鞏膜交聯(lián)在病理性近視和青光眼治療中的應(yīng)用進(jìn)展

蔡紫妍 綜述 劉可 段宣初 審校

1中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院眼科，長(zhǎng)沙 410000；2長(zhǎng)沙愛(ài)爾眼科醫(yī)院 中南大學(xué)愛(ài)爾眼科學(xué)院，長(zhǎng)沙 410000

近視是常見(jiàn)的眼部疾病之一，它影響世界上約22%的人口，亞洲人群近視發(fā)病率較高[1-2]。高度近視(等效球鏡度≥-6.00 D)會(huì)引起眼部結(jié)構(gòu)的病理變化，并可能引起多種并發(fā)癥，如青光眼、后鞏膜葡萄腫、視網(wǎng)膜脫離等。病理性近視主要由眼軸的異常增長(zhǎng)引起，其中鞏膜生物力學(xué)減弱是病理性近視的重要特征之一。近年來(lái)，通過(guò)加固后鞏膜提高鞏膜硬度來(lái)防止眼軸增長(zhǎng)成為治療病理性近視的一個(gè)重要方法，臨床上使用的治療方法包括聚合凝膠注射和后鞏膜加固術(shù)等，以防止眼球過(guò)度伸展。這些手術(shù)在阻止近視發(fā)展方面取得了一定的成功，但其均為高度侵入性手術(shù)，并且后鞏膜加固術(shù)中，人工植入的異體鞏膜會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而退化，失去加固鞏膜的作用[3-4]。通過(guò)鞏膜交聯(lián)來(lái)直接加強(qiáng)鞏膜硬度的治療方法也在研究中，目前主要的鞏膜交聯(lián)方式包括核黃素加紫外線A光照射交聯(lián)法和化學(xué)交聯(lián)劑交聯(lián)法。此外，近年來(lái)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及體外實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，鞏膜的生物力學(xué)特性對(duì)高眼壓下篩板的變形程度、視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(retinal ganglion cell，RGC)受損程度具有重要影響，因此，關(guān)于鞏膜交聯(lián)法是否在治療青光眼、減少RGC損傷方面有一定的作用也成為新的研究熱點(diǎn)。本文就鞏膜交聯(lián)在青光眼、近視治療中的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、體外研究進(jìn)展以及存在的爭(zhēng)議進(jìn)行綜述，并分析鞏膜交聯(lián)治療未來(lái)的發(fā)展方向。

1 鞏膜的膠原纖維組成和排列

鞏膜約占人眼球外殼的85%，是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜且富有彈性的結(jié)締組織，其主要作用包括維持眼球形態(tài)穩(wěn)定，為眼內(nèi)部易受損的結(jié)構(gòu)，如視網(wǎng)膜、視盤(pán)等提供穩(wěn)定的環(huán)境和保護(hù)，同時(shí)其不透明性可防止視軸外光傳輸影響視網(wǎng)膜成像[5]。與其他結(jié)締組織類(lèi)似，鞏膜主要由富含蛋白多糖和糖蛋白的水合基質(zhì)及膠原纖維支架構(gòu)成，其中Ⅰ型膠原約占總膠原的95%[6]。膠原纖維成束狀平行排列形成薄層或薄片狀覆蓋在眼球表面，單束膠原纖維的直徑為25～230 nm，不同于膠原原纖維直徑相對(duì)均勻的角膜或篩板，鞏膜的膠原原纖維直徑在外鞏膜、中鞏膜和內(nèi)鞏膜之間有梯度遞減[5,7-8]。Jan等[9]使用偏振光顯微鏡觀察綿羊眼的后鞏膜，發(fā)現(xiàn)了交織形成籃式編織圖案、沿著管道方向放射狀和圍繞管道環(huán)狀排列的3種膠原排列方式。其中，視盤(pán)周?chē)柲ぶ械哪z原主要為環(huán)狀排列，有研究認(rèn)為這種排列方式可以限制眼壓引起的鞏膜管擴(kuò)張[10-11]。關(guān)于籃式編織結(jié)構(gòu)，有模型表明在膠原數(shù)量相同的情況下，具有籃式編織結(jié)構(gòu)的鞏膜硬度是無(wú)該結(jié)構(gòu)鞏膜的2倍[5]。

