角膜新生血管與新生淋巴管對真菌性角膜潰瘍影響研究進(jìn)展

羅雅琪, 鐘興武,3, 何 宏, 聶 軻, 彭梓軒, 吳瞬亮

1.海南醫(yī)學(xué)院,海南 ?？?571199;2.海南省眼科醫(yī)院 海南省眼科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中山大學(xué)眼科中心海南眼科醫(yī)院,海南 ?？?570311;3.中山大學(xué)中山眼科中心 國家眼科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510060

角膜具有包裹、保護(hù)眼睛及折光作用,是重要的屈光介質(zhì)。角膜的位置結(jié)構(gòu)使其容易受到外界侵害,如異物入眼、植物性劃傷等,進(jìn)而接觸到外界病菌,使真菌乘機(jī)而入,引起角膜損傷或病變,對患者視力造成嚴(yán)重影響[1]。由于機(jī)體免疫力減弱及植物外傷等因素,角膜潰瘍發(fā)病率逐年升高。有研究報(bào)道,角膜防御力減弱時(shí),外源性或內(nèi)源性致病菌均可能誘發(fā)角膜組織感染,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成角膜潰瘍,其中以真菌性角膜潰瘍較為常見[2]。真菌性角膜潰瘍屬于感染性角膜病,具有較高的致盲率,該病缺乏特異性癥狀,各種抗真菌藥物療效并不理想,病情發(fā)展往往超出預(yù)期而致盲[3]。角膜新生血管、新生淋巴管均與真菌性角膜潰瘍存在密切關(guān)系[4]。本文就角膜新生血管與新生淋巴管對真菌性角膜潰瘍影響的研究進(jìn)展予以綜述。

1 真菌性角膜潰瘍的臨床特征與致病菌

外傷是真菌性角膜潰瘍的主要誘因,其他誘因包括佩戴接觸鏡及眼表免疫環(huán)境改變或菌群失調(diào)等,患者早期會(huì)出現(xiàn)患眼眼紅伴異物感,部分患者會(huì)伴隨眼瞼腫脹。真菌性角膜潰瘍可根據(jù)面積、菌絲浸潤深度將病情嚴(yán)重程度分為輕度、中度及重度[5]。輕度:病灶直徑<2.5 mm,浸潤表淺;中度:潰瘍病灶直徑2.5～3.5 mm,浸潤達(dá)基質(zhì)層,液平<3.0 mm;重度:病灶直徑>3.5 mm,浸潤達(dá)中深基質(zhì)層或已穿孔,可伴大量前房積膿,液平≥3.0 mm。我國真菌性角膜潰瘍患者多為從事體力勞動(dòng)人群,勞動(dòng)條件與衛(wèi)生環(huán)境相對其他職業(yè)人群較差,加之缺乏防護(hù),外傷后真菌性角膜潰瘍發(fā)生率大幅增加[6]。有研究報(bào)道,真菌性角膜潰瘍患者的職業(yè)多為農(nóng)民(約占比83%),發(fā)病年齡集中在51～60歲,病因以植物外傷為主[7]。龔雨婷等[8]采用真菌直接鏡檢進(jìn)行真菌性角膜潰瘍的致病菌檢測,培養(yǎng)結(jié)果顯示:致病菌中鐮刀菌屬占比最高(約47%),以茄病鐮刀菌、尖孢鐮刀菌為主;曲霉屬占比約25%,以黃曲霉菌、煙曲霉菌為主;鏈格孢菌占比約16%。鐮刀菌屬為常見的植物致病菌,多存在于土壤及植物的枝葉、動(dòng)物毛皮上,屬于條件致病霉,對角膜組織有較強(qiáng)的破壞性,同時(shí)可釋放毒素造成機(jī)械損傷。有研究報(bào)道,鐮刀菌屬除對那他霉素有一定敏感性外,對唑類、烯類等藥物均存在明顯耐藥性,因此,藥物治療無效、轉(zhuǎn)手術(shù)治療概率較高[9]。真菌性角膜潰瘍的主要致病菌為鐮刀菌屬、曲霉屬,且對兩性霉素B、那他霉素滴眼液等藥物具有較高的敏感性[10]。

