房水細(xì)胞因子對(duì)小梁切除術(shù)預(yù)后的影響研究

李亞文 焦可心 趙敏 張恒麗 閆曉偉 唐廣賢

青光眼是一組視神經(jīng)疾病，其特征在于選擇性和進(jìn)行性的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞丟失。臨床表現(xiàn)為視盤(pán)盤(pán)沿及視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層變薄，伴有相應(yīng)視野缺損。病理性眼壓升高是其重要危險(xiǎn)因素，控制眼壓是目前延緩疾病進(jìn)展的唯一有效途徑。

小梁切除術(shù)作為經(jīng)典手術(shù)方法，是降低眼壓最常用的方式之一[1，2]，其長(zhǎng)期降眼壓效果主要取決于濾過(guò)道暢通程度及功能濾過(guò)泡存在時(shí)間，術(shù)后濾過(guò)區(qū)瘢痕化是手術(shù)失敗的重要原因，而瘢痕形成是多因素導(dǎo)致的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，小梁切除術(shù)后房水通過(guò)濾過(guò)道引流到鞏膜及結(jié)膜下，房水中的細(xì)胞因子可能參與濾過(guò)區(qū)瘢痕形成，與小梁切除術(shù)預(yù)后相關(guān)。常見(jiàn)的因子有基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1(stromal cell derived factor-1，SDF-1)、趨化因子CCL(chemokine C-C motif ligand)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白細(xì)胞介素(interleukins，ILs)、富含半胱氨酸的分泌性酸性蛋白(secreted protein acidicand rich in cysteine，SPARC)、自分泌運(yùn)動(dòng)因子(Autotaxin，ATX)、溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid，LPA)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β2(transforming growth factor-β2，TGF-β2)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)等[3]。

然而，不同類型青光眼患者房水中細(xì)胞因子成分及含量存在差異。在原發(fā)性急性閉角型青光眼(acute primary angle-closure glaucoma，APACG)患者房水中，IL-6、IL-8、CCL-2、CCL-7、VEGF、TNF-α、SPARC等含量明顯增加[4-6]；原發(fā)性慢性閉角型青光眼(chronic primary angle-closure glaucoma，CPACG)患者房水中IL-6、IL-8、IL-36、IL-37、IL-38等水平明顯升高，而IL-5、IL-9、IL-17、TNF-α等水平降低[5，7，8]；原發(fā)性開(kāi)角型青光眼(primary open-angle glaucoma，POAG)患者房水中IL-5、IL-8、TGF-β1、TGF-β2、TNF-α、CCL-2、ATX等水平升高[9-14]；在新生血管性青光眼(neovascular glaucoma，NVG)患者房水中IL-6、IL-8、CCL-2、TNF-α等水平升高[15]。合理調(diào)控不同類型青光眼患者房水因子的表達(dá)，是預(yù)防濾過(guò)區(qū)瘢痕化、提高小梁切除術(shù)成功率的潛在有效途徑。本文就近年來(lái)青光眼患者房水細(xì)胞因子與小梁切除術(shù)預(yù)后關(guān)系的研究進(jìn)行回顧、綜述，為靶向調(diào)控相關(guān)因子、提高小梁切除術(shù)手術(shù)成功率提供新的思路和方向。

一、SDF-1及其受體

SDF-1是一種小分子量細(xì)胞因子，屬趨化因子蛋白家族，CXC趨化因子受體4(CXC chemokine receptor4,CXCR4)是其唯一受體，SDF-1/CXCR4特異性結(jié)合可發(fā)揮多種生物學(xué)效能[16，17]。當(dāng)組織受損時(shí)，SDF-1/CXCR4可募集骨髓干細(xì)胞、炎癥細(xì)胞等到達(dá)損傷部位，是參與局部炎癥、調(diào)節(jié)損傷修復(fù)的關(guān)鍵細(xì)胞因子[18，19]。在眼部疾病中，SDF-1/CXCR4與翼狀胬肉、青光眼、眼部腫瘤等多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[20-23]。

