張文靜 綜述 祁穎 審校

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院眼科，鄭州 450052

青光眼作為一種致盲眼病，眼壓增高是其發(fā)病的主要危險(xiǎn)因素，房水循環(huán)途徑中任何一環(huán)發(fā)生障礙均可導(dǎo)致眼壓升高而引起病理改變。房水流出通路主要分為傳統(tǒng)途徑、葡萄膜鞏膜途徑以及虹膜表面的吸收。生理狀態(tài)下，75%～80%的房水經(jīng)傳統(tǒng)途徑排出，傳統(tǒng)途徑為小梁網(wǎng)、Schlemm管、集合管、房水靜脈，最后引流入上鞏膜靜脈。小梁網(wǎng)和Schlemm管在房水流出通道阻力中起著重要的作用，也是原發(fā)性開角型青光眼(primary open-angle glaucoma，POAG)房水外流受阻的主要部位。由于Schlemm管位置較隱蔽，以往的研究多集中在小梁網(wǎng)，但有相關(guān)研究表明，Schlemm管在房水外流過(guò)程中有著甚至高于小梁網(wǎng)的作用。因此，現(xiàn)在越來(lái)越多的研究者開始注重Schlemm管的研究，了解Schlemm管的形態(tài)學(xué)特征及其生物學(xué)測(cè)量方法對(duì)于青光眼治療術(shù)式的選擇以及預(yù)后效果的評(píng)估具有重要意義。

1 Schlemm管的結(jié)構(gòu)和生理功能

Schlemm管是圍繞前房角的房水輸出管道，由若干小腔隙相互吻合而成，內(nèi)壁僅由1層內(nèi)皮細(xì)胞與小梁網(wǎng)相隔，外壁有25～35條集液管，房水經(jīng)此處流入鞏膜內(nèi)靜脈(房水靜脈)，最后流入睫狀前靜脈。研究表明，連接小梁網(wǎng)和集合管的Schlemm管可能是POAG患者房水流出的阻力點(diǎn)，這類患者Schlemm管大小明顯小于正常眼，這種減小導(dǎo)致房水外流也隨之下降約50%。

Schlemm管內(nèi)壁是由Schlemm管內(nèi)皮細(xì)胞及其基底膜組成的管壁，其內(nèi)皮細(xì)胞的基底膜不連續(xù)，由于基底膜的不完整，在眼壓與鞏膜靜脈壓的壓差作用下，Schlemm管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生形變向管腔內(nèi)膨出，形成囊袋樣穹隆狀結(jié)構(gòu)，即大液泡，這種現(xiàn)象被認(rèn)為與Schlemm管內(nèi)皮細(xì)胞上的連接管腔內(nèi)外的微孔形成有關(guān)。這些微孔通過(guò)排空和充盈多糖復(fù)合物來(lái)改變房水流入的阻力，對(duì)房水流出起調(diào)節(jié)作用。Allingham等研究發(fā)現(xiàn)，POAG患者Schlemm管的內(nèi)皮細(xì)胞微孔和巨大液泡數(shù)量均較正常人少，且形態(tài)出現(xiàn)異常，這是引起眼壓升高的重要原因之一。微孔又與鄰管組織的小梁細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)形成房水流出通道中類似于漏斗的效應(yīng)。當(dāng)微孔與鄰管組織被分離時(shí)，漏斗效應(yīng)被打破，房水外流阻力減小，這種現(xiàn)象也叫做“洗脫效應(yīng)”。有研究表明，微孔的形成與內(nèi)皮細(xì)胞的變形能力有關(guān)，且內(nèi)皮細(xì)胞的變形能力又受細(xì)胞剛性的影響，因此，內(nèi)皮細(xì)胞的剛性也影響房水流出的阻力，內(nèi)皮細(xì)胞的剛性越高，房水外流阻力越大。另外，房水流出在眼全周并非均勻一致，而是呈節(jié)段性。Schlemm管的功能呈節(jié)段性活躍和開放，研究發(fā)現(xiàn)，正常人集液管處Schlemm管的橫截面積較大，且鼻側(cè)大于顳側(cè)。

Schlemm管與眼壓的關(guān)系在以往的研究中已經(jīng)被證實(shí)。一方面，Schlemm管塌陷導(dǎo)致房水外流阻力增加，引起眼壓升高。另一方面，眼壓的升高也會(huì)影響Schlemm管的形態(tài)，隨著眼壓的升高，小梁網(wǎng)擴(kuò)張，Schlemm管塌陷。Schlemm管塌陷會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致眼壓升高，形成惡性循環(huán)。此外，眼壓升高不僅會(huì)導(dǎo)致Schlemm管塌陷，還有可能會(huì)導(dǎo)致Schlemm管內(nèi)壁疝入到Schlemm管外壁集液管的開口處，Schlemm管內(nèi)壁疝的形成會(huì)造成房水外流阻力進(jìn)一步增大。