2 鞏膜生物學(xué)特性對(duì)近視、青光眼發(fā)生和發(fā)展的影響

通常情況下，近視多發(fā)生在學(xué)齡兒童中并且可發(fā)展至約20歲，后鞏膜的伸長(zhǎng)是青少年近視的主要特征[5]。隨著近視的不斷進(jìn)展，眼部結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生變化，具體表現(xiàn)為眼軸伸長(zhǎng)，同時(shí)伴有鞏膜組織退變，鞏膜變薄和鞏膜膠原纖維基質(zhì)的弱化[12]。多項(xiàng)針對(duì)人類(lèi)近視、實(shí)驗(yàn)性動(dòng)物近視的研究均發(fā)現(xiàn)了近視中鞏膜結(jié)構(gòu)和組成的變化，如透明質(zhì)酸和硫酸化糖胺聚糖水平降低、酶降解水平的上調(diào)、Ⅰ型膠原合成的下調(diào)和聚集蛋白聚糖的下調(diào)等。這種改變引起了鞏膜膠原變細(xì)、鞏膜變薄和生物力學(xué)特性改變[5]。Lin等[13]在透鏡誘導(dǎo)的近視兔模型中觀察到鞏膜膠原原纖維直徑顯著變小。在人眼中，鞏膜隨著眼軸長(zhǎng)度的增加而顯著變薄[14]，在部分嚴(yán)重的高度近視中，有報(bào)道稱鞏膜厚度僅約為正常鞏膜厚度的31%[5]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)近視模型中鞏膜蠕變?cè)黾樱鹧圯S增長(zhǎng)，近視發(fā)展。這些研究結(jié)果表明，鞏膜重塑和隨之而來(lái)的生物力學(xué)性質(zhì)的改變是近視發(fā)展的主要特征。

青光眼的視力喪失是由于RGC軸突不可逆轉(zhuǎn)的丟失所致，作用于視盤(pán)軸突、細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)的生物力學(xué)因素參與了這一過(guò)程[15]。篩板和視盤(pán)周?chē)柲す餐瑯?gòu)成視盤(pán)的結(jié)締組織，這是青光眼力學(xué)作用的重要區(qū)域，也是軸突損傷首先發(fā)生的位置[5,15]。從機(jī)械的角度來(lái)看，視盤(pán)本質(zhì)上是一個(gè)“薄弱點(diǎn)”，因?yàn)樵谟山庆柲ば纬赏暾难矍驓ぶ校且粋€(gè)結(jié)構(gòu)不連續(xù)的點(diǎn)。眼壓通過(guò)2種方式作用于篩板，一是眼壓和眼球后神經(jīng)組織之間的跨層壓力差，二是通過(guò)視盤(pán)周?chē)柲鲗?dǎo)的環(huán)向應(yīng)力[7]。這2種應(yīng)力結(jié)合起來(lái)產(chǎn)生形變，導(dǎo)致視盤(pán)神經(jīng)膠質(zhì)和結(jié)締組織的改變以及RGC軸突的損傷[16]。生物力學(xué)模型表明，鞏膜的力學(xué)行為顯著影響了篩板的應(yīng)力和形變，并且可能是青光眼RGC軸突損傷的關(guān)鍵機(jī)械驅(qū)動(dòng)因素[17]。影響視盤(pán)生物力學(xué)的5個(gè)重要因素依次被確定為鞏膜硬度、眼球體積、眼壓、篩板硬度和鞏膜厚度[5]。Sigal等[18]研究發(fā)現(xiàn)，篩板應(yīng)變程度對(duì)鞏膜硬度較篩板硬度更敏感。在鞏膜較柔軟、順應(yīng)性好的情況下，眼壓升高引起的鞏膜變形較大，應(yīng)力傳遞到鞏膜管，導(dǎo)致較大的鞏膜管擴(kuò)張，拉動(dòng)篩板繃緊。相反，硬度較大的鞏膜在眼壓的作用下變形很小，引起較小的鞏膜管和篩板變形，但篩板也可能因此而向后彎曲[5,19]。在大多數(shù)高眼壓眼中可觀察到篩板的部分區(qū)域變薄和鞏膜管擴(kuò)張[20]。篩板和視盤(pán)的變形影響從其中穿過(guò)的RGC軸突、星形膠質(zhì)細(xì)胞、血管和結(jié)締組織。壓力升高引起RGC的順向和逆向軸漿流中斷、毛細(xì)血管營(yíng)養(yǎng)功能障礙和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的異常激活，并引起RGC的凋亡，最終導(dǎo)致青光眼的發(fā)生[7,21-22]。與實(shí)驗(yàn)性青光眼小鼠、猴一樣，具有顯著RGC損傷的人類(lèi)青光眼供體的鞏膜明顯較健康眼的鞏膜硬，但是無(wú)視野損害的青光眼供體眼與有視野損害供體眼的鞏膜硬度相差不大[23]。關(guān)于這個(gè)結(jié)果，存在2種完全相反的觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為柔軟的鞏膜增加了青光眼的易感性，青光眼中鞏膜的變硬是一種代償和保護(hù)作用；另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為鞏膜的硬化是青光眼的易感因素，并且會(huì)隨著疾病的發(fā)展而變得更加僵硬[7]。

