学术速递 | 王宁利教授团队最新研究成果发表于Nature合作期刊

失重是航天飞行中特有的环境之一，由于人类一直生活在地球表面的重力环境下，人体的生理组织结构和生理机能已经适应了重力环境，所以当航天员进入空间轨道的微重力环境后，会发生一系列生理改变。国际空间站报道16~35%航天员发生视功能及眼部结构改变，如视盘水肿、远视漂移、视力下降等，称为航天飞行相关的神经-眼综合征(spaceflight-associated neuro-ocular syndrome ,SANS)，但其机制尚不明确。

视神经受到眼压和脑脊液压力双重作用，既往有研究发现发生SANS者返回后即刻腰穿颅内压仅为正常范围的高线。这可能有两个原因，首先由于缺乏可靠便携测量方法，仅能在飞行前后测量。另外，视神经是颅神经延续，颅内脑脊液与视神经鞘内脑脊液体积悬殊，因此长期失重体液转移至颅内，更易通过调节而适应。而视神经鞘内脑脊液增多则相对适应性弱，使得视神经鞘内脑脊液压力（optic nerve sheath pressure ,ONSP）增加，从而引起视神经鞘重塑扩张，因此我们提出测量视神经鞘改变可能是监测SANS发生发展的敏感指标。

既往已有研究团队利用MRI与经眶B超测量球后3mm视神经鞘直径评估失重环境ONSP改变，但由于机械指数及探头不一致、视神经鞘边界定义不清等导致结果不一致。本课题组克服以往研究不足，首先提出便携式经眶B超球后视神经鞘面积（the optic nerve subarachnoid space area，ONSSA)规范量化方法（图1），其组内一致性及组间一致性达到0.86(0.79,0.90)；0.95(0.92,0.96) 。

图1.视神经鞘深度及各组织层定义

深度起点为视盘与玻璃体视网膜界面交界处（红色倒三角）；两侧白色高信号区为蛛网膜下腔，黄色五角星围绕处即为球后3-5mm视神经鞘面积。

同时本研究纳入36 名男性志愿者，平均年龄 32.4(±5)岁，均严格完成了经典模拟失重模型90 天头低位卧床实验。研究发现头低位30天、60天、90天较平卧位球后3mm视神经鞘直径（图2a）、视神经蛛网膜下腔宽度(图2b)均增宽；视神经蛛网膜下腔面积扩张(图2d)，平均增加值分别为 0.44 mm2(95% CI: 0.13 -0.76 mm2，p = 0.001)、0.45 mm2(95% CI: 0.15- 0.75 mm2，p = 0.001)和 0.46 mm2(95% CI: 0.15 ー 0.76 mm2，p < 0.001)。以上参数在后恢复第2天ONSSA 立即恢复到基线水平。视神经在整个头低位期间均未增粗(图2c)。

图2. 头低位卧床30,60,90天和平卧位 2,7,14,30,90,180天志愿者视神经鞘复合体的变化

误差线表示平均值的 95% 置信区间。“ *”和 “ #”分别代表视盘后 3mm 和 5mm 处的 ONSD (a)、 OND (b)和 ONSSW (c) ，与后恢复180 天(R+ 180)相比显著增加。“ &”表示 视盘后3-5mm的ONSSA (d)与R+ 180 相比显著增加。ONSD：视神经鞘直径， OND：视神经直径，ONSSW：视神经蛛网膜下腔宽度， ONSSA：视神经蛛网膜下腔横截面积。

图3. 视神经蛛网膜下腔面积在视盘后3-5mm (白色阴影区)的代表性图像

与平卧位 (d，h)比较，ONSSA在头低位30天 (a，e)、60天 (b，f)、90天(c，g) ONSSA 扩张。上图和下图分别表示右眼和左眼ONSSA。