糖尿病患者角膜朗格漢斯細(xì)胞與神經(jīng)纖維病理改變的研究

韓治華，楊淑煥，郭衛(wèi)民，劉喜燕

作者單位：(710003)中國(guó)陜西省西安市，陜西省中醫(yī)醫(yī)院1眼科；2脾胃科

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糖尿病患者角膜朗格漢斯細(xì)胞與神經(jīng)纖維病理改變的研究

韓治華1，楊淑煥1，郭衛(wèi)民1，劉喜燕2

作者單位：(710003)中國(guó)陜西省西安市，陜西省中醫(yī)醫(yī)院1眼科；2脾胃科

Study on corneal Langerhans cells and pathological changes of nerve fibers in diabetic patients

Zhi-Hua Han1, Shu-Huan Yang1, Wei-Min Guo1, Xi-Yan Liu2

Citation:Han ZH, Yang SH, Guo WM,etal. Study on corneal Langerhans cells and pathological changes of nerve fibers in diabetic patients.GuojiYankeZazhi(IntEyeSci) 2016;16(2):343-345

摘要

目的：探討糖尿病神經(jīng)病變患者角膜上皮下朗格漢斯細(xì)胞(Langerhans cell，LCs)與神經(jīng)纖維病理改變的關(guān)系，分析其發(fā)病機(jī)制，并提出免疫機(jī)制在此過(guò)程中的可能作用。

方法：選取60例糖尿病神經(jīng)病變患者和32例健康對(duì)照者，分析角膜神經(jīng)纖維形態(tài)、數(shù)量、長(zhǎng)度、角膜知覺(jué)和LC細(xì)胞密度，并分析二者的相關(guān)性。

結(jié)果：糖尿病神經(jīng)病變患者角膜神經(jīng)纖維數(shù)量和長(zhǎng)度、分支數(shù)量明顯降低，神經(jīng)纖維彎曲度明顯增加。糖尿病神經(jīng)病變患者角膜中央和周邊上皮下的LC密度與正常對(duì)照組相比升高(P<0.05)。同時(shí)相關(guān)性分析結(jié)果顯示：LC密度和神經(jīng)纖維密度(r=0.461，P=0.011)、長(zhǎng)度(r=0.519，P=0.002)間存在線性相關(guān)。同時(shí)糖尿病神經(jīng)病變患者角膜中央的知覺(jué)較對(duì)照組明顯減退(P<0.05)。

結(jié)論：糖尿病神經(jīng)病變患者角膜下神經(jīng)纖維明顯受損，角膜知覺(jué)減退，LC細(xì)胞數(shù)量增加，提示這種改變可能是免疫機(jī)制介導(dǎo)所致。

關(guān)鍵詞：糖尿病周邊神經(jīng)病變；朗格漢斯細(xì)胞；神經(jīng)纖維；免疫機(jī)制

引用：韓治華，楊淑煥，郭衛(wèi)民，等.糖尿病患者角膜朗格漢斯細(xì)胞與神經(jīng)纖維病理改變的研究.國(guó)際眼科雜志2016;16(2):343-345

