后發(fā)性白內(nèi)障藥物和基因治療的研究現(xiàn)狀

胡亞茹，陳 悅，王劍鋒

(蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院眼科，安徽 蚌埠 233004)

后發(fā)性白內(nèi)障(posterior capsular opacification，PCO)，主要是指白內(nèi)障囊外摘除+人工晶體植入術(shù)后，未能完全吸收的晶狀體皮質(zhì)出現(xiàn)增殖、遷移、纖維化，造成后囊膜繼發(fā)性混濁、瞳孔周邊出現(xiàn)半透明的膜，其臨床癥狀主要表現(xiàn)為視力下降、對(duì)比敏感度降低、屈光改變、色覺改變等[1-2]，嚴(yán)重影響患者的身體健康和生活質(zhì)量。然而，目前關(guān)于PCO的有效臨床防治方法的研究較少，很多新型的治療方法和材料還處于動(dòng)物試驗(yàn)階段，暫未投入到臨床治療中，探究其在研究和應(yīng)用過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)與不足為尋找更有效的PCO綜合防治方法提供理論依據(jù)。

1 Nd∶YAG激光手術(shù)治療

YAG激光是指波長(zhǎng)為1 064 nm的激光，具有較強(qiáng)的穿透力,能夠穿過(guò)厚度為8 mm的物質(zhì)[3]，其組織熱效應(yīng)較低，對(duì)于周圍組織不會(huì)產(chǎn)生明顯的熱損傷現(xiàn)象。YAG激光的電離效應(yīng)使靶組織內(nèi)形成等離子體，而爆破時(shí)的沖擊波破壞靶組織，使其發(fā)生汽化、裂解等，從而實(shí)現(xiàn)切割的目的[4]。手術(shù)具體操作時(shí)一般選取視軸光學(xué)區(qū)后囊膜較薄位置作為脈沖起點(diǎn)，待調(diào)整完善后離焦，有效避免了人工晶狀體(IOL)損傷，手術(shù)安全性較高，屬于較為高效的PCO治療手段[5]。

目前臨床中針對(duì)非散瞳不使用激光接觸鏡直接激光治療和散瞳后使用激光接觸鏡進(jìn)行治療這兩種治療方法的療效存在一定爭(zhēng)議。這兩種方法的治療效果雖相當(dāng)[6]，但前者手術(shù)時(shí)間較短，激光照射能量較低，患者視力恢復(fù)較快，眼壓快速升高的情況較少，且并發(fā)癥發(fā)生率較低，安全性更好。近年來(lái)，不少研究表明植入IOL的材料和設(shè)計(jì)對(duì)術(shù)后PCO的嚴(yán)重程度及機(jī)體對(duì)IOL的異物反應(yīng)強(qiáng)度存在一定的影響。比如，丙烯酸酯IOL表面可結(jié)合細(xì)胞外基質(zhì)蛋白組分，這些蛋白可結(jié)合到晶狀體和晶狀體囊上，導(dǎo)致兩者之間牢固粘附，從而減少LECs遷移。另有研究表明[7]，與圓形晶狀體相比，視覺邊緣銳利的晶狀體發(fā)生PCO的可能性較低，主要是由于其鋒利的邊緣為晶狀體向晶狀體囊的遷移提供了機(jī)械屏障。

隨著臨床手術(shù)方式的改良和新型IOL的應(yīng)用，PCO的發(fā)病率較早前有所下降，但遠(yuǎn)期效果仍不理想。由于激光手術(shù)后可能會(huì)有囊膜碎片進(jìn)入前房阻塞了部分小梁網(wǎng)及鄰近的管內(nèi)側(cè)壁；還可能由于激光震蕩波刺激患者睫狀體上皮，促進(jìn)房水的分泌及前列腺素等炎性介質(zhì)的釋放，從而破壞血-房水屏障，玻璃體前移，進(jìn)而出現(xiàn)一過(guò)性眼壓升高的表現(xiàn)。

除此之外，Nd∶YAG激光后囊膜切開術(shù)后還可能會(huì)伴隨其他并發(fā)癥，如IOL損傷、黃斑囊樣水腫和視網(wǎng)膜脫離等。但只要注意正確選擇手術(shù)適應(yīng)證、合理設(shè)定激光參數(shù)，就可有效預(yù)防和減少術(shù)后各類并發(fā)癥的出現(xiàn)，促進(jìn)患者預(yù)后。綜上所述，Nd∶YAG激光后囊膜切開術(shù)治療PCO患者雖效果較好，但并發(fā)癥也較多。

