張勇 朱小敏 謝琳

(1.中國人民解放軍第八二醫(yī)院眼科 淮安 233000；2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院眼科 重慶 401120)

青光眼是世界上首位不可逆性致盲性眼病，流行病學(xué)預(yù)測，到2040年，全世界將有1.118億青光眼患者[1]。生物標志物是一種在生理、病理或治療過程中具有可測量性的生物信號，能夠?qū)膊∵M行風(fēng)險評估、早期診斷并預(yù)測和檢測治療反應(yīng)和不良反應(yīng)[2]。青光眼生物標志物的探索是目前的研究熱門之一，近幾年，研究人員試圖在不同體液中找到青光眼的生物標志物，如血液、淚液、房水、玻璃體、腦脊液等[3]。體液檢測被用于各種眼部疾病的研究，例如Shpak等[4]檢測了血清中的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)濃度，發(fā)現(xiàn)早期原發(fā)性開角型青光眼(primary open-angle glaucoma，POAG)患者血清中BDNF濃度降低；Na等[5]將133例患者和70例健康人群根據(jù)干眼癥患病程度分為4組，檢測了淚液中的細胞因子，發(fā)現(xiàn)多種細胞因子濃度發(fā)生改變且與患病程度相關(guān)，白細胞介素-6(interleukin-6，IL-6)和IL-1β水平升高是干眼癥患者早期表現(xiàn)；Kiang等[6]通過檢測小鼠玻璃體中的細胞因子發(fā)現(xiàn)：小膠質(zhì)細胞的炎癥反應(yīng)可能是發(fā)生視網(wǎng)膜脫離的原因之一，且可能影響術(shù)后視力恢復(fù)。

雖然各種體液被用于眼部疾病的研究，例如血液、淚液、玻璃體等，但是這些體液標本在研究青光眼的生物標志物時都有各自的缺陷。血液中含有大量的白蛋白、免疫球蛋白、鐵蛋白、纖維蛋白等，這些高濃度蛋白的存在會影響低濃度蛋白的檢測；另外，由于血-眼屏障的存在，眼內(nèi)發(fā)生變化的蛋白很難進入血液，即使這些蛋白進入血液后，也會被稀釋，難以檢測出差異。淚液檢測方式易受滴眼藥物的影響，有研究者發(fā)現(xiàn)，長期使用抗青光眼藥物可以誘發(fā)眼表炎癥，且會改變淚液中的蛋白譜[7]。此外，由于淚液僅局限于角膜表面，并沒有直接接觸眼內(nèi)組織如小梁和視神經(jīng)等，因此可能不適合用于青光眼患者生物標志物的研究。玻璃體作為青光眼生物標志物研究的樣品具有很大優(yōu)勢，因為玻璃體與視網(wǎng)膜節(jié)細胞(retinal ganglial cells，RGCs)直接接觸。有研究使用動物模型收集玻璃體樣品，如Walsh等[8]使用高眼壓鼠模型研究眼內(nèi)生物標志物的表達和濃度，發(fā)現(xiàn)在RGCs損傷的模型中，過氧化氫酶濃度顯著升高。但是很少有研究選擇青光眼患者的玻璃體作為研究對象，其主要缺點是玻璃體采集對患者傷害較大。玻璃體標本通常在玻璃體切割術(shù)中采集，而一般青光眼患者不做玻璃體切割術(shù)，因此收集青光眼患者的玻璃體很困難。因此，房水標本最受研究者青睞。