0 引言

糖尿病神經(jīng)病變是糖尿病最常見(jiàn)的慢性并發(fā)癥之一，病變可累及中樞神經(jīng)及周?chē)窠?jīng)，后者尤為常見(jiàn)。其中遠(yuǎn)端感覺(jué)神經(jīng)病變是最常見(jiàn)的病變，占所有糖尿病神經(jīng)病變的50%以上。目前認(rèn)為最主要的發(fā)生機(jī)制中，自身免疫是其重要的機(jī)制之一。角膜是神經(jīng)分布最為敏感的組織之一，正常角膜上皮細(xì)胞下神經(jīng)纖維數(shù)量多，平行排列，分支夾角為銳角，可見(jiàn)神經(jīng)串珠。在從深向淺走形的過(guò)程中分支增加、直徑減少、形成串珠、由直變彎、分支夾角度數(shù)減小。研究顯示糖尿病患者角膜神經(jīng)纖維密度和長(zhǎng)度減少，形態(tài)異常。在對(duì)糖尿病神經(jīng)病變活體和尸檢的研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)病變存在自身免疫機(jī)制，一些回顧性的尸檢報(bào)告結(jié)果觀察到部分糖尿病神經(jīng)病變患者中有不同程度的泛素羧基末端水解酶-1(ubiquitin carboxy terminal hydrolases L1，UCH-L1)的浸潤(rùn)(UCHL1可以識(shí)別T淋巴細(xì)胞亞群，并激活T淋巴細(xì)胞)。但也報(bào)道糖尿病神經(jīng)病變的某些特定部位存在炎性浸潤(rùn)，而另外一些部位則不存在。同時(shí)研究表明，免疫介導(dǎo)機(jī)制可能與高血糖損害末梢知覺(jué)和自主神經(jīng)元的作用機(jī)制一致[1]。那么角膜會(huì)不會(huì)也存在上述病變呢？眾所周知，角膜和眼表抗原遞呈細(xì)胞是LCs和樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)，他們?cè)醋杂诠撬杩梢源碳細(xì)胞和B細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)[2]。研究已經(jīng)證實(shí)，在角膜上皮細(xì)胞層存在LCs和角膜中央前基質(zhì)層有DCs[3]，并且在皰疹性角膜炎、假單胞菌角膜炎[4]和角膜移植排斥反應(yīng)[5]也發(fā)現(xiàn)LC和DC細(xì)胞的存在。因此我們推測(cè)，在糖尿病神經(jīng)病變患者的角膜中可能有免疫作用的參與。角膜共焦顯微鏡是一個(gè)非侵入性的研究方法，利用角膜共焦顯微鏡可發(fā)現(xiàn)亞臨床及顯現(xiàn)的糖尿病神經(jīng)病變，為進(jìn)一步揭示糖尿病神經(jīng)病變的嚴(yán)重程度提供了研究途徑。本研究的目的是采用角膜共焦顯微鏡定量觀察糖尿病神經(jīng)病變患者和健康者角膜中角膜神經(jīng)纖維的形態(tài)改變和角膜知覺(jué)與LCs的密度，進(jìn)而揭示糖尿病神經(jīng)病變中角膜的病理改變和免疫機(jī)制的作用。

表1　兩組研究對(duì)象角膜中央神經(jīng)纖維比較±s

1 對(duì)象和方法

1.1對(duì)象選取我院2014-01/2015-05內(nèi)分泌科確診的糖尿病周?chē)窠?jīng)病變患者60例120眼和正常對(duì)照32例64眼，所有受試者均行角膜共焦顯微鏡檢查。納入標(biāo)準(zhǔn)：糖尿病性周?chē)窠?jīng)病變的診斷標(biāo)準(zhǔn)：參照《中國(guó)2型糖尿病防治指南》中的關(guān)于“糖尿病周?chē)窠?jīng)病變”的標(biāo)準(zhǔn)確診；患者經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢查確定有糖尿?。痪哂兄w感覺(jué)、神經(jīng)病變表現(xiàn)，深淺感覺(jué)減退，腱反射減退或消失；肌電圖提示傳導(dǎo)速度障礙[6]。糖尿病周?chē)窠?jīng)病變患者60例和正常對(duì)照32例，所有受試者均行角膜共焦顯微鏡檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：心、肝、肺、腎等存在嚴(yán)重器質(zhì)性病變的患者，妊娠期或哺乳期女性，合并有酮癥酸中毒急性發(fā)作者，其他原因引起的神經(jīng)病變，有角膜接觸鏡配戴史或角膜手術(shù)病史。

1.2方法激光共焦顯微鏡是由海德堡視網(wǎng)膜激光斷層掃描系統(tǒng)Ⅱ代(HRTⅡ)和Rostock 角膜模塊組件(RCM)組成。觀察視野為380m×380m，放大倍數(shù)為800倍，分辨率為1μm。分別計(jì)算角膜中央和周邊朗格漢斯細(xì)胞數(shù)量、角膜中央角膜神經(jīng)纖維密度、神經(jīng)纖維長(zhǎng)度、神經(jīng)分支密度和神經(jīng)纖維彎曲和。采用角膜知覺(jué)儀(Cochet Bonnet)測(cè)量中央角膜知覺(jué)。令患者取坐位向直前方注視，用0.11mm直徑的尼龍線垂直觸到角膜，直到使線變彎到剛可看出的彎度(大約偏斜5°)為止，用最長(zhǎng)60mm的尼龍線試驗(yàn)，如無(wú)感覺(jué)，再用縮短5mm的長(zhǎng)度試驗(yàn)，直到患者感到有線的接觸。重復(fù)3次檢查結(jié)果取其平均值，所有檢查均由同一名檢查者檢測(cè)并完成。

表2　兩組研究對(duì)象LC密度比較，個(gè)/mm2)

