鐘維琪 谷志明 蘭長駿 廖 萱
眼球屈光狀態(tài)的發(fā)育有一個正視化過程,已經(jīng)在人類及動物研究中得以證實,這個過程也被認為是一個穩(wěn)態(tài)(homeostasis)的維持[1]。人眼可以協(xié)調(diào)眼軸長度(AL)與屈光度的關系,使外界物體經(jīng)屈光系統(tǒng)后,能準確地成像在視網(wǎng)膜黃斑中心凹。如果正視化過程的穩(wěn)態(tài)被擾亂,則會導致屈光不正。近視是最常見的屈光不正,在全球范圍有很高的發(fā)病率,并呈快速增加的趨勢。Holden等[2]的研究表明,全球近視患病率在未來30年會持續(xù)升高,近一半的人口(47.58億)將受到近視的影響,其中9.38億人可能會發(fā)展為高度近視。盡管進行了廣泛的研究,但近視發(fā)生發(fā)展的確切機制仍不清楚。
近年來研究發(fā)現(xiàn),脈絡膜在調(diào)節(jié)眼睛生長和近視發(fā)展中起著重要的作用。高度近視患眼脈絡膜厚度(ChT)顯著變薄,并且變薄的程度隨近視度數(shù)升高而增加[3]??紤]到脈絡膜是一種高度血管化的組織,具有快速改變血流的能力,有學者推測導致ChT改變的主要原因可能是脈絡膜血流(ChBF)的改變[4]。當ChBF減少時,會導致鞏膜局部缺氧,近視性鞏膜重塑發(fā)生,促進AL延長,從而加速近視發(fā)展[5]。本文將就近年來ChT和ChBF與近視的相關研究進行簡要綜述。
脈絡膜位于眼球后極部鞏膜和視網(wǎng)膜之間,組織學上脈絡膜包括Bruch膜及脈絡膜毛細血管、小血管和中血管層(Sattler層)、大血管層(Haller層)和脈絡膜上腔。作為體內(nèi)血管化程度最高的組織之一,脈絡膜的主要功能是為外層視網(wǎng)膜提供氧氣和營養(yǎng)物質(zhì),其他還包括光吸收和調(diào)節(jié)眼壓等。尤其在黑暗環(huán)境中,超過90%的氧氣來自脈絡膜循環(huán)[6]。暗環(huán)境下視網(wǎng)膜上的光感受器代謝極其活躍,大量光門控離子通道開放,為了維持離子的穩(wěn)態(tài),光感受器將消耗大量的氧氣用于離子的主動運輸。視網(wǎng)膜上連續(xù)的毛細血管內(nèi)皮細胞構成了血-視網(wǎng)膜內(nèi)屏障,即使是小分子物質(zhì)(如葡萄糖和氨基酸)也無法穿過,營養(yǎng)物質(zhì)只能通過單向的主動轉運[7]。與視網(wǎng)膜毛細血管相比,脈絡膜毛細血管管壁上孔洞直徑大,葡萄糖和大部分低相對分子質(zhì)量物質(zhì)都能順利穿過。不僅如此,脈絡膜毛細血管高血流速度和高血流量維持了較高的氧分壓,進而保證視網(wǎng)膜能從脈絡膜獲得足夠的氧氣。
近年來,越來越多的研究表明,脈絡膜還具有另外兩個重要的功能:通過改變ChT調(diào)節(jié)黃斑中心凹的位置,以及通過釋放某些生長因子參與血管形成和鞏膜重塑[8-9]。Sander等[10]通過研究低濃度阿托品和遠視離焦對年輕近視成人ChT和AL的影響發(fā)現(xiàn),AL越長ChT越薄,反之亦然,認為脈絡膜參與了眼球生長的調(diào)節(jié),脈絡膜變厚可以抑制AL的增長。Xiong等[11]發(fā)現(xiàn),近視發(fā)生之前AL的快速增長使脈絡膜變薄,引起ChBF降低,推測鞏膜局部缺血缺氧、變薄和組織硬度下降,最終加速AL的延長和近視的發(fā)生。在視網(wǎng)膜-脈絡膜-鞏膜級聯(lián)信號通路中[12],脈絡膜的特殊位置使它可能成為將來自視網(wǎng)膜的生長調(diào)節(jié)信號傳遞到鞏膜的通道,調(diào)節(jié)眼局部生長。但脈絡膜在近視中具體的作用機制尚未明確,后續(xù)需要更多的實驗研究進行探索。