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有高度近視的人往往更容易患原發(fā)性開(kāi)角型青光眼[7]。首先，近視患眼的鞏膜由于上文所述的結(jié)構(gòu)和組成的變化，導(dǎo)致鞏膜膠原變細(xì)，生物力學(xué)特性改變，使得鞏膜，尤其是后鞏膜變薄，在高眼壓作用下更容易產(chǎn)生形變而導(dǎo)致鞏膜管擴(kuò)張[5]。其次，由于高度近視鞏膜結(jié)構(gòu)改變，硬度降低，近視患者所測(cè)得的眼壓往往要低于實(shí)際值[24]。此外，有研究表明高度近視病理改變可導(dǎo)致跨篩板壓力梯度的增加，跨篩板壓力梯度的變化可能是青光眼視神經(jīng)損害的一個(gè)危險(xiǎn)因素[25]，而升高的眼壓可進(jìn)一步引起眼球擴(kuò)大和眼軸增長(zhǎng)。近年來(lái)有文獻(xiàn)報(bào)道，某些青光眼和高度近視患者的病理改變存在相似之處，包括篩板變薄、視盤(pán)周?chē)柲ぷ儽?、視盤(pán)旁萎縮等[25]。因此，青光眼和近視之間具有相互促進(jìn)的關(guān)系，并且強(qiáng)化鞏膜，改善鞏膜的生物力學(xué)特性，減少眼軸增長(zhǎng)和鞏膜形變?cè)谥委熯@2種疾病方面可能是通用的。

3 鞏膜交聯(lián)在青光眼和近視治療中的應(yīng)用

膠原交聯(lián)是指通過(guò)誘導(dǎo)膠原纖維之間形成共價(jià)鍵，提高膠原交聯(lián)的密度，增加膠原纖維的直徑，降低膠原被降解位點(diǎn)的可及性。通過(guò)交聯(lián)，鞏膜對(duì)蛋白水解酶的耐受性提高，硬度增大，生物力學(xué)特性得到改善，這在防止近視眼鞏膜重塑和生物力學(xué)減弱的進(jìn)程中具有決定性作用，可以防止眼軸的病理性增長(zhǎng)，阻止近視的發(fā)生和發(fā)展[26]。此外，硬化的鞏膜可以減輕高眼壓下篩板的變形以及視神經(jīng)損傷，從而對(duì)視神經(jīng)起到保護(hù)作用[7,15,20]。

