嚴偉明，陳 濤，龍 盤，危冬昱，安 晶，陳梅珠，張作明

0 引言

葡萄膜炎是一種常見的、易復(fù)發(fā)的、可致盲性眼科疾病，其病因較復(fù)雜，發(fā)病機制仍未完全研究清楚。臨床上對葡萄膜炎進行深入探索其發(fā)病機制存在諸多限制(如除了個別尸檢外，無法獲取標本進行病理組織學檢查)，因此選用合適的葡萄膜炎動物模型對人類葡萄膜炎進行相關(guān)研究具有重要意義。內(nèi)毒素誘導(dǎo)的葡萄膜炎模型(endotoxin-induced uveitis，EIU)是一種常用的葡萄膜炎動物模型，可模擬與革蘭氏陰性菌感染相關(guān)的人類內(nèi)源性葡萄膜炎，被廣泛應(yīng)用于葡萄膜炎的發(fā)病機制、預(yù)防、治療等方面的研究[1]。EIU可通過在動物(包括大鼠、小鼠、家兔等)眼內(nèi)、皮下、腹腔或靜脈等部位注射內(nèi)毒素誘導(dǎo)產(chǎn)生典型的葡萄膜炎體征，如虹膜充血、瞳孔縮小、前房積膿等[2-3]。然而，在通過全身給藥途徑(皮下、腹腔或靜脈)注射內(nèi)毒素誘導(dǎo)的大鼠EIU中，盡管其眼內(nèi)組織表現(xiàn)出明顯炎癥反應(yīng)，而其它組織器官并沒有產(chǎn)生相應(yīng)明顯的病理組織學變化。這種現(xiàn)象早在1980年就被發(fā)現(xiàn)[4]，但至今尚未完全研究清楚。本文將就大鼠眼內(nèi)組織對內(nèi)毒素特異敏感的可能原因進行綜述分析，以期能為臨床治療葡萄膜炎提供新思路。

1 大鼠眼內(nèi)組織對內(nèi)毒素特異敏感的現(xiàn)象

內(nèi)毒素(endotoxin)又稱脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)，是革蘭氏陰性菌細胞壁的一個組成部分，是革蘭陰性菌的主要致病物質(zhì)。1980年Rosenbaum等[4]發(fā)現(xiàn)，在多種品系大鼠上通過全身給藥途徑注射內(nèi)毒素可誘導(dǎo)出大鼠雙眼急性前葡萄膜炎體征，并在病理組織學上得到證實。這種葡萄膜炎模型被稱為EIU，為人類葡萄膜炎研究提供了一種可行的動物模型。大鼠EIU可通過全身給藥途徑(如足底皮下、腹腔或靜脈)注射內(nèi)毒素誘導(dǎo)產(chǎn)生[5]；而直接在大鼠眼內(nèi)注射(玻璃體腔注射)內(nèi)毒素也可誘導(dǎo)出EIU[6]。大鼠EIU主要表現(xiàn)為雙眼急性前葡萄膜炎，體征包括虹膜充血、瞳孔縮小、房水閃輝、虹膜睫狀體和前房中炎癥細胞浸潤，甚至前房積膿。EIU的炎癥反應(yīng)一般在注射內(nèi)毒素 24h后達到高峰，之后開始緩解，約在96h后消失[1]。

在Rosenbaum等研究中，除了發(fā)現(xiàn)內(nèi)毒素可誘導(dǎo)出大鼠EIU模型外，還發(fā)現(xiàn)當逐漸增加內(nèi)毒素的注射劑量達到足夠在大鼠眼內(nèi)組織產(chǎn)生炎癥時，全身其它組織器官(心、肺、肝、腎、脾、皮膚、小腸和骨髓等)均觀察不到明顯的病理組織學變化。Mochizuki等研究也發(fā)現(xiàn)相同的現(xiàn)象[7-8]。大鼠眼內(nèi)組織較其它器官組織對內(nèi)毒素更容易產(chǎn)生炎癥反應(yīng)的這種現(xiàn)象，引起了不少學者的關(guān)注，并對其可能原因進行了相關(guān)探索。

