常染色体显性阿尔茨海默病中的视网膜毛细血管血流异常

本研究描述了常染色体显性阿尔茨海默病（ADAD）突变患者的视网膜毛细血管血流特征。招募PSEN1或APP突变携带者，将其分为早期（ES）组和晚期（LS）组。对照为正常受试者和高危的非携带者。使用MICRO-VCC血管微循环活体检测系统测量通过毛细血管段的红细胞流量，从而量化毛细血管血流。对同一受试者两只眼睛的相关性进行了统计分析。结果发现ES组的毛细血管血流明显大于对照和LS组。ES和LS组的毛细血管血流不均一性明显大于对照组。LS组与对照组的毛细血管血流无明显差异。因此与对照组相比，ES ADAD携带者视网膜毛细血管血流和血流不均一性增加，支持了灌注增加是ADAD症状前阶段的病理生理特征这一假说。文章以“Abnormal retinal capillary blood flow in autosomal dominant Alzheimer’sdisease”为题发表于Alzheimers. Dement.。 
背景
 已知晚发性阿尔茨海默病（LOAD）与视网膜的病理变化有关。受LOAD影响的患者眼部组织病理学显示视神经萎缩和视网膜层变薄。许多临床研究在活体内也证实有视网膜变薄，特别是视网膜神经纤维层变薄。某些LOAD患者眼中发现有各种形式的淀粉样β（Aβ）。毛细血管的病理变化可能是LOAD相关的一些zuizao的血管变化。LOAD患者视网膜血流活体内研究也表明存在毛细血管密度降低、小动脉血管反应性受损，或zhongyang凹无血管区大小减少。因此视网膜的血管变化可能与大脑变化平行发生，并与LOAD的潜在病理过程有关。然而，由于老年受试者中混杂着年龄、高血压、糖尿病和其他血管疾病等因素，很难确定LOAD在其中的具体影响。

 有一小部分患者（约占1%）的阿尔茨海默病（AD）是以常染色体显性遗传方式（ADAD）遗传的。对于携带ADAD突变的患者，基本上确定会有疾病发展，症状的发病年龄较年轻，并在某种程度上可预测。尽管有一些差异，但ADAD的临床和病理表型与LOAD相似，因此ADAD可作为研究LOAD生物标志物的模型。鉴于患有ADAD的受试者是年轻人，且没有LOAD受试者中混杂的血管疾病，该模型更加合适。迄今为止，还没有研究评估ADAD受试者的视网膜血管变化。

 本研究使用一种非侵入性的、FDA批准的成像方式——光学相干断层扫描血管造影（OCTA），来量化ADAD突变（PSEN1中A431E和F388S替换或APP中V717I替换）携带者毛细血管水平的变化。评估了毛细血管内的红细胞流量，以确定毛细血管血流量的亚临床变化是否发生在毛细血管密度发生可测量变化之前。 
结果

 研究含21名受试者（平均年龄37.6 ± 10.3）的39只对照眼。ES携带组5名受试者（平均年龄30 ± 8.4）的9只突变携带眼，其中4名携带A431E PSEN1突变，1名携带V717I APP突变。LS组8名受试者（平均年龄41±7.1）的11只突变携带眼，其中7名携带A431E PSEN1突变，1名携带F388S PSEN1突变。在ES组中，4名CDR评分为0，1名CDR评分为0.5。在LS组中，2名CDR评分为0.5，3名CDR评分为1，2名CDR评分为2，1名CDR评分为3.0（Table 1）。所有受试者均未服用抗高血压药或抗血小板药物。

 