目前，鞏膜交聯(lián)主要有物理交聯(lián)法和化學(xué)交聯(lián)法2種方法。物理交聯(lián)法常用的是紫外線A聯(lián)合核黃素照射法。核黃素作為光敏劑在波長(zhǎng)370 nm的紫外線A作用下產(chǎn)生Ⅱ型光化學(xué)反應(yīng)，激發(fā)為三線態(tài)而產(chǎn)生活性氧簇，然后活性氧簇再與各種分子發(fā)生相互作用誘導(dǎo)鞏膜膠原交聯(lián)，提高了鞏膜膠原纖維的生物力學(xué)強(qiáng)度，防止鞏膜進(jìn)一步擴(kuò)張[27]。此外，還有研究表明，紫外線A聯(lián)合核黃素照射后，鞏膜硬度能夠提高，但是由于這種交聯(lián)方法需要使鞏膜暴露在紫外線下，而紫外線A能夠穿過(guò)鞏膜，因此有可能對(duì)視網(wǎng)膜產(chǎn)生不利影響[28]。研究發(fā)現(xiàn)，用波長(zhǎng)370 nm的紫外線A以4.2 mW/cm2的強(qiáng)度照射兔鞏膜30 min后，光感受器和視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞可出現(xiàn)明顯損傷[29]?；瘜W(xué)交聯(lián)法常用的化學(xué)交聯(lián)劑包括核糖、甘油醛、戊二醛和京尼平等，其反應(yīng)機(jī)制是使鞏膜膠原纖維發(fā)生非酶促糖化反應(yīng)，又稱美拉德反應(yīng)[8,15,28]，是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)或核酸等大分子在沒(méi)有酶參與的條件下，與葡萄糖或其他還原單糖自發(fā)反應(yīng)所生成的穩(wěn)定共價(jià)加成物[30]。在該反應(yīng)中，交聯(lián)劑(還原糖類(lèi))中的游離羰基與氨基酸反應(yīng)縮合成席夫堿，隨后席夫堿發(fā)生阿馬道里重排，形成相對(duì)穩(wěn)定的Amadori產(chǎn)物。Amadori產(chǎn)物再經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，最終生成晚期糖基化終產(chǎn)物(advanced glycation end-products，AGEs)[31]。AGEs與相鄰蛋白上游離的氨基以共價(jià)鍵結(jié)合，形成AGEs交聯(lián)結(jié)構(gòu)，由此產(chǎn)生的共價(jià)膠原交聯(lián)增強(qiáng)了組織的硬度和抗酶降解能力[8]。Krasselt等[32]研究表明，物理交聯(lián)法和化學(xué)交聯(lián)法均能有效增強(qiáng)兔鞏膜組織對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶1降解的抵抗力。這2種交聯(lián)方法均已在體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到應(yīng)用，并取得一定的療效，但到目前為止，尚未見(jiàn)到相關(guān)人體試驗(yàn)的研究報(bào)道。

