Age-related macular degeneration (AMD) is the most frequent cause of irreversible blindness in the elderly in developed countries. Our previous studies implicated activation of complement in the formation of drusen, the hallmark lesion of AMD. Here, we show that factor H (HF1), the major inhibitor of the alternative complement pathway, accumulates within drusen and is synthesized by the retinal pigmented epithelium. Because previous linkage analyses identified chromosome 1q25-32, which harbors the factor H gene ( HF1 / CFH ), as an AMD susceptibility locus, we analyzed HF1 for genetic variation in two independent cohorts comprised of ≈900 AMD cases and 400 matched controls. We found association of eight common HF1 SNPs with AMD; two common missense variants exhibit highly significant associations (I62V, χ 2 = 26.1 and P = 3.2 × 10 -7 and Y402H, χ 2 = 54.4 and P = 1.6 × 10 -13 ). Haplotype analysis reveals that multiple HF1 variants confer elevated or reduced risk of AMD. One common at-risk haplotype is present at a frequency of 50% in AMD cases and 29% in controls [odds ratio (OR) = 2.46, 95% confidence interval (1.95-3.11)]. Homozygotes for this haplotype account for 24% of cases and 8% of controls [OR = 3.51, 95% confidence interval (2.13-5.78)]. Several protective haplotypes are also identified (OR = 0.44-0.55), further implicating HF1 function in the pathogenetic mechanisms underlying AMD. We propose that genetic variation in a regulator of the alternative complement pathway, when combined with a triggering event, such as infection, underlie a major proportion of AMD in the human population.

Age-related macular degeneration (AMD) is the most common form of irreversible blindness in developed countries1,2. Variants in the factor H gene (CFH, also known as HF1), which encodes a major inhibitor of the alternative complement pathway, are associated with the risk for developing AMD3,4,5,6,7,8. Here we test the hypothesis that variation in genes encoding other regulatory proteins of the same pathway is associated with AMD. We screened factor B (BF) and complement component 2 (C2) genes, located in the major histocompatibility complex class III region, for genetic variation in two independent cohorts comprising ∼900 individuals with AMD and ∼400 matched controls. Haplotype analyses identify a statistically significant common risk haplotype (H1) and two protective haplotypes. The L9H variant of BF and the E318D variant of C2 (H10), as well as a variant in intron 10 of C2 and the R32Q variant of BF (H7), confer a significantly reduced risk of AMD (odds ratio = 0.45 and 0.36, respectively). Combined analysis of the C2 and BF haplotypes and CFH variants shows that variation in the two loci can predict the clinical outcome in 74% of the affected individuals and 56% of the controls. These data expand and refine our understanding of the genetic risk for AMD.

Advanced age-related macular degeneration (AMD) is the leading cause of late onset blindness. We present results of a genome-wide association study of 979 advanced AMD cases and 1,709 controls using the Affymetrix 6.0 platform with replication in seven additional cohorts (totaling 5,789 unrelated cases and 4,234 unrelated controls). We also present a comprehensive analysis of copy-number variations and polymorphisms for AMD. Our discovery data implicated the association between AMD and a variant in the hepatic lipase gene (LIPC) in the high-density lipoprotein cholesterol (HDL) pathway (discovery P = 4.53e-05 for rs493258). Our LIPC association was strongest for a functional promoter variant, rs10468017, (P = 1.34e-08), that influences LIPC expression and serum HDL levels with a protective effect of the minor T allele (HDL increasing) for advanced wet and dry AMD. The association we found with LIPC was corroborated by the Michigan/Penn/Mayo genome-wide association study; the locus near the tissue inhibitor of metalloproteinase 3 was corroborated by our replication cohort for rs9621532 with P = 3.71e-09. We observed weaker associations with other HDL loci (ABCA1, P = 9.73e-04; cholesterylester transfer protein, P = 1.41e-03; FADS1-3, P = 2.69e-02). Based on a lack of consistent association between HDL increasing alleles and AMD risk, the LIPC association may not be the result of an effect on HDL levels, but it could represent a pleiotropic effect of the same functional component. Results implicate different biologic pathways than previously reported and provide new avenues for prevention and treatment of AMD.

Detection of vascular bifurcations is a challenging task in multimodal retinal image registration. Existing algorithms based on bifurcations usually fail in correctly aligning poor quality retinal image pairs. To solve this problem, we propose a novel highly distinctive local feature descriptor named partial intensity invariant feature descriptor (PIIFD) and describe a robust automatic retinal image registration framework named Harris-PIIFD. PIIFD is invariant to image rotation, partially invariant to image intensity, affine transformation, and viewpoint/perspective change. Our Harris-PIIFD framework consists of four steps. First, corner points are used as control point candidates instead of bifurcations since corner points are sufficient and uniformly distributed across the image domain. Second, PIIFDs are extracted for all corner points, and a bilateral matching technique is applied to identify corresponding PIIFDs matches between image pairs. Third, incorrect matches are removed and inaccurate matches are refined. Finally, an adaptive transformation is used to register the image pairs. PIIFD is so distinctive that it can be correctly identified even in nonvascular areas. When tested on 168 pairs of multimodal retinal images, the Harris-PIIFD far outperforms existing algorithms in terms of robustness, accuracy, and computational efficiency.