2 藥物治療

通過(guò)藥物預(yù)防PCO雖暫時(shí)還未廣泛應(yīng)用于臨床，但近年來(lái)關(guān)于藥物防治PCO的研究逐漸增加，研究?jī)?nèi)容主要集中在使用藥物除去或破壞殘留的LECs、抑制LECs增殖和纖維化上，取得了新進(jìn)展。常用藥物類型主要包括：天然植物類藥物、抗炎類藥物、抗代謝類藥物、免疫抑制藥物、去整合素類藥物以及一些免疫毒素、細(xì)胞毒素等，不同的化學(xué)藥劑干擾不同的PCO病變過(guò)程，具有自身獨(dú)特的作用機(jī)制。

天然植物類藥物毒副作用小、抗炎性能強(qiáng)，可有效抑制細(xì)胞增殖，使用天然植物類藥物治療PCO已成為臨床研究的熱點(diǎn)之一，具有非常光明的發(fā)展前景。目前，應(yīng)用于PCO的天然植物類藥物主要包括姜黃素、苦參堿、原青花素、五沒(méi)食子?；咸烟恰邹继J醇等。相關(guān)研究資料指出[8-10]，這些天然植物類藥物能通過(guò)多種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的相互作用來(lái)抑制LECs的增殖。然而，并非所有的天然植物類藥物都可對(duì)PCO產(chǎn)生影響，如葡萄籽提取物、葉黃素和魚油等，可能與LECs對(duì)活性氧濃度的依賴性有關(guān)，這些抗氧化類的天然藥物所造成的活性氧濃度過(guò)低或過(guò)高的環(huán)境均無(wú)法改變細(xì)胞生物學(xué)行為。

患者接受白內(nèi)障摘除術(shù)后，通常會(huì)損傷自身血-房水屏障，房水中前列腺素E2和細(xì)胞因子水平顯著上升，進(jìn)而促進(jìn)LECs的增殖和遷移；LECs的增殖又反過(guò)來(lái)刺激前列腺素E2和其他細(xì)胞因子的釋放，進(jìn)一步加重患者后囊膜混濁程度?？寡最愃幬锊粌H能阻斷花生四烯酸轉(zhuǎn)化、抑制環(huán)氧化酶活性、減少前列腺素的合成，還能有效促進(jìn)血-房水屏障恢復(fù)。其中，曲安奈德(triamcinolone acetonide,TA)是一種極其有效的皮質(zhì)類固醇類抗炎藥，已被用于治療多種眼部慢性炎癥。有研究表明[11]，白內(nèi)障手術(shù)過(guò)程中向患者前房注射TA，可減輕術(shù)后炎癥反應(yīng)、減少纖維蛋白的形成、抑制LECs纖維化，從而降低PCO發(fā)生率，有利于術(shù)后視力恢復(fù)，提高白內(nèi)障手術(shù)療效。非甾體類抗炎藥(雙氯芬酸鈉等)和糖皮質(zhì)激素類藥物抑制炎癥反應(yīng)的環(huán)節(jié)不同，兩者聯(lián)合使用能有效提高PCO的臨床治療效果。

相關(guān)研究證實(shí)[12]，抗代謝類藥物(5-氟尿嘧啶、柔紅霉素、絲裂霉素C、甲氨蝶呤、環(huán)孢素a、吉西他濱等)可抑制殘留LECs的增殖和纖維化、誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡、抑制細(xì)胞膠原蛋白產(chǎn)生；在減少對(duì)眼內(nèi)其他組織損傷的同時(shí)阻止后囊膜纖維化，防治PCO效果顯著，很有臨床應(yīng)用前景。

