577nm微脈沖激光治療糖尿病性黃斑水腫的研究進(jìn)展

王瑞英，張秀萍，尹 璐，帥天姣，馬鴻洋，付美巖，石金羽，樸天華

(1.牡丹江醫(yī)學(xué)院；2.牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬紅旗醫(yī)院，黑龍江 牡丹江 157011)

糖尿病性黃斑水腫(DME)病理生理發(fā)生機(jī)制主要是內(nèi)屏障破壞，其發(fā)病機(jī)制主要是由于starling機(jī)制失衡導(dǎo)致的血-視網(wǎng)膜屏障遭到破壞，在慢性黃斑水腫中，神經(jīng)視網(wǎng)膜損傷和神經(jīng)膠質(zhì)反應(yīng)導(dǎo)致感光層的破壞和退化。即使在黃斑水腫消退后，黃斑局部缺血和視網(wǎng)膜內(nèi)層組織紊亂仍持續(xù)存在，進(jìn)一步阻礙了慢性黃斑水腫患者的視網(wǎng)膜功能正常，加重視力喪失。

1 糖尿病黃斑水腫的發(fā)病機(jī)制

DME的病因和發(fā)病機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜，且多因素。DME的病理生理發(fā)生機(jī)制主要是內(nèi)屏障破壞，其發(fā)病機(jī)制主要是由于starling機(jī)制失衡導(dǎo)致的血-視網(wǎng)膜屏障遭到破壞，視網(wǎng)膜血管內(nèi)大分子物質(zhì)從中移出，視網(wǎng)膜組織間液膠體滲透壓上升，液體從血管溢出，然后導(dǎo)致細(xì)胞外水腫[2]。糖尿病引起的高血糖狀態(tài)導(dǎo)致多種病理異常，高血糖激活細(xì)胞內(nèi)的有害代謝途徑，包括氨基己糖和多元醇通路，激活蛋白激酶C，并導(dǎo)致增加蛋白質(zhì)的糖基化，形成高級(jí)糖基化終產(chǎn)物和自由基的形成。這些途徑的激活會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)紊亂，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，蛋白酶降解和線粒體功能障礙[3]。糖基化終產(chǎn)物的積累導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)的變化，細(xì)胞外基質(zhì)的改變導(dǎo)致血管網(wǎng)變硬，順應(yīng)性降低，氧化應(yīng)激增加導(dǎo)致血管周細(xì)胞死亡。血管內(nèi)皮細(xì)胞同樣丟失，緊密連接蛋白的完整性和功能受損和改變[4]。血-視網(wǎng)膜屏障的維持通過(guò)調(diào)節(jié)液體和蛋白質(zhì)從血管空間進(jìn)入視網(wǎng)膜的通道，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)液體平衡，導(dǎo)致視網(wǎng)膜毛細(xì)血管網(wǎng)的高滲透性和視網(wǎng)膜內(nèi)屏障的破裂，導(dǎo)致液體、電解質(zhì)和有時(shí)更大的大分子外滲到細(xì)胞外，表現(xiàn)為糖尿病性黃斑水腫[5-6]。由高血糖引起的初始生化異常的另一個(gè)影響是由毛細(xì)血管阻塞引起的視網(wǎng)膜缺氧。由于炎癥標(biāo)志物，如炎癥細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)，在內(nèi)皮表面產(chǎn)生和表達(dá)，白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞之間發(fā)生白細(xì)胞黏附聚集，導(dǎo)致毛細(xì)血管阻塞。隨著毛細(xì)血管阻塞引起的視網(wǎng)膜缺氧增加，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF家族包括VEGFA、VEGFB、VEGFC、VEGFD和PLGF)的表達(dá)增加，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)可以增加血管通透性和造成視網(wǎng)膜血管屏障的破壞，導(dǎo)致黃斑水腫。這已被證明是糖尿病視網(wǎng)膜病變和黃斑水腫發(fā)病機(jī)制中最重要的因素之一。與非糖尿病患者相比，玻璃體血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的升高高達(dá)10倍，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子已成為治療視網(wǎng)膜病變的重要靶點(diǎn)[4]。在糖尿病視網(wǎng)膜病變和黃斑水腫的發(fā)病機(jī)制中起重要作用還有炎癥介質(zhì)和炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，特別是在疾病的慢性階段。糖尿病中氧化應(yīng)激增加、活性氧種類和高級(jí)糖基化終產(chǎn)物誘導(dǎo)炎癥的表達(dá)[7-8]。Tory細(xì)胞因子(如IL-6、IL-8、IL-1β和TNF-α)、趨化因子(如CCl2、CCl5、CXCL8、CXCL10及CXCL12)和粘附分子(ICAM-1、VCAM-1)，它們反過(guò)來(lái)激活和直接遷移白細(xì)胞，導(dǎo)致白細(xì)胞血液瘀滯。除了上述毛細(xì)血管關(guān)閉和隨后的視網(wǎng)膜缺氧外，這些炎癥介質(zhì)還通過(guò)凋亡的生化途徑直接誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞死亡，以及在白細(xì)胞血液瘀滯期間發(fā)生白細(xì)胞誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞死亡。這些途徑最終導(dǎo)致視網(wǎng)膜毛細(xì)血管床退化，導(dǎo)致血視網(wǎng)膜屏障破裂和黃斑水腫。在慢性難治性黃斑水腫中，炎癥分子的作用更為重要[9-10]。隨著活性氧和其他氧化應(yīng)激源的積累，當(dāng)這些介質(zhì)的細(xì)胞毒性作用導(dǎo)致產(chǎn)生額外活性氧時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)自持循環(huán)[5]。糖尿病性黃斑水腫導(dǎo)致視網(wǎng)膜的增厚以及正常網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)的破壞，視網(wǎng)膜增厚引起視網(wǎng)膜透明度和折射率的變化[11]。在疾病的早期，這種視網(wǎng)膜增厚通過(guò)對(duì)光經(jīng)過(guò)視網(wǎng)膜到達(dá)感光器的路徑施加物理效應(yīng)來(lái)降低視覺(jué)功能。

