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本研究的作者包括Vitor K. L. Takahashi、Christine L. Xu、Júlia T. Takiuti、Mary Ben L. Apatoff、Jimmy K. Duong、Vinit B. Mahajan和Stephen H. Tsang。他们分别来自哥伦比亚大学眼科系、Jonas儿童视力护理中心、Bernard & Shirley Brown青光眼实验室等多个研究机构。该研究于2019年发表在《Orphanet Journal of Rare Diseases》期刊上。
本研究聚焦于遗传性视网膜疾病领域，特别是常染色体隐性遗传性视网膜色素变性（autosomal recessive retinitis pigmentosa, ARRP）。视网膜色素变性（retinitis pigmentosa, RP）是一种遗传性视网膜疾病，会导致光感受器细胞逐渐死亡，最终导致永久性视力丧失。RP的发病率约为1/3500至1/4000，遗传方式包括常染色体隐性（50-60%）、常染色体显性（30-40%）和X连锁（5-15%）。目前已发现至少64个与RP相关的基因，其中28%的基因编码的蛋白质定位于光感受器的纤毛中。纤毛是微管基的细胞器，负责连接光感受器的内外节段，并在光感受器的运输功能中起关键作用。
本研究旨在通过测量眼底自发荧光（fundus autofluorescence, FAF）图像中高自发荧光环的收缩和光谱域光学相干断层扫描（spectral-domain optical coherence tomography, SD-OCT）中椭球体带（ellipsoid zone, EZ）线宽度的缩短，来评估和比较纤毛病（ciliopathy）和非纤毛病（non-ciliopathy）相关的ARRP患者的疾病进展。研究的目标是为RP疾病进展建模提供基础数据，并为进一步的临床试验提供潜在的终点指标。
研究分为以下几个步骤：
研究对象的选择：研究纳入了141例ARRP患者，经过筛选后，最终选择了18例纤毛病患者和15例非纤毛病患者。纤毛病组的基因突变包括USH2A、CEP290、C2ORF71、FAM161A、MAK、BBS1和CLRN1等。非纤毛病组患者的年龄和性别信息也被记录。
数据采集：每位患者都进行了眼底自发荧光（FAF）和光谱域光学相干断层扫描（SD-OCT）检查。FAF图像用于测量高自发荧光环的水平和垂直直径以及环面积，SD-OCT图像用于测量EZ线宽度。所有图像均在瞳孔散大后使用海德堡HRA+OCT设备采集。
数据分析：两名眼科医生对图像进行了测量，使用描述性统计和组内相关系数（intraclass correlation coefficients, ICC）评估了测量的可靠性。通过线性模型拟合数据点，估计每位患者的疾病进展速率。分别计算了右眼和左眼的进展速率，并对纤毛病组和非纤毛病组进行了比较。
统计检验：使用t检验分析组内和组间的进展速率差异，并计算了不同参数之间的相关性。
纤毛病组的进展速率：纤毛病组的EZ线宽度每年平均缩短259微米（SD=162, p<0.001），相当于每年0.87度的视野损失。高自发荧光环的水平直径和垂直直径分别每年减少351微米（SD=239, p<0.001）和348微米（SD=325, p<0.001），环面积每年减少2.46 mm²（SD=2.64, p=0.001）。
非纤毛病组的进展速率：非纤毛病组的EZ线宽度每年平均缩短84微米（SD=81, p=0.001），相当于每年0.3度的视野损失。高自发荧光环的水平直径和垂直直径分别每年减少117微米（SD=134, p=0.005）和163微米（SD=312, p=0.006），环面积每年减少0.7 mm²（SD=1.63, p=0.11）。
组间比较：纤毛病组的EZ线宽度缩短速率比非纤毛病组快32.5%，高自发荧光环的水平直径和垂直直径缩短速率分别快33%和47%，环面积减少速率快28%。
相关性分析：初始测量时，垂直直径与环面积的相关性最高（r=0.95），水平直径与垂直直径的相关性次之（r=0.94），环面积与EZ线宽度的相关性最低（r=0.82）。
本研究成功量化并比较了纤毛病和非纤毛病ARRP患者的EZ线宽度和高自发荧光环收缩的进展速率。结果表明，纤毛病ARRP患者的疾病进展显著快于非纤毛病ARRP患者。这些结果不仅为RP疾病进展建模提供了基础数据，还为未来的临床试验提供了潜在的终点指标，特别是在促进RP患者视锥细胞和视杆细胞存活的治疗研究中具有重要应用价值。
研究还讨论了纤毛在光感受器中的重要作用，强调了纤毛在光感受器外节段的蛋白质和脂质运输中的关键功能。此外，研究还提到基因补充疗法在治疗RP中的潜在应用，特别是在纤毛病ARRP患者中的治疗前景。