組織纖溶酶原激活劑(tPA)、肝素等藥物可抑制纖維素生成、抑制纖維蛋白滲出和眼內(nèi)纖維膜形成，從而抑制LECs纖維化，是臨床防治PCO的常用藥物。在白內(nèi)障摘除術(shù)中若向患者后房?jī)?nèi)置入肝素緩釋系統(tǒng)，在一段時(shí)間內(nèi)保持較為穩(wěn)定的肝素濃度，可有效降低PCO發(fā)生率，明顯減少不良反應(yīng)。另有研究證實(shí)[13]，當(dāng)免疫抑制藥(環(huán)孢霉素A和雷帕霉素等)和去整合素類藥物在動(dòng)物體內(nèi)達(dá)到一定濃度時(shí)，能明顯抑制LECs增殖、轉(zhuǎn)化，進(jìn)而抑制后囊混濁，在眼科中的應(yīng)用也逐漸廣泛。除上述藥物外，免疫毒素及細(xì)胞毒素(咖啡酸苯乙酯、聚賴氯酸等)也可用于PCO防治，但其具體作用機(jī)制尚不清楚，有待進(jìn)一步探究。還有很多可能具有PCO防治作用的藥物仍處于實(shí)驗(yàn)階段，加之部分藥物可能會(huì)損傷眼內(nèi)組織，阻礙了其進(jìn)入臨床應(yīng)用階段。

3 納米材料

納米材料尺寸在1～1 000 nm之間，但一般小于100 nm，可由各種各樣的有機(jī)或無(wú)機(jī)來(lái)源的材料可逆或不可逆地形成。納米材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)主要包括球、纖維、膠囊、管、樹狀聚合物、膠束及顆粒等。其中，鑒于在醫(yī)學(xué)中納米顆粒存在的分散相不同，又分為水凝膠、乳液和懸浮液等。納米材料由于尺寸小、易制備、可降解、靶向性強(qiáng)以及對(duì)生物組織刺激作用小等特點(diǎn)，在包括眼科在內(nèi)的許多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域地位越來(lái)越重要。目前，將納米材料應(yīng)用于PCO防治的研究不多，其防治方法也不同。

納米材料本身也可靶向LECs，從而預(yù)防PCO。將多肽納米纖維基凝膠應(yīng)用于豬眼模型LECs后,發(fā)現(xiàn)α-SMA和細(xì)胞密度發(fā)生有意義的變化，以此推測(cè)多肽納米纖維基凝膠通過(guò)影響LECs的增殖和轉(zhuǎn)分化有效防治PCO。通過(guò)應(yīng)用氧化鋅(ZnO)納米顆粒抑制LECs中ATP酶(Ca2+-ATPase)的表達(dá)，抑制LECs鈣轉(zhuǎn)運(yùn)作用，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞增殖；氧化鋅納米顆粒結(jié)合UVB照射對(duì)抑制LECs增殖有協(xié)同作用，可有效預(yù)防PCO。

但是，納米材料更多地作為一種藥物載體應(yīng)用于PCO的防治過(guò)程中。由于人眼具有角膜屏障、結(jié)膜屏障、血液-房水屏障以及血液-視網(wǎng)膜屏障等獨(dú)特的解剖學(xué)和生理學(xué)構(gòu)造，常規(guī)眼部制劑一般無(wú)法到達(dá)特定位置發(fā)揮作用，其藥物生物利用率一般不超過(guò)5%[14]。納米材料通過(guò)靶向輸送藥物納米制劑提高藥物生物利用率，同時(shí)還可防止局部持續(xù)釋放藥物引起的組織毒性，在各類眼部疾病給藥過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越多,表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

近年來(lái)，許多研究表明通過(guò)納米顆粒(如多肽水凝膠)緩釋5-氟尿嘧啶(5-FU)、細(xì)胞毒性藥物阿霉素、酪氨酸激酶抑制染料木素、南蛇藤醇等，抑制人或動(dòng)物L(fēng)ECs增殖，并誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡，減少術(shù)后炎癥反應(yīng)，抑制PCO的發(fā)生[15]?？贵w、小干擾RNA、寡核苷酸適配子等新型眼病治療藥物的出現(xiàn),極大地推動(dòng)了新型納米載藥系統(tǒng)等眼部給藥技術(shù)的發(fā)展[16]。最近的研究表明，適當(dāng)裁剪的納米材料可作為膠囊袋內(nèi)表面的一層，也可作為人工晶體的涂層，還可將水凝膠注射到囊袋中，涂層或水凝膠可以由結(jié)合肽或藥物組成，以提供一個(gè)有效防止PCO形成的環(huán)境，可能會(huì)影響LECs的形態(tài)和功能，在防治PCO方面有很大的潛力。另外，在植入的晶狀體填充材料與晶狀體囊袋表面之間功能化水凝膠(類似于自然組織)可形成一層膜，從而防止材料誘導(dǎo)的PCO形成。