2 577nm微脈沖激光的特性

近十年來(lái)，隨著對(duì)微脈沖激光的不斷研究，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于某些視網(wǎng)膜疾病，如黃斑水腫。然而，對(duì)閾下微脈沖模式下激光作用的確切機(jī)制尚不完全了解。微脈沖激光是一系列短促高頻的重復(fù)脈沖激光，激光一次曝光過(guò)程中包含了一系列微小可重復(fù)的“開—關(guān)(ON-OFF)”脈沖，目前臨床中常用的微脈沖激光參數(shù)：儀器：法國(guó)光太公司 Supra 577 Y 眼底激光儀，參數(shù)設(shè)置：調(diào)至微脈沖模式，激光波長(zhǎng) ：577nm，占空比：5%(開0.1ms，關(guān)1.9ms),光斑直徑：100μm,光斑間距 ：0倍，曝光時(shí)間：200ms。光斑測(cè)試點(diǎn)的位置常選擇視網(wǎng)膜后極部視盤鼻側(cè)1DD部位(這個(gè)位置的網(wǎng)膜與黃斑區(qū)有著類似的色素分布而且疼痛少,并且避開了水腫的區(qū)域)。微脈沖模式下觀察光斑，顯現(xiàn)I級(jí)光斑的時(shí)候能量減半，進(jìn)行網(wǎng)膜微脈沖激光光凝。微脈沖激光的能量和傳統(tǒng)激光相比，低至其10%～25%，且持續(xù)產(chǎn)生的光熱效應(yīng)僅局限于RPE層，能夠保護(hù)視網(wǎng)膜感覺(jué)神經(jīng)層組織。

