四環(huán)素類(lèi)藥物治療非感染性眼表疾病的研究進(jìn)展

劉明之，肖啟國(guó)

非感染性眼表疾病是一類(lèi)由非感染性病因引起的眼表疾病，如免疫性、代謝性疾病及化學(xué)物質(zhì)引起化學(xué)傷等，眼表慢性炎癥、新生血管形成及眼表鱗狀上皮化生是其共同的病理改變。四環(huán)素類(lèi)藥物除了具有廣譜抗菌作用外還有抗炎、抗新生血管、抑制淋巴管形成及炎癥性鱗狀上皮化生等作用，因而其在非感染性眼表疾病的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。本文就四環(huán)素類(lèi)藥物在非感染性眼表疾病的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1四環(huán)素類(lèi)藥物抑制眼表炎癥反應(yīng)

很多非感染性眼表疾病例如干眼、粘膜類(lèi)天皰瘡、Stevens-Johnson綜合征、和角膜化學(xué)傷/熱灼傷、翼狀胬肉等通常表現(xiàn)為眼表的慢性炎癥。炎癥是許多非感染性眼表疾病的基本病理過(guò)程及核心發(fā)病機(jī)制，可以破壞淚膜的穩(wěn)定性，觸發(fā)眼表炎癥及免疫的循環(huán)反應(yīng)，促進(jìn)眼表新生血管形成、鱗狀上皮化生，推動(dòng)疾病不停地發(fā)展，同時(shí)炎癥也是引起眼部紅、癢、疼痛、干澀等眼部不適癥狀甚至導(dǎo)致視力障礙的主要原因。已有研究證實(shí)四環(huán)素類(lèi)藥物能有效治療眼表炎癥性疾病，例如瞼板腺功能障礙(Meibomianglanddisease,MGD)[1, 2]、復(fù)發(fā)性角膜糜爛[3, 4]、后部瞼緣炎[5]等。目前關(guān)于四環(huán)素類(lèi)藥物抑制眼表炎癥反應(yīng)的機(jī)制主要為以下方面：1)抑制IL-1β、IL-6、TNF-α等炎癥因子的產(chǎn)生。ZhenZhang等[6]研究發(fā)現(xiàn)0.1%的多西環(huán)素能顯著減少角膜IL-1β、IL-6、TNF-α、MMP-9、巨噬細(xì)胞炎性蛋白-2及中性粒細(xì)胞趨化因子等炎癥因子的產(chǎn)生從而顯著改善苯扎氯胺誘導(dǎo)的小鼠干眼的眼表炎癥。付馨余等[7]研究發(fā)現(xiàn)多西環(huán)素能顯著抑制角膜堿燒傷大鼠TNF-α及IL-1的表達(dá)。(2)抑制基質(zhì)金屬蛋白酶(matrixmetalloproteinases，MMPs)活性。某些炎性介質(zhì)有促進(jìn)MMPs表達(dá)的作用，而MMPs能降解細(xì)胞外基質(zhì)，細(xì)胞外基質(zhì)和基膜的降解可進(jìn)一步加重炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)范圍，從而加重炎性反應(yīng)。Hyun-SeungKim等[8]的研究發(fā)現(xiàn)多西環(huán)素能顯著抑制TGF-β1誘導(dǎo)的MMP-9的產(chǎn)生和Smad、c-Jun、JNK、ERK和p38MAPK信號(hào)通路的活性。這一發(fā)現(xiàn)表明多西環(huán)素抑制TGF-β1誘導(dǎo)的MMP-9的產(chǎn)生和活性可能是通過(guò)Smad和MAPK信號(hào)通路。眼紅斑狼瘡是一種主要影響瞼緣的慢性炎癥性疾病。MarkoM??tt?等[9]的研究發(fā)現(xiàn)眼紅斑狼瘡患者的淚液中MMP-8水平增高，服用多西環(huán)素后MMP-8水平顯著下降，并且主觀(guān)癥狀明顯減輕，表明多西環(huán)素能通過(guò)抑制MMP-8的表達(dá)減輕炎癥反應(yīng)。3)誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞凋亡。細(xì)胞凋亡是一種由多種基因調(diào)控的細(xì)胞自主有序的死亡,對(duì)清除損傷細(xì)胞有積極的作用。有研究表明多西環(huán)素能下調(diào)堿燒傷大鼠角膜NF-κB、bcl-2基因的表達(dá)，表明四環(huán)素類(lèi)藥物可能通過(guò)誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞凋亡發(fā)揮抗炎作用[10]。