光學相干斷層掃描技術的進步提升了人們對脈絡膜的認識。Qi等[13]采用同心圓分區(qū)的方法對8~11歲兒童不同區(qū)域的ChT進行研究,結果發(fā)現(xiàn),以黃斑中心凹為圓心和起點,往鼻側方向脈絡膜逐漸變薄,而在另外3個方向(顳側、上方、下方)脈絡膜則逐漸增厚,且在距黃斑中心凹2 mm處達到相應方向厚度最大值,而后進入平臺期,直到距離黃斑中心凹3 mm處厚度逐漸變?。?個方向中以顳側脈絡膜最厚。Xiong等[11]研究表明,ChT的變化隨年齡而異,在沒有明顯屈光不正的情況下,從兒童到青少年時期,ChT呈增加趨勢,在青年時期達到最大值。Pongsachareonnont等[14]發(fā)現(xiàn),成年后的平均ChT與年齡呈負相關(r2=0.097,P<0.001),年齡每增加1歲,平均ChT降低約1.5 μm,同時他們還發(fā)現(xiàn),黃斑中心凹ChT比平均ChT厚。而有關的組織病理學檢測結果表明,年齡相關性ChT降低與脈絡膜毛細血管直徑減小和血管密度降低有關[15]。
相關研究已證明,人眼ChT并非恒定不變,而是具有晝夜節(jié)律性,盡管正常ChT在一天中的變化幅度很小(日平均變化量為20~60 μm),其在白天最薄(最小厚度通常在中午或下午早些時候),在夜間最厚[16]。Seidel等[17]認為,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是,晚上脈絡膜的各層血管血流量比白天的血流量要大,血管的充盈度發(fā)生不同程度的改變,因此脈絡膜的厚度也有所不同。研究者對比了正常眼脈絡膜管腔區(qū)和基質(zhì)區(qū)厚度的晝夜變化情況,結果發(fā)現(xiàn),管腔區(qū)厚度明顯改變,而基質(zhì)區(qū)無顯著變化,提示ChT受到脈絡膜血管管腔直徑的調(diào)控[18]。為進一步探明管腔區(qū)ChT變化的具體位置,Gabriel等[19]對脈絡膜的Haller層和Sattler層做了相關研究,發(fā)現(xiàn)Haller層24 h內(nèi)厚度無明顯變化,而Sattler層則表現(xiàn)為早上厚,下午薄。由此得出,引起ChT晝夜變化的主要原因是Sattler層管腔直徑的改變。
3.1 屈光狀態(tài)大量針對成人的橫斷面研究報道表明,相比正視和遠視,近視眼與較薄的脈絡膜存在更為顯著的相關性。Jin等[20]對處于近視漂移的118名兒童進行為期1年的隨訪研究,結果發(fā)現(xiàn),88名(74.6%)發(fā)展為近視的兒童的黃斑中心凹ChT明顯變薄,不僅如此,其他區(qū)域的ChT也出現(xiàn)了不同程度的變?。欢谖窗l(fā)展成近視的兒童中,ChT無明顯變化。值得注意的是,通過監(jiān)測118名兒童1年內(nèi)脈絡膜的變化,在近視發(fā)展早期,黃斑中心凹周圍ChT較旁黃斑中心凹和中心凹ChT變薄程度更為嚴重,提示ChT變薄可能始于黃斑中心凹周邊部,基于這一發(fā)現(xiàn),研究者提出非黃斑中心凹下ChT變薄可能是近視發(fā)生發(fā)展的生物標志[3,20]。研究人員發(fā)現(xiàn),ChT變薄的速度與近視狀態(tài)的持續(xù)時間有關,在新發(fā)展成近視眼的患者中,ChT變薄的速度比已維持近視狀態(tài)數(shù)年的患者更快,這可能歸因于脈絡膜生理性增厚與AL快速延長效應之間的不平衡[11]。還有研究表明,高度近視眼的黃斑中心凹ChT非常薄,且隨著屈光度和年齡的增加,ChT還會進一步下降,這一表現(xiàn)在患有后鞏膜葡萄腫的患者中更為顯著,認為后鞏膜葡萄腫是高度近視眼ChT變薄的決定因素[21]。
