Заключение

    Болезнь Альцгеймера является первой причиной деменции. Ей подвержено более 25 миллионов человек по всему миру и эта цифра прогрессивно растет [37].

    Параллельно развивается и делает большие успехи терапия болезни Альцгеймера.

    Это рождает острую потребность в объективном методе ранней диагностики.

    Необходим чувствительный диагностический инструмент для неинвазивной оценки динамики изменений под воздействием разрабатываемых способов лечения [61]. Большой интерес исследователей вызывают методы диагностики способные отличить от нормальной популяции не только БА, но и синдром МКС.

    По определению биомаркер – это физиологический, биохимический или анатомический параметр, который может быть объективным индикатором нормы, патологического процесса или ответа на терапевтическое вмешательство [82].

    Пока диагностика БА базируется на субъективных результатах когнитивного тестирования, а попытки определить анатомический субстрат заболевания при жизни пока проводятся только в клинических исследованиях и не применяются в широкой практике в силу инвазивности и дороговизны.

    На данный момент в исследованиях применяются биомаркеры , основанные на изменениях метаболизма амилоида-бета и тау-протеина. Для подтверждения диагноза или определения доклинической стадии БА определяют концентрации этих белков в спинномозговой жидкости или регистрируют их накопление по результатам позитронно-эмиссионной томографии с различными лигандами [35].

    Регистрация данных биомаркеров требует инвазии, кроме того они дороги и не до конца валидизированы [61].

    Сетчатку давно именуют «окном в мозг» и ее возможности широко применяются в диагностике рассеянного склероза, активно изучаются для других нейродегенеративных заболеваний. Гистологические исследования, свидетельствуют о том, что нейродегенеративный процесс при болезни Альцгеймера затрагивает не только нейроны головного мозга, но и ганглиозные клетки сетчатки [17, 27, 43].

    Особенности анатомии глаза дают уникальную возможность in vivo визуализировать нейроны, их немиелинизированные аксоны, а также ретинальные и хориоидальные сосуды. Спектральная оптическая когерентная томография позволяет получать изображения сетчатки сходные с гистологическими срезами, а при применении современного программного обеспечения возможна автоматическая сегментация слоев сетчатки, ретинальных и хориоидальных сосудов, их количественная оценка, в том числе в динамике.

    Согласно современной концепции патогенеза болезни БА патологические изменения начинаются гораздо раньше клинической манифестации когнитивного дефицита и развития деменции. В связи с этим было разработано понятие мягкого когнитивного снижения (МКС), как нарушения когнитивных функций, уже клинически различимого, но еще не достигающего стадии деменции. Данное состояние рассматривается как весомый фактор риска развития деменции, выделяют пациентов с синдромом МКС амнестического типа (а-МКС), как предрасположенных именно к БА. Определение биомаркера у пациентов с синдромом а-МКС могло бы помочь оценить риск прогрессирования этого состояния до БА.

    Учитывая вышесказанное целью работы явилась разработка офтальмологического биомаркера БА и МКС.

    Для достижения поставленной цели работа была разделена на несколько этапов, которые соответствуют задачам исследования. На первом этапе была проведена оценка состояния нейроархитектоники сетчатки у пациентов с синдромом МКС и БА. Кроме этого впервые было проведено исследование характера васкуляризации внутренних слоев сетчатки и толщины сосудистой оболочки у пациентов с БА и а-МКС и оценена их корреляция с параметрами нейроархитектоники сетчатки. Далее была проведена оценка корреляционных взаимодействий офтальмологических параметров и результатов когнитивного тестирования. После нейроархитектоника сетчатки этих пациентов была исследована в динамике для изучения прогрессирования оптической нейропатии.

    И результатом проведенной работы стал заключительный этап, на котором предложен комплекс офтальмологических параметров, характеризующих сетчатку и зрительный нерв пациентов с БА и синдромом МКС и оценена его информативность для диагностики когнитивных нарушений.

    На первом этапе работы обследовано 66 человек (121 глаз), которые разделены на три группы: в первую вошли 19 пациентов (36 глаз) с БА, вторую составили 21 пациент (40 глаз) с синдромом а-МКС, в контрольную группу вошли 26 человек (45 глаз). Всем пациентам проведены стандартные (рефрактометрия, визометрия, тонометрия, статическая периметрия, биомикроскопия глазного дна и фотографирование глазного дна) и специальные офтальмологические методики обследования (спектральная ОКТ, сканирующая лазерная поляриметрия, sweptsource ОКТ с функцией ангиографии). Обнаружены статистически значимые снижения средней толщины ПСНВС, а также толщины ПСНВС в верхней и нижней полусферах в группе пациентов с БА по сравнению с нормой. Средняя толщина слоя нервных волокон вокруг ДЗН является наиболее изучаемым в литературе параметром. Полученные нами данные согласуются с результатами многих исследований [28, 39, 46, 71, 93, 105– 107, 117, 127], в том числе мета-анализов [50, 76, 96, 138, 141], хотя в некоторых не обнаружено истончения ПСНВС [9, 68].