3.1 物理交聯(lián)法

Dotan等[33]在測(cè)量13日齡的新西蘭白兔眼軸長(zhǎng)度后將其瞼緣縫合，通過(guò)形覺(jué)剝奪構(gòu)建近視模型，隨后將右眼鞏膜分成4個(gè)象限，每個(gè)象限設(shè)置2個(gè)面積為0.2 cm2的照射區(qū)域，分別位于赤道部和鞏膜后部，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%無(wú)葡聚糖的核黃素-5-磷酸鹽滴加到照射區(qū)域20 s，使用57 mW/cm2(總紫外線A光劑量為57 J/cm2)波長(zhǎng)為370 nm的紫外線A垂直照射，并在200 s的照射時(shí)間內(nèi)每20 s重復(fù)滴加藥物，在第55天去除瞼緣縫合，然后重復(fù)測(cè)量眼軸長(zhǎng)度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后54 d，進(jìn)行瞼緣縫合+鞏膜交聯(lián)的交聯(lián)眼較對(duì)側(cè)空白對(duì)照眼的眼軸長(zhǎng)度增長(zhǎng)量變小，而僅接受了瞼緣縫合術(shù)的非交聯(lián)眼較對(duì)側(cè)空白對(duì)照眼的眼軸長(zhǎng)度明顯增加，并且瞼緣縫合+鞏膜交聯(lián)眼較僅接受瞼緣縫合術(shù)者眼軸長(zhǎng)度明顯縮短。該實(shí)驗(yàn)表明，核黃素和紫外線A照射誘導(dǎo)的鞏膜交聯(lián)可有效防止兔模型中形覺(jué)剝奪誘導(dǎo)的眼軸長(zhǎng)度增長(zhǎng)。但是，該研究?jī)H測(cè)量了實(shí)驗(yàn)前后眼軸的長(zhǎng)度變化，而未檢測(cè)屈光度或鞏膜生物結(jié)構(gòu)和生物力學(xué)特性的改變。Liu等[3]在豚鼠中的實(shí)驗(yàn)也得到了類(lèi)似的結(jié)果。Rong等[34]采用了一種特殊的交聯(lián)方法，該研究中未采用德國(guó)德累斯頓開(kāi)發(fā)的初代膠原交聯(lián)方案(365 nm，3 mW/cm2，30 min)，而是采用已經(jīng)被證實(shí)有效的加速交聯(lián)法(370 nm，10 mW/cm2，9 min)[35]，同時(shí)輔以離子電滲療法增加藥物的跨鞏膜滲透性，在不良反應(yīng)較小的情況下運(yùn)送高濃度的藥物，并將這種方案應(yīng)用于形覺(jué)剝奪近視新西蘭白兔模型，對(duì)實(shí)驗(yàn)眼赤道部直徑約9 mm的區(qū)域進(jìn)行鞏膜交聯(lián)，分別于術(shù)后1 d、10 d、1個(gè)月和3個(gè)月進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。該研究結(jié)果顯示，術(shù)后1個(gè)月采用離子電滲輔助加速鞏膜核黃素/紫外線A交聯(lián)(iontophoresis-assisted accelerated riboflavin/ultraviolet A scleral cross-linking，i-ASXL)治療的實(shí)驗(yàn)眼眼軸長(zhǎng)度明顯短于未進(jìn)行i-ASXL治療的近視模型眼，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但3個(gè)月時(shí)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。術(shù)后1 d、10 d、1個(gè)月和3個(gè)月，實(shí)驗(yàn)眼鞏膜的極限應(yīng)力、楊氏模量和生理?xiàng)钍夏Ａ烤@著高于近視模型眼。電子顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，術(shù)后1 d和3個(gè)月實(shí)驗(yàn)眼的鞏膜膠原纖維直徑大于僅接受形覺(jué)剝奪的非交聯(lián)眼，實(shí)驗(yàn)眼和空白對(duì)照眼中還發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞代謝活躍，產(chǎn)生大量膠原；而僅接受形覺(jué)剝奪的非交聯(lián)眼則相反，在其中發(fā)現(xiàn)了一定數(shù)量的靜息成纖維細(xì)胞。此外，術(shù)后10 d和1個(gè)月，實(shí)驗(yàn)眼的I型膠原A1和A2基因的相對(duì)表達(dá)水平均顯著高于僅接受形覺(jué)剝奪的非交聯(lián)眼，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但術(shù)后3個(gè)月時(shí)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以上結(jié)果表明，i-ASXL治療可有效改善鞏膜的生物力學(xué)特性和抗變形能力，控制其擴(kuò)張，限制眼軸的病理性增長(zhǎng)，并且影響膠原代謝。該研究通過(guò)蘇木精-伊紅染色和TUNEL檢測(cè)證明，4個(gè)時(shí)間點(diǎn)實(shí)驗(yàn)眼的鞏膜、脈絡(luò)膜和視網(wǎng)膜均未見(jiàn)明顯結(jié)構(gòu)變化或退行性改變；除早期鞏膜外層有凋亡陽(yáng)性信號(hào)外，在脈絡(luò)膜、視網(wǎng)膜均未見(jiàn)明顯凋亡信號(hào)，表明這種改良的交聯(lián)法未對(duì)眼部組織造成明顯損傷。

