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        糖尿病性白內(nèi)障發(fā)病機(jī)制、流行病學(xué)與治療的新進(jìn)展

        2012-12-17 08:11:14王陸飛董宇晨趙梅生吉林大學(xué)第二臨床醫(yī)院眼科吉林長(zhǎng)春3004
        中國(guó)老年學(xué)雜志 2012年5期
        關(guān)鍵詞:糖尿病手術(shù)研究

        張 超 王陸飛 董宇晨 趙梅生 (吉林大學(xué)第二臨床醫(yī)院眼科,吉林 長(zhǎng)春 3004)

        1型和2型糖尿病常見(jiàn)的并發(fā)癥是糖尿病性視網(wǎng)膜病變,是我國(guó)導(dǎo)致失明的最常見(jiàn)原因之一,糖尿病性白內(nèi)障已成為糖尿病并發(fā)癥中僅次于視網(wǎng)膜病變的第二大眼病。在糖尿病病程超過(guò)20年的患者中,糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)病率:1型糖尿病患者為95%,2型糖尿病患者為60%。1型糖尿病患者中有加重型的增生性糖尿病視網(wǎng)膜病變。嚴(yán)密的血糖、血脂監(jiān)測(cè)和血壓控制已被證明對(duì)防止糖尿病性白內(nèi)障的發(fā)展有益〔1〕。

        在糖尿病患者中,白內(nèi)障是導(dǎo)致視力障礙的主要原因。通過(guò)臨床流行病學(xué)和基礎(chǔ)研究證明,糖尿病與白內(nèi)障的形成密切相關(guān)。隨著世界范圍內(nèi)出現(xiàn)越來(lái)越多的1型和2型糖尿病患者,糖尿病性白內(nèi)障的發(fā)病率也逐步上升。糖尿病病程少于5年與大于5年者之間其白內(nèi)障發(fā)病率有顯著的差別。盡管通過(guò)手術(shù)治療單純性白內(nèi)障已在全世界范圍內(nèi)取得了良好的效果,但是對(duì)糖尿病性白內(nèi)障發(fā)生機(jī)理研究以及如何制止其發(fā)生和發(fā)展,目前仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。此外,糖尿病性白內(nèi)障患者手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率較高〔2〕。

        1 糖尿病性白內(nèi)障的發(fā)病機(jī)制

        通過(guò)多元醇途徑,醛糖還原酶(AR)催化還原為山梨醇葡萄糖,這個(gè)途徑與糖尿病性白內(nèi)障的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。目前大量的研究都表明AR的作用途徑是糖尿病性白內(nèi)障發(fā)展的起始因素。研究表明,細(xì)胞內(nèi)山梨醇堆積導(dǎo)致滲透壓的變化,這種變化引起晶狀體纖維水腫并退化,形成糖尿病性白內(nèi)障〔3〕。在晶狀體中,山梨醇堆積的速度明顯快于它向果糖(通過(guò)山梨糖醇脫氫酶)的轉(zhuǎn)變。除此之外,山梨醇的電極性能使其在細(xì)胞內(nèi)積聚,而不能通過(guò)細(xì)胞的擴(kuò)散作用被去除。這種積聚在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生高滲效果,通過(guò)代償部分滲透梯度,最終形成渾濁。動(dòng)物研究表明,細(xì)胞內(nèi)多元醇的積聚會(huì)導(dǎo)致晶狀體纖維的液化和崩潰,最終導(dǎo)致晶狀體混濁〔4〕。這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)了“滲透假說(shuō)”糖尿病性白內(nèi)障的形成,這種學(xué)說(shuō)強(qiáng)調(diào)了AR受體介導(dǎo)的多元醇內(nèi)在積聚導(dǎo)致晶狀體腫脹等一系列復(fù)雜的生理變化,最終導(dǎo)致白內(nèi)障的形成〔3〕。