2 離體組織Schlemm管檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法

離體組織Schlemm管的檢測(cè)方法主要有普通光學(xué)顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡、電子顯微鏡和3D計(jì)算機(jī)斷層掃描，以下分別介紹這幾種檢測(cè)方法的主要優(yōu)勢(shì)、局限及相應(yīng)的應(yīng)用成果。

2.1 光學(xué)顯微鏡

光學(xué)顯微鏡是最早觀察Schlemm管形態(tài)學(xué)的方法，研究者使用組織學(xué)方法切片染色研究Schlemm管的位置形態(tài)。取離體眼球的前房組織，經(jīng)浸泡固定、切片染色后，利用光學(xué)顯微鏡來(lái)觀察Schlemm管的位置和形態(tài)。這種方法簡(jiǎn)單易行，但是離體組織在進(jìn)行固定切片時(shí)，由于受到不可控外力的影響，會(huì)不同程度影響Schlemm管的形態(tài)。姜發(fā)綱等分別利用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡觀察小鼠房角組織的形態(tài)及超微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)

CYP1B1

基因的缺失可導(dǎo)致Schlemm管結(jié)構(gòu)的異常。隨著生物組織光學(xué)透明技術(shù)和光片熒光顯微鏡的發(fā)展，Yang等首次將2項(xiàng)技術(shù)結(jié)合用于觀察眼球結(jié)構(gòu)，其可以清楚準(zhǔn)確地檢測(cè)到Schlemm管的全周結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡相比，這項(xiàng)技術(shù)使我們能夠研究眼球各部位的自然形態(tài)、位置和組織結(jié)構(gòu)。

2.2 激光掃描共聚焦顯微鏡

激光掃描共聚焦顯微鏡是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的新技術(shù)，與普通的熒光顯微鏡比較，激光掃描共聚焦顯微鏡觀察時(shí)需要的組織更少且可視性更高。另外，由于不需要常規(guī)的固定、包埋和切片過(guò)程，組織能夠最大程度地保留原有的生理結(jié)構(gòu)。將激光掃描共聚焦顯微鏡與熒光灌注液結(jié)合，不僅能夠觀察到Schlemm管的形態(tài)變化，還能觀察房水外流通道的情況。

有研究表明可以用雙光子激光掃描共聚焦顯微鏡獲取Schlemm管圖像數(shù)據(jù)，雙光子激光掃描共聚焦顯微鏡可直接對(duì)眼組織進(jìn)行成像研究，避免了經(jīng)過(guò)染色劑作用以及組織切片的損傷等技術(shù)上引起的形態(tài)學(xué)改變，因此也是近年來(lái)越來(lái)越多研究者關(guān)注的重點(diǎn)。

2.3 電子顯微鏡

電子顯微鏡也是觀察Schlemm管的一種重要方法，可以在細(xì)胞層次上對(duì)Schlemm管有更深一步的了解。透射電子顯微鏡可以在某一截面細(xì)致觀察各種細(xì)胞及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，清晰呈現(xiàn)Schlemm管的特殊結(jié)構(gòu)大液泡與小孔。而掃描電子顯微鏡能夠細(xì)致觀察Schlemm管的內(nèi)外壁表面，并且計(jì)算Schlemm管小孔直徑與面積。Worthen等通過(guò)掃描電子顯微鏡研究了50只解剖眼的Schlemm管，發(fā)現(xiàn)Schlemm管是平行于鞏膜表面長(zhǎng)軸的長(zhǎng)方形管道。之后，也有更多的研究者開始了離體組織中Schlemm管的組織學(xué)研究。

2.4 三維微計(jì)算機(jī)斷層掃描

三維微計(jì)算機(jī)斷層掃描(three dimensional micro-computed tomography，3D micro-CT)提供了一種眼前節(jié)檢查方法，高分辨率3D micro-CT分辨率達(dá)1 mm，可以檢查眼部較細(xì)微結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，已有研究應(yīng)用3D micro-CT觀察了眼周周圍的小梁網(wǎng)、Schlemm管和集合管等結(jié)構(gòu)。該方法可以在不破壞樣本的情況下了解其內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)，避免了使用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡觀察時(shí)準(zhǔn)備切片及制作標(biāo)本過(guò)程中對(duì)組織結(jié)構(gòu)的破壞。通過(guò)3D micro-CT對(duì)Schlemm管和集液管進(jìn)行3D重建顯示，相同的灌注壓下，POAG患者比正常人Schlemm管更不連續(xù)且與集液管的吻合度較低。