2 大鼠眼內(nèi)組織對內(nèi)毒素特異敏感的可能原因

2.1內(nèi)毒素誘導(dǎo)其它疾病模型與EIU比較內(nèi)毒素也可運用于誘導(dǎo)其它疾病模型，如肝損傷、腦損傷、彌漫性血管內(nèi)凝血、內(nèi)毒素血癥和內(nèi)毒素性休克等模型。這些模型造模所采用的內(nèi)毒素給藥途徑多為靜脈或腹腔注射，而其所運用的內(nèi)毒素造模劑量均較EIU造模所用的大(EIU造模劑量為1mg/kg，其它模型為5、8、10mg/kg等[9])。這些模型是在全身給予足夠劑量的內(nèi)毒素后，引起機體產(chǎn)生明顯的內(nèi)毒素血癥，導(dǎo)致相應(yīng)組織器官內(nèi)產(chǎn)生大量的炎癥介質(zhì)，造成血管收縮，微循環(huán)障礙，組織細胞缺血、缺氧，從而引起相應(yīng)組織器官的損傷。在這些模型中，經(jīng)全身給藥途徑給予內(nèi)毒素能引起相應(yīng)組織器官產(chǎn)生炎癥性病理組織學改變。其它一些由內(nèi)毒素誘導(dǎo)的疾病模型，如急性肺損傷模型、慢性支氣管炎模型等，可采用小劑量內(nèi)毒素(200μg)通過局部給予途徑(如支氣管內(nèi)給藥)在相應(yīng)組織器官直接接觸誘導(dǎo)出相應(yīng)病變[10]。此種內(nèi)毒素給予方式也能在相應(yīng)器官組織產(chǎn)生明顯的病理組織學變化。

與上述內(nèi)毒素誘導(dǎo)的這些疾病模型不同，EIU模型可通過在大鼠眼球外部位(如足底皮下、腹腔、靜脈)注射小劑量內(nèi)毒素，在其眼內(nèi)組織誘發(fā)出明顯的病理組織學改變，而其它組織器官幾乎沒有病理組織學變化。這提示大鼠眼內(nèi)組織可能存在某種特殊性，造成其對內(nèi)毒素敏感。

2.2內(nèi)毒素并不在眼內(nèi)組織特異聚集關(guān)于EIU中大鼠眼內(nèi)組織選擇性被感染的原因，有一種觀點認為是因為內(nèi)毒素更容易結(jié)合在大鼠眼內(nèi)組織[11]。葡萄膜(包括虹膜、睫狀體、脈絡(luò)膜三部分)內(nèi)含豐富的血管，是免疫細胞的儲備庫，易對循環(huán)中的抗原產(chǎn)生反應(yīng)而造成組織損傷。不少學者認為葡萄膜內(nèi)的血管血流量較大，加之其毛細血管內(nèi)皮細胞間隙較大，使其較容易聚集較多量的內(nèi)毒素，并由此激活巨噬細胞，引起不可逆的炎癥級聯(lián)反應(yīng)。葡萄膜內(nèi)這種血管結(jié)構(gòu)的特殊性可能是造成大鼠眼內(nèi)組織對血液循環(huán)中的內(nèi)毒素高度敏感的原因[11]。然而，有研究通過在大鼠上靜脈注射帶有放射性物質(zhì)標記的內(nèi)毒素后發(fā)現(xiàn)，在各個不同時間點，大鼠眼內(nèi)組織內(nèi)毒素的濃度均明顯低于肝、腎或脾等器官[12]。Bhattacherjee等[13]發(fā)現(xiàn)將1ng 內(nèi)毒素直接注射到大鼠玻璃體腔內(nèi)與皮下注射200000ng(200μg)內(nèi)毒素后所產(chǎn)生的眼內(nèi)組織炎癥反應(yīng)相似，甚至更重。此外，前期我們通過一項實驗研究發(fā)現(xiàn)，將EIU造模的內(nèi)毒素造模劑量從常規(guī)的1mg/kg減少到 1/8(mg/kg)時，所獲得的葡萄膜炎程度相對較輕[14]，房水內(nèi)蛋白總量明顯下降，但仍可見較明顯的虹膜充血、前房積膿等葡萄膜炎體征[15]。

