《Ophthalmology Science》：Cellular-Level Characterization of Cone Photoreceptors and Retinal Pigment Epithelium in Stargardt Disease with Adaptive Optics Imaging
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本研究的目的在于利用自适应光学成像同时对视锥细胞（cone）和视网膜色素上皮细胞（RPE）进行细胞水平可视化，并探索定量分析的可行性。研究设计为观察性病例系列，受试者为Stargardt病（STGD）患者。方法上，研究人员使用自适应光学聚光照明眼底镜（AO-F
本研究的目的在于利用自适应光学成像同时对视锥细胞（cone）和视网膜色素上皮细胞（RPE）进行细胞水平可视化，并探索定量分析的可行性。研究设计为观察性病例系列，受试者为Stargardt病（STGD）患者。方法上，研究人员使用自适应光学聚光照明眼底镜（AO-FIO）和自适应光学经巩膜泛光照明（AO-TFI）在细胞水平同时对视锥细胞和RPE细胞进行成像，推导出定量指标并标准化为Z分数，以探索细胞水平量化的可行性。主要结局指标为通过同步AO-FIO和AO-TFI成像评估的细胞水平视锥细胞和RPE的完整性及异常。结果方面，通过AO-FIO和AO-TFI，可在STGD眼中同时观察到视锥细胞和RPE细胞；在部分病例中，细胞水平定量分析可行；成像结果在不同患者和视网膜区域间存在差异，显示视锥细胞和RPE细胞结构改变的异质性程度；在定量分析的病例中，视锥细胞密度Z分数显著降低，病例1最低值为–3.28，病例2为–2.90，而RPE细胞密度Z分数仅显示轻度偏离，在分析区域仍处于参考范围内。结论指出，AO-FIO和AO-TFI能够在STGD中实现视锥细胞和RPE细胞的同步细胞水平可视化；本研究描述了STGD的细胞水平结构特征，并证明了在部分病例中进行定量分析的可行性；这些发现有助于深入理解STGD病理，并支持未来旨在优化治疗的研究。
### 研究背景与意义
Stargardt病（STGD）是一种常染色体隐性遗传性黄斑营养不良，以黄斑区进行性视网膜变性为特征，视锥细胞（cone）密集分布，估计患病率为1/8000至1/10000。多数患者在青少年或成年早期出现进行性视力下降、中心暗点、畏光和色觉异常。ABCA4是STGD的主要致病基因，占病例的70-90%。ABCA4作为视杆和视锥细胞外节中的脂质翻转酶，在视觉周期中发挥关键作用。其功能异常导致光激活感光细胞的全反式视黄醛清除延迟，引起A2E等双视黄醛类产物积累，这些产物通过感光细胞外节的吞噬作用在视网膜色素上皮细胞（RPE）中聚集，进而损害感光细胞和RPE的功能与结构。目前针对STGD的治疗策略包括RPE移植、药理学干预（如调节感光细胞内的视黄醇代谢）以及针对ABCA4的基因治疗。由于不同细胞类型（视锥细胞和RPE）的结构变化可能存在差异，开展细胞水平的特征描述对理解疾病病理和优化治疗方案具有重要意义。该论文发表在《Ophthalmology Science》上，旨在利用自适应光学（AO）成像技术——包括自适应光学聚光照明眼底镜（AO-FIO）和自适应光学经巩膜泛光照明（AO-TFI），在STGD中同步实现视锥细胞和RPE细胞的细胞水平可视化，并探索定量分析的可行性。
### 主要关键技术方法
本研究采用自适应光学成像技术，包括自适应光学聚光照明眼底镜（AO-FIO）和自适应光学经巩膜泛光照明（AO-TFI），两者均以1200×1200 μm视场采集图像，并根据个体眼轴长度进行尺度校正。研究对象为Kobe City Eye Hospital收治的5例临床确诊STGD患者（5只眼）和5名健康志愿者（5只眼），采集图像后由两位视网膜专科医生手动审视自动检测的细胞中心点，修正假阳性和假阴性。采用Voronoi分析提取每个细胞的中心点，并基于这些点进行Voronoi镶嵌以定量计算细胞密度和规则性。低质量感兴趣区（ROI）因严重运动伪影、对焦不良、对比度差、介质混浊或广泛病变相关破坏而被排除。统计方法上，以健康对照数据建立不同偏心度的参考模型（LOESS回归或线性回归），计算患者数据的百分比差异和Z分数，用于标准化比较。