3 活體中Schlemm管檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法

離體眼Schlemm管的研究為我們正確認(rèn)識(shí)Schlemm管的形態(tài)學(xué)特點(diǎn)及其在青光眼發(fā)病中的作用帶來(lái)了很大的幫助，但由于在制作組織切片的過(guò)程中存在許多不可控外力的影響，會(huì)不同程度地影響Schlemm管的形態(tài)，導(dǎo)致離體眼中Schlemm管的研究與活體中存在顯著的偏差。另外，由于Schlemm管對(duì)青光眼的眼壓升高及治療方式的選擇有重要的意義。因此，目前更多研究者主要致力于活體中Schlemm管的研究，并將其應(yīng)用到臨床中。近年來(lái)，隨著研究技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，研究者對(duì)Schlemm管的認(rèn)識(shí)有了較大的提高。臨床上，運(yùn)用高頻率超聲生物顯微鏡(ultrasound biomicroscope，UBM)和光相干斷層掃描(optical coherence tomography，OCT)不僅可以清晰、準(zhǔn)確地觀察和測(cè)量Schlemm管形態(tài)，還可以動(dòng)態(tài)記錄Schlemm管的變化。了解Schlemm管的形態(tài)及功能對(duì)青光眼治療方式的選擇及治療預(yù)后的評(píng)估具有重要意義。

3.1 UBM

早期的UBM由于需要將眼杯置于眼球上，會(huì)對(duì)眼球產(chǎn)生一定的壓力，導(dǎo)致眼部受壓變形，影響Schlemm管的形態(tài)，并且不能用于術(shù)后檢查。隨著高頻UBM的出現(xiàn)，其不需要大眼杯，僅接觸就可檢查，解決了早期使用UBM檢查眼前節(jié)的局限性。

利用高頻UBM對(duì)Schlemm管觀察的研究最早可追溯到2006年，Cameron等利用高頻超聲成像系統(tǒng)(iScience Surgical Corporation，Menlo Park，CA)觀察抗青光眼術(shù)后Schlemm管的形態(tài)與眼壓的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)Schlemm管擴(kuò)張的患者眼壓下降更明顯，證實(shí)了高頻UBM可以觀察活體中Schlemm管的情況，也證明了Schlemm管的形態(tài)變化對(duì)眼壓有一定的影響。在此基礎(chǔ)上，Irshad等于2010年首次系統(tǒng)地提出了可以利用UBM在活體內(nèi)觀察Schlemm管的橫截面直徑及其位置(圖1)，開啟了活體內(nèi)利用UBM觀察Schlemm管的研究大門。之后，其他研究者利用UBM也開展了一系列關(guān)于Schlemm管的臨床研究。POAG患者Schlemm管的橫徑、縱徑均小于正常人，這與前述的組織學(xué)研究結(jié)果相一致，為POAG治療方式的選擇提供了新的研究方向。UBM對(duì)Schlemm管形態(tài)的觀察也有助于青光眼患者手術(shù)方式的選擇，并可以根據(jù)抗青光眼術(shù)后Schlemm擴(kuò)張情況評(píng)估患者預(yù)后。

近年來(lái)，3D成像在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，3D-UBM的提出也可以讓觀察者看到在2D-UBM中可能不清楚的解剖關(guān)系，Helms等提出可以將3D-UBM用于iTrack微導(dǎo)管手術(shù)，確定微導(dǎo)管插入的位置及范圍，并觀察術(shù)前術(shù)后Schlemm管的情況，包括位置、通暢性及術(shù)后的形態(tài)變化。

3.2 OCT

與高頻超聲檢查相比，OCT是一種新型的非接觸性、非侵入性組織斷層掃描技術(shù)。隨著傅立葉域OCT(Fourier-domain OCT，F(xiàn)D-OCT)的出現(xiàn)，為Schlemm管檢測(cè)提供了一種無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)、活體的檢查方法。FD-OCT是眼前節(jié)OCT的一種，其主要分為光譜OCT和掃頻OCT(swept-source OCT，SS-OCT)。