研究報(bào)道，SDF-1/CXCR4可能通過(guò)促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增生而促進(jìn)新生血管生成，參與NVG形成過(guò)程[23]。Yu N等[21]通過(guò)檢測(cè)、對(duì)比POAG患者和對(duì)照組小梁網(wǎng)組織中CXCR4的含量，發(fā)現(xiàn)POAG患者小梁網(wǎng)組織中CXCR4表達(dá)較非青光眼者顯著升高，利用中藥川穹嗪可有效下調(diào)該表達(dá)，提示SDF-1/CXCR4可能與POAG發(fā)病相關(guān)，通過(guò)藥物可調(diào)控該過(guò)程。此外，王丹等[20]研究發(fā)現(xiàn)，SDF-1/CXCR4在APACG患者房水中高表達(dá)，且在行小梁切除術(shù)的患者中，手術(shù)失敗者術(shù)前房水SDF-1/CXCR4的表達(dá)明顯高于手術(shù)成功者，經(jīng)Logistic回歸分析得出，房水中SDF-1/CXCR4高表達(dá)是小梁切除術(shù)失敗的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，表明SDF-1/CXCR4與青光眼小梁切除術(shù)預(yù)后具有相關(guān)性。以上研究表明，青光眼患者眼中SDF-1/CXCR4含量改變，影響青光眼疾病發(fā)生發(fā)展及預(yù)后，SDF-1/CXCR4通路可能是防治青光眼、改善小梁切除術(shù)預(yù)后的新靶點(diǎn)。

二、CCL-2及CCL-7

趨化因子CCL又稱β趨化因子亞家族, 是趨化因子家族中成員最多的亞型, 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)28種, 依次為CCL1～CCL28，其中CCL2亦稱單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)、CCL7亦稱單核細(xì)胞趨化蛋白-3(monocyte chemoattractant protein-3，MCP-3)，二者可將單核細(xì)胞募集到炎癥部位，介導(dǎo)免疫反應(yīng)，是瘢痕形成過(guò)程中重要的介質(zhì)[24]。研究表明，青光眼患者房水中CCL2和CCL7表達(dá)水平明顯提高，可能與疾病的發(fā)展及小梁切除術(shù)預(yù)后相關(guān)。

研究者在對(duì)APACG、PACG及年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者術(shù)前房水中CCL2和CCL7含量比較時(shí)發(fā)現(xiàn)，CCL2和CCL7含量在APACG發(fā)作時(shí)顯著升高，隨后逐漸降低，且與APACG發(fā)作時(shí)眼壓呈正相關(guān)，而PACG患者房水中兩種細(xì)胞因子含量均無(wú)顯著變化[25]。不同的是，在Wang等[4]的研究中，不同時(shí)期PACG的CCL2含量有顯著差異，且隨PACG病情進(jìn)展而增加，該結(jié)果提示PACG患眼處于“輕度炎癥”狀態(tài)，CCL2含量可能與PACG病情程度呈正相關(guān)。

當(dāng)根據(jù)CCL2濃度對(duì)術(shù)前APACG患眼進(jìn)行劃分時(shí)，低CCL2濃度患眼小梁切除術(shù)總體成功率明顯高于高CCL2濃度患眼，研究者根據(jù)APACG發(fā)作后房水中CCL2濃度隨時(shí)間降低，推測(cè)APACG發(fā)作后較晚行小梁切除術(shù)可能會(huì)降低手術(shù)失敗風(fēng)險(xiǎn)，但在Yu等的研究中APACG發(fā)作后行小梁切除術(shù)的時(shí)間選擇并不是影響小梁切除術(shù)預(yù)后的重要因素，由此可見(jiàn)，APACG發(fā)作后較晚行小梁切除術(shù)會(huì)降低失敗率的推測(cè)有待進(jìn)一步證實(shí)[25，26]。另有研究通過(guò)Logistic分析得出，房水中CCL2含量升高是POAG、APACG患者小梁切除術(shù)失敗的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[27，28]。Chong等[29]的研究也證明了這一結(jié)論，他們利用CCL2抑制劑靶向抑制CCL2特異性炎癥過(guò)程，成功延長(zhǎng)了小梁切除術(shù)術(shù)后功能濾過(guò)泡存在的時(shí)間，且與抗代謝藥物絲裂霉素C相比，細(xì)胞毒性更低。綜上所述，不同類型青光眼患者房水中CCL2、CCL7的含量不同程度影響著小梁切除術(shù)預(yù)后，抗CCL2、CCL7靶向治療將有望成為提高小梁切除術(shù)成功率的重要方案。