        進(jìn)一步的研究表明由山梨糖醇積累〔5〕造成的高滲透壓會(huì)引起晶狀體上皮細(xì)胞的凋亡,導(dǎo)致白內(nèi)障形成。由于轉(zhuǎn)基因高血糖的小鼠過(guò)度表達(dá)AR和磷脂酶D(PLD)基因,而對(duì)于只表達(dá)PLD基因的小鼠,前者更容易患上糖尿病性白內(nèi)障,PLD是晶狀體滲透壓調(diào)節(jié)過(guò)程中的關(guān)鍵酶〔6〕。這些結(jié)果表明,晶狀體內(nèi)滲透壓調(diào)節(jié)障礙可使AR受體介導(dǎo)的多元醇內(nèi)在積聚,引起滲透壓升高,導(dǎo)致白內(nèi)障逐步形成。

        Oishi等〔7〕研究表明,對(duì)于1型糖尿病的年輕患者,AR受體介導(dǎo)的多元醇內(nèi)在積聚引起的高滲透壓是導(dǎo)致廣泛晶狀體纖維腫脹的主要因素,也是引起此類急性白內(nèi)障形成發(fā)展的主要病因。對(duì)于60歲以下的糖尿病初期患者,紅細(xì)胞內(nèi)AR的水平與后囊下白內(nèi)障的患病率呈正相關(guān)。糖尿病患者中,晶狀體上皮細(xì)胞密度減低,而紅細(xì)胞內(nèi)AR的數(shù)量增加,兩者呈負(fù)相關(guān),說(shuō)明AR與白內(nèi)障的病理機(jī)制有著潛在的關(guān)聯(lián)〔8〕。

        糖尿病內(nèi)在受體引起的晶狀體氧化應(yīng)激,多元醇通路在這個(gè)過(guò)程中起到十分重要的作用。山梨糖醇積累造成的高滲透壓會(huì)誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的滲透壓增高,從而影響蛋白質(zhì)的合成,最終導(dǎo)致自由基的產(chǎn)生。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的壓力升高也可能源于血糖水平波動(dòng)誘發(fā)折疊蛋白反應(yīng)(UPR),生成活性氧(ROS)和氧化應(yīng)激損傷導(dǎo)致晶狀體纖維〔9〕。在最近的文獻(xiàn)報(bào)道中,很多學(xué)說(shuō)認(rèn)為糖尿病患者氧化應(yīng)激損傷晶狀體纖維是由于清除自由基引起的。但是,沒(méi)有證據(jù)表明這些自由基啟動(dòng)白內(nèi)障的形成過(guò)程,而是加速其發(fā)展。糖尿病患者房水中的過(guò)氧化氫(H2O2)水平升高,誘導(dǎo)羥基自由基(羥基)生成,進(jìn)入晶狀體誘發(fā)白內(nèi)障,這一過(guò)程描述為芬頓反應(yīng)(Fenton reactions)〔10〕。另一種自由基NO在晶狀體和房水中的水平升高,會(huì)引起過(guò)氧化物的形成,其氧化性會(huì)引起細(xì)胞損傷〔11〕。

        總之,各種文獻(xiàn)報(bào)道均支持這一假設(shè),糖尿病性白內(nèi)障形成的啟動(dòng)機(jī)制是由AR受體介導(dǎo)的多元醇內(nèi)在積聚,引起滲透壓力的改變,導(dǎo)致的晶狀體纖維膨脹和破裂。

        2 糖尿病白內(nèi)障發(fā)病率的臨床研究

        一些臨床研究表明,與非糖尿病患者相比,糖尿病患者早期就容易出現(xiàn)白內(nèi)障,而且發(fā)展速度較之年齡相關(guān)性白內(nèi)障更快。Framingham等眼科研究數(shù)據(jù)表明,在65歲以下的糖尿病患者,白內(nèi)障患病率增加三至四倍,而在65歲以上的糖尿病患者,白內(nèi)障患病率超過(guò)兩倍〔17〕。對(duì)于患病時(shí)間較長(zhǎng)的糖尿病患者,并出現(xiàn)代謝異常者,白內(nèi)障患病率將更高。雪花型白內(nèi)障是一種特殊類型的白內(nèi)障,多見(jiàn)于青少年1型糖尿病患者且發(fā)病迅速。在年輕的糖尿病患者中,隨著代謝障礙的控制和改善,白內(nèi)障也可趨于好轉(zhuǎn)。糖尿病性白內(nèi)障患者中最常見(jiàn)的類型是老年性白內(nèi)障,發(fā)病較早,且進(jìn)展迅速。

