氧化應(yīng)激因素在干眼中的臨床研究△

徐曉瑋 朱佩文 邵毅

干眼是一種伴隨眼部不適、視力障礙和淚膜不穩(wěn)定的以淚膜滲透壓增加和眼表面炎癥為特征的多因素疾病[1]。流行病學(xué)研究表明，干眼的發(fā)病率隨年齡增長而增加[1-2]，可能與氧化應(yīng)激增加與炎癥通路激活有關(guān)[3]。環(huán)境因素也常常加重干眼的風(fēng)險，包括暴露于污染物(如PM2.5)[4]、紫外線輻射[5]和臭氧[6]等，長期使用含防腐劑的眼藥水治療某些疾病如青光眼也是危險因素之一[7]。本文將對氧化應(yīng)激因素對干眼的影響及其臨床治療進行綜述。

1干眼中氧化應(yīng)激的相關(guān)性

1.1干眼周期概念干眼周期描述了干眼的發(fā)病機制和干眼綜合征發(fā)展中涉及的因素[8]?；钚匝醴肿?reactive oxygen species，ROS)在干眼周期中起中心作用。各種上游因素如年齡、污染物、紫外線等可能會瞬間增加淚液和眼表的ROS負荷。當(dāng)ROS水平升高時，各種抗氧化蛋白/酶被上調(diào)，這可能產(chǎn)生負反饋從而提升應(yīng)激信號的程度或ROS的水平。未拮抗的ROS可直接損傷眼淚脂質(zhì)層等結(jié)構(gòu)以及眼表神經(jīng)的髓鞘，從而導(dǎo)致干眼的各種過程。因此，抗氧化防御對于保持ROS水平低于誘導(dǎo)過度應(yīng)激信號的水平至關(guān)重要。如果干眼治療可以針對ROS的水平進行，則可能不需要著重糾正或治療干眼周期的各個點，例如不穩(wěn)定性和杯狀細胞功能。相反，當(dāng)這些干眼病理過程中的一些癥狀被治療時，主要的治療效果可能是通過減少ROS實現(xiàn)的。此外，ROS水平可以通過毛細血管[9]甚至結(jié)膜細胞中測量[10]。這使得ROS可以成為治療進展的一個更合適的觀察目標，也是比角膜神經(jīng)病變更為合適的觀察因素，例如使用共聚焦顯微鏡等技術(shù)對干眼的神經(jīng)元損傷進行定量分析不夠穩(wěn)定或不能被常規(guī)使用。

1.2干眼的眼表炎癥干燥綜合征降低淚腺功能，減少淚液分泌，導(dǎo)致炎癥和ROS形成[8]。在干眼患者中，晚期脂質(zhì)過氧化標志物羥基壬烯酸(4-hydroxynonenal，HNE)和丙二醛(malondialdehyde，MDD)的表達與無干眼的類似患者相比，在淚膜和眼表中增加。氧化標志物的水平與各種臨床眼表面參數(shù)如淚膜破裂時間(break-up time，BUT)、Schirmer淚液值、淚液透明度、角膜上皮病變評分、角膜敏感性、結(jié)膜杯狀細胞密度和癥狀評分相關(guān)，并可反映干眼的嚴重程度[11]。干眼綜合征患者的結(jié)膜印跡細胞學(xué)檢查(conjunctival impression cytology，CIC)顯示抗氧化酶(過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶)減少，而減少的程度與干眼癥狀的嚴重程度相關(guān)[10]。另一項對干燥綜合征患者使用刷毛細胞學(xué)樣本進行的類似研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，結(jié)膜炎癥細胞密度和結(jié)膜上皮細胞染色陽性的己酰-賴氨酸和HNE的數(shù)量顯著升高[12]。這些研究表明干眼的眼表炎癥與氧化損傷的程度有關(guān)。