 图2为ES组、LS组和对照组中毛细血管血流示例。ES组的毛细血管流量比LS和对照组更大。图3A-B为毛细血管血流值（通量）分布直方图，由每组中一名代表性受试者的OCTA扫描像素获得，证实与对照组相比，ES和LS组的血流值右移。定量分析证实ES组的毛细血管流量明显高于LS组（0.134 ± 0.002 vs. 0.120 ± 0.003，P<0.0001）和对照组（0.134 ± 0.002 vs. 0.119 ± 0.002，P<0.0001；图4A）。对照组与LS携带组的毛细血管流量无显著差异（0.119 ± 0.002 vs. 0.120 ± 0.003，P=0.7；图4A）。
 
 图2 en face伪彩色图像，代表毛细血管流量大小。左为早期（ES）携带者，中为晚期（LS）携带者，右为对照。较冷的颜色对应较低的流量，较暖的颜色对应较高的流量。ES组中的流量最大。



  图3（A）列举的对照和ES受试者OCTA扫描中，所有像素的毛细血管流量值（通量）的直方图分布。（B）对照受试者和LS受试者的毛细血管流量值（通量）的直方图分布。流动不均一性即所有像素流动值的标准差，早期和晚期携带组都大于对照组。
 通过各组血流值的标准差来测量毛细血管血流不均一性，ES携带组（0.0800 ± 0.001 vs. 0.0747 ± 0.001，P=0.0015）和LS携带组（0.0792 ± 0.001 vs. 0.0747 ± 0.001, P<0.0001）的不均一性显著高于对照组（图4B）。ES携带组和LS携带组间血流不均一性无显著差异（0.0800 ± 0.001 vs. 0.0792 ± 0.001，P=0.6，图4B）。ES携带组的毛细血管密度与LS组（0.156 ± 0.002 vs. 0.152 ± 0.001，P=0.1）或与对照组（0.156 ± 0.002 vs. 0.152 ± 0.0008，P=0.06；图4C）相比均无显著差异。LS组与对照组间毛细血管密度无显著差异（0.152 ± 0.001 vs. 0.152 ± 0.0008，P=0.9；图4C）。ES组与LS组间血管径无显著差异（2.83 ± 0.020 vs. 2.79 ± 0.007，P=0.2），与对照组血管径无显著差异（2.83 ± 0.020 vs. 2.78 ± 0.007，P=0.2；图4C）。LS组血管径与对照组无显著差异（2.79 ± 0.007 vs. 2.78 ± 0.007，P=0.8；图4D）。从每个受试者中随机选取一只眼重复上述分析，结果或结论无显著改变。排除非拉丁裔对照者、高血压患者或当前吸烟者，重复上述分析，结果也不会改变。

 
 图4早期（ES）、晚期（LS）组和对照组间的毛细血管血流及血流不均一性。（A）ES组的毛细血管血流量显著大于LS或对照组；（B）ES和LS组的毛细血管血流量不均一性显著大于对照组；（C）三组间的毛细血管密度无显著差异；（D）三组间血管径无显著差异。
 除一个例外，实验中的所有ES携带者（根据突变变异诊断的痴呆预测年龄年轻4岁以上）都没有症状。该离群者出现症状的时间比突变变体预测的要早很多，但还没有达到痴呆症诊断的阈值。保守起见将该受试者重新划分为晚期（即比较所有无症状携带者和有症状携带者），并重复分析，发现结果没有改变。ES组的毛细血管流量明显高于LS组（0.134 ± 0.006 vs. 0.122 ± 0.01，P<0.0001）和对照组（0.134 ± 0.006 vs. 0.119 ± 0.01，P<0.001）。LS组与对照组的毛细血管血流量无统计学差异（0.122 ± 0.01 vs. 0.119 ± 0.01，P=0.3）。与对照组相比，ES组（0.080 ± 0.004 vs. 0.075 ± 0.004，P=0.015）和LS组（0.079 ± 0.002 vs. 0.075 ± 0.004，P<0.0001）的毛细血管血流不均一性显著zenggao。ES与LS组间的毛细血管血流不均一性无显著差异（0.080 ± 0.004 vs. 0.079 ± 0.02，P=0.6）。ES组的毛细血管密度显著高于对照组（0.158 ± 0.005 vs. 0.152 ± 0.005，P=0.0004），但LS组不是（0.158 ± 0.005 vs. 0.151 ± 0.005，P=0.1）。LS组与对照组的毛细管密度无显著差异（0.152 ± 0.005 vs. 0.151 ± 0.005，P=0.9）。血管径方面，ES组与LS组无显著差异（2.80 ± 0.04 vs. 2.81 ± 0.05，P=0.2）、ES组与对照组无显著差异（2.80 ± 0.04 vs. 2.79 ± 0.04，P=0.4）、LS组与对照组无显著差异（2.81 ± 0.05 vs. 2.79 ± 0.04，P=0.3）。
 讨论
 本文初步探究了ADAD突变（PSEN1中A431E和F388S以及APP中V717I）携带者在症状前和出现症状后的视网膜毛细血管血流、血管径和血管密度，可用于预测症状发作和痴呆诊断的年龄。研究发现这些ADAD突变中，ES携带者中毛细血管血流量更大，而没有伴随任何可测量的毛细血管密度或血管径变化。同时ES和LS携带者的毛细血管血流不均一性更大。表明在AD病理生理学的早期阶段，在毛细血管密度衰减之前，存在可测量的血流异常。