1 房水標本在青光眼生物標志物研究中的優(yōu)勢

房水由睫狀體上皮細胞生成，為角膜、晶狀體、小梁網(wǎng)等組織提供營養(yǎng)[9]。房水在青光眼生物標志物的研究中具有很大優(yōu)勢。由于房水直接與小梁網(wǎng)接觸，因此能反映小梁網(wǎng)的功能狀態(tài)。此外，Aiello等[10]發(fā)現(xiàn)，糖尿病視網(wǎng)膜病變患者從玻璃體到房水存在血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)濃度梯度；同時Funatsu等[11-12]的研究中也發(fā)現(xiàn)玻璃體和房水中的VEGF和IL-6濃度存在顯著相關(guān)性。根據(jù)這些研究，我們認為一些可溶性分子，如可溶性細胞因子可以從玻璃體擴散到房水中，因此房水可以被認為間接接觸視網(wǎng)膜。由于房水具有以上特點，它作為青光眼生物標志物研究的樣本是非常適合的。青光眼患者房水中許多細胞因子濃度發(fā)生了改變，如促炎癥因子、生長因子、氧化應(yīng)激相關(guān)因子和神經(jīng)退行性疾病相關(guān)因子等[13]。我們前期的研究也發(fā)現(xiàn)，無論是POAG，還是原發(fā)性閉角型青光眼(primary angle-closure glaucoma，PACG)，房水中多種細胞因子的濃度水平發(fā)生了變化[13-14]。但是，房水檢測和玻璃體檢測一樣也屬于侵入性檢查，雖然其安全性要優(yōu)于玻璃體采集，但是仍有待提高。目前的研究中，房水大多通過術(shù)中前房穿刺獲取。

2 青光眼與房水生物標志物

2.1 探究青光眼的發(fā)病機制 青光眼的發(fā)病機制仍不完全清楚，而房水中生物標志物的檢測有助于青光眼發(fā)病機制的研究。如小梁網(wǎng)損傷的標志物：轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor，TGF-β)和基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)及其組織抑制劑(tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMPs)。TGF-β在細胞增殖、傷口愈合、免疫反應(yīng)等細胞進程中方面發(fā)揮著重要的作用[15]，目前在哺乳動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了3種TGF-β亞型，即TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3，而TGF-β2是眼內(nèi)的主要亞型[16]，TGF-β2促進細胞外基質(zhì)的堆積可能會改變小梁網(wǎng)的結(jié)構(gòu)[17]。已有研究發(fā)現(xiàn)POAG患者房水中TGF-β2濃度升高[18]，而降低TGF-β2水平有助于防止小梁網(wǎng)衰老[19]。此外，正常情況下，房水中TIMPs和MMPs處于平衡狀態(tài)時，有利于房水流出；而當平衡被破壞時，可能引起小梁處細胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)的堆積，導(dǎo)致房水流出受阻[20]。MMPs和TIMPs濃度在開角型青光眼患者房水中濃度升高相較于閉角型青光眼更為顯著[21]，這點非常有趣，因為在我們的研究中檢測的大多數(shù)細胞因子濃度(如促炎癥因子)，在PACG房水中的濃度更高[22-23]，而MMPs和TIMPs在開角型青光眼房水中的濃度比閉角型青光眼更高，這提示ECM堆積在開角型青光眼發(fā)病中更為重要。除了小梁網(wǎng)損傷標志物外，還有神經(jīng)退行性疾病標志物。Inoue等[24]在開角型青光眼患者房水中發(fā)現(xiàn)Alzheimer相關(guān)標志物濃度顯著升高。我們的研究也發(fā)現(xiàn)POAG患者房水中細胞黏附分子、組織蛋白酶D等退行性疾病的標志物濃度升高[14]。這些研究提示，青光眼可能是一種神經(jīng)退行性疾病。

而在閉角型青光眼發(fā)病機制的研究中，Du等[25]通過檢測急性原發(fā)性房角關(guān)閉(acute primary angle closure，APAC)患者房水中的細胞因子，發(fā)現(xiàn)APAC眼房水中炎癥因子濃度，如IL-6、IL-8、單核細胞趨化蛋白(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)等，相較于同一患者的另一只未發(fā)病眼顯著升高，提示炎癥反應(yīng)可能參與了原發(fā)性房角關(guān)閉的發(fā)生、發(fā)展。此外，我們的研究發(fā)現(xiàn)：VEGF濃度在POAG患者房水沒有顯著變化[26]。而在Huang等[27]的研究中，VEGF濃度在PACG和APAC患者房水中均顯著升高，APAC房水中VEGF濃度更高，且VEGF濃度與眼壓呈正相關(guān)，提示在急性發(fā)作期，眼內(nèi)組織處于缺血缺氧的環(huán)境中。長期高眼壓容易造成新生血管性青光眼。