新型納米載藥系統(tǒng)和給藥技術(shù)的進(jìn)步極大地推動(dòng)了眼部給藥系統(tǒng)的不斷完善，隨著納米載藥系統(tǒng)在質(zhì)量控制和安全性評(píng)價(jià)相關(guān)研究的不斷深入，納米材料會(huì)更多地應(yīng)用到臨床治療,為PCO及其他眼科疾病患者帶來(lái)福音。

4 基因治療

目前尚無(wú)安全的藥物治療方法，Nd∶YAG激光雖然有效，但存在一定的并發(fā)癥。隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，近年有學(xué)者提出用基因治療PCO，如基因抑制劑、小干擾RNA、自殺基因、長(zhǎng)鏈非編碼RNA等，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，為PCO的防治開辟了一條新途徑?；蛑委熝鄄考膊【哂兄T多優(yōu)勢(shì)：(1)眼部解剖位置表淺，易于導(dǎo)入治療性基因及觀察基因?qū)牒笕搜坌螒B(tài)學(xué)變化；(2)眼部是免疫赦免組織，并與體循環(huán)相對(duì)分離，不易產(chǎn)生副作用；(3)眼球體積小、組織結(jié)構(gòu)緊密，基因?qū)牒蟛灰讛U(kuò)散至周圍組織。以上因素均為基因治療提供了良好的生理解剖基礎(chǔ)。

4.1 基因抑制劑PCO發(fā)生的分子機(jī)制與相關(guān)基因的特異性表達(dá)相關(guān)，其模式主要包括DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA調(diào)節(jié)等。體內(nèi)及體外實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)DNA甲基化抑制劑、組蛋白乙?；?HDAC)抑制劑以及非編碼RNA參與調(diào)控PCO發(fā)生發(fā)展中表型的變化并影響其進(jìn)程。通過(guò)干擾表觀遺傳機(jī)制，即干擾DNA或RNA改變基因表達(dá)，可以在一定程度上抑制LECs增殖和遷移。被評(píng)估為具有抑制LECs中EMT作用的新型藥物類型的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑(Zebularine等)及組蛋白去乙?；敢种苿?Trichostatin A、Vorinostat等)具有抑制LECs增殖和遷移的潛力[7]。另外，Rho激酶途徑與PCO的發(fā)生有關(guān)，Rho激酶抑制劑可以抑制LECs的增殖、遷移及EMT過(guò)程，從而參與PCO的防治[15]。

4.2 小干擾RNA(small interference RNA,siRNA)PCO的形成過(guò)程中TGF-β起到至關(guān)重要的作用，許多研究表明通過(guò)靶向干擾TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因，可阻斷EMT反應(yīng)，有效防治PCO的發(fā)生發(fā)展。在LECs中轉(zhuǎn)染靶向II型TGF-β受體的siRNA可阻止LECs的轉(zhuǎn)分化和遷移，同時(shí)還可阻止肌成纖維細(xì)胞標(biāo)記物a-SMA和纖維連接蛋白的釋放。靶向人LECs中TGF-β早期反應(yīng)基因snail的siRNA，也可對(duì)EMT標(biāo)記物(a-SMA、vimentin等)的釋放有抑制作用。

4.3 逆轉(zhuǎn)錄病毒/腺病毒介導(dǎo)的自殺基因在對(duì)逆轉(zhuǎn)錄病毒/腺病毒介導(dǎo)的自殺基因治療有效性的研究中，有報(bào)道稱這些療法可以在體外靶向LECs，誘導(dǎo)其凋亡。在兔晶狀體體內(nèi)模型中，只有腺病毒介導(dǎo)的治療才能預(yù)防PCO。慢病毒介導(dǎo)的自殺基因可靶向人LECs，從而抑制PCO的發(fā)生發(fā)展，Cre/loxP慢病毒一HSV-TK系統(tǒng)就是一種可行的PCO防治方法。