JET underwent a transformation from a full carbon-dominated tokamak to a fully metallic device with beryllium in the main chamber and a tungsten divertor. This material combination is foreseen for the activated phase of ITER. The ITER-Like Wall (ILW) experiment at JET shall demonstrate the plasma compatibility with metallic walls and the reduction in fuel retention. We report on a set of experiments (Ip = 2.0 MA, Bt = 2.0–2.4 T, δ = 0.2–0.4) in different confinement and plasma conditions with global gas balance analysis demonstrating a strong reduction in the long-term retention rate by more than a factor of 10 with respect to carbon-wall reference discharges. All experiments are executed in a series of identical plasma discharges in order to achieve maximum plasma duration until the analysis limit of the active gas handling system is reached. The composition analysis shows high purity of the recovered gas, typically 99% D. For typical L-mode discharges (Paux = 0.5 MW), type III (Paux = 5.0 MW) and type-I ELMy H-mode plasmas (Paux = 12.0 MW) a drop of the deuterium retention rate normalized to the operational time in divertor configuration is measured from 1.27 × 1021, 1.37 × 1021 and 1.97 × 1021 D s−1 down to 4.8 × 1019, 7.2 × 1019 and 16 × 1019 D s−1, respectively. The dynamic retention increases in the limiter phase in comparison with carbon-fibre composite, but also the outgassing after the discharge has risen in the same manner and overcompensates this transient retention. Overall an upper limit of the long-term retention rate of 1.5 × 1020 D s−1 is obtained with the ILW. The observed reduction by one order of magnitude confirms the expected predictions concerning the plasma-facing material change in ITER and is in line with identification of fuel co-deposition with Be as the main mechanism for the residual long-term retention. The reduction widens the operational space without active cleaning in the DT phase in comparison with a full carbon device.

Purpose.: Lipofuscin (LF) accumulation within RPE cells is considered pathogenic in AMD. To test whether LF contributes to RPE cell loss in aging and to provide a cellular basis for fundus autofluorescence (AF) we created maps of human RPE cell number and histologic AF. Methods.: Retinal pigment epithelium–Bruch's membrane flat mounts were prepared from 20 donor eyes (10 ≤ 51 and 10 > 80 years; postmortem: ≤4.2 hours; no retinal pathologies), preserving foveal position. Phalloidin-binding RPE cytoskeleton and LF-AF (488-nm excitation) were imaged at up to 90 predefined positions. Maps were assembled from 83,330 cells in 1470 locations. From Voronoi regions representing each cell, the number of neighbors, cell area, and total AF intensity normalized to an AF standard was determined. Results.: Highly variable between individuals, RPE-AF increases significantly with age. A perifoveal ring of high AF mirrors rod photoreceptor topography and fundus-AF. Retinal pigment epithelium cell density peaks at the fovea, independent of age, yet no net RPE cell loss is detectable. The RPE monolayer undergoes considerable lifelong re-modeling. The relationship of cell size and AF, a surrogate for LF concentration, is orderly and linear in both groups. Autofluorescence topography differs distinctly from the topography of age-related rod loss. Conclusions.: Digital maps of quantitative AF, cell density, and packing geometry provide metrics for cellular-resolution clinical imaging and model systems. The uncoupling of RPE LF content, cell number, and photoreceptor topography in aging challenges LF's role in AMD.

Abstract Backgrounds & Objective Glaucomatous vision loss may be preceded by an enlargement of the cup-to-disc ratio (CDR). We propose to develop and validate an artificial intelligence based CDR grading system that may aid in effective glaucoma-suspect screening. Design, Setting & Participants 1546 disc-centered fundus images were selected including all 457 images from the Retinal Image Database for Optic Nerve Evaluation dataset, and images randomly selected from the Age-Related EyeDisease Study, and Singapore Malay Eye Study to develop the system. First, a proprietary semi-automated software was used by an expert grader to quantify vertical CDR. Then, using CDR below 0.5 (not suspect) and CDR above 0.5 (glaucoma-suspect), deep learning architectures were used to train and test a binary classifier system. Measurements The binary classifier, with glaucoma-suspect as positive, is measured using sensitivity, specificity, accuracy, and AUC. Results The system achieved an accuracy of 89.67% (sensitivity, 83.33%; specificity, 93.89%; AUC, 0.93). For external validation, the Retinal Fundus Image database for Glaucoma Analysis dataset, which has 638 gradable quality images, was used. Here the model achieved an accuracy of 83.54% (sensitivity, 80.11%; specificity, 84.96%; AUC, 0.85). Conclusions Having demonstrated an accurate and fully automated glaucoma-suspect screening system that can be deployed on telemedicine platforms, we plan prospective trials to determine the feasibility of the system in primary care settings.