    В группе пациентов с БА статистически значимо снижены средняя толщина КГК, увеличены индексы глобальных и фокальных потерь КГК (GLV и FLV). Снижение средней толщины КГК или сетчатки в макулярной области показано в некоторых источниках [28, 39, 41, 49, 79, 101, 107]. Статистические индексы потерь КГК присутствуют только в программном обеспечении томографов Optovue, потому их изучение менее представлено в литературе, среди отечественных исследователей коллектив НИИ ГБ обращал внимание на увеличение индекса глобальной потери КГК у пациентов с БА [9], в еще одной работе показано увеличение обоих индексов у пациентов с БА [41].

    Общая толщина сетчатки уменьшена парафовеально сверху, внутренние слои истончены парафовеально сверху, назально и перифовеально сверху. Эти результаты частично расходятся с исследованием, в котором показано истончение комплекса, включающего тела ганглиозных клеток и внутренний плексиформный слой, в верхне-темпоральной, верхне-назальной, нижне-назальной, нижней, нижне-темпоральной областях макулы по ETDRS в группе пациентов с БА [49]. Аналогичные области макулы, а именно внутренние слои сетчатки парафовеально сверху, выбраны в логистической регрессии для диагностики БА с помощью томографа Cirrus [101]. В других работах показано истончение как общей сетчатки [28, 107], так и ее внутренних слоев по всем секторам ETDRS [46, 107]. У пациентов с синдромом а-МКС обнаружено значтельное снижение толщины ПСНВС в нижнем секторе и среднего значения толщины ПСНВС. Эти данные согласуются с немногочисленными исследованиями [39, 65, 91, 105, 125], в том числе мета-анализами [96, 138, 141]. Есть работа, где обнаружено истончение только в верхнем секторе ПСНВС [49].

    В макулярной области нами показано увеличение индекса объема глобальной потери (GLV) при сохранной общей толщине КГК. Увеличение объема глобальной потери КГК говорит о диффузной дегенерации ганглиозных клеток [137], что соответствует патогенезу нейродегенерации при БА. В литературе опубликованы единичные работы, изучающие макулярную область сетчатки у пациентов с а-МКС, ни одной работы, где изучался бы индекс глобальной потери КГК. В одной работе обнаружено утолщение сетчатки в макуле у пациентов с МКС [39], что авторы объясняют возможным воспалением и\или глиозом. В других исследованиях пациентов с МКС обнаружено истончение комплекса, включающего тела ганглиозных клеток и внутренний плексиформный слой [46] и всего объема сетчатки в макулярной области [65].

    Незначительное утолщение внутреннего плексиформного слоя обнаружено у амилоид-позитивных пациентов при изучении доклинической стадии БА [134].

    Есть исследование, где не получено статистически значимого снижения толщины ПСНВС [96] и макулярной сетчатки [49, 96] у пациентов с МКС. Морфологические данные о гиперпролиферации и гипертрофии клеток глии сетчатки при БА [43] позволяют полагать, что имеют место два компенсирующих друг друга процесса, влияющих на толщину КГК: дегенерация ганглиозных клеток и активация глии. Наибольшая часть астроцитов находится в радиусе 5-10 мм от фовеолы [17], где как раз и происходит сканирование при изучении КГК.

    Есть исследования посвященные активации глиальных клеток при глаукоме, где показано, что этот процесс может маскировать истончение внутренних слоев сетчатки [23].

    При исследовании васкуляризации сетчатки посредством swept-source ОКТ-ангиографии проводился дополнительный количественный анализ с помощью программы ImageG, в которой осуществлялся расчет аваскулярного процента макулярной и перипапиллярной областей сетчатки. Исследование толщины хориоидеи проводилось в полуавтоматическом режиме с построением карт толщины хориоидеи в макулярной области по 9 секторам ETDRS.

