真菌性角膜炎的發(fā)病機(jī)制綜述

郭玉楠 魯靜（通訊作者）

（成都東區(qū)愛(ài)爾眼科醫(yī)院 四川 成都 610000）

真菌性角膜炎(Fungal keratitis，F(xiàn)K)是由致病真菌引起、致盲性極高的感染性角膜病，在發(fā)展中國(guó)家尤其如此[1]。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，植物性外傷是FK的主要致病因素，其中最常見(jiàn)的病原菌為鐮刀菌屬和曲霉菌屬[2]。近年我國(guó)FK有逐年上升的趨勢(shì)，并已成為我國(guó)角膜盲的首要病因[3]。由于臨床上抗真菌藥物種類(lèi)有限，為了更有效地防治FK，我們應(yīng)深入研究其發(fā)病機(jī)制，以期提高臨床診療水平。本文將對(duì)FK發(fā)病機(jī)制進(jìn)行綜述，以加強(qiáng)眼科醫(yī)師對(duì)FK發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)。不同真菌的致病機(jī)制及生物學(xué)特性不同，但當(dāng)真菌毒力因素和宿主防御因素間相互作用的動(dòng)態(tài)平衡被打破時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生。

1.易感因素

1.1 抗生素的使用

臨床工作中往往會(huì)經(jīng)驗(yàn)性地使用廣譜抗生素治療，從而增加了真菌的檢出率，并明顯延遲了角膜病灶的愈合。濫用抗生素會(huì)造成菌群失調(diào)，同時(shí)由于機(jī)體防御功能低下，極易引起真菌繼發(fā)感染。

1.2 糖皮質(zhì)激素的應(yīng)用

有學(xué)者研究表明，眼部糖皮質(zhì)激素的濫用與真菌感染密切相關(guān)。可能是由于糖皮質(zhì)激素的使用造成局部免疫功能減弱，也有可能是糖皮質(zhì)激素的使用增強(qiáng)了病原菌的侵襲因素所致。

1.3 接觸鏡的佩戴及眼外傷

長(zhǎng)期佩戴角膜接觸鏡，造成局部物理屏障損傷及眼表微環(huán)境破壞，局部衰變加速因子減少，補(bǔ)體反應(yīng)增強(qiáng)，從而引起眼部炎癥損傷性反應(yīng)。特別是受到植物性眼外傷時(shí)，角膜淺層物理?yè)p傷，導(dǎo)致基底膜暴露，促使真菌更易與基底膜上的ECM黏附。

2.真菌侵襲力因素

2.1 黏附力

致病真菌黏附于受傷后暴露的角膜上皮基底膜、膠原等成分是FK發(fā)生的首要條件。有學(xué)者對(duì)兔FK模型研究發(fā)現(xiàn)[4]，感染早期即存在真菌孢子與角膜上皮基底膜的黏附現(xiàn)象，隨時(shí)間延長(zhǎng)，黏附胞子數(shù)量增多，角膜上皮基底膜被破壞，臨床出現(xiàn)感染征象，兩者之間有明顯相關(guān)性。然而，目前尚未見(jiàn)FK中真菌黏附素方面的具體研究報(bào)道。至于真菌能夠產(chǎn)生何種黏附素及其在 FK發(fā)病中的地位，如何遏制它等問(wèn)題尚需進(jìn)一步研究。

2.2 直接侵襲力

致病真菌粘附于角膜上皮基底膜后，可在不依賴(lài)毒素和水解酶等的作用下，直接侵入角膜組織。真菌孢子和菌絲的生長(zhǎng)、延伸可直接造成角膜基質(zhì)膠原纖維排列紊亂，加重角膜混濁。有學(xué)者[5]發(fā)現(xiàn)部分鐮刀菌引起的FK，可侵入前房在瞳孔區(qū)形成晶狀體-虹膜-真菌復(fù)合網(wǎng)狀團(tuán)塊，局部給予那他霉素治療后，該團(tuán)塊仍持續(xù)進(jìn)展，最終造成需實(shí)施穿透性角膜移植手術(shù)治療的后果。目前，關(guān)于何種因素導(dǎo)致這種情況，其如何使 FK的病程復(fù)雜化及是否這種并發(fā)癥僅與鐮刀菌感染有關(guān)等均尚不明確。