2 真菌性角膜潰瘍中新生血管與新生淋巴管的形成機(jī)制分析

真菌性角膜潰瘍治療效果不理想時(shí),會(huì)引起視力下降,同時(shí)角膜周邊會(huì)出現(xiàn)炎癥浸潤,并附著大量壞死組織,部分患者伴黏稠前房積膿及角膜新生血管、新生淋巴管形成[11-12]。有研究報(bào)道,角膜的無血管特性依賴于機(jī)體對抗血管生成因子、血管抑素、內(nèi)皮抑素等的上調(diào)及對促血管生成因子、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factors,VEGF)、成纖維細(xì)胞生長因子(fibro-blast growth factor,FGF)的下調(diào)來維持微妙平衡[13]。真菌性角膜潰瘍的發(fā)生會(huì)打破角膜的無血管特性的平衡,使角膜緣血管網(wǎng)受到外傷或感染后逐漸形成新生毛細(xì)血管,并侵入角膜而形成角膜新生血管。角膜的無淋巴管特性與VEGF存在密切關(guān)系,且正常狀態(tài)下淋巴管環(huán)形圍繞角膜[14]。當(dāng)發(fā)生真菌性角膜潰瘍后,自我穩(wěn)態(tài)會(huì)被炎癥狀態(tài)打破,圍繞角膜的淋巴管延伸進(jìn)入角膜,促使新生淋巴管在角膜上皮層和基質(zhì)層形成[15]。真菌性角膜潰瘍的新生血管及淋巴管既參與角膜的炎癥反應(yīng),又參與感染及炎癥反應(yīng)后的組織修復(fù)[16]。病理狀態(tài)下如角膜感染時(shí),角膜新生血管與淋巴管形成后會(huì)向感染區(qū)域運(yùn)送抗炎因子與抗體,促進(jìn)或加重炎癥反應(yīng);同時(shí),其也能抑制炎癥細(xì)胞的滲透,為傷口愈合創(chuàng)造有利條件[17-18]。血管與淋巴管分別負(fù)責(zé)“傳出”與“傳入”免疫反應(yīng),角膜無血管和無淋巴管,免疫反應(yīng)的傳入與傳出因此被阻斷,呈現(xiàn)相對免疫赦免狀態(tài)[19-20]。

3 真菌性角膜潰瘍中角膜新生血管、新生淋巴管涉及的細(xì)胞、分子及信號通路

有研究報(bào)道,機(jī)體發(fā)生真菌感染后會(huì)激活大量的宿主免疫細(xì)胞活化,包括巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等,并在宿主免疫作用下被招募至炎性區(qū)域[21]。這一過程涉及較多的細(xì)胞、因子與信號通路,包括VEGF、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)、FGF-2、角膜細(xì)胞及核轉(zhuǎn)錄因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)、無翅基因/β連環(huán)蛋白(wingless-type/beta catenin,Wnt/β-catenin)、Notch等通路。

3.1 血管因子 正常狀態(tài)下,角膜中VEGF受體可與生理性VEGF結(jié)合,從而避免其誘發(fā)新生血管與新生淋巴管。真菌性角膜潰瘍發(fā)生后會(huì)上調(diào)VEGF表達(dá),使浸潤中性粒細(xì)胞、角膜上皮細(xì)胞中VEGF釋放增加;MMP-2、MMP-7、MMP-9等對VEGF受體蛋白均有一定中和作用,可促進(jìn)其降解從而減弱VEGF受體的作用,有利于解除VEGF受到的抑制作用,破壞VEGF與其受體間的平衡,造成角膜新生血管與新生淋巴管生成。角膜中的真菌感染被清除后,已經(jīng)被激活的免疫反應(yīng)不會(huì)立即停止,而是會(huì)繼續(xù)浸潤并持續(xù)分泌更多的FGF-2,促進(jìn)角膜新生血管與淋巴管形成。通過有效手段中和FGF-2并下調(diào)FGF-2水平會(huì)抑制角膜新生血管與新生淋巴管,下調(diào)白細(xì)胞介素6、VEGF等促血管生成因子,改善視敏度[22]。有研究報(bào)道,大量巨噬細(xì)胞被招募到炎性區(qū)域并分泌大量的VEGF-C、VEGF-D會(huì)激活及啟動(dòng)淋巴管形成,影響VEGF受體3的表達(dá),并調(diào)節(jié)細(xì)胞外信號,促進(jìn)激酶磷酸化,為新生血管及淋巴管創(chuàng)造有利條件[23]。另有研究報(bào)道,通過角膜縫線法可誘導(dǎo)大鼠形成炎性淋巴管,其中,VEGF-A在炎性淋巴管的形成中發(fā)揮重要作用,可趨化巨噬細(xì)胞至角膜并分泌VEGF-C與VEGF-D,進(jìn)而誘導(dǎo)新生淋巴管生成[24]。