    При исследовании толщины хориоидеи не обнаружено статистически значимого отличия исследуемых группы от контрольной по средней толщине хориоидеи, а также ни в одном из 9 секторов по системе ETDRS. Опубликовано три работы, в которых показано истончение хориоидеи у пациентов с БА [41, 44, 68], в первой используется технология «enhaced depth imaging», которая является программным усовершенствованием изображения, получаемого с помощью спектрального томографа, проводилось измерение субфовеальной толщины хориоидеи в мануальном режиме. Во второй работе [41] измерение проводилось также в мануальном режиме в 9 секторах по аналогии с системой ETDRS.

    Последняя работа единственная, где приняли участие и пациенты с МКС. У них, как и у пациентов с БА, обнаружено истончение хориоидеи [44]. В данной работе впервые произведено исследование с помощью swept-source томографа с полуавтоматической сегментацией хориоидеи и построением карт толщины.

    В данном исследовании не обнаружено статистически значимой разницы между площадью аваскулярных зон в макулярной и перипапиллярной областях у пациентов с когнитивными нарушениями по сравнению с контрольной группой, при сопоставлении средних значений параметра можно заметить тенденцию к более низкой сосудистой плотности у пациентов с БА и а-МКС. Не опубликовано работ, изучающих данные ОКТ-ангиографии у пациентов с когнитивными нарушениями. Есть исследование, в котором с помощью лазерной флоуметрии Допплера показано замедление кровотока в ретинальных венах, сужение столба клеток крови и у пациентов с БА, и у пациентов с МКС по сравнению с контрольной группой [60]. При помощи калиброметрии сосудов сетчатки у пациентов с БА обнаружено изменение почти всех параметров, характеризующих ретинальный кровоток: уменьшение диаметра венул и общее обеднение микрососудистого русла сетчатки, уменьшение ветвистости сосудистого русла, уменьшение извитости венул. Объединение этих параметров в статистическую модель позволило добиться высокой чувствительности и специфичности при диагностике БА [64]. На достаточно крупной выборке (213 пациентов с БА и 294 – контрольная группа) при помощи калиброметрии показано, что ретинальное микрососудистое русло вокруг ДЗН пациентов с БА разрежено [142].

    Учитывая выше приведенные литературные данные мы ожидали увидеть уменьшение микрососудистой плотности, происходящее параллельно с истончением слоев сетчатки, то есть изменения схожие с процессами происходящими в головном мозге: при оценке микроциркуляции коры головного мозга с помощью МРТ с контрастированием показаны зоны гипоперфузии в височных, лобных и теменных долях [58]. Более половины пациентов исследуемых группы получали ноотропный препарат Холина альфосцерат (Cholini alfosceras), который применяется в том числе и для улучшения кровоснабжения головного мозга при деменциях, сопутствующих нарушениям кровоснабжения головного мозга [38]. Проводимая терапия БА и а-МКС у исследуемых пациентов является одним из возможных объяснений нивелирования уменьшения плотности микрососудистой сети сетчатки и толщины хориоидеи у пациентов с когнитивными нарушениями.

    Обнаружена слабая положительная корреляция плотности микрососудистого русла вокруг ДЗН (размер области 3,0 на 3,0 мм² ) и толщины слоя тел и дендритов ганглиозных клеток (GCL+). В литературе описана положительная корреляция сосудистой плотности макулярной и перипапиллярной областей с толщиной КГК и СНВС соответственно в здоровой популяции [21, 33].

    При изучении корреляций между параметрами нейроархитектоники сетчатки и состоянием когнитивных функций обнаружена слабая положительная взаимосвязь между балльной оценкой по шкале MMSE, средней толщиной КГК и средней толщиной ПСНВС. Таким образом, можно сказать, что чем более выражен нейродегенеративный процесс ЦНС, тем больше степень дегенерации ганглиозных клеток. В литературе показана положительная корреляция между баллами по шкале MMSE и средней толщиной сетчатки в макуле, а также между другими когнитивными шкалами и средней толщиной комплекса, включающего тела ганглиозных клеток и внутренний плексиформный слой [49], в другом исследовании показана положительная корреляция между толщиной КГК [41], объемом сетчатки в макулярной зоне [79] и баллом по шкале MMSE. Некоторые исследователи не обнаружили статистически значимой корреляции между параметрами нейроархитектоники сетчатки и балльной оценкой по шкале MMSE [28, 65, 125].

    В данной работе проведено первое проспективное исследование параметров нейроархитектоники сетчатки у пациентов с БА и а-МКС. В динамическом наблюдении втечение 3-4 лет (42±2,4 месяца) приняли участие 28 человек (45 глаз) с БА и а-МКС. Пациентам проведены те же стандартные методики обследования, что и пациентам поперечного исследования, кроме этого всем пациентам в динамике проведена спектральная ОКТ. Обнаружено статистически значимое увеличение индекса фокальной потери КГК и уменьшение средней толщины ПСНВС и толщины ПСНВС в верхнем секторе при повторном визите.