1.3干眼中的淚液蛋白質(zhì)組學(xué)淚液是眼表面上皮細胞的細胞外液，干眼患者淚液蛋白的種類和水平變化將會影響正常上皮的生理狀態(tài)。有研究發(fā)現(xiàn)，干燥綜合征患者的淚液中淚液蛋白(a-2-HS-糖蛋白、凝血因子Ⅱ、轉(zhuǎn)鐵蛋白、類twik蛋白Ⅰ和Ⅱ)和炎癥反應(yīng)(絲氨酸蛋白酶抑制劑、凝聚素、角蛋白1、C3和4A)明顯增多，而在非干燥綜合征的干眼患者則不明顯，在健康志愿者中更低[13]。使用同位素標記相對和絕對定量技術(shù)(isobaric tags for relative and absolute quantitation，iTRAQ)，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，干眼和MGD患者中α-烯醇化酶、α-1-酸性糖蛋白1、S100A8(鈣粒蛋白A)、S100A9(鈣粒蛋白B)、S100A4和S100A11(鈣依澤西林)蛋白質(zhì)水平上調(diào)，而催乳素誘導(dǎo)蛋白(prolactin inducible protein，PIP)、脂質(zhì)運載蛋白-1、乳鐵蛋白和溶菌酶下調(diào)[14]。有動物實驗顯示這些蛋白中有一些(如S100A8和乳鐵蛋白)與氧化應(yīng)激的調(diào)節(jié)有關(guān)。以乳鐵蛋白為例，其為一種鐵螯合劑，可緩解由鐵引起的氧化應(yīng)激[15-16]。這些蛋白質(zhì)組學(xué)研究支持干眼與氧化應(yīng)激之間存在聯(lián)系，并提示在人類干眼中遇到的炎癥也可能與氧化應(yīng)激有關(guān)。

2針對氧化應(yīng)激因素的干眼臨床研究

少數(shù)臨床試驗表明，抗氧化應(yīng)激可能是干眼的潛在治療方案。膳食補充劑、維生素、ω-3脂肪酸、運動等全身干預(yù)，有可能減少氧化應(yīng)激。然而，這些可能在除了淚腺和眼表以外的體內(nèi)其他地方具有抗氧化作用。幾乎所有緩解眼表面損傷、潤滑眼表和促進上皮愈合的治療均可以預(yù)防與炎癥相關(guān)的氧化應(yīng)激[17]。

2.1無防腐劑眼液的使用白內(nèi)障手術(shù)后干眼的發(fā)病率顯著增加[18]。干眼常發(fā)生在白內(nèi)障手術(shù)后，銳利的手術(shù)切口會損傷角膜神經(jīng)，導(dǎo)致角膜敏感性降低，從而反饋性減少淚液分泌[19]。術(shù)后使用的滴眼液中所含的防腐劑，如苯扎氯銨(benzalkonium chloride，BAK)可增加眼表面氧化應(yīng)激，并影響瞼板腺功能[20]，這說明手術(shù)應(yīng)激可誘導(dǎo)炎癥和ROS形成，手術(shù)誘導(dǎo)的炎癥也可產(chǎn)生ROS[8]。一項涉及80例中重度干眼患者的隨機平行病例對照研究比較了白內(nèi)障手術(shù)后無防腐劑透明質(zhì)酸鈉1 g·L-1和氟米龍1 g·L-1滴眼液的療效。2組患者(n=40)給藥時間相同，所有患者的BUT均<5 s，Schirmer Ⅰ檢查評分<10 mm/5 min，無麻醉和角膜點狀熒光素染色評分在任一只眼≥1?；颊呔邮芰送恍g(shù)者主刀的白內(nèi)障超聲乳化術(shù)和后房型人工晶狀體植入術(shù)，均無并發(fā)癥發(fā)生。經(jīng)過2個月的隨訪，無防腐劑眼藥水組的眼表疾病指數(shù)評分(ocular surface disease index，OSDI)、BUT、Schirmer Ⅰ評分、熒光素染色評分，印象細胞學(xué)檢查和杯狀細胞計數(shù)均更優(yōu)于另一組。另外，無防腐劑滴眼液組淚液中炎癥標志物(IL-1b和腫瘤壞死因子-α)和抗氧化劑(過氧化氫酶和超氧化物歧化酶2)水平均較含防腐劑眼藥水治療組低，因此可以認為干眼患者術(shù)后使用無防腐劑眼藥水可減少炎癥和ROS產(chǎn)生，從而獲得更好的手術(shù)效果[21]。另一項研究評估了預(yù)防性使用不含防腐劑的的眼液(含1.5 g·L-1透明質(zhì)酸和維生素B12)對氧化應(yīng)激和干眼癥狀的影響。這項前瞻性隨機干預(yù)研究招募了60例淚膜熒光素清除試驗評分超過3級的患者(5 min 時Schirmer Ⅰ試驗結(jié)果<10 mm，BUT<10 s，OSDI評分顯示輕至重度干眼，并且未曾進行治療)。所有患者均計劃行白內(nèi)障手術(shù)，隨機分為預(yù)防性用藥組和不預(yù)防性用藥組，同時有42名健康志愿者為對照組。預(yù)防性用藥組(n=31)患者術(shù)前1個月開始接受無防腐劑滴眼液治療(每日4次)，而不預(yù)防性用藥組(n=29)患者不進行預(yù)防用藥，對照組42名志愿者無干眼癥狀或體征。所有患者在進行白內(nèi)障手術(shù)前均行結(jié)膜活檢，結(jié)膜組織氧化應(yīng)激水平由脂質(zhì)過氧化物-膽固醇氧化試驗(lipoperoxide-cholesterol oxidizing test，LP-CHOLOX test)確定，LP-CHOLOX是一種用光度法測量脂質(zhì)過氧化物(一種氧化應(yīng)激的標記)水平的技術(shù)。經(jīng)過1個月治療后，預(yù)防性用藥組較非預(yù)防性用藥組氧化應(yīng)激水平、OSDI評分和熒光素清除試驗評分明顯降低，Schirmer Ⅰ試驗結(jié)果和BUT則顯著提高。該研究還顯示，非預(yù)防性用藥組患者結(jié)膜組織樣本中氧化應(yīng)激水平與對照組相比升高，預(yù)防性用藥組結(jié)膜組織樣本的氧化應(yīng)激水平與對照組相同。因此可以認為應(yīng)用不含防腐劑的眼液可減輕氧化應(yīng)激，緩解干眼癥狀[22]。