以上相關(guān)研究結(jié)果提示，大鼠眼內(nèi)組織并不比其它組織器官特異性地結(jié)合更多量的內(nèi)毒素。EIU中大鼠眼內(nèi)組織產(chǎn)生明顯炎癥與其中所含的內(nèi)毒素劑量沒有直接相關(guān)性，而可能是大鼠眼內(nèi)組織本身可能存在某種特殊性，使其對內(nèi)毒素高度敏感。因此，即使注射很小劑量的內(nèi)毒素，在其它組織器官未出現(xiàn)明顯病理組織學變化時，大鼠眼內(nèi)組織也可先產(chǎn)生明顯的炎癥反應(yīng)。

2.3大鼠眼內(nèi)組織血管內(nèi)皮細胞的特殊性血管內(nèi)皮細胞損傷是炎癥發(fā)展的重要因素之一。血栓素B2(thromboxane B2，TXB2)是血栓素A2(TXA2)的代謝物，其在血小板和中性粒細胞內(nèi)含量豐富。研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠足底皮下注射內(nèi)毒素 1h后，房水中就有TXB2出現(xiàn)[8]，提示在EIU早期大鼠虹膜睫狀體血管內(nèi)即有血小板和中性粒細胞聚集。MHCⅡ類抗原陽性表達提示組織內(nèi)存在有炎癥反應(yīng)，而在大鼠上注射內(nèi)毒素 6h后，在虹膜睫狀體血管周圍就有MHCⅡ類抗原染色存在[16]，提示虹膜睫狀體血管參與了EIU的炎癥反應(yīng)。另有研究在大鼠玻璃體腔內(nèi)注射內(nèi)毒素后，發(fā)現(xiàn)其虹膜睫狀體血管出現(xiàn)明顯擴張，并有微血栓形成；而在后期，炎癥減輕消失后，虹膜睫狀體的血管仍存在阻塞現(xiàn)象[17]。由此可見，虹膜睫狀體血管除具有高血流量和有孔毛細血管特點外，可能還具有某種未知的特殊性，在EIU發(fā)病中起著重要作用。

不同解剖位置的血管內(nèi)皮細胞特性可能不同，而眼內(nèi)組織，主要是虹膜睫狀體的血管內(nèi)皮細胞可能對內(nèi)毒素的直接或間接作用高度敏感。這種虹膜睫狀體血管對內(nèi)毒素的特殊敏感性，可能表現(xiàn)在其內(nèi)皮細胞上表達某種對內(nèi)毒素敏感的特異受體。足底皮下注射內(nèi)毒素所導(dǎo)致的血-房水屏障破壞，可能是由于血液循環(huán)中內(nèi)毒素與虹膜睫狀體血管內(nèi)皮細胞的特異受體結(jié)合，激活內(nèi)皮細胞，引起血管通透性增加所導(dǎo)致的。關(guān)于虹膜睫狀體血管上是否存在這種內(nèi)毒素特異受體，仍未有較一致的觀點。可以明確的是，內(nèi)毒素與虹膜睫狀體血管內(nèi)皮細胞間可能發(fā)生某種未知的相互作用，有研究證實內(nèi)毒素可特異地誘導(dǎo)虹膜睫狀體血管內(nèi)皮細胞釋放炎癥因子[18]。此外，另一種可能的原因是，虹膜睫狀體血管內(nèi)皮細胞表達某些特殊分子，或比其它器官血管內(nèi)皮細胞更易表達黏附分子或選擇素分子等，使其在受到內(nèi)毒素刺激時，更易于募集中性粒細胞等炎癥細胞，引起明顯炎癥反應(yīng)。