        糖尿病視網(wǎng)膜病變流行病學(xué)調(diào)查研究中心的報(bào)告顯示,糖尿病患者行白內(nèi)障摘除術(shù)危險(xiǎn)性將提高。此外,通過(guò)年齡、病情程度、胰島素使用情況等對(duì)白內(nèi)障手術(shù)中的危險(xiǎn)因素進(jìn)行了測(cè)定,對(duì)于1型糖尿病患者,白內(nèi)障摘除術(shù)術(shù)后10年后發(fā)生率為8.3%,對(duì)于2型糖尿病患者,這一數(shù)值增高為24.9%〔18〕。

        另一個(gè)來(lái)自Beaver Dam研究中心對(duì)3 684名、年齡在43歲上下的患者進(jìn)行隨訪,術(shù)后5年進(jìn)行基線評(píng)估糖尿病和白內(nèi)障發(fā)病之間的關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)表明,皮質(zhì)性和后囊性白內(nèi)障的患病率與糖尿病病情程度呈正相關(guān)〔19〕。此外,糖化血紅蛋白水平的升高與核性和皮質(zhì)性白內(nèi)障的患病率有關(guān)。這個(gè)研究中心又對(duì)4 926名成年糖尿病患者白內(nèi)障的發(fā)病率進(jìn)行研究,表明與非糖尿病患者比較,糖尿病患者更容易出現(xiàn)晶狀體皮質(zhì)混濁及手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)率增高。上述研究還表明,糖尿病病程長(zhǎng)更易發(fā)生皮質(zhì)性白內(nèi)障,以及增加了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)率。

        Mountains〔20〕研究核性、后囊和皮質(zhì)性白內(nèi)障的發(fā)病率與糖尿病之間的關(guān)聯(lián),其結(jié)果也支持糖尿病對(duì)晶狀體上皮細(xì)胞破壞這一說(shuō)法。并表明后囊性白內(nèi)障的發(fā)病率與糖尿病之間呈正相關(guān)。但是與Beaver Dam研究不同的是,核性白內(nèi)障的發(fā)病率與糖尿病并無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Saxena等〔21〕在澳大利亞Blue Mountains地區(qū)進(jìn)行調(diào)查,對(duì)2 335名年齡49歲以上的大樣本行隊(duì)列分析,研究糖尿病和5年白內(nèi)障的患病率,空腹血糖受損者5年白內(nèi)障的發(fā)病率是普通人的2倍,且后囊性白內(nèi)障的發(fā)病率與糖尿病之間的關(guān)聯(lián)性在數(shù)值上有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。研究表明,對(duì)于5年以上發(fā)病的后囊性白內(nèi)障,糖尿病是獨(dú)立的危險(xiǎn)因素。Barbados Eye研究糖尿病與晶狀體混濁之間的關(guān)系〔22〕,糖尿病病史(患病率18%)與晶狀體變化相關(guān),特別是在年輕的患者中。

        3 糖尿病患者白內(nèi)障手術(shù)

        超聲乳化技術(shù)目前是治療白內(nèi)障的最常用方法,這種技術(shù)是由凱爾曼在1967年首先提出,但當(dāng)時(shí)并沒(méi)有被廣泛接受,直到1996年才開始流行起來(lái)〔23〕。與過(guò)時(shí)的囊外手術(shù)相比,超聲乳化技術(shù)擁有現(xiàn)代化的可折疊式晶體,產(chǎn)生的術(shù)后并發(fā)癥少,散光發(fā)生率低,視力恢復(fù)迅速。對(duì)于早期糖尿病患者,白內(nèi)障手術(shù)前應(yīng)詳細(xì)檢查眼底,以排除眼底疾病對(duì)視力的影響。雖然白內(nèi)障手術(shù)的整體效果是非常明顯的,但是糖尿病患者比沒(méi)有糖尿病者視力恢復(fù)效果可能有較大的差別。手術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜病變迅速加快,誘發(fā)或?qū)е潞缒ぜ包S斑變化,如虹膜黏連或黃斑囊樣水腫〔24〕。最壞的結(jié)果是可能發(fā)生在增殖性視網(wǎng)膜病變眼和(或)預(yù)先存在的黃斑水腫病眼上〔25〕。