圖1兩組研究對(duì)象神經(jīng)纖維形態(tài)變化A：正常受試者上皮下神經(jīng)纖維；B：糖尿病神經(jīng)病變患者的神經(jīng)纖維。

圖2兩組研究對(duì)象LC密度比較A：正常受試者上皮下LC數(shù)量少；B：糖尿病神經(jīng)病變患者的LC數(shù)量增多、體積變大。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組基線數(shù)據(jù)之間采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，兩獨(dú)立樣本的相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1兩組研究對(duì)象一般情況典型的2型糖尿病神經(jīng)病變患者60例,平均年齡為55±1歲，平均糖尿病病程為16.7±2.9a。32例年齡匹配的健康志愿者作為對(duì)照組，平均年齡54.3±5.2歲。兩組受試者年齡間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=0.682，P>0.05)。

2.2兩組研究對(duì)象角膜神經(jīng)纖維結(jié)果與對(duì)照組比較，糖尿病組角膜中央神經(jīng)纖維數(shù)量、長(zhǎng)度和分支數(shù)量明顯降低，神經(jīng)纖維彎曲度明顯增加(P<0.05，表1，圖1)。

2.3兩組研究對(duì)象朗格漢斯細(xì)胞密度比較糖尿病患者角膜中央和周邊上皮下的LC密度與正常對(duì)照組相比顯著升高(表2，圖2)。

圖3兩組研究對(duì)象角膜知覺(jué)度比較bP<0.01vs正常對(duì)照組。

2.4兩組研究對(duì)象角膜知覺(jué)檢查與正常對(duì)照組比較，糖尿病組角膜中央的知覺(jué)度明顯減退(47.2±5.7vs51.3±4.6，P=0.007，圖3)。

2.5神經(jīng)纖維與LC之間的相關(guān)性分析LC密度和神經(jīng)纖維密度(r=0.461，P=0.011)、長(zhǎng)度(r=0.519，P=0.002)間存在線性相關(guān)性。

3 討論

很多研究均證實(shí)，糖尿病患者角膜的知覺(jué)喪失，角膜神經(jīng)纖維的形態(tài)發(fā)生異常[7]。眾所周知，角膜中神經(jīng)可以作為全身神經(jīng)病變的一個(gè)敏感指示劑，在糖尿病患者中角膜神經(jīng)受損程度可以提示糖尿病神經(jīng)病變的嚴(yán)重程度。體外的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，用STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠，8wk后上皮下神經(jīng)纖維數(shù)量減少。同時(shí)在53%的糖尿病神經(jīng)病變患者中角膜神經(jīng)纖維密度，分支纖維的密度和神經(jīng)長(zhǎng)度明顯減低[8]。本研究發(fā)現(xiàn)糖尿病神經(jīng)病變患者的神經(jīng)纖維密度、分支密度和長(zhǎng)度均明顯減少，與上述研究結(jié)果一致。

同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn)，LCs的密度在糖尿病患者中顯著增加，特別是角膜上皮下的數(shù)量明顯增多，考慮在糖尿病神經(jīng)損傷的早期階段中LCs可能發(fā)揮作用。同時(shí)相關(guān)性分析結(jié)果提示，LC的數(shù)量增多與神經(jīng)纖維密度的減少存在相關(guān)性，這些結(jié)果說(shuō)明糖尿病神經(jīng)損害的發(fā)病機(jī)制中有免疫作用的參與。此外，角膜缺氧引起的慢性炎癥刺激使Langerhans 細(xì)胞作為抗原呈遞細(xì)胞從角膜緣向角膜中央移動(dòng)，導(dǎo)致角膜上皮下LC細(xì)胞密度增加[9-10]。Edwards等[11]研究結(jié)果提示，有糖尿病外周神經(jīng)病變的患者角膜神經(jīng)纖維度明顯短于沒(méi)有糖尿病外周神經(jīng)病變的糖尿病患者和正常人。