三、TNF-α及ILs

TNF-α和ILs是兩種高活性炎性細(xì)胞因子，參與炎癥和免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)。大量研究表明二者與青光眼的發(fā)生、發(fā)展存在高度相關(guān)性[30-34]。

在未對(duì)青光眼分型的研究中，研究人員檢測(cè)到小梁切除術(shù)術(shù)后濾過(guò)區(qū)瘢痕化的患者IL-6基因表達(dá)顯著上調(diào)，表明IL-6可能對(duì)小梁切除術(shù)術(shù)后濾過(guò)區(qū)瘢痕形成起促進(jìn)作用[35]。在Cvenkel等[36]的研究中，結(jié)合分析了POAG患者小梁切除術(shù)術(shù)前房水中IL-1β，IL-6，IL-8，IL-10，IL-12，TNF-α含量與術(shù)后療效的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)小梁切除術(shù)失敗的患者，術(shù)前房水TNF-α和IL-6的水平明顯高于手術(shù)成功的患者。而在Chono等[37]研究中，則納入了更多因素，分析了POAG、NVG和剝脫性青光眼(pseudoexfoliation glaucoma，PEG)患者房水中的細(xì)胞因子，結(jié)果顯示，POAG患者房水中IL-1α、IL-2、IL-4水平和PEG患者房水中IL-8、CCL2水平顯著高于正常對(duì)照眼，而PEG患者房水中IL-8顯著高于POAG眼，NVG患者房水中IL-1α、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、CCL2、VEGF等多種因子水平明顯高于正常對(duì)照眼，其中IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10、CCL2和VEGF明顯高于POAG眼；與Barbara Cvenkel等的研究結(jié)果不同，此研究中比例風(fēng)險(xiǎn)模型提示，POAG、PEG、NVG患者房水中IL-8高表達(dá)是小梁切除術(shù)失敗的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。更有趣的是，有研究通過(guò)局部應(yīng)用TNF-α單克隆抗體-英夫利昔單抗，作用于TNF-α靶向拮抗下游因子，有效抑制了實(shí)驗(yàn)性小梁切除術(shù)術(shù)后結(jié)膜下傷口愈合[38]；而在NVG患者玻璃體腔注射雷珠單抗，則降低了房水IL-6, IL-8, MCP-1和VEGF的含量[39]，至于其是否可影響小梁切除術(shù)手術(shù)成功率，尚待進(jìn)一步探索。以上研究提示，調(diào)控TNF-α、ILs有望成為未來(lái)改善青光眼病情、提高小梁切除術(shù)手術(shù)成功率的新型治療手段。

四、SPARC

SPARC是一種鈣結(jié)合糖蛋白，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)生成，在促進(jìn)細(xì)胞黏附、誘導(dǎo)細(xì)胞遷移、組織重塑、血管生成等過(guò)程中起重要作用，其中成人SPARC表達(dá)主要局限于需修復(fù)或重塑的組織中[40]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，APACG眼房水中的SPARC水平明顯升高，與眼壓呈正相關(guān)，在與POAG和非青光眼患者的對(duì)比中，PACG患眼虹膜組織中SPARC的表達(dá)顯著增加[6，41]。不僅如此，SPARC還有助于人眼小梁切除術(shù)術(shù)后Tenon囊瘢痕的形成[42]。提示，SPARC與多種類型青光眼的發(fā)生發(fā)展具有相關(guān)性，且影響小梁切除術(shù)的預(yù)后。

在Zhang等[43]研究中，檢測(cè)了APACG患者小梁切除術(shù)術(shù)前房水中SPARC的含量，并根據(jù)SPARC濃度將40只眼分為兩組，在低濃度SPARC組中，小梁切除術(shù)成功率更高，經(jīng)多變量分析顯示SPARC濃度與小梁切除術(shù)手術(shù)結(jié)局密切相關(guān)，高濃度SPARC是導(dǎo)致小梁切除術(shù)失敗的重要危險(xiǎn)因素。同樣的，Seet等[44]在SPARC基因缺失小鼠模型中，研究了SPARC在小梁切除術(shù)預(yù)后方面的作用，結(jié)果顯示，與野生小鼠模型比，SPARC基因缺失小鼠模型小梁切除術(shù)術(shù)后功能濾過(guò)泡形成率更高，這提示缺失SPARC基因會(huì)提高小梁切除術(shù)的成功率。此后，Seet等[45]利用SPARC的小干擾RNA成功抑制了小梁切除術(shù)術(shù)后濾過(guò)區(qū)成纖維細(xì)胞的增殖，且細(xì)胞毒性低于絲裂霉素C。綜上可知，房水中SPARC含量與小梁切除術(shù)預(yù)后密切相關(guān)，靶向拮抗SPARC可能是抗小梁切除術(shù)術(shù)后濾過(guò)區(qū)瘢痕化的新選擇。