### 研究结果
**参与者特征**
本研究纳入5例STGD患者（5只眼）和5名健康志愿者（5只眼）。与健康志愿者相比，STGD患者的LogMAR视力显著较差，而年龄、性别和眼轴长度无显著差异。STGD患者的中位年龄41岁（范围20–49岁），4例女性，1例男性；视力（LogMAR）范围0.07–1.20；发病年龄8–35岁；Humphrey视野平均偏差（HF MD）范围–13.06 dB至–34.92 dB；中心凹敏感度<0至36 dB。该部分通过人口学与临床特征描述明确了研究对象的基线差异。
**过渡区的多模式AO所见**
以病例1（20岁男性，ABCA4复合杂合致病突变：c.1760+2T>G和c.4195G>A）为例，光学相干断层扫描（OCT）显示外核层（ELM）和椭圆体带（EZ）不规则或缺失，RPE层变薄。AO-FIO图像中，上方萎缩病灶内视锥细胞镶嵌破坏，偶见聚集；下方相对保留区域视锥细胞可见性逐渐降低。AO-TFI图像显示与破坏的视锥细胞对应的大高反射性点，周围散布色素细胞；远离萎缩病灶处RPE镶嵌更明显。其他病例也观察到视锥细胞与RPE细胞之间的一致关系。该部分通过AO-FIO和AO-TFI同步成像揭示了过渡区视锥细胞和RPE的结构改变，提示视锥细胞在接近退变区时因排列紊乱等原因变得模糊。
**基于Voronoi的视锥细胞和RPE细胞密度定量分析**
健康志愿者中，视锥细胞密度随偏心度增加而降低，RPE细胞密度在测量偏心度范围内相对稳定，这些值在既往组织学和AO研究的报告范围内。对病例1和2进行Voronoi分析：病例1中，视锥细胞密度在5°偏心度处Z分数最低（–3.28），而相应偏心度的RPE细胞密度仍在参考范围内；病例2中，视锥细胞密度在3°和4°处降低，而RPE细胞密度在分析的所有偏心度内均处于参考范围。该部分通过定量Z分数分析表明视锥细胞密度显著降低，而RPE细胞密度相对保留。
**高荧光环周围的AO所见**
在病例2的自发荧光（AF）高荧光环对应区域，AO-FIO显示视锥细胞镶嵌模糊，视锥密度Z分数低于–2.0；视锥排列在过渡区内更紊乱，而过渡区外相对保留。AO-TFI显示在萎缩病灶内有不规则大色素细胞，RPE镶嵌在向高荧光环方向变得明显，但在环内模糊；环外RPE镶嵌清晰可见。RPE细胞密度Z分数仅轻度降低，偏离正常幅度较小。该部分通过AO-FIO和AO-TFI的对应分析，进一步展示了高荧光环区域视锥细胞与RPE结构的不同变化模式。
**萎缩病灶内的细胞所见**
在部分萎缩病灶中，OCT和AF显示部分区域视网膜结构保留。AO-FIO图像中视锥细胞总体可见性差，但可能存在局灶性视锥聚集（白色箭头显示高反射性簇），OCT在对应部位显示从保留的ELM延伸到EZ和RPE的沉积物。AO-TFI显示与这些簇空间对应的大白色斑点，周围广泛分布含不规则色素的细胞。在其他萎缩病灶中，AO-TFI未显示规则的RPE镶嵌，而是出现广泛含色素细胞，有时呈螺旋状聚集。该部分通过AO成像揭示了萎缩病灶内残存视网膜岛中视锥细胞聚集现象及RPE缺失或异常形态。
**临床正常外观区域**
在临床正常外观区域，AF呈等自发荧光，OCT外层无异常。AO-FIO显示视锥细胞不规则，但AO-TFI显示RPE镶嵌轻微不规则。定量分析显示5°偏心度处视锥密度Z分数降低，而RPE细胞密度在正常范围（–1.96至+1.96）内。该部分表明在常规影像学无明显异常的视网膜区域，AO成像已可检测到视锥细胞的早期结构异常，而RPE相对保留。
### 讨论与结论
讨论部分指出，AO-TFI与AO-FIO的联合应用实现了对STGD中视锥细胞和RPE细胞的同步细胞水平可视化，揭示了其他临床成像难以捕捉的结构特征，这是首次将AO-TFI应用于STGD。视锥细胞在相对保留的视网膜组织内（萎缩病灶内部）以及过渡区（如AF高荧光环）变得模糊，可能反映退变组织中炎症、细胞方向错位和密度改变导致的波导特性变化。AO-TFI观察到的大白色斑点可能与多个方向不规则、密度异常的视锥细胞在高反射和强散射下的表现有关。在过渡区内，RPE镶嵌结构虽模糊但相对保留，而视锥细胞结构更早出现紊乱，这可能与视觉周期受损产生的A2E等毒性副产物在感光细胞内积累相关，尤其在光照和代谢需求高的条件下。该研究的方法学优势在于AO-TFI提供更宽视野，并基于Voronoi定量参数结合Z分数进行标准化评估。局限性包括未纳入共焦/非共焦AO-SLO和AO-OCT成像，样本量小且为横截面设计，缺乏微视野计等功能检测。研究结论翻译如下：该项研究表明，AO-FIO和AO-TFI能够在STGD中实现视锥细胞和RPE细胞的细胞水平评估。通过描述性地表征STGD的细胞水平结构特征，本研究的发现提示AO成像可能有助于深入理解疾病病理，并为进一步探索治疗策略和评估治疗效果的研究奠定基础。
