域的脉络膜毛细血管厚度与非高度近视眼相应区域的脉络膜毛细血管厚度相比无显著差异[5.3±2.8μm(范围:0~9μm)VS.4.5±2.3μm(范围:0~8μm);p=0.51]。
在葡萄肿研究组中,基底膜厚度在葡萄肿区域(3.5~1.3μm)与眼内其他区域[后极:4.2±2.3μm(p=0.29);赤道:4.0±1.4μm(p=0.68)]之间差异无统计学意义。葡萄肿区脉络膜毛细血管厚度(5.3±2.8μm)与眼后极部(6.0±9.2μm,p=0.72)、赤道部(5.9±3.3μm,p=0.50)无显著差异。使用数字化图像分析系统重新测量BM、脉络膜毛细血管和RPE的厚度,结果与内置口径的测量结果无显著差异(均P0.05)。
讨论:
在这项关于人眼的组织形态计量学研究中,高度近视的有巩膜后葡萄肿的眼与无葡萄肿的高度近视眼和非高度近视的眼相比,其特点是葡萄肿中心的巩膜明显变薄,并且与葡萄肿区域的BM缺损有空间相关性。而相应区域的BM和脉络膜毛细血管厚度、脉络膜毛细血管密度、RPE密度和高度在两组间均无显著性差异。
这些组织形态计量学结果与OCT对后巩膜葡萄肿的临床观察一致。这些临床研究报告了明显的脉络膜变薄,除了轴向延长相关的脉络膜变薄之外,最明显的是在葡萄肿的边缘(Shinoharaetal.;Ohno-MatsuiJonas)。在我们的组织学研究中,大部分是巩膜在葡萄肿边缘显示其厚度几乎突然改变,而脉络膜厚度的改变大多是平滑的(图1)。然而,必须考虑到,在我们的研究中,脉络膜厚度在眼球摘除后容易发生改变。比如在眼球打开作进一步组织学处理后,由于失血和机械力而扩散的变薄。
我们研究的一个新发现,与基于OCT的临床调查相比,葡萄肿区域和同眼其他区域之间的BM厚度没有不同,葡萄肿区域的BM厚度与无葡萄肿眼相应区域相比,葡萄肿研究组和高度近视对照组之间没有差异(p=0.40),葡萄肿研究组和非高度近视对照组之间也没有差异(p=0.28)。这与对人眼和豚鼠晶状体诱导近视眼的组织学研究结果一致。在这些研究中,BM厚度与眼轴长度没有显著相关,并且在不同的眼区之间也没有明显的差异(Jonasetal.;Baietal.;Dongetal.a)。这提示BM在巩膜后葡萄肿的发生发展中可能不起主要作用。
本研究的另一个新发现是葡萄肿区脉络膜毛细血管厚度与高度近视对照组无显著差异(p=0.49),与非高度近视组对照组也无显著差异(p=0.51)。类似的结果,葡萄肿区BM厚度在研究组和对照组之间无明显差异,葡萄肿区的RPE细胞密度与对照组相应区域的RPE细胞密度相比也没有显著差异。提示巩膜葡萄肿的存在对整个BM-RPE-脉络膜毛细血管复合体(除局限性BM缺损外)无明显影响。
本研究的一个主要发现是高度近视眼后巩膜葡萄肿与局限性BM缺损之间的关联(图2和图3)。虽然一些高度近视的无葡萄肿区域的眼睛也显示出局限性的BM缺损,但BM缺损与巩膜葡萄肿之间的相关性有统计学意义(p0.)(表1)。此外,BM缺损与葡萄球区之间存在空间相关性,因为BM缺损要么位于葡萄肿区内,要么靠近葡萄肿区。这可能表明这两种形态特征之间存在致病相关性。有趣的是,有继发性BM缺损的非高度近视眼,例如由于弓形体瘢痕,可以显示巩膜的局限性葡萄肿(JonasPanda-Jonas)。在这些继发性BM缺损的眼中,并行的巩膜通常向后弯曲,继发脉络膜间隙增宽(有时称为脉络膜空洞)。相比之下,我们调查的眼睛显示脉络膜间隙明显变薄。最近的一项实验研究表明,猪眼BM的弹性模量与巩膜和角膜相当或更高(Wangetal.)。相应地,爆裂试验显示,在破裂发生之前,BM平均可以维持大约80mmHg的眼压(Wangetal.)。在与组织厚度的关系上,BM的硬度与包括巩膜在内的其他眼组织相当或更高。生物力学强度相对较强的这一发现得到了组织形态计量学研究的支持,该研究显示BM厚度与轴向长度无关(Jonasetal.;Baietal.;Dongetal.a)。这些和其他发现引发了这样的概念,即轴向伸长可能是由于赤道部产生的BM将后极的BM向后推而发生的(Jonasetal.)。如果BM在轴向伸长过程中起主要作用这一概念是有效的,那么本研究发现的问题就得以解释了。一种可能的解释是,患有后巩膜葡萄肿的眼睛,其巩膜对BM向后推的抵抗力局部降低,从而导致巩膜局部外凸。BM覆盖隆起的巩膜内侧,脉络膜夹在BM和巩膜之间,并可能受其压迫。巩膜外凸相关的巩膜和基底膜的周长增加可能继发基底膜过度伸展从而导致基底膜缺损。在高度近视眼睛的黄斑BM缺损的发展中可能存在类似的机制,其中由于眼球水平和垂直直径的增加,后极的BM可能被拉伸,首先导致视乳头区域的生理性BM缺损的扩大(伴随着圆形视盘旁伽马区的发展),并且如果视乳头BM开口的扩大不足以释放BM内的应力,则可能会继发裂纹(漆裂纹)和裂孔(Jonasetal.;Zhangetal.)。