2四環(huán)素類(lèi)藥物抑制角膜新生血管形成

2.1角膜新生血管形成機(jī)制 生理狀態(tài)下角膜透明無(wú)血管，在某些病理狀態(tài)如炎癥、堿燒傷等病理因素的刺激下，血管滲透性增加，炎性細(xì)胞發(fā)生聚集和遷移，內(nèi)皮細(xì)胞激活并遷移到細(xì)胞外間質(zhì)并增殖，進(jìn)而形成新的管腔。MMPs能降解細(xì)胞外基質(zhì)成分，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞向受損部位遷移，在新生血管形成過(guò)程中是最主要的促血管生成因子[11]。MMP-1源于角膜，能夠降解I、II、III型膠原[12]。MMP-2和MMP-9也被稱(chēng)為明膠酶A和明膠酶B，它們能降解IV型膠原，而IV型膠原能形成絲狀結(jié)構(gòu)和基底膜，在促進(jìn)新生血管形成中起重要作用。另外，還有研究表明MMPs能釋放生物學(xué)物質(zhì)激活細(xì)胞外的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)[13-15]。VEGF是主要的促血管生成因子之一,可刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性改變,引起血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移和增殖。

2.2四環(huán)素類(lèi)藥物抑制角膜新生血管形成的機(jī)制 目前研究認(rèn)為，四環(huán)素類(lèi)藥物抑制角膜新生血管形成的主要機(jī)制是抑制MMPs活性。四環(huán)素能與MMPs酶活性中心的金屬離子Zn2+結(jié)合形成螯合物，競(jìng)爭(zhēng)性抑制MMPs與Zn2+結(jié)合的催化活性位點(diǎn)，從而阻斷MMPs降解膠原等細(xì)胞外基質(zhì)，進(jìn)而抑制新生血管的形成。也有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為四環(huán)素類(lèi)藥物抑制角膜新生血管的機(jī)制與抑制眼表炎癥反應(yīng)有關(guān)[16]。有研究發(fā)現(xiàn)對(duì)角膜堿燒傷小鼠模型腹腔注射高劑量米諾環(huán)素(60mg·kg-1)可顯著抑制堿燒傷誘導(dǎo)的小鼠角膜新生血管形成，并且角膜VGEFR1、VEGFR2、bFGF等促血管生成因子明顯減少，這表明四環(huán)素類(lèi)藥物可能通過(guò)下調(diào)促血管生成因子及其受體的表達(dá)抑制角膜新生血管形成[17]。多西環(huán)素聯(lián)合貝伐單抗治療能有效減少單獨(dú)應(yīng)用貝伐單抗引起的角膜潰瘍加重、角膜愈合延遲等副作用[18]。將來(lái)在臨床上有望將兩種藥物聯(lián)合應(yīng)用從而在發(fā)揮最大治療效果的同時(shí)減少副作用的發(fā)生。

3四環(huán)素類(lèi)藥物抑制淋巴管形成

淋巴管系統(tǒng)在正常生理狀態(tài)下有多種功能，包括維持體液平衡，免疫監(jiān)視，脂質(zhì)吸收和炎癥的處理。在正常情況下，角膜沒(méi)有血管及淋巴管。然而，多種病理機(jī)制會(huì)誘導(dǎo)角膜淋巴管生成，例如角膜慢性炎癥，角膜化學(xué)傷及角膜移植。角膜淋巴管生成涉及到淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移、粘附、細(xì)胞外基質(zhì)的相互影響。Hai-TaoDu等[19]的研究發(fā)現(xiàn)MMP-2和MMP-9的特異性阻斷劑SB-3T能抑制大鼠角膜縫線(xiàn)誘導(dǎo)的淋巴管形成，這表明MMPs能促進(jìn)角膜淋巴管形成。LonghuiHan等[20]研究發(fā)現(xiàn)多西環(huán)素能顯著抑制炎癥誘導(dǎo)的淋巴管生成，同時(shí)伴隨著VEGF-C信號(hào)通路顯著下調(diào)、巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)減少及炎癥因子表達(dá)減少、MMPs的活性被抑制，表明四環(huán)素類(lèi)藥物抑制眼表淋巴管形成的機(jī)制可能與抑制VEGF-C信號(hào)通路、巨噬細(xì)胞的功能及MMPs的活性有關(guān)。