2.3 酶類(lèi)

致病真菌分泌的特異性酶類(lèi)在FK發(fā)病過(guò)程中具有重要地位。真菌在感染宿主的過(guò)程中，分泌的磷脂酶可分解細(xì)胞膜的磷脂，利于菌絲穿透宿主細(xì)胞壁，與此同時(shí)，磷脂酶降解產(chǎn)物可激發(fā)宿主炎性反應(yīng)[6]。曽慶延等學(xué)者[7]對(duì)真菌性兔角膜炎模型研究發(fā)現(xiàn)，各菌種感染的角膜組織均有 MMP-9和MMP-2表達(dá)，MMP-9表達(dá)量與臨床感染嚴(yán)重程度和真菌孢子黏附數(shù)量呈正相關(guān)，認(rèn)為其可能主要來(lái)源于炎性細(xì)胞特別是潰瘍周?chē)难仔约?xì)胞。因此，治療FK同時(shí)聯(lián)合運(yùn)用MMP抑制劑能有效的抑制角膜基質(zhì)溶解。但是，由于局限于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究，迄今為止尚無(wú)確切證據(jù)來(lái)闡明真菌蛋白酶在FK發(fā)病中的作用。

2.4 毒素

真菌釋放的各種毒素都可能導(dǎo)致角膜的損傷，且真菌毒素的產(chǎn)生與真菌所處環(huán)境、真菌和宿主之間的相互調(diào)控均有關(guān)系。Naiker和Odhav等[8]對(duì)29例鐮刀菌性角膜炎患者中分離出的鐮刀菌屬產(chǎn)生毒素的能力和毒素作用進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)分離出的鐮刀菌中76%可產(chǎn)生念珠菌毒素、鐮孢菌酸或煙曲霉毒素B，并且這些毒素的濃度與細(xì)胞死亡情況呈正相關(guān)。但是上述研究均為體外實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)K患者究竟會(huì)分泌何種毒素及其在FK發(fā)病過(guò)程中起何種作用仍有待進(jìn)一步考證。

2.5 形態(tài)改變

部分真菌可通過(guò)形態(tài)發(fā)生學(xué)和表型改變以適應(yīng)不同微環(huán)境的生活和在感染宿主中存活[9]。鐮刀菌及曲霉菌感染角膜組織中通過(guò)電鏡檢查可見(jiàn)到菌絲套菌絲和菌絲壁增厚現(xiàn)象，這種形態(tài)改變?cè)鰪?qiáng)了菌體的自我保護(hù)能力，抵抗中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞吞噬消化作用的能力增強(qiáng)，特別易發(fā)生在應(yīng)用了糖皮質(zhì)激素削弱了防御機(jī)制的角膜中，這種現(xiàn)象增強(qiáng)了真菌在宿主體內(nèi)的生存能力[10]。此外，真菌的表型轉(zhuǎn)換、二態(tài)性也與真菌的侵襲力和毒力有關(guān)，但仍缺乏嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)研究闡明角膜致病真菌發(fā)病過(guò)程中的形態(tài)學(xué)改變，并且其對(duì)感染過(guò)程和治療方式的影響及如何阻止其發(fā)生等。

3.宿主防御因素

3.1 解剖屏障和非特異性防御機(jī)制

眼表長(zhǎng)期暴露于各種應(yīng)急狀態(tài)，其特殊的解剖屏障及多種防御機(jī)制有效地保護(hù)了眼表的完整性和維持角膜組織的透明狀態(tài)。正常結(jié)膜囊內(nèi)存在白色念珠菌、曲霉菌等多種共生菌，正常情況下不會(huì)致病，但當(dāng)眼表結(jié)構(gòu)或功能異常時(shí)，則會(huì)引起FK的發(fā)生，常見(jiàn)的危險(xiǎn)因素包括眼外傷尤其是植物性外傷、瞼內(nèi)或外翻、單純皰疹病毒性角膜炎以及角膜接觸鏡損傷等。此外，眼部分泌的某些化學(xué)性殺菌物質(zhì)和細(xì)菌裂解物質(zhì)，如溶菌酶和乳鐵蛋白，局部IgA抗體等均在維持眼表正常微環(huán)境中起著重要作用。