        有證據(jù)表明,在糖尿病性視網(wǎng)膜病變伴有血房水屏障受損的患者中,白內(nèi)障手術(shù)將增加術(shù)后炎癥反應(yīng)和黃斑水腫的風(fēng)險(xiǎn)。手術(shù)時(shí)間,傷口大小及后囊破裂或玻璃體脫出程度對(duì)術(shù)后炎癥發(fā)生率以及血管造影顯示的黃斑囊樣水腫的發(fā)生率產(chǎn)生很大影響。Liu等人的研究表明:增生性糖尿病視網(wǎng)膜病變的患者白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)對(duì)血房水屏障礙的影響高于非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變患者〔26〕。從1997~2001年對(duì)醫(yī)療保險(xiǎn)受益人的分析(n=139 759)發(fā)現(xiàn):統(tǒng)計(jì)學(xué)顯示糖尿病患者白內(nèi)障手術(shù)后黃斑囊樣水腫的診斷率高于非糖尿病患者〔27〕。

        Borrillo等〔28〕研究報(bào)告顯示關(guān)于超聲乳化白內(nèi)障手術(shù)對(duì)糖尿病視網(wǎng)膜病變進(jìn)展的影響。術(shù)后6個(gè)月內(nèi)的進(jìn)展率為25%。對(duì)119個(gè)糖尿病患者超聲乳化白內(nèi)障手術(shù)后的150只眼睛進(jìn)行回顧性分析顯示,在6~10個(gè)月的隨訪中,糖尿病性視網(wǎng)膜病變進(jìn)展率為25%〔29〕。術(shù)后1年,糖尿病視網(wǎng)膜病變進(jìn)展率為21% ~32%〔30〕。

        另有一項(xiàng)前瞻性研究,評(píng)估輕、中度非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變患者術(shù)后6個(gè)月行血管造影,黃斑水腫發(fā)生率為29%(30/104 眼)〔31〕。Krepler等〔32〕對(duì) 42 例白內(nèi)障患者術(shù)后 12 個(gè)月的隨訪,評(píng)估糖尿病視網(wǎng)膜病變的進(jìn)展率,其手術(shù)眼的進(jìn)展率為12%,非手術(shù)眼為10.8%。應(yīng)用同樣的方法,Squirrell等〔33〕對(duì)2型糖尿病患者(共50例)行單側(cè)超聲乳化手術(shù),術(shù)眼的進(jìn)展率為20%,非手術(shù)眼為16%。Liao等〔34〕回顧性研究19例術(shù)后輕、中度非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變的進(jìn)展率,術(shù)后1年進(jìn)展率為(11眼)57.9%,術(shù)后3年進(jìn)展率為(12眼)63.2%,與非手術(shù)眼相比,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有意義。最近發(fā)表的前瞻性研究評(píng)估糖尿病患者白內(nèi)障手術(shù)后行光學(xué)相干斷層掃描(OCT),視網(wǎng)膜病變致黃斑水腫的發(fā)生率22%(11只/50只眼),無(wú)視網(wǎng)膜病變的患者未發(fā)現(xiàn)黃斑水腫。對(duì)26例確診糖尿病視網(wǎng)膜病變眼進(jìn)行評(píng)價(jià),術(shù)后黃斑囊樣水腫和畸形的發(fā)生率提高到42%(11只/26只眼)。觀察無(wú)視網(wǎng)膜病變的眼睛,視網(wǎng)膜的厚度無(wú)明顯變化。非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變厚度為145 μm,增生性糖尿病視網(wǎng)膜病變厚度為131 μm。通過(guò)分組研究發(fā)現(xiàn),厚度變化與視力改善在統(tǒng)計(jì)學(xué)上呈正相關(guān),與視網(wǎng)膜病變之間呈負(fù)相關(guān)〔35〕。