2008年，Asrani等采用1 310 nm波長(zhǎng)FD-OCT測(cè)量6例青光眼患者和6名正常人的前房角結(jié)構(gòu)，報(bào)道了首幅Schlemm管的FD-OCT圖像(圖2)，開啟了FD-OCT在Schlemm管成像的應(yīng)用。之后，Usui等比較了采用FD-OCT和組織學(xué)方法對(duì)離體眼中Schlemm管的測(cè)量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)FD-OCT檢測(cè)到的Schlemm管位置與組織學(xué)檢查結(jié)果一致；另外，又利用FD-OCT的雙角模式和高清模式分別測(cè)量了在體眼顳側(cè)和鼻側(cè)Schlemm管的長(zhǎng)度和面積，證明了FD-OCT可以對(duì)Schlemm管進(jìn)行定性和非侵襲性評(píng)價(jià)。許多研究者將FD-OCT應(yīng)用于青光眼的臨床研究，觀察比較POAG患者與正常人Schlemm管的形態(tài)。研究均發(fā)現(xiàn)FD-OCT能夠?qū)chlemm管橫截面進(jìn)行清晰成像及精確測(cè)量，POAG患者的Schlemm管橫截面面積小于正常人，與之前的組織學(xué)研究結(jié)果一致。該方法也可用于兒童Schlemm管的測(cè)量，且測(cè)量具有可重復(fù)性。但是由于FD-OCT檢查要求患者處于坐位，嬰兒不能配合該檢查，隨著手持前節(jié)OCT(HH AS-OCT)的引入，可以進(jìn)行仰臥位檢查。Abdeen等利用HH AS-OCT描述了原發(fā)性先天性青光眼嬰兒和正常嬰兒的前房角結(jié)構(gòu)，得到了清晰的Schlemm管成像圖片。

圖2 利用FD-OCT測(cè)量的前房角圖片[38] A：Schlemm管是小梁網(wǎng)外彎曲的管狀結(jié)構(gòu) B：健康人眼中可以觀察到Schlemm管和小梁網(wǎng) C：鞏膜突是一個(gè)突出到小梁網(wǎng)根部的結(jié)構(gòu) 紅色、綠色、黃色箭頭分別示Schlemm管、小梁網(wǎng)、鞏膜突所在位置

近年來(lái)，OCT的成像速度和靈敏度得到了極大的提高，有研究者研制了專門用于青光眼患者的眼前節(jié)SS-OCT，其也屬于FD-OCT的一種類型，并利用此種技術(shù)成功獲取了正常人及青光眼患者的Schlemm管圖像。Yao等利用兆赫掃頻OCT，在1.66 MHz的頻率下，用1 060 nm FDML SS-OCT在人眼中實(shí)現(xiàn)了全周向Schlemm管成像和定量。SS-OCT檢查前房角時(shí)光線經(jīng)鞏膜入射，具有散射性，因此騰植鑫等提出了基于SS-OCT與房角鏡的G-OCT系統(tǒng)，他們將房角鏡與SS-OCT結(jié)合使用，搭建了中心波長(zhǎng)為1 310 nm的SS-OCT，借助房角鏡將SS-OCT的1 310 nm紅外光反射或折射入房角進(jìn)行觀察，并在實(shí)驗(yàn)兔眼上成功獲取了清晰的小梁網(wǎng)和Schlemm管圖像。另外，可見(jiàn)光OCT是一種新發(fā)展起來(lái)的OCT技術(shù)，以可見(jiàn)光作為光源，使用更短的波長(zhǎng)可以獲得更高的軸向分辨率和靈敏度。增強(qiáng)深部成像OCT是一種觀察Schlemm管的先進(jìn)技術(shù)，可以全周調(diào)整掃描方向，使OCT掃描完全垂直于角膜緣，可用于描述Schlemm管全周的形態(tài)及開放狀態(tài)。

目前，隨著恢復(fù)和重建Schlemm管形態(tài)的手術(shù)，如Schlemm管成形術(shù)及Schlemm管擴(kuò)張術(shù)等的發(fā)展，可以將術(shù)中OCT應(yīng)用于導(dǎo)管成形術(shù)術(shù)中Schlemm管的觀察，術(shù)中OCT能夠在術(shù)中觀察Schlemm管的縫線以及鞏膜切除術(shù)后的房角結(jié)構(gòu)，并避開了在獲取Schlemm管圖像時(shí)鞏膜陰影帶來(lái)的影響。

之前在離體眼中有研究發(fā)現(xiàn)，組織水平結(jié)構(gòu)的改變會(huì)導(dǎo)致Schlemm管的閉合和開放。當(dāng)前房灌注壓升高時(shí)，小梁網(wǎng)向Schlemm管管腔擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓力降低時(shí)，小梁網(wǎng)之前擴(kuò)張到Schlemm管的部分會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的結(jié)構(gòu)；Schlemm管腔的大小依賴于小梁網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)，并反映小梁網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)。近年來(lái)，也有相關(guān)研究利用相敏OCT觀察小梁網(wǎng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)小梁網(wǎng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)存在搏動(dòng)周期，其搏動(dòng)周期與心臟的搏動(dòng)周期具有一致性(圖3)。