4.4 長(zhǎng)鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)許多研究表明，LncRNA參與EMT過(guò)程，但是近年來(lái)針對(duì)HLECs發(fā)生EMT時(shí)LncRNA的表達(dá)譜研究較少。Zhang等[17]通過(guò)LncRNA微陣列分析發(fā)現(xiàn)TGF-β2誘導(dǎo)發(fā)生EMT的HLECs-B3與正常HLECs-B3相比，共有775個(gè)LncRNA(325個(gè)上調(diào)和450個(gè)下調(diào))和935個(gè)mRNA(329個(gè)上調(diào)和606個(gè)下調(diào))差異表達(dá)。該研究為未來(lái)在HLECs-B3細(xì)胞中研究與EMT相關(guān)的LncRNA奠定了基礎(chǔ)，也為PCO的防治提供新的途徑。隨著我們對(duì)LncRNA在PCO中的運(yùn)用不斷加深，未來(lái)LncRNA對(duì)預(yù)防PCO的形成將成為研究熱點(diǎn)，同時(shí)還有許多問(wèn)題有待解決，如LncRNA調(diào)控PCO的具體生物學(xué)機(jī)制、LncRNA精準(zhǔn)到達(dá)治療靶點(diǎn)的過(guò)程等。

4.5 Sirt1關(guān)于Sirt1對(duì)LECs EMT過(guò)程的影響研究較多，也有研究闡述了Sirt1生物學(xué)作用的主要路徑以及Sirt1在PCO治療中的前景展望。Sirt1如交通樞紐一般連接上游miRNA及下游各種轉(zhuǎn)錄因子，具有調(diào)節(jié)血管生成、抗炎和抗氧化作用，在抗衰老、細(xì)胞凋亡、DNA損傷和氧化應(yīng)激等方面效果顯著。氧化應(yīng)激可以抑制Sirt1的基因表達(dá)，而降低Sirt1的活性可以誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)。有研究表明[18],抗VEGF治療可減輕患者全身氧化應(yīng)激并增加Sirt1、FOXO、PGC-1和PPAR-r基因表達(dá)，促進(jìn)活性氧的生成。Sirt1也可通過(guò)作用于其上游miRNA，如miRNA-34a、miR-211、miR-204等，及其下游轉(zhuǎn)錄因子，如p53、FOXO家族、NF-κB、AMP活化蛋白激酶及PGC-1α等，誘導(dǎo)LECs凋亡，參與PCO發(fā)生發(fā)展過(guò)程[19]。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)Sirt1相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和下游效應(yīng)可能在PCO防治上具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

4.6 其他有研究發(fā)現(xiàn)白內(nèi)障患眼LECs中miRNA-34a水平低于正常眼LECs，且miRNA-34a可阻礙LECs的遷移和EMT，可能為PCO提供一個(gè)相對(duì)可靠的基因治療靶點(diǎn)[20]。另外，近年來(lái)已證實(shí)多種眼部組織中均有Hippo信號(hào)通路表達(dá)，其可通過(guò)和多種信號(hào)通路相互作用在PCO及一些其他眼部疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中扮演重要角色[21]。維替泊芬、二甲雙胍、多巴酚丁胺等藥物都可通過(guò)作用Hippo信號(hào)通路的不同靶點(diǎn),降低YAP和TAZ的表達(dá),抑制細(xì)胞增殖、EMT,隨著對(duì)Hippo信號(hào)通路與PCO相關(guān)研究的深入,有望找到更多防治PCO的新靶點(diǎn)[22]。

5 展望

該文綜合了多個(gè)與PCO相關(guān)的臨床科研研究，進(jìn)一步闡述了PCO主要治療方法及預(yù)防措施等方面的研究進(jìn)展，以期為臨床工作提供一定的理論指導(dǎo)。目前臨床上廣泛用于治療PCO的方法主要是Nd:YAG激光手術(shù)，當(dāng)然還可以聯(lián)合其他藥理及非藥理治療方法，治療效果更佳，但是由于其有效性、副作用及倫理問(wèn)題等還存在許多爭(zhēng)議，有待更多細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床評(píng)估。新型藥物的出現(xiàn)需要新型的載藥系統(tǒng)，納米材料在此方面具有巨大的潛能及應(yīng)用前景。另外，基因抑制劑、小干擾RNA、自殺基因、長(zhǎng)鏈非編碼RNA等的出現(xiàn)也為PCO的防治開辟了一條新途徑，具有廣闊的發(fā)展前景。