        4 糖尿病性白內(nèi)障的藥物治療

        4.1 醛糖-還原酶抑制劑(ARI)ARI的成分包括植物提取物、動(dòng)物組織和特定的小分子化合物。在糖尿病大鼠中,植物黃酮類化合物,如槲皮素或異黃酮,將推遲糖尿病性白內(nèi)障的形成〔36〕。注射內(nèi)含人體腎和牛晶狀體提取物的ARI,可以大大減低大鼠晶狀體多元醇水平〔37〕。非甾體抗炎藥,如舒林酸,阿司匹林或萘普生,可以輕度激活A(yù)RI受體,延緩糖尿病大鼠白內(nèi)障的發(fā)展。

        在糖尿病大鼠模型中〔38〕,與未治療組的糖尿病小鼠相比,泊那司他(Renirestat,一種ARI)治療組可以明顯減少晶狀體內(nèi)山梨醇堆積,未見(jiàn)晶狀體損傷,腫脹,或晶狀體纖維的破壞的跡象。

        在一個(gè)類似的研究中,用另一種ARI(Fidarestat)完全阻止糖尿病小鼠白內(nèi)障的變化〔39〕。局部應(yīng)用Kinostat,可以扭轉(zhuǎn)犬糖尿病白內(nèi)障發(fā)展〔40〕。

        其他對(duì)糖尿病白內(nèi)障有效的ARI藥物包括阿司他丁(Alrestatin),咪瑞司他(Imirestat),泊那司他(Ponalrestat),依帕司他(Epalrestat),折那司他(Zenarestat),米那司他(Minalrestat),或利多司他 (Lidorestat)。這些研究表明,將來(lái)可使用ARI藥物來(lái)預(yù)防或治療糖尿病性白內(nèi)障。

        4.2 抗氧化劑 多元醇的積累致糖尿病性白內(nèi)障形成,間接引起晶狀體上皮細(xì)胞氧化損傷。所以抗氧化制劑的使用可能是有益的。最近有報(bào)道抗氧化劑與延遲糖尿病動(dòng)物白內(nèi)障的形成之間的關(guān)系??寡趸瘎┤缌蛐了?,已被證明可以延遲糖尿病大鼠白內(nèi)障的進(jìn)展,且效果明顯〔41〕。Yashida等〔42〕的研究表明,應(yīng)用維生素E,脂溶性維生素和抗氧化劑,并結(jié)合胰島素,協(xié)同治療糖尿病大鼠,可以阻止其白內(nèi)障的發(fā)展。

        丙酮酸,一種內(nèi)源性抗氧化劑。最近發(fā)現(xiàn)其通過(guò)降低晶狀體內(nèi)山梨醇的形成和脂質(zhì)過(guò)氧化,對(duì)糖尿病性白內(nèi)障形成起抑制作用。Zhao等〔43〕進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明,糖尿病大鼠白內(nèi)障的發(fā)病率在丙酮酸治療組低于對(duì)照組。此外,丙酮酸處理大鼠的混濁程度較對(duì)照組輕。丙酮酸預(yù)防白內(nèi)障的機(jī)制可能是丙酮酸可以有效清除血糖升高產(chǎn)生的活性氧。然而,臨床觀察表明,抗氧化維生素對(duì)人類白內(nèi)障發(fā)展的影響很小,無(wú)法證明其臨床相關(guān)性〔44〕。

        總之,糖尿病性白內(nèi)障的發(fā)生與糖尿病密切相關(guān),影響因素繁多,隨著實(shí)驗(yàn)手段和技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)其發(fā)病機(jī)制的研究日益深入,對(duì)防治糖尿病性白內(nèi)障藥物的開發(fā)也就越具有針對(duì)性。目前,各種有希望抑制糖尿病性白內(nèi)障發(fā)病的措施都具有現(xiàn)實(shí)的研究?jī)r(jià)值。只要方法正確,處理及時(shí),白內(nèi)障是完全可以預(yù)防和治愈的,隨著人們的健康意識(shí)不斷提高和醫(yī)療技術(shù)的迅猛發(fā)展,會(huì)有越來(lái)越多的白內(nèi)障患者恢復(fù)視力,重現(xiàn)光明。

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