圖3 利用相敏OCT觀察小梁網(wǎng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)[55] A：利用相敏OCT對(duì)小梁網(wǎng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行評(píng)估，鼻側(cè)房角正常，顳側(cè)房角狹窄，房水外流受阻 B：紅色曲線為心臟脈沖；藍(lán)色為鼻側(cè)小梁網(wǎng)運(yùn)動(dòng)的速度和振幅，很容易識(shí)別，且與周圍脈搏同步 C：幾乎分辨不出顳側(cè)小梁網(wǎng)運(yùn)動(dòng)的速度和振幅

此外，也有關(guān)于利用偏振敏感OCT觀察離體眼以及利用時(shí)域OCT(time domain OCT，TD-OCT)觀察在體眼Schlemm管的相關(guān)報(bào)道。但TD-OCT圖像中的Schlemm管呈現(xiàn)一條圍繞小梁網(wǎng)的高反光條帶，Schlemm管形態(tài)和位置與病理學(xué)研究有較大差異。

隨著研究者們對(duì)Schlemm管的進(jìn)一步研究，青光眼微創(chuàng)手術(shù)也在進(jìn)一步的發(fā)展，Schlemm管成形術(shù)是治療開角型青光眼新的手術(shù)方式。在術(shù)中應(yīng)用Schlemm管熒光素鈉造影法可觀察Schlemm管的開放狀態(tài)，了解遠(yuǎn)端房水流出通道。也可利用UBM、OCT等檢測(cè)方法，觀察術(shù)前術(shù)后Schlemm管擴(kuò)張狀態(tài)，評(píng)估患者預(yù)后情況。

3.3 其他

此外，通過(guò)房角鏡觀察血液從外周靜脈系統(tǒng)回流至Schlemm管也是評(píng)估Schlemm管狀態(tài)的方法之一，Grieshaber等認(rèn)為血液回流缺乏是Schlemm管塌陷的1個(gè)標(biāo)志。該方法的缺點(diǎn)是通過(guò)對(duì)房角組織施加壓力可以強(qiáng)行擴(kuò)張Schlemm管，掩蓋了Schlemm管的真實(shí)狀態(tài)，因此用此方法解釋Schlemm管的通暢性時(shí)需要謹(jǐn)慎。

4 小結(jié)

綜上所述，Schlemm管在房水流出阻力中起著重要的作用，也是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，Schlemm管結(jié)構(gòu)微小，位置隱蔽，由于早期研究方法有限，一般使用電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡對(duì)離體組織的Schlemm管進(jìn)行觀察。離體組織觀察Schlemm管的方法雖簡(jiǎn)單易行，但在制作組織切片過(guò)程中，由于受到不可控外力的影響，組織形態(tài)會(huì)受到不同程度的影響。并且，由于越來(lái)越多的研究表明Schlemm管與眼壓有明顯的關(guān)系，將Schlemm管的觀察應(yīng)用到臨床中成為更亟待解決的問(wèn)題。隨著影像學(xué)的發(fā)展，在活體中觀察Schlemm管的形態(tài)已經(jīng)成為可能，已經(jīng)被證實(shí)有效且應(yīng)用于臨床的方法主要有UBM和OCT。UBM檢查是一種接觸性檢查，會(huì)給被檢者帶來(lái)不適，且可能會(huì)引起Schlemm管形態(tài)的改變，影響檢測(cè)結(jié)果的客觀性。OCT是目前臨床上常用的活體內(nèi)觀察Schlemm管的方法，該技術(shù)具有非接觸、非侵入性優(yōu)勢(shì)，隨著OCT技術(shù)的不斷發(fā)展，目前的OCT技術(shù)能夠清晰地完成Schlemm管360°成像，全周了解Schlemm管的位置、形態(tài)及開放狀態(tài)。但由于OCT是近年來(lái)逐漸發(fā)展完善的技術(shù)，尚需更多的臨床應(yīng)用來(lái)檢測(cè)其觀察Schlemm管結(jié)構(gòu)的可靠性及臨床適用性，了解各方位Schlemm管形態(tài)改變對(duì)青光眼患者的影響，探索治療青光眼更加有效的手術(shù)方法。

利益沖突

所有作者均聲明不存在利益沖突