2.2碘離子電滲療法碘化物已被證明是體外和體內(nèi)的氧自由基清除劑[23]。離子電滲療法是將溶液中的離子或帶電分子施加到體表，并通過電流引入細胞和組織的一種療法。碘離子電滲療法可增加淚液的抗氧化能力，減輕ROS的作用，從而減輕干眼的癥狀[24]。在一項非隨機的干預(yù)性臨床試驗中，實驗者比較了在中重度干眼患者中碘離子電滲療法和單純應(yīng)用碘離子的有效性。該試驗采用碘離子電滲療法治療16例，無電流碘治療12例，療程為10 d。治療后2組患者的主觀癥狀均減輕，人工淚液使用頻率也減少。但是，碘離子電滲療法組BUT、熒光素和孟加拉紅染色的改善時間平均長達3個月，長于單純應(yīng)用碘離子組，由此可以認為碘離子電滲療法優(yōu)于單純使用碘離子[23]。

2.3其他蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)方法氧化應(yīng)激的概念在臨床實踐中有一定指導(dǎo)作用，可以用于干眼的治療，但傳統(tǒng)認為它們本質(zhì)上不具有抗炎作用。例如使用腸溶乳鐵蛋白，這種治療方法可以是預(yù)防性應(yīng)用，也可以是治療早期干眼，而干眼的傳統(tǒng)抗炎治療更常用于有明顯眼表損傷的患者。這種方法的一個應(yīng)用例子是使用涂有乳鐵蛋白的隱形眼鏡[25]，因為隱形眼鏡的使用是干眼的一個危險因素[26]，涂有乳鐵蛋白的隱形眼鏡可以降低隱形眼鏡引起干眼的風(fēng)險。對于嚴重干眼，推薦使用自體血清眼藥水，因為它們含有許多營養(yǎng)物質(zhì)和蛋白質(zhì)，可通過促進眼表面維持和愈合來改善眼表上皮細胞的細胞外基質(zhì)[27]。

3總結(jié)與展望

氧化應(yīng)激因素與干眼具有密不可分的聯(lián)系。近年來的臨床研究證明針對氧化應(yīng)激因素的干預(yù)方法是干眼的治療策略之一。雖然眼表面氧化應(yīng)激的研究仍處于起步階段，但是是很有前景的。未來需要研究評估氧化應(yīng)激環(huán)境觸發(fā)因素的作用，例如空氣污染、紫外線和吸煙等對干眼的作用。這些流行病學(xué)研究將用于高危職業(yè)的指導(dǎo)性預(yù)防治療。這一研究領(lǐng)域?qū)夏赆t(yī)學(xué)、整體健康以及環(huán)境科學(xué)產(chǎn)生巨大影響。