3 微脈沖激光在DME中的應(yīng)用

577nm微脈沖激光主要是通過(guò)減少激光的曝光時(shí)間，減少熱影響的區(qū)域半徑，才能減少視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮層及脈絡(luò)膜受損區(qū)域，我們知道一個(gè)RPE細(xì)胞的直徑大約為10μm，而一個(gè)100μs的脈沖激光時(shí)間內(nèi)在視網(wǎng)膜組織中的傳播距離約為10μm，因此只[12]有通過(guò)減少曝光時(shí)間小于100μs，使激光產(chǎn)生的熱效應(yīng)僅局限于RPE細(xì)胞層，才能限制激光對(duì)視網(wǎng)膜橫向和縱向的熱損傷，并且對(duì)鄰近組織的間接性損傷達(dá)到最小化，才可以將激光的作用僅局限于RPE水平[13]。閾下微脈沖激光通過(guò)調(diào)整激光的曝光方式和曝光時(shí)間，激光能量能選擇性作用于RPE層，每個(gè)脈沖激光能量可以將細(xì)胞的溫度提高到能夠?qū)е乱粋€(gè)非常小和不顯著的蛋白質(zhì)變性的水平，多個(gè)重復(fù)的激光脈沖將片斷累及網(wǎng)膜細(xì)胞，其損害速度快于生物修復(fù)速度，使損傷被限制在亞細(xì)胞分子結(jié)構(gòu)上，在激光發(fā)揮作用的同時(shí)，RPE層僅僅受到亞致命性損害，并且熱能還不會(huì)傳導(dǎo)至周圍視網(wǎng)膜組織，使其在治療黃斑水腫方面比傳統(tǒng)激光更加安全。然而，其確切的作用機(jī)制尚不清楚，可能是激光刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞的修復(fù)，產(chǎn)生更具活力和新的RPE細(xì)胞，修復(fù)內(nèi)部屏障，增強(qiáng)RPE的轉(zhuǎn)運(yùn)功能，從而減少視網(wǎng)膜水腫[14]。Mainsler等[15]人認(rèn)為閾下微脈沖激光治療黃斑水腫的機(jī)制包括下調(diào)VEGF、PEDF的表達(dá)，導(dǎo)致了視網(wǎng)膜蛋白濃度下降，這可能會(huì)使血管通透性降低；另一個(gè)是上調(diào)了HSP70(熱休克蛋白70)，它可以控制細(xì)胞死亡方式的選擇，可增強(qiáng)組織對(duì)損害耐受程度的增高，以及對(duì)神經(jīng)纖維層起著一定的保護(hù)調(diào)節(jié)作用；激光作用于RPE細(xì)胞層，可能改變某些特性和功能，釋放拮抗VEGF作用的因子[16]，進(jìn)而減少毛細(xì)血管的通透性，或著刺激新的RPE細(xì)胞再生[17]。網(wǎng)膜可以通過(guò)激光瘢痕增加脈絡(luò)膜的氧氣流量，光凝可減少代謝需求，并增加對(duì)剩余組織的氧氣供應(yīng)，微脈沖激光還可以改善DME中的視網(wǎng)膜灌注。Vujosevic等人報(bào)道稱，微脈沖激光可以導(dǎo)致深部毛細(xì)血管叢(DCP)水平的中央凹無(wú)血管區(qū)(FAZ)面積減少，同時(shí)導(dǎo)致表淺毛細(xì)血管叢(SCP)和DCP中的微動(dòng)脈瘤數(shù)量和囊腫面積減少[18]。減少DME的同時(shí)不會(huì)對(duì)底層感光層造成結(jié)構(gòu)損傷[19]。這種治療方法既安全又便宜，與傳統(tǒng)的激光光凝法相反，577nm微脈沖激光的波長(zhǎng)在視網(wǎng)膜組織上主要被視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)、脈絡(luò)膜黑色素和血液吸收。此外，黃波長(zhǎng)不被黃斑色素類胡蘿卜素吸收，這使得它們?cè)邳S斑區(qū)治療更安全，甚至可以覆蓋黃斑中心凹而無(wú)損傷性治療[20]，且同一部位可多次進(jìn)行激光。

4 展望

微脈沖激光治療糖尿病性黃斑水腫證明是有效的方法，且價(jià)格低廉，對(duì)視網(wǎng)膜損害小，在降低視網(wǎng)膜水腫的同時(shí)可以提高患者視力，值得在臨床上廣泛使用。而且眾所周知，玻璃體腔注射抗VEGF藥物是治療糖尿病性黃斑水腫患者的金標(biāo)準(zhǔn)、一線治療方法。臨床上抗VEGF聯(lián)合視網(wǎng)膜激光光凝治療增殖期糖尿病視網(wǎng)膜病變已經(jīng)成為

臨床廣泛應(yīng)用的治療方法，目前臨床上已經(jīng)將微脈沖激光聯(lián)合抗VEGF治療DME ，但其臨床療效與單純使用抗VEGF 治療DME 是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異及減少抗VEGF 主要次數(shù)減少患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)還需要進(jìn)一步的研究，需要更多的臨床數(shù)據(jù)支持這一治療方案，為DME 治療提供更多的治療方法。