五、ATX/LPA軸

ATX是一種具有溶血磷脂酶D(LysoPLD)活性的分泌型糖蛋白，可催化溶血磷脂酰膽堿(lysophosphatidylcholine，LPC)轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)PA，在LPA信號(hào)傳導(dǎo)中起關(guān)鍵作用，被認(rèn)為是循環(huán)中產(chǎn)生LPA的主要酶；ATX/LPA軸可誘導(dǎo)多種細(xì)胞反應(yīng)，包括細(xì)胞增殖遷移、防止細(xì)胞凋亡、促進(jìn)細(xì)胞因子和趨化因子分泌等[46]，且參與多種慢性炎癥疾病的發(fā)生發(fā)展[47]。以往研究發(fā)現(xiàn)，ATX/LPA濃度在青光眼患者房水中顯著提高，與青光眼的發(fā)生發(fā)展及小梁切除術(shù)預(yù)后高度相關(guān)。

研究發(fā)現(xiàn)，與年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者相比，POAG患者房水中ATX、LPC、LPA水平及ATX的LysoPLD活性顯著升高，與眼壓呈正相關(guān)；局部應(yīng)用ATX抑制劑可抑制房水ATX的LysoPLD活性，致實(shí)驗(yàn)兔眼壓顯著降低，且呈劑量依賴[9，10]。不僅如此，ATX及其底物L(fēng)PC還可誘導(dǎo)小梁網(wǎng)細(xì)胞纖維化并增加房水流出阻力，應(yīng)用ATX抑制劑可減弱這一作用[10]。這些研究表明ATX/LPA軸可能是降低青光眼患者眼壓的潛在靶標(biāo)。

Igarashi等[48]在研究中納入了正常眼壓性青光眼(normal-tension glaucoma，NTG)、POAG、繼發(fā)性青光眼(secondary glaucoma，SOAG)、PEG，經(jīng)不同患者組間比較，發(fā)現(xiàn)SOAG和PEG組患者房水中ATX和LPA含量顯著增加，且PEG組的小梁切除術(shù)完全成功率明顯低于其他青光眼組，表明ATX高表達(dá)是小梁切除術(shù)失敗的重要因素；除了臨床探索，研究者還通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)確定了ATX抑制劑可拮抗ATX促人眼角膜基質(zhì)細(xì)胞(HCFs)纖維化的作用。由此可知，房水中ATX/LPA高表達(dá)會(huì)增加小梁切除術(shù)手術(shù)失敗率，ATX抑制劑有潛力用于抑制過(guò)度瘢痕化、改善小梁切除術(shù)預(yù)后。

綜上所述，小梁切除術(shù)是降低眼壓、控制青光眼病情惡化的重要手段，改善術(shù)后濾過(guò)區(qū)瘢痕化是提高手術(shù)成功率的關(guān)鍵。目前，隨著細(xì)胞、分子生物學(xué)研究領(lǐng)域的發(fā)展，靶向調(diào)控房水因子拮抗小梁切除術(shù)術(shù)后瘢痕化已成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，除了傳統(tǒng)的抗代謝類藥物絲裂霉素C、5-氟尿嘧啶等，抗VEGF的貝伐單抗、抗TGF-β的單克隆抗體、抗TNF-α的英夫利昔單抗等新型靶向藥物已被應(yīng)用[49，50]。雖然，關(guān)于房水細(xì)胞因子與小梁切除術(shù)預(yù)后關(guān)系的部分研究結(jié)果不一致，相關(guān)靶向藥物的研發(fā)也多處于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段，有待進(jìn)一步臨床探索，但這些研究推動(dòng)了青光眼疾病的精準(zhǔn)治療，為改善小梁切除術(shù)預(yù)后提供了新型思路和方向。