2.2 輔助診斷和判斷青光眼進程 房水生物標志物的研究還可以輔助青光眼的診斷和治療。一部分眼病單憑臨床表現(xiàn)難以確診，房水檢測可以輔助診斷，使診斷更精準，目前已有用于臨床的房水檢測設(shè)備。此外，青光眼生物標志物還可以提示病程發(fā)展。Inoue等[24]的研究發(fā)現(xiàn)開角型青光眼房水中載脂蛋白(apolipoprotein，APO)、甲狀腺素轉(zhuǎn)運蛋白(transthyretin，TTR)和補體因子H(complement factor H)的濃度與視野平均缺損值(mean defect，MD)呈負相關(guān)； Xie等[28]檢測了房水中的長鏈非編碼RNA(long noncoding RNA，LncRNA)，發(fā)現(xiàn)T267384、ENST00000607393和T342877在POAG房水中表達增高，并且房水中ENST00000607393和 T342877濃度與視野模式標準偏差值(PSD)及視神經(jīng)纖維層厚度(RNFL)相關(guān)。我們的研究中也發(fā)現(xiàn)組織蛋白酶D、細胞黏附分子等細胞因子濃度與MD值呈負相關(guān)[14]，認為進一步的研究可以按照青光眼視野缺損進行分組，比較各組青光眼患者房水中這些因子的濃度差異。

2.3 治療效果評估 青光眼生物標志物與治療效果評估的研究主要集中對于小梁切除術(shù)預(yù)后的判斷，這類研究目前并不多見，且樣本量較小，隨訪時間較短，但已經(jīng)有了一些很有意思的發(fā)現(xiàn)。Cvenkel等[29]比較了手術(shù)成功和手術(shù)失敗的小梁切除術(shù)患者房水中細胞因子濃度，發(fā)現(xiàn)手術(shù)失敗的患者房水中IL-6和腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor -α，TNF-α)濃度更高，他們認為高濃度的炎癥因子表明前房處于炎癥環(huán)境，更容易發(fā)生纖維化導(dǎo)致濾過手術(shù)失??；Inoue[30]發(fā)現(xiàn)術(shù)前房水中MCP-1濃度影響小梁切除術(shù)成功率，MCP-1濃度越高，術(shù)后累積成功率越低；Engle等[31]發(fā)現(xiàn)既往有眼內(nèi)手術(shù)史的患者房水中炎癥因子濃度更高，且術(shù)前降低眼壓對眼內(nèi)的炎性環(huán)境影響不大，這可能解釋了為什么初次濾過性手術(shù)的患者手術(shù)成功率更高。這些研究都提示，術(shù)前房水中炎癥因子濃度較高的患者手術(shù)預(yù)后可能較差。

3 結(jié)語與展望

綜上所述，我們認為房水是一種相對理想的青光眼生物標志物研究標本，因為它不僅與小梁網(wǎng)直接接觸，可以反映小梁網(wǎng)的功能狀態(tài)，而且可以間接反映視網(wǎng)膜的情況；但是房水檢測作為一種有創(chuàng)性檢查，仍需要提高它的安全性。青光眼生物標志物的研究有助于解決青光眼的篩查、早期診斷、疾病進程判斷和治療效果評估等問題，對臨床是十分有益的。雖然目前還沒有找到確切的青光眼生物標志物，但是已經(jīng)取得了一些進展，房水檢測已經(jīng)開始應(yīng)用于臨床?？上У氖悄壳暗那喙庋凵飿酥疚镅芯慷鄶?shù)為小樣本研究，很難提供可靠的循證依據(jù)，且隨訪研究較少、隨訪時間短，很難進一步得到這些標志物對治療效果評估的準確性。但是，如果能發(fā)現(xiàn)一種適合的青光眼生物標志物，可以幫助解決很多尚未解決的臨床問題。