3.2 免疫因素

角膜的免疫防御能力主要包括調(diào)節(jié)角膜中B和T淋巴細(xì)胞活性的郎格罕細(xì)胞（dendritic cells，DC）和主要位于角膜基質(zhì)中的免疫球蛋白。有研究者[11]通過(guò)對(duì)167例FK標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)：在FK初期，多形核中性粒細(xì)胞通過(guò)吞噬真菌菌絲和產(chǎn)生自由基以阻止真菌感染，是宿主抵抗真菌早期階段主要免疫細(xì)胞。有研究發(fā)現(xiàn)部分FK患者對(duì)抗真菌治療反應(yīng)良好，但病程中部分突然出現(xiàn)病情惡化（排除了其他繼發(fā)感染），推測(cè)這種現(xiàn)象可能是死亡的真菌菌絲誘發(fā)的超敏反應(yīng)所致[12]。長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)角膜真菌感染后是否應(yīng)用皮質(zhì)激素一直是人們關(guān)注和爭(zhēng)論的問(wèn)題。Schreiber等[13]證明糖皮質(zhì)激素降低了眼部免疫機(jī)制，導(dǎo)致人類(lèi)對(duì)FK易感。他們發(fā)現(xiàn)白色念珠菌性兔角膜炎病程前三天運(yùn)用強(qiáng)的松治療會(huì)導(dǎo)致感染加重，但采用氟康唑治療9天后加用糖皮質(zhì)激素治療，在角膜混濁程度和新生血管生成方面有明顯減輕。但上述研究?jī)H為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，尚缺乏臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，對(duì)于FK患者，多數(shù)研究[3]仍主張慎用甚至禁用皮質(zhì)類(lèi)固醇激素治療。

3.3 Toll受體（Toll-like receptor，TLR）的作用

TLR是一類(lèi)廣泛存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的生物模式識(shí)別受體，通過(guò)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)鏈，引發(fā)一系列炎癥介質(zhì)的釋放，誘導(dǎo)炎性反應(yīng)和啟動(dòng)天然免疫；同時(shí)作為預(yù)警信號(hào)，向抗原遞呈細(xì)胞發(fā)出警報(bào)，從而啟動(dòng)后天免疫系統(tǒng)[14]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，曲霉菌感染的角膜上皮組織，蛋白水平的TLR2和TLR4受體有明顯表達(dá)，表明TLR和FK的發(fā)生有一定的關(guān)系。由此我們推測(cè)眼表上皮細(xì)胞相關(guān)黏膜免疫系統(tǒng)可能抑制了TLR介導(dǎo)的天然免疫反應(yīng)，從而阻止了TLR介導(dǎo)的對(duì)正常眼表菌群的炎癥反應(yīng)，而當(dāng)外界致病因素增強(qiáng)時(shí)，TLR則介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生。然而，在FK方面有關(guān)TLR的具體作用機(jī)制方面的報(bào)道仍比較缺乏，尚需更多的深入研究。

4.展望

綜上所述，F(xiàn)K的發(fā)生是真菌致病因素和宿主防御因素共同作用的結(jié)果。真菌粘附于角膜后，釋放毒素、酶類(lèi)等介導(dǎo)適應(yīng)性免疫反應(yīng)及炎癥反應(yīng)，產(chǎn)生各種細(xì)胞因子趨化炎癥細(xì)胞至角膜感染的發(fā)生。在FK發(fā)病機(jī)制中，致病真菌和宿主細(xì)胞產(chǎn)生趨化因子和細(xì)胞因子誘發(fā)炎性反應(yīng)是其發(fā)病機(jī)制中的核心環(huán)節(jié)，而TLR介導(dǎo)的先天和后天性免疫反應(yīng)則可能是宿主抵抗致病真菌的關(guān)鍵防御機(jī)制，兩者相輔相成，共同影響FK患者的病情轉(zhuǎn)歸及預(yù)后。深入研宄FK發(fā)病機(jī)理，探索真菌各種毒力因子作用機(jī)制、各種免疫炎癥反應(yīng)與FK病程的關(guān)系，以期為臨床診斷、治療工作帶來(lái)新的思路，尋求有效的新型治療靶點(diǎn)。