有趣的是,葡萄肿区域(BM缺损区之外)的脉络膜毛细血管厚度与高度近视非葡萄肿或非高度近视眼的相应区域的脉络膜毛细血管厚度相似(表1)。相应地,葡萄肿区的RPE细胞密度在葡萄肿研究组和对照组之间没有差异。考虑到葡萄肿区域的BM厚度在研究组和对照组之间没有差别,研究结果提示葡萄肿区域的BM可能不是主要改变,特别是它可能没有被拉长,这是因为葡萄肿区域的BM厚度在研究组和对照组之间没有差别,提示葡萄肿BM区域的BM可能没有发生主要的变化,特别是它可能没有被拉长。否则,由于拉伸效应,RPE细胞密度和脉络膜毛细血管密度将会降低。
当我们讨论我们的研究结果时,必须考虑到研究的局限性。首先,眼球摘除后的变化,如固定前缺血引起的组织肿胀和与固定相关的组织收缩,一般都会影响眼组织的大小。另外,眼球组织加工过程中机械诱导的变化可能特别影响脉络膜间隙的宽度,导致脉络膜假性增厚。此外,在固定前摘除眼球后不久,脉络膜迅速失血可能减少了脉络膜体积。这使得人们推断,脉络膜厚度的测量可能只是对真实生命内尺寸的粗略估计。其他组织,如RPE和BM,与脉络膜相比,可能受到死后缺血相关和固定诱导参数的影响程度较低。其次,由于其设计为回顾性的组织学研究,我们的调查可能有明显的选择偏差,不能提供关于普通人群中病变的流行率的可靠信息,例如BM缺损的存在。然而,考虑到离体人眼的稀缺性,可能没有其他有效的选择来避免这一限制。第三,,纳入我们调查的眼球是因特定临床原因被摘除的,因此所获得的结果可能不能直接推广到没有这些疾病的眼睛。第四,无法获得眼球的连续切片,因此无法确认该切片是否正好位于视乳头的中心。这也意味着只有那些位于组织切片上的葡萄肿才能被检测到。这是我们的研究结果不能用来描述代表性百分比的另一个原因。第五,葡萄肿患者的眼睛数量相对较少,限制了统计分析检测临床显著差异的能力。第六,研究设计不允许我们检查葡萄肿患者的眼睛是否存在容易形成葡萄肿的胶原缺陷。第七,我们的研究包括的眼睛是来自欧洲血统的患者,所以我们的调查结果是否以及在多大程度上可以适用于亚洲患者身上仍然不清楚。这一局限性可能特别令人感兴趣,因为在过去的30年里,东亚和东南亚见证了年轻一代人轴性近视患病率的显著上升,而且有人认为,包括后巩膜葡萄肿在内的近视性黄斑病变作为最常见的不可逆致盲原因之一,其重要性可能会进一步增加(Morganetal.;Dongetal.b)。第八,光学显微镜对脉络膜毛细血管和基底膜厚度的测量受到光学显微镜图像最大放大倍数的限制。考虑到BM和脉络膜毛细血管的厚度在2-5μm范围内,光学显微镜的空间分辨率可能不足以精确测量这些小尺寸。这可能会导致测量中的误差增加,从而阻止检测到参数之间的显著关联或组之间的显著差异。
综上所述,后巩膜葡萄肿的组织形态计量学检查显示,高度近视眼的巩膜葡萄肿、高度近视的无葡萄肿眼和非高度近视眼相应区域的RPE和脉络膜毛细血管密度、BM和脉络膜毛细血管厚度以及RPE高度均无显著性差异。葡萄肿区域的巩膜明显变薄,部分眼在葡萄肿边缘有巩膜厚度的突变。后巩膜葡萄肿与葡萄肿区域内局限性BM缺损的增加有显著相关性。结合这些组织学发现,可推断局部巩膜对向后推的BM的抵抗力降低导致巩膜局部外凸。与外凸相关的眼轴增加可能会拉伸BM,并伴随着局部BM破裂的后遗症。这一观点支持了BM在近视眼的眼轴伸长过程中可能发挥的作用。文献来源:
JonasJostB.,Ohno-MatsuiKyoko.,HolbachLeonard.,Panda-JonasSonghomitra.().Histologyofmyopicposteriorscleralstaphylomas.ActaOphthalmol,undefined(undefined),undefined.doi:10./aos.
文献翻译整理:张欣梅
编辑
王小丫
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