    Разница между визитами 4,16 мкм (3,95 %) для средней толщины ПСНВС, что превышает ежегодное истончение в нормальной популяции, которое составляет 0,52 мкм в год для средней толщины ПСНВС [103]. Разница между визитами для толщины ПСНВС в верхнем секторе составила 2,31 мкм (2,2 %), но при этом по данным исследователей [103] ежегодная убыль в верхнем секторе значительнее -1,35 мкм, что при умножении на период нашего проспективного исследования (3,5 года) превышает полученную разницу. Разница между визитами для объема фокальной потери КГК составляет 0,47 (32,9 %). Хотелось бы обратить внимание, что статистический индекс фокальной потери КГК нормирован по возрасту, что сводит к минимуму влияние этого фактора на результаты. Среди нейродегенеративных заболеваний толщина ПСНВС используется в диагностике прогрессирования и прогнозировании течения рассеянного склероза [66], глаукомы [102]. Опубликовано единичное пилотное проспективное исследование, в котором показано прогрессивное уменьшение толщины сетчатки у пациентов с множественной системной атрофией, редкой смертельной синуклеинопатией, имеющей общие черты с болезнью Паркинсона. Исследователи обращают внимание на более значительные изменения ПСНВС, чем толщины КГК [112].

    В процессе динамического наблюдения ни у одного из пациентов, проходивших обследования с синдромом а-МКС не изменился диагноз, то есть не произошло ухудшения когнитивных функций, достигающего степени деменции.

    Этот факт не позволил оценить прогностическую значимость ОКТ-параметров с точки зрения факторов риска прогрессирования а-МКС до БА. Стабильность когнитивных функций связана с успешностью проводимого психиатрами лечения у обследуемых пациентов. Кроме этого в процессе телефонного мониторирования состояния пациентов, когда диссертант приглашал их на повторные консультации, обнаружено, что пациенты с ухудшением когнитивных функций и их родственники не склонны или не имеют возможности явиться на повторные консультации офтальмолога. 70 % участников исследования явились на повторную консультацию и чаще это пациенты с относительно сохранными когнитивными функциями, не требующие сопровождения родственников, более контактные и расположенные к повторным визитам. Этот факт также может влиять на результаты проспективного исследования. В литературе опубликована единственная работа, в которой проведена проспективная оценка когнитивных функций, а ОКТ-параметры оценены при первом визите [49]. За 2 года динамического наблюдения у части пациентов наблюдалось ухудшение когнитивных функций, достигнувшее степени деменции (группа МКС БА ). Это позволило исследователям проанализировать параметры нейроархитектоники сетчатки как фактор риска прогрессирования а-МКС до БА и показать, что в группе пациентов МКС БА статистически значимо ниже толщина ПСНВС с височной стороны и средняя толщина комплекса, включающего тела ганглиозных клеток и внутренний плексиформный слой, а также толщина этого комплекса в нижне-назальном, нижнем и нижне-темпоральном секторе по стандарту ETDRS.

    На заключительном этапе для разработки биомаркеря для диагностики БА в процессе бинарной логистической регрессии как наилучшие параметры показали себя толщина ПСНВС в нижнем секторе. Площадь под характеристической кривой для этого параметра равна 0,751. Чувствительность метода 78%, специфичность 53%, прогностичность положительного результата для данных значений чувствительности и специфичности и частоты БА 5 на 100 человек составила 0,08. Полученная прогностичность положительного результата рассчитана для возрастной категории от 60 до 65 лет, согласно эпидемиологическим данным, при старении популяции частота БА возрастает каждые 5 лет вдвое, что приведет и к росту показателя прогностичности положительного результата разработанного биомаркера с увеличением возраста обследуемого пациента.

    В литературе есть единственная аналогичная по методологии анализа работа [101]. В целом, в ней получены схожие результаты: наилучшими предикторами БА оказались параметры толщины ПСНВС. Однако в исследовании принимали участие другие модели томографов (Cirrus и Spectralis), выборка значительно больше, чем в данной работе, это может быть причиной тому, что получены гораздо более убедительные площади под характеристическими кривыми и соотношения чувствительности и специфичности. Это дает надежду на лучшие результаты полученной диагностической модели при валидации на более крупной выборке пациентов с БА. Выбор логистической регрессии в пользу именно нижнего сектора ПСНВС расходится с большинством исследований, в которых показаны более заметные изменения в верхнем секторе ПСНВС [27, 42, 46, 49, 98].

