在胚胎發育過程中,成長中的大腦有一區會分支出來形 成視網膜,這片位於眼球後方、由數層神經元構成的薄片 組織是屬於中樞神經系統的一部份。越來越多證據顯示, 大腦內的改變會表現在視網膜區域,科學家開始探究視網 膜可否做為篩檢阿茲海默症早期徵兆的目標。
阿茲海默症是一種無法治癒的神經退化疾病,在美國 就有約600萬名病患。早年要診斷阿茲海默症,只能在病患 過世後進行大體解剖才能確認,2000年代起,研究進展使 臨床醫生可在症狀出現數年前發現疾病跡象並研究療法。 現在還有腦部正子斷層掃描(PET)和腦脊髓液(包圍在大 腦和脊髓外的液體)檢驗,輔助初期阿茲海默症的診斷。
美國羅得島大學神經心理學家史奈德(Peter J. Snyder) 說:「現在檢測初期阿茲海默症的科技有長足進步。」但這 些檢測方法不易進行,費用高又具侵入性。正子斷層掃描 須注射含放射活性示蹤分子到血液中,腦脊髓液檢驗則需 要把針筒插入兩塊脊椎骨間抽取腦脊髓液。史奈德說:「要 找出非侵入性、低成本又容易進行的篩檢工具,讓高風險 者能開始展開診斷程序。」他補充說明視網膜是個格外吸 引人的目標,因為它和腦組織密切相關,而且可藉由非侵 入性的瞳孔例行眼疾檢查方法。
視網膜篩檢方法之一是找尋β-類澱粉蛋白(betaamyloid) 的跡象。阿茲海默症患者大腦中有這些胜肽聚集 形成的破壞性斑塊,研究顯示視網膜內也有這類蛋白質片 段累積,且在症狀出現前即可在視網膜偵測到β-類澱粉 蛋白斑塊 。
2014 年明尼蘇達大學藥物設計中心的藥理學家文斯 (Robert Vince)和摩爾(Swati More)首次描述了利用高光 譜成像(hyperspectral imaging),以不同波長的光攝像,測 得小鼠視網膜內的β-類澱粉蛋白斑塊,接著確認小鼠疾 病後期腦內亦有這類斑塊。在發表小鼠研究後,兩名科學 家和同事發現人類眼睛內也有類澱粉蛋白累積,可做為早 期疾病標記。該團隊授權這項技術給加拿大醫學影像公司 「視網膜規格」(RetiSpec),該公司再把這技術與機器學習演算法結合,能精確找到高光譜影 像中的類澱粉蛋白斑塊。北美多所 機構的研究人員正進行臨床試驗來 測試該技術的功效。
試驗的初步結果發表於去年11 月的研討會,其中有108 名受試者 具有阿茲海默症風險、臨床前徵兆 或已出現輕度知能障礙(MCI,可 能為神經退化疾病初期)。研究人 員比對視網膜篩檢、PET與腦脊髓 液檢驗結果,發現這項技術能辨識 出86%有腦部類澱粉蛋白斑塊的 患者,且正確排除80%沒有斑塊的 人。多倫多記憶計畫主任兼該臨床 試驗負責人科恩(Sharon Cohen) 認為結果充滿希望,僅管還需更多 數據才能獲准為檢測工具,但她 說:「我相信這天會到來。」
其他研究人員也發表論文, 提出PET掃描顯示腦部有斑塊,但 尚未出現認知退化的受試者視網膜 內有類澱粉蛋白斑塊。美國加州大 學聖地牙哥分校神經科學家里斯曼 (Robert Rissman)和同事正為受 試者進行視網膜篩檢,這是一項進 行中且規模更大的阿茲海默症藥物 臨床試驗。研究人員先進行較可行 的小群體研究,為八名受試者測量 治療前和治療後的視網膜類澱粉蛋 白,現在已擴大納入更多病患。里 斯曼說,這些數據能顯示視網膜類 澱粉蛋白隨著時間的變化,以及藥 物是否能減少斑塊。
科學家也關注視網膜內是否有 其他阿茲海默症的跡象。今年2 月 《美國醫學會期刊.眼科學》一篇 論文顯示,視網膜厚度與某些認知 表現有關。史奈德團隊也追蹤了視 網膜解剖構造的持續改變,例如某 些區域縮小,初步結果看來與大腦 類澱粉蛋白的累積有關。史奈德和 同事正找尋其他視網膜相關的生物 標記,例如血管的變化,這些研究 隸屬於一項長期臨床試驗「阿茲海 默症視網膜造影圖集研究」(Atlas of Retinal Imaging in Alzheimer's Study, ARIAS)。
里斯曼說,雖然有多種視網膜 相關的診斷方法,但目前都仍在未 驗證階段,他也提醒有一些懸而未 解的問題,例如研究人員偵測到的 蛋白質聚集物是否真的是類澱粉蛋 白。史奈德指出,科學家對辨別視 網膜中物質的最佳方法仍有爭議, 而且這些蛋白質團塊的影像研究結 果也隨研究機構而有差異。不過科 恩表示:「我們歡迎其他實驗室的 驗證研究,然而視網膜有類澱粉蛋 白累積的證據已相當充份,這發現 不應再遭質疑。」
阿茲海默症協會的科學事 務資深主任艾德邁爾(Rebecca Edelmayer)說,早期檢測和正確 診斷是使病患獲得適當照護和治療 的關鍵,諸如視網膜造影等工具有 助於患者和醫生的診斷過程。雖然 不清楚視網膜技術能發展到什麼程 度,「但此時正是這個領域有趣的 階段。」(涂可欣 譯)…