3.2 角膜細(xì)胞 角膜細(xì)胞通過分泌血管因子調(diào)控角膜新生血管與新生淋巴管形成,其中,上皮細(xì)胞分泌VEGF-A等,基質(zhì)細(xì)胞分泌轉(zhuǎn)化生長因子β和MMP-13等,且真菌性角膜潰瘍發(fā)生后角膜細(xì)胞會(huì)分化為成纖維細(xì)胞,分泌多種MMPs而調(diào)節(jié)角膜新生血管與新生淋巴管,但關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子尚不確定[25]。有研究報(bào)道,角膜上皮細(xì)胞產(chǎn)生的MMP-9、MMP-2等可能為真菌性角膜潰瘍發(fā)生后角膜新生血管與新生淋巴管形成的重要潛在蛋白[26]。

3.3 血管因子調(diào)控通路 新生血管與淋巴管形成過程中涉及的信號通路以NF-κB、Wnt/β-catenin、Notch等為主。NF-κB可通過對各種相關(guān)靶基因的調(diào)節(jié),上調(diào)VEGF與MMP,進(jìn)而促進(jìn)角膜新生血管與新生淋巴管,是角膜新生血管與新生淋巴管形成的關(guān)鍵通路。有研究表明,NF-κB可上調(diào)白細(xì)胞介素8、趨化因子配體5、CC類趨化因子配體2等促角膜新生血管與新生淋巴管的靶基因,進(jìn)而促進(jìn)新生血管形成與新生淋巴管[27]。Wnt/β-catenin通路主要通過調(diào)控下游靶基因?qū)MPs表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié),進(jìn)而調(diào)控角膜新生血管形成與新生淋巴管,其中所涉及的下游靶基因包括VEGF、腫瘤壞死因子α、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6等,并以低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6的調(diào)控作用最為顯著。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,局部持續(xù)使用絲氨酸蛋白酶抑制劑可有效抑制角膜的新生血管與淋巴管生成,這一抑制作用主要與絲氨酸蛋白酶抑制劑結(jié)合低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6的能力有關(guān)[28]。Notch是一個(gè)與細(xì)胞增殖相關(guān)的通路,主要通過對配體D114表達(dá)的影響調(diào)控角膜血管與淋巴管生成。有研究報(bào)道,VEGF可調(diào)控Notch/D114通路,通過對D114的抑制負(fù)反饋上調(diào)VEGF-A,并促進(jìn)角膜新生血管與新生淋巴管形成;Notch可通過對MMP-9、MMP-14的影響調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài),進(jìn)而參與角膜細(xì)胞增殖和分化,實(shí)現(xiàn)對新生血管與淋巴管的調(diào)控作用[29]。

4 小結(jié)

新生血管與新生淋巴管形成對真菌性角膜潰瘍患者既有積極作用,也有消極作用。新生血管與新生淋巴管形成過程中所涉及的信號通路主要包括NF-κB、Wnt/β-catenin、Notch等。其中,NF-κB通路主要調(diào)控VEGF、MMPs、白細(xì)胞介素、趨化因子配體等細(xì)胞因子;Wnt/β-catenin通路主要調(diào)控MMPs、VEGF、腫瘤壞死因子α、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6等;Notch主要調(diào)控MMPs、VEGF等細(xì)胞因子。