 视网膜毛细血管血流的这些差异可能与先前在临床前LOAD受试者大脑中所描述的相似。具体来说，利用动脉自旋标记、正电子发射断层扫描和功能磁共振成像研究表明，载脂蛋白E（APOE）ε4携带者在症状出现前表现出更大的脑血流量（CBF）。已有模型解释AD早期脑过度灌注的观察结果，认为AD引起毛细血管损伤，导致毛细血管流量和流量不均匀性增加。在衰老小鼠中使用OCTA也证明了类似现象，即与年轻小鼠相比，具有年龄相关性毛细血管损伤的老年小鼠的毛细血管流速增加、毛细血管流速不均一性增加。

 本研究的结果及其在ADAD中的意义与已有LOAD血管变化研究一致。Querques等使用OCTA证明，轻度认知障碍（MCI）或LOAD受试者的黄斑毛细血管密度无可测量变化，但在生理性视网膜刺激下，视网膜小动脉反应性确实受损。小动脉异常扩张可能是本研究中毛细血管血流不均一性增加的原因之一。此外，ES携带者中显示的血流增加可代偿研究人群中可能发生的任何潜在的受损小动脉扩张。至少一项研究表明AD和MCI受试者存在视网膜小动脉血流受损，再次暗示LOAD和ADAD的病理生理机制有相似性。

 已知LOAD受试者的视网膜毛细血管密度降低，但通常研究描述的是有症状LOAD受试者，对疾病早期或MCI受试者没有描述。此外大多数研究发现的显著差异只是在FAZ区域或zhongyang凹毛细血管密度上，而没有测量整体密度。因此这些研究倾向于支持毛细血管密度变化发生在LOAD后期。

 本研究存在一定局限性，只做了初步研究，并且ADAD突变很罕见，ES和LS携带眼样本量很小。一些受试者有潜在的视网膜血管流动混杂因素，如吸烟和高血压，但排除这些受试者研究结果也没有发生实质性改变。对照组包括拉丁美洲人和其他种族/民族的健康受试者，因此视网膜毛细血管血流量可能存在种族/种族差异，然而排除非拉丁裔对照时，研究结果基本上也没有变化。由于这是一项横向而非纵向研究，观察到的ES和LS携带眼间的差异可能受到受试者间差异的影响，并不能反映携带者疾病进展相关的慢性变化。因此需要更大的研究样本，并在对ADAD患者的纵向随访研究中进一步评估。
  参考文献：Singer, M. B. , et al. "Abnormal retinal capillary blood flow in autosomal dominant Alzheimer's disease." Alzheimer s & Dementia Diagnosis Assessment & Disease Monitoring 13.1(2021).