虹膜睫狀體血管內(nèi)皮細胞的特殊性可能是EIU中大鼠眼內(nèi)組織產(chǎn)生明顯炎癥表現(xiàn)的可能原因之一。

2.4大鼠眼內(nèi)組織TLR4受體的特殊性在EIU致病過程中，內(nèi)毒素發(fā)揮作用需要與TLR4受體結(jié)合，從而啟動一系列炎癥反應(yīng)。Chang等發(fā)現(xiàn)，在人類葡萄膜中TLR4受體大多表達于抗原遞呈細胞中(主要是巨噬細胞和樹突狀細胞)，而這些表達TLR4受體的細胞多位于虹膜根部和睫狀體，以虹膜基質(zhì)血管周圍和上皮下多見[14,19]。TLR4受體這種分布方式利于監(jiān)視眼內(nèi)組織中出現(xiàn)的內(nèi)毒素，并對相應(yīng)病原菌感染做出及時反應(yīng)；而研究發(fā)現(xiàn)大鼠葡萄膜中也存在TLR4這種分布方式[20]。

TLR4受體在大鼠眼內(nèi)組織的這種特殊分布方式可能是大鼠眼內(nèi)組織對內(nèi)毒素特異敏感的可能原因之一。

2.5大鼠眼內(nèi)組織固有巨噬細胞的特殊性巨噬細胞在EIU致病過程中起著關(guān)鍵的作用，特別是虹膜睫狀體內(nèi)的組織固有巨噬細胞。它是多種細胞因子的來源，其產(chǎn)生的細胞因子參與EIU的發(fā)生、發(fā)展過程[21-22]。研究發(fā)現(xiàn)，從大鼠的虹膜基底部到瞳孔邊緣存在一個廣泛的組織固有巨噬細胞的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，這些細胞大部分存在于睫狀體基底部及睫狀突處的血管旁[23]，而人類的葡萄膜中可能也存在一個類似的組織固有巨噬細胞網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這些組織固有巨噬細胞易與血管內(nèi)皮細胞黏附，吞噬血液中外來的和天然存在的炎癥刺激物質(zhì)，如內(nèi)毒素。這些巨噬細胞被內(nèi)毒素激活后，釋放大量細胞因子，介導(dǎo)了炎癥反應(yīng)。組織固有巨噬細胞在虹膜睫狀體內(nèi)的特殊分布方式，可能是造成大鼠眼內(nèi)組織對內(nèi)毒素特異敏感的原因之一。

3 小結(jié)

綜上所述，在內(nèi)毒素誘導(dǎo)的大鼠葡萄膜炎模型中，其眼內(nèi)組織對內(nèi)毒素產(chǎn)生明顯炎癥反應(yīng)的原因，并不是由于內(nèi)毒素在其眼內(nèi)組織特異性蓄積導(dǎo)致的，而可能是其虹膜睫狀體血管內(nèi)皮細胞表達某種內(nèi)毒素敏感性受體，加上固有組織巨噬細胞及其表面TLR4受體在虹膜睫狀體血管旁的聚集性分布，造成眼內(nèi)組織較其它組織器官對血液循環(huán)中的內(nèi)毒素更敏感，更易產(chǎn)生細胞因子和炎癥介質(zhì)，從而產(chǎn)生明顯的炎癥?；蛟S，通過比較大鼠虹膜睫狀體與其它組織器官上血管內(nèi)皮細胞和固有組織巨噬細胞的差異，可能解開大鼠眼內(nèi)組織未知的特殊性，從而為臨床上治療人類葡萄膜炎提供新的思路。