3.2 化學(xué)交聯(lián)法

關(guān)于化學(xué)交聯(lián)法，近年來(lái)也有多個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了研究。Lin等[8]構(gòu)建了離焦性近視兔眼模型，采用0.5 mol/L甘油醛0.15 ml進(jìn)行Tenon囊下注射來(lái)實(shí)現(xiàn)交聯(lián)效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)交聯(lián)組的眼軸長(zhǎng)度明顯短于非交聯(lián)組，平均極限應(yīng)力和楊氏模量較非交聯(lián)組和空白對(duì)照組均顯著提高。此外，在交聯(lián)組的鞏膜基質(zhì)中還觀察到了直徑大于240 nm的膠原纖維，而這種大的膠原纖維在另外2個(gè)組的鞏膜基質(zhì)中均未被發(fā)現(xiàn)。這表明使用甘油醛進(jìn)行鞏膜交聯(lián)可以有效阻斷離焦性近視眼模型中兔眼的軸向伸長(zhǎng)，并且改善鞏膜的生物力學(xué)性能。此外，光學(xué)顯微鏡檢查結(jié)果顯示，在視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜中均未觀察到組織學(xué)損傷，表明這種交聯(lián)方法是安全、可靠的。Kim等[28]未采用戊二醛，而是采用核糖、蔗糖和糖原對(duì)新西蘭白兔進(jìn)行Tenon囊下注射，結(jié)果表明相同濃度下，拉曼光譜顯示核糖處理組的膠原交聯(lián)最強(qiáng)，蔗糖其次，糖原最低；原子力顯微鏡(atomic force microscope，AFM)的觀察結(jié)果與之類(lèi)似，對(duì)照組的AFM圖像表現(xiàn)為典型的正常鞏膜，表面具有規(guī)則的、平行排列的膠原原纖維。0.4 mol/L糖原和0.4 mol/L蔗糖處理的鞏膜組織出現(xiàn)了膠原纖維的不規(guī)則排列，但膠原纖維直徑與對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。0.4 mol/L核糖交聯(lián)組的鞏膜可見(jiàn)膠原纖維的明顯不規(guī)則平行排列和纖維纏結(jié)，并且膠原纖維直徑增加了30%。Wang等[36]使用京尼平在豚鼠鞏膜中誘導(dǎo)交聯(lián)，也得到了相似的結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)膠原直徑增加了約20%。以上結(jié)果表明，非酶促糖化鞏膜交聯(lián)法改變了鞏膜的組織結(jié)構(gòu)，提高了鞏膜的生物力學(xué)剛性。糖基化鞏膜交聯(lián)可能是抑制高度近視進(jìn)展一種很有前途的方法。在核糖中交聯(lián)效果尤為明顯，這種差異被認(rèn)為與糖的還原性有關(guān)。在非酶促糖化反應(yīng)中，作為還原糖的核糖具有游離羰基，可以與蛋白質(zhì)的氨基反應(yīng)，而蔗糖和糖原是非還原性碳水化合物，必須先水解才能進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。El Hamdaoui等[37]研究發(fā)現(xiàn)，京尼平可以劑量依賴性地降低樹(shù)鼩近視模型中眼屈光度和眼軸增長(zhǎng)，并能夠引起角膜和晶狀體的增厚以及前房變淺。但是以上實(shí)驗(yàn)也存在一定的不足，Kim等[28]所用的拉曼光譜不能直接測(cè)量鞏膜的硬度，也未通過(guò)組織學(xué)分析來(lái)評(píng)價(jià)視網(wǎng)膜和結(jié)膜是否受損；此外，以上實(shí)驗(yàn)用于分析的鞏膜組織均為T(mén)enon囊下注射部位的鞏膜組織，而不是直接影響眼球軸向伸長(zhǎng)的后鞏膜組織。趙亞芳等[38]的研究也表明，京尼平鞏膜交聯(lián)可以增強(qiáng)鞏膜的生物力學(xué)強(qiáng)度，抑制兔眼形覺(jué)剝奪誘導(dǎo)的近視形成。但是京尼平鞏膜交聯(lián)不具備特異性，可能對(duì)鞏膜周?chē)慕钅?、肌肉組織，甚至視神經(jīng)造成影響，因此其安全性有待進(jìn)一步研究完善。

除了在近視方面有治療作用外，近年來(lái)也有不少關(guān)于鞏膜交聯(lián)在青光眼防治方面的研究。Coudrillier等[15]通過(guò)實(shí)驗(yàn)評(píng)估了視盤(pán)周?chē)柲そ宦?lián)對(duì)篩板變形的影響，該研究將浸有體積分?jǐn)?shù)1.25%戊二醛的環(huán)形海綿置于豬眼的視盤(pán)周?chē)柲け砻? min，然后通過(guò)數(shù)字圖像和數(shù)字體積相關(guān)技術(shù)測(cè)定不同眼壓作用下鞏膜和篩板的變形程度，結(jié)果顯示經(jīng)過(guò)戊二醛處理后的鞏膜在不同眼壓作用下的應(yīng)變均較對(duì)照組明顯降低，并且在較低壓力下降低程度更大。同時(shí)，隨著鞏膜的硬化，篩板的變形程度也明顯降低，在15 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)壓力的作用下，鞏膜相對(duì)硬度平均提高37%，對(duì)應(yīng)篩板變形度平均降低47%，該研究認(rèn)為視盤(pán)周?chē)柲び不瘯?huì)降低篩板內(nèi)的生物力學(xué)應(yīng)變，但其是否能在青光眼中起到保護(hù)作用仍有待進(jìn)一步的研究證實(shí)。

