
要点提示
– 应用AI衍生的血管严重程度评分(vascular severity score,VSS)可与早产儿视网膜病变(retinopathy of prematurity,ROP)的临床分期及分区累及情况准确相关。
– 对美国和印度队列的比较分析显示,尽管临床分期相似,但两组存在不同的血管表型。
– 印度婴儿的VSS较低,提示ROP可能存在地理或病理生理学差异。
– 研究结果支持将定量影像生物标志物与VEGF等生化标志物整合,以加深对ROP的认识。
研究背景
早产儿视网膜病变(retinopathy of prematurity,ROP)是一种以血管增殖为特征的视网膜疾病,主要影响早产儿。其特点是视网膜血管发育异常,如未予治疗,可导致视力损害甚至失明。尽管新生儿重症监护技术不断进步,ROP仍是全球儿童盲的主要原因之一,尤其见于低收入和中等收入国家。ROP的流行病学和病理生理学认识在不同地区存在差异,这种差异受新生儿护理水平、遗传易感性及筛查实践等因素影响。
传统ROP分级主要依据临床分期,包括分区(病变部位)、分期(视网膜改变的严重程度)以及3期累及范围(有无视网膜外新生血管)。然而,这种定性方法在不同人群中可能缺乏精细度和一致性。近年来,人工智能(artificial intelligence,AI)技术已可对视网膜血管异常进行客观定量,为ROP的精准评估与监测提供了很有前景的工具。
研究设计
这项回顾性比较研究评估了两组大型ROP视网膜图像数据集,图像经iROP深度学习(deep learning,DL)系统分析后获得血管严重程度评分(vascular severity score,VSS),评分范围为1至9分,用于量化血管异常。研究队列包括:
- 美国多中心队列(iROP数据集),包括1019名婴儿及2012年至2020年间采集的6552次眼部检查。
- 印度Aravind Eye Care System(AECS)队列,包括2363名婴儿及2019年至2020年间完成的8281次远程医疗视网膜检查。
研究的主要结局是采用广义估计方程分析VSS与ROP临床参数之间的关联,包括分区、分期及3期病变累及范围,并考虑双眼重复测量因素。
主要发现
分析显示,在两个队列中,较高的VSS均与更严重的ROP分期(从1期到3期)以及3期病变范围增加呈一致相关,证实该评分可作为血管严重程度的客观替代指标。
此外,在每个ROP分期内,后极部视网膜分区累及越明显,VSS越高,提示后部病变更为严重。这些相关性在两个人群几乎所有亚组分析中均具有统计学意义。
值得注意的是,在相同ROP分期下比较两组时,印度AECS队列的平均VSS显著低于美国iROP队列。这提示除传统临床分期外,ROP血管表现还存在表型差异。
作者推测,这些观察到的差异可能源于眼内血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)水平的不同,从而影响血管生成活性及由VSS反映的血管严重程度。尽管本研究未直接评估生化指标,但该血管评分可能间接反映潜在的病理生理机制。
| 参数 | 美国iROP队列 | 印度AECS队列 | 统计学意义 |
|---|---|---|---|
| 婴儿例数 | 1019 | 2363 | – |
| 眼部检查次数 | 6552 | 8281 | – |
| 平均VSS(3期) | 较高(平均评分接近9分) | 较低 | P < 0.001 |
| VSS与分期及分区的相关性 | 强正相关 | 强正相关 | P < 0.001 |
专家评述
这些发现强调了AI衍生影像生物标志物(如VSS)在提升ROP评估客观性和分辨率方面日益重要的作用。对血管严重程度进行定量化,有助于补充传统临床分期,而后者可能受到观察者间差异的影响。
美国与印度人群之间不同的血管严重程度模式,凸显了环境、遗传及医疗照护相关因素在ROP病理生理过程中复杂交互的影响。这对于依据当地流行病学特点制定筛查方案、干预阈值和监测策略具有临床意义。
VSS与眼内VEGF之间的推测关系,与当前认识一致,即血管生成因子可调节异常视网膜新生血管形成。未来若能联合测量影像生物标志物和分子特征,或可进一步明确机制并优化治疗靶点。
本研究的局限性包括回顾性设计、影像质量可能存在差异,以及缺乏VEGF的直接定量。其在其他地区的适用性仍有待验证。
结论
该研究有力表明,AI衍生的血管严重程度评分能够有效量化ROP严重程度,并与不同人群中既有临床参数保持相关。不同人群之间血管严重程度存在显著差异,提示疾病表型和病理生理学具有异质性,值得进一步深入研究。
将VSS等定量影像指标纳入常规ROP评估,有望提高诊断准确性,支持个体化风险分层,并改善全球患者结局。与VEGF等分子生物标志物整合,或可进一步阐明疾病机制并指导新型治疗策略。
资助与临床试验注册
原研究由与iROP及Aravind Eye Care System队列相关的眼科研究基金和机构提供支持。摘要中未提供具体资助细节及临床试验注册号。
参考文献
- Campbell JP, Nayak S, Ostmo S, et al. Application of a Quantitative Vascular Severity Score in Retinopathy of Prematurity in the United States and India: New Insights Into Disease Epidemiology and Pathophysiology. Am J Ophthalmol. 2026 Jun 13;290:123-136. doi:10.1016/j.ajo.2026.06.013. PMID: 42288327.
- Gilbert C. Retinopathy of prematurity: a global perspective of the epidemiology and challenges in prevention and treatment. Early Hum Dev. 2008;84(2):77-82.
- Campbell JP, Chiang MF. Advances in automated diagnosis of retinopathy of prematurity: pathophysiology insights and clinical applications. Curr Opin Ophthalmol. 2020;31(3):145-152.
- Hartnett ME. Pathophysiology and mechanisms of severe retinopathy of prematurity. Ophthalmology. 2015;122(1):200-210.