    Исходя из патогенеза БА, можно предположить, что на толщину внутренних слоев сетчатки могут влиять апоптоз ганглиозных клеток, активация нейроглии и накопление амилоида. Уменьшение толщины ганглиозного комплекса может быть обусловлено как апоптозом и уменьшением количества нейронов, так и преапоптотическими изменениями клеток и их отростков: конденсация хроматина и сморщивание клеток и другие события, влияющие на объем клетки. В современном гистологическом исследовании продемонстрирована гибель отдельной популяции ганглиозных клеток, сопровождающая уменьшение толщины ПСНВС и диаметра дендритов ганглиозных клеток, ассоциированная с накоплением амилоида. Скопления амилоида обнаружены в межклеточном пространстве в виде классических амилоидных бляшек, вокруг ретинальных сосудов и внутри клеток сетчатки [27].

    Еще одним аргументом в пользу того, что истончение слоев сетчатки вызвано именно апоптозом клеток сетчатки, стало недавнее исследование клеток сетчатки методом визуализации апоптоза (DARC – detection of apoptosing retinal cells) у грызунов – моделей болезни Паркинсона [121]. У пациентов с болезнью Паркинсона, являющейся второй после БА причиной деменции, также показано уменьшение толщины ПСНВС и КГК [67].

    Одним из вопросов, требующих дальнейшего изучения, является специфичность изменений архитектоники сетчатки для разных нейродегенеративных заболеваний, что особенно важно на ранних стадиях, когда клиническая картина еще не полностью развернута и понять причину когнитивных нарушений достаточно сложно [117].

    При проведении логистической регрессии в качестве предиктора диагноза а-МКС были выбраны толщина ПСНВС в нижнем секторе и индекс глобальной потери КГК. Суммарная площадь под характеристической кривой для этих параметров 0,682. Чувствительность 88%, специфичность 59 %, прогностичность положительного результата 0,27. Аналогичные по методологии работы проведены только для диагностики БА, ссылки на них приведены выше. Полученный биомаркер является комплексным, включая в себя как параметры макулярной области сетчатки, так и перипапиллярной зоны. Полученная диагностическая модель требует дальнейшего изучения и валидации и после этого может дополнить диагностику а-МКС.

    Если проводить аналогию разработанного диагностического маркера когнитивных нарушений с общеизвестными биомаркерами, применяемыми в офтальмологии, то уместно сравнить чувствительность и специфичность полученных тестов с тонометрией в диагностике глаукомы. Так, показано, что чувствительность и специфичность тонометрии по Гольдману при точке отсечения ВГД 21 мм рт ст составляет 47% и 92,5% [115]. Авторы отмечают, что этой информативности маркера не достаточно, чтобы на основании одной лишь тонометрии диагностировать глаукому, но тем не менее она входит в протоколы алгоритмов скрининга глаукомы. Один из таких скрининговых алгоритмов, в который вошли тонометрия по Гольдману, скорректированная согласно центральной толщине роговицы, офтальмоскопия ДЗН и автоматизированная периметрия, по показателю прогностичности положительного результата сравним с разработанным биомаркером МКС, для данного алгоритма диагностики глаукомы он составил 30% [115], в то время как прогностичность положительного результата разработанного биомаркера синдрома а-МКС 27%.

    Также необходимо обратить внимание, что соотношение чувствительности и специфичности, а соответственно и точка отсечения для конкретного параметра могут быть выбраны исследователем в зависимости от целей биомаркера. В данном случае был сделан выбор в пользу более высокой чувствительности биомаркера в ущерб специфичности, так как цель данного биомаркера заподозрить офтальмологом когнитивные нарушения у пациента и направить его на консультацию к специалисту, психиатру, для консультации и дальнейшего дообследования. Согласно литературным данным более точной характеристикой маркера является площадь под характеристической кривой, которая при значении от 0,7 до 0,8 характеризует маркер как хороший [51].

    Разработанные биомаркеры для диагностики БА и а-МКС требуют дальнейшей валидации, то есть применения их к другой выборке здоровых и больных людей для определения диагностической ценности. После этого они могут получить широкое распространение в клинической практике.

    Современные методы нейровизуализации не заменяют врачебного осмотра и опроса, нейропсихологического тестирования и других методов диагностики, однако комплексное исследование пациента и мультидисциплинарный подход позволяют своевременно поставить диагноз и начать лечение. Включение оптической когерентной томографии в комплексное обследование пациентов с когнитивными нарушениями поможет улучшить раннюю диагностику БА.