4四環(huán)素類(lèi)藥物抑制鱗狀上皮化生

鱗狀上皮化生常發(fā)生于眼表慢性炎癥浸潤(rùn)期，是多種眼表炎癥性疾病包括干眼的顯著特征[21]。慢性炎癥易引起眼表上皮信號(hào)通路的激活從而導(dǎo)致鱗狀上皮化生。YehuiTan等[22]發(fā)現(xiàn)在空氣暴露培養(yǎng)的結(jié)膜組織炎癥和鱗狀上皮化生模型中β-catenin出現(xiàn)顯著核易位，以及P-β-catenin顯著下調(diào)，預(yù)示著Wnt信號(hào)通路在結(jié)膜炎癥性鱗狀上皮化生過(guò)程中被激活。鱗狀上皮化生也可能引起分泌淚液的細(xì)胞缺乏從而反過(guò)來(lái)加重炎癥反應(yīng)。異常分化是鱗狀上皮化生的重要特征，常常導(dǎo)致由非角化復(fù)層鱗狀上皮向非分泌型角化上皮的轉(zhuǎn)變。上皮特異性K10蛋白的出現(xiàn)、Pax6的低表達(dá)及柱狀細(xì)胞丟失都表明上皮細(xì)胞失去了其分泌功能并且已經(jīng)被鱗狀上皮細(xì)胞所替代[22, 23]。QiguoXiao等[24]通過(guò)在氣-液交界面培養(yǎng)人結(jié)膜組織8天以上建立體外結(jié)膜炎癥和鱗狀上皮化生模型研究米諾環(huán)素對(duì)炎癥和鱗狀上皮化生的影響。通過(guò)免疫印跡法檢測(cè)K10、MUC5AC及Pax6，發(fā)現(xiàn)K10低表達(dá)及Pax6良好表達(dá)，MUC5AC維持在低水平，IL-1β、TNF-α和MMP-9的表達(dá)降低，表明米諾環(huán)素能抑制IL-1β、TNF-α和MMP-9等炎癥因子的表達(dá)和鱗狀上皮化生。

5四環(huán)素類(lèi)藥物在眼表疾病中的臨床應(yīng)用及效果評(píng)價(jià)

目前四環(huán)素類(lèi)藥物在眼科主要用于治療蒸發(fā)過(guò)強(qiáng)型干眼、嚴(yán)重MGD及伴有酒渣鼻或繼發(fā)角結(jié)膜病變的患者，且取得了較好的效果，但是尚缺乏一級(jí)證據(jù)支持使用。Lee等[25]進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)、前瞻性試驗(yàn)評(píng)估米諾環(huán)素對(duì)60位有MGD的病人的影響。在本次實(shí)驗(yàn)中，研究者們對(duì)接受人工淚液或人工淚液聯(lián)合米諾環(huán)素(50mgbid)治療的患者評(píng)估其眼表疾病指數(shù)評(píng)分、淚膜破裂時(shí)間，Schirmer試驗(yàn)、角膜熒光染色、超聲生物顯微鏡檢查瞼緣和瞼板腺。口服米諾環(huán)素的患者所有測(cè)量指標(biāo)均比僅使用人工淚液的患者明顯改善。Zandian,M等[5]比較了局部使用阿奇霉素滴眼液和口服多西環(huán)素治療后部瞼緣炎的癥狀和體征改善情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)口服多西環(huán)素和局部使用阿奇霉素滴眼液對(duì)后部瞼緣炎在改善主觀(guān)癥狀上有相似的效果。然而，多西環(huán)素在改善客觀(guān)癥狀例如眼表熒光著色、瞼板腺開(kāi)口阻塞上比阿奇霉素更有效。口服多西環(huán)素或米諾環(huán)素已經(jīng)被英國(guó)眼科學(xué)家作為治療慢性MGD處方中的一部分，但是其推薦劑量目前還未達(dá)成一致意見(jiàn)，MichaelJ.Doughty[1]回顧性分析了多西環(huán)素和米諾環(huán)素治療MGD的效果極其在血液和組織中的藥物動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)這兩種抗生素在治療MGD時(shí)相對(duì)較低劑量(100mg的多西環(huán)素或者50mg的米諾環(huán)素)即可有效。未來(lái)在四環(huán)素類(lèi)藥物治療眼表疾病的合適劑量上還有待進(jìn)一步研究。

6問(wèn)題與展望

目前四環(huán)素類(lèi)藥物雖然在體外實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得了較好的效果，但是在臨床上的研究及應(yīng)用還比較局限。由于全身使用四環(huán)素藥物會(huì)產(chǎn)生皮膚病并發(fā)癥(包括光敏反應(yīng)和皮膚損傷)、胃腸道副作用(嘔吐、腹瀉、消化不良)、影響骨和牙齒生長(zhǎng)等不良反應(yīng)，為避免大劑量四環(huán)素類(lèi)藥物對(duì)人體產(chǎn)生的毒副作用，將其制作成合適濃度的滴眼液或眼膏可能更理想，但是由于四環(huán)素類(lèi)藥物呈酸性、水溶性及角膜穿透性不佳且見(jiàn)光易分解變質(zhì)，因此將其制成合適的眼用劑型還有待研究。