Tavakoli等[12]采用共聚焦顯微鏡觀察糖尿病神經(jīng)病變患者的角膜發(fā)現(xiàn)角膜上皮LC細(xì)胞的數(shù)量增多，得出免疫機(jī)制可能介導(dǎo)了糖尿病患者早期的角膜神經(jīng)損傷。宋曉輝等[13]研究發(fā)現(xiàn)糖尿病神經(jīng)病變患者存在相關(guān)免疫功能紊亂、神經(jīng)細(xì)胞損傷、結(jié)構(gòu)破壞和神經(jīng)軸索萎縮、消失，致使神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)抗原蛋白漏出，進(jìn)一步激活免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生神經(jīng)自身抗體，最終導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞死亡或凋亡。研究顯示，糖尿病神經(jīng)病變患者體液免疫功能呈升高趨勢(shì)，IgM和自身抗體ANA、ICA升高[14]。在對(duì)糖尿病神經(jīng)病變的腓腸神經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)內(nèi)膜和神經(jīng)束膜有免疫球蛋白的沉積，主要是IgM/IgG及C3，得出高血糖引起的血管屏障破壞導(dǎo)致集體對(duì)某些神經(jīng)組織產(chǎn)生免疫反應(yīng)[15]。我們的研究發(fā)現(xiàn)，在糖尿病神經(jīng)病變患者的角膜周邊和中央上皮下LC細(xì)胞數(shù)量明顯高于正常人群，考慮高糖環(huán)境下激活了多條經(jīng)典途徑如多元醇通路，引起細(xì)胞功能紊亂，進(jìn)而激活體內(nèi)免疫功能到最后一系列的神經(jīng)纖維病變。然而，有研究認(rèn)為通過(guò)共聚焦顯微鏡來(lái)計(jì)數(shù)LC細(xì)胞并不可靠，所以免疫機(jī)制是否在糖尿病患者角膜神經(jīng)損害中起作用需要其他實(shí)驗(yàn)技術(shù)的驗(yàn)證。

同時(shí)本研究也發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)纖維數(shù)量減少和LC細(xì)胞間存在顯著相關(guān)性。Hamrah等[16]研究結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一致，這進(jìn)一步地支持人類(lèi)免疫介導(dǎo)機(jī)制參與糖尿病神經(jīng)病變，上述研究結(jié)果支持潛在的免疫機(jī)制介導(dǎo)角膜神經(jīng)損傷。同時(shí)明確免疫機(jī)制介導(dǎo)的神經(jīng)損害可以為預(yù)防早期神經(jīng)纖維損害提供治療幫助。本研究采用活體動(dòng)態(tài)觀察角膜損害的變化，并未進(jìn)行深入的組織學(xué)和免疫學(xué)指標(biāo)的檢測(cè)，尚缺乏體外研究的證實(shí)，但可為糖尿病周邊神經(jīng)病變的臨床研究提供一定的理論依據(jù)。

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·臨床報(bào)告·

1Department of Ophthalmology;2Department of Spleen and Stomach, Shaanxi Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine，Xi’an 710003, Shaanxi Province, China

Correspondence to:Xi-Yan Liu. Department of Spleen and Stomach, Shaanxi Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine，Xi’an 710003, Shaanxi Province, China.420635257@qq.com

Received：2015-09-10Accepted：2016-01-15

Abstract

?AIM: To study the relation between corneal epithelium Langerhans cells(LCs) and pathological changes of nerve fibers in patients with diabetic peripheral neuropathy in order to further analyze the pathogenesis and find the possible role of immune mechanism in this process.

?METHODS: We selected 60 patients with diabetic neuropathy and 32 healthy controls to observe the morphology, number and length of corneal nerve fibers, corneal central sensation and the cell density of LCs to analyze the correlation of the two.

?RESULTS: The number, length and the number of branches of corneal nerve fibers obvious declined in the patients with diabetic neuropathy. The curling degree of nerve fiber of diabetes group was obviously increased. The density of LCs at corneal central and peripheral areas in patients with diabetic neuropathy significantly increased compared to those of normal control group (P<0.05). The correlation analysis results showed that there were linear correlation between LCs and nerve fiber density(r=0.461,P=0.011), LCs and nerve fiber length (r=0.519,P=0.002). And corneal central sensation decreased obviously in patients with diabetic neuropathy compared to that in normal control(P<0.05).

?CONCLUSION: In patients with diabetic neuropathy, the nerve fibers are significantly impaired, corneal sensation decreases and number of LCs significantly increases, which suggests that the changes might be mediated by the immune mechanism.

KEYWORDS:?diabetic peripheral neuropathy;Langerhans cells;nerve fibers;immune mechanism

DOI:10.3980/j.issn.1672-5123.2016.2.39

收稿日期：2015-09-10 修回日期： 2016-01-15

通訊作者：劉喜燕，女，碩士，副主任醫(yī)師，研究方向：糖尿病.420635257@qq.com

作者簡(jiǎn)介：韓治華，女，碩士，主治醫(yī)師，研究方向：眼表疾病、糖尿病視網(wǎng)膜疾病。