4 鞏膜交聯(lián)治療法存在的問(wèn)題和思考

目前，角膜交聯(lián)法已被應(yīng)用于臨床以治療圓錐角膜和角膜擴(kuò)張[39-40]，然而鞏膜交聯(lián)法仍然停留在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和體外實(shí)驗(yàn)階段。盡管多項(xiàng)研究證明鞏膜交聯(lián)法在預(yù)防近視發(fā)展方面有效，但這種治療方法到目前為止仍存在許多問(wèn)題。

首先，對(duì)于紫外線A聯(lián)合核黃素照射交聯(lián)法，如何將后鞏膜暴露在紫外線下的同時(shí)避免眼球其他部位和視神經(jīng)受到散射紫外線的照射損傷是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。同時(shí)，由于紫外線可以穿過(guò)鞏膜，視網(wǎng)膜及其他眼內(nèi)組織可能會(huì)受到紫外線導(dǎo)致的細(xì)胞毒性影響[41]。盡管有多個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，核黃素、紫外線A鞏膜交聯(lián)法未對(duì)猴的視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜等組織以及眼部的各項(xiàng)生物學(xué)參數(shù)造成明顯影響[42-43]，但是這些實(shí)驗(yàn)均局限于近期研究，未進(jìn)行遠(yuǎn)期觀察。Wollensak等[29]研究發(fā)現(xiàn)，采用波長(zhǎng)370 nm的紫外線A以4.2 mW/cm2強(qiáng)度照射兔鞏膜30 min后，光感受器和視網(wǎng)膜色素上皮層出現(xiàn)明顯損傷。而Rong等[34]采用波長(zhǎng)370 nm紫外線A以10 mW/cm2強(qiáng)度照射9 min，并輔以離子電滲療法，結(jié)果未見(jiàn)明顯的視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜損傷。這表明紫外線A聯(lián)合核黃素照射交聯(lián)的方案可能影響眼部組織的受損程度，而如何設(shè)置一個(gè)合理的照射方案使得治療有效的同時(shí)將不良反應(yīng)減到最小仍有待進(jìn)一步研究。Rong等[34]的實(shí)驗(yàn)還證實(shí)了紫外線A聯(lián)合核黃素照射影響了膠原的代謝和相關(guān)基因的表達(dá)，這種改變?cè)谶h(yuǎn)期是否會(huì)引起眼部的損傷目前仍不清楚。

其次，對(duì)于化學(xué)交聯(lián)劑交聯(lián)法，目前的研究尚未發(fā)現(xiàn)脈絡(luò)膜和視網(wǎng)膜在治療后受到明顯影響，但是這些觀察均局限在短期內(nèi)，而鞏膜硬化對(duì)眼內(nèi)部組織的影響可能是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。此外，不能忽視的是，美拉德反應(yīng)引起的鞏膜交聯(lián)會(huì)導(dǎo)致AGEs的形成，這可能是青光眼發(fā)病的危險(xiǎn)因素之一[44-45]。吳元等[46]開(kāi)展的體外實(shí)驗(yàn)還表明，全眼球交聯(lián)法和鞏膜條帶交聯(lián)法對(duì)豬鞏膜化學(xué)交聯(lián)后的力學(xué)效果存在影響，鞏膜條帶交聯(lián)法的效果優(yōu)于全眼球交聯(lián)法，因此，不同的交聯(lián)方法也對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在影響。

