要点
- 在年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration,AMD)中识别出三种不同的地图样萎缩(geographic atrophy,GA)表型:单灶、累及中央凹型,大型融合性多灶型,以及小而多发多灶型。
- 基于人工智能的分割和Gompertz模型的定量分析显示,不同表型的生长速度及预测GA面积存在差异。
- 存在视盘周围GA成分与最大GA生长速度显著更快以及最终GA病灶面积更大相关。
- 这些表型差异对于预后判断及AMD临床试验的设计和解读具有重要临床意义。
研究背景
年龄相关性黄斑变性(AMD)仍是全球不可逆性视力丧失的主要原因之一,其中地图样萎缩(GA)代表其晚期干性类型,可导致中心视力进行性下降。GA的特征是视网膜色素上皮及其上方感光细胞退变,在眼底自发荧光(fundus autofluorescence,FAF)成像上表现为边界清楚的萎缩区。了解GA病灶形态及进展速度的差异,对于患者预后判断、个体化管理以及临床试验的有效设计至关重要。然而,关于GA表型及其差异性生长参数的描述仍较为有限。本研究旨在填补这一空白,通过纵向FAF数据,结合人工智能(AI)分割与统计建模,对候选GA表型进行表征并定量分析其生长动态。
研究设计
这项前瞻性队列研究纳入2014年9月至2022年9月期间科罗拉多大学AMD登记库中继发于AMD的GA患者,并随访至2023年4月。纳入标准要求每只眼至少有5个纵向FAF影像时间点,以便稳健评估病灶进展。两名独立阅片者对每幅FAF图像进行评估,将GA病灶分为3种候选表型:(1)单灶、累及中央凹型;(2)大型融合性多灶型;(3)小而多发多灶型。此外,还记录是否存在视盘周围GA成分。
每幅FAF图像均先由基于AI的分割模型自动勾画GA病灶边界,随后由玻璃体视网膜专科医师进行人工修正和验证,以确保准确性。研究测量GA病灶面积,并对病灶面积进行平方根转换,以稳定方差并用于计算生长速度。随后采用Gompertz模型估计每只眼的最大GA生长速度,并预测其未来随时间变化的最大GA面积。采用广义估计方程的线性回归分析GA表型及视盘周围受累与生长参数之间的关联。
主要结果
共分析48例患者的81只眼,平均年龄80岁(标准差8岁)。基线GA病灶面积平均为6.4 mm2(标准差7.5),提示入组时疾病严重程度差异较大。
视盘周围成分的影响: 与无视盘周围受累者相比,存在视盘周围GA成分的眼在单因素分析中表现出显著更高的模型估计最大GA生长速度(Beta 0.37;95% CI 0.16~0.59;p<0.001)以及更大的预测最大GA病灶面积(Beta 0.24;95% CI 0.10~0.38;p<0.001)。这提示视盘周围区域可能是GA进展更具侵袭性的标志部位。
表型差异与生长: 在校正视盘周围受累后,与单灶、累及中央凹型相比,大型融合性多灶型和小而多发多灶型均与更大的预测最大GA面积相关(分别为Beta 0.10;95% CI 0.03~0.18;p=0.009,以及Beta 0.10;95% CI -0.00~0.21;p=0.059)。
与单灶、累及中央凹型相比,小而多发多灶型的平方根转换(SQRT)生长速度及模型估计最大GA生长速度均显著更快(Beta 0.09;95% CI 0.03~0.16;p=0.005,以及Beta 0.29;95% CI 0.13~0.44;p<0.001)。大型融合性多灶型的SQRT生长速度较单灶型呈边缘性升高(p=0.05)。此外,与大型融合性多灶型相比,小而多发多灶型的模型估计最大GA生长速度也呈轻度更高趋势(估计边际均值差0.200 mm/年;95% CI -0.00~0.40;p=0.054)。
这些结果总体表明,多灶性GA表型,尤其是小而多发病灶亚型,可能预示更具侵袭性的疾病进程,表现为病灶扩展更快,并可能带来更差的视功能预后。
专家点评
本研究将精细的表型分类与稳健的纵向数据分析相结合,利用AI分割和广泛用于生物学生长曲线建模的Gompertz模型,进一步加深了我们对AMD中GA异质性的认识。识别具有不同生长动力学的GA表型,有助于更精准的个体化预后沟通,并可能优化对新兴治疗措施临床试验的患者分层。
视盘周围萎缩与更差生长指标之间的关联,与这样一种假说相一致:与视神经头相邻的GA可能反映更广泛的视网膜色素上皮功能障碍或血供不足。仍有必要在不同队列和影像方式中验证这些表型差异。未来若能纳入遗传与环境危险因素,或可阐明影响这些生长模式的机制通路。
本研究的局限性包括单中心队列,可能影响结果的普遍适用性;尽管已对关键变量进行校正,仍可能存在残余混杂。要求具备多个FAF时间点也限制了该结果对随访影像较少患者的适用性。
结论
这项前瞻性队列研究界定了AMD中3种候选地图样萎缩表型,并显示其病灶生长速度及预测最大病灶面积存在显著差异。多灶性表型,尤其是小而多发多灶型,以及存在视盘周围成分者,均与更具侵袭性的GA进展相关。这些发现对于提高预后评估准确性以及优化新兴GA治疗的临床试验设计具有重要临床意义。仍需进一步研究以验证这些表型,并探索驱动GA不同生长轨迹的潜在生物学机制。
资助与临床试验
本研究由原始发表中所述、来自科罗拉多大学AMD登记库的资助来源支持。原始文献未注明临床试验注册信息。
参考文献
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