盡管許多實(shí)驗(yàn)表明鞏膜交聯(lián)對(duì)近視和青光眼可能有治療作用，但同時(shí)也有些實(shí)驗(yàn)得到了不同或者完全相反的結(jié)果。Chu等[47]采用形覺(jué)剝奪的方法建立了近視豚鼠模型，并使用甘油醛對(duì)鞏膜進(jìn)行交聯(lián)處理，結(jié)果表明盡管交聯(lián)后鞏膜條帶的極限應(yīng)力和楊氏模量較對(duì)照組均明顯增加，但并未延緩近視的發(fā)展，這可能與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的不同有關(guān)。因此，在動(dòng)物中得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否能夠成功地復(fù)制在人體上仍不清楚。與Coudrillier等[15]認(rèn)為增加鞏膜硬度可能是青光眼一種潛在的治療方式這一結(jié)論相反，Kimball等[16]研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)性鞏膜交聯(lián)增加了青光眼小鼠模型中的RGC損傷。Kimball等[16]選用一種對(duì)軸突損傷敏感性更高的CD1小鼠，在1周內(nèi)結(jié)膜下注射0.5 mol/L甘油醛3次進(jìn)行鞏膜交聯(lián)，并在交聯(lián)后1周通過(guò)前房微珠注射誘導(dǎo)高眼壓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甘油醛治療降低了鞏膜通透性，引起鞏膜硬度的增加和應(yīng)變的減少，同時(shí)甘油醛交聯(lián)組小鼠在微珠注射誘導(dǎo)的高眼壓中RGC損失較未交聯(lián)小鼠明顯增加。有趣的是，在實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)的高眼壓中具有膠原8A2突變小鼠(Aca23)的RGC未受損傷[48]，這種小鼠由于基因突變，鞏膜較野生型小鼠更硬，在上述甘油醛處理的CD1小鼠中也是如此，但是在Aca23小鼠和甘油醛處理的CD1小鼠中所引起的RGC軸突損傷卻完全不同。這提示我們，不僅是鞏膜的基礎(chǔ)硬度，鞏膜對(duì)眼壓升高的反應(yīng)可能也會(huì)影響眼球?qū)ρ蹓荷叩拿舾行?。此外，Clayson等[49]研究發(fā)現(xiàn)，在眼球內(nèi)容物體積發(fā)生相同的微小變化時(shí)，角鞏膜硬度的增加會(huì)導(dǎo)致眼壓變化的峰值明顯增大。眼內(nèi)容物體積變化是眼壓波動(dòng)的基礎(chǔ)，而包裹眼球的角鞏膜的機(jī)械性質(zhì)與眼壓波動(dòng)的特征相關(guān)?？梢院侠淼赝茰y(cè)，在相同的體積變化下，角鞏膜順應(yīng)性較好的眼球可能比鞏膜較硬眼球的眼壓波動(dòng)小。而眼壓波動(dòng)被認(rèn)為是除高眼壓之外一個(gè)額外的青光眼危險(xiǎn)因素，較大的眼壓波動(dòng)可能與較差的預(yù)后相關(guān)[50]。這些結(jié)果提示我們可能要慎重權(quán)衡鞏膜交聯(lián)在青光眼治療方面帶來(lái)的正面和負(fù)面影響。

5 展望

鞏膜交聯(lián)作為一種新的治療方法，其優(yōu)點(diǎn)主要包括無(wú)需手術(shù)、創(chuàng)傷小、不良反應(yīng)輕微、治療效果明顯等。但也存在許多需要解決的問(wèn)題，包括對(duì)視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜組織的長(zhǎng)期影響尚未知，如何將交聯(lián)局限在需要進(jìn)行治療的區(qū)域而盡可能減少對(duì)其他組織的影響，以及鞏膜交聯(lián)對(duì)青光眼治療存在正面和負(fù)面的雙重作用等。目前已有一些改良的交聯(lián)方案，如Rong等[34]采用的離子電滲藥物導(dǎo)入輔助核黃素、紫外線A鞏膜交聯(lián)法，以及Coudrillier等[15]提出的在使用鞏膜交聯(lián)法治療青光眼時(shí)只對(duì)視盤(pán)周?chē)柲ざ侨柲みM(jìn)行交聯(lián)并采用濃度較低的交聯(lián)劑。但是，鞏膜交聯(lián)治療法的安全性和有效性仍有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。此外，目前的實(shí)驗(yàn)均局限在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或者體外實(shí)驗(yàn)，并且不同種類(lèi)的動(dòng)物中得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也不盡相同[8,28-29,42-43,47]，而這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否能夠成功地復(fù)制到人體目前尚未知。許多實(shí)驗(yàn)中使用的交聯(lián)劑，如戊二醛，盡管有非常好的交聯(lián)效果，但是由于生物相容性的問(wèn)題無(wú)法在體內(nèi)使用[15]。因此，我們還需要尋找一種交聯(lián)效果好且可以在體內(nèi)使用的交聯(lián)劑。鞏膜交聯(lián)是一種極具潛力的治療病理性近視和青光眼及保護(hù)視神經(jīng)的方法，在這個(gè)方向上，仍然有很大的研究空間。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突