3.2 AL近視的發(fā)展與眼軸密切相關,大量研究結果表明,AL延長與近視屈光度的增長呈正相關,不考慮屈光介質(zhì)的影響,AL越長,近視程度越深[22]。Xiong等[23]研究了AL與ChT的關系,通過多元回歸分析發(fā)現(xiàn),當近視度數(shù)小于2 D時,ChT主要受屈光度的影響;而當近視度數(shù)大于2 D時,正常脈絡膜生長對AL快速延長的保護作用消失,此時ChT則主要受AL影響。與正視眼相比,近視患者AL的晝夜節(jié)律變化幅度更大;同時,AL的變化還受光照時間的影響,暴露于光照的時間越長AL波動越小,而ChT與AL變化呈負相關[24]。Li等[25]將總脈絡膜面積[(2.64±0.49)mm2]分為管腔面積[(1.68±0.32)mm2]和基質(zhì)面積[(0.95±0.19)mm2]進行了研究,結果顯示,脈絡膜的管腔面積與AL顯著相關(標準β=-0.24),管腔面積隨AL增長而減小。Moriyama等[26]發(fā)現(xiàn),隨著近視度數(shù)加深和AL逐漸增長,高度近視眼患者的脈絡膜血管系統(tǒng)會發(fā)生顯著改變,脈絡膜新生血管和ChT明顯變薄是最為典型的臨床特征。
3.3 光學和藥物干預近年來,角膜塑形鏡和阿托品作為控制近視發(fā)展的手段得到了廣泛的應用。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)角膜塑形鏡短期治療后,黃斑中心凹ChT顯著增厚,作者認為這可能是由于配戴角膜塑形鏡后周邊視網(wǎng)膜形成正離焦,造成ChT增厚,引起脈絡膜局部血流量變化,進而延緩了近視發(fā)展[27]。Li等[28]發(fā)現(xiàn),與配戴單光框架眼鏡相比,角膜塑形鏡可顯著增加黃斑中心凹處ChT,同時還能減緩眼球生長,控制近視的發(fā)展;且研究者還發(fā)現(xiàn),Haller層的改變是引起黃斑中心凹ChT增加的主要原因。Ye等[29]將207例6~12歲的近視兒童隨機分為兩組,并接受不同濃度的阿托品滴眼液6個月的治療,結果發(fā)現(xiàn),使用體積分數(shù)1%阿托品組近視兒童1周后ChT顯著增厚,隨后增幅逐漸穩(wěn)定,AL無明顯變化;而使用體積分數(shù)0.01%阿托品組近視兒童前3個月ChT輕微增厚,后3個月隨著AL延長ChT逐漸變薄。
4.1 脈絡膜血管層的變化研究結果顯示,AL和ChT變薄與近視發(fā)展獨立相關,但AL增長與ChT降低無直接關系,所以ChT變薄可能不僅僅是AL延長引起的牽拉效應[30-31]。脈絡膜作為一種血管化程度極高的組織,具有快速改變血流的能力,因此,ChBF的改變可能是導致ChT變化的主要原因[4],提示ChBF與近視發(fā)生發(fā)展存在一定相關性。Yang等[32]發(fā)現(xiàn),高度近視患者的ChBF和ChT均明顯下降,并提出這些變化可能是由血管直徑變窄和血管壁硬度增加引起的。Devarajan等[33]通過光學相干斷層掃描和光學相干斷層掃描血管造影成像檢查發(fā)現(xiàn),隨著近視程度的加深,年輕近視患者脈絡膜中血管層和脈絡膜大血管層均變薄,脈絡膜血管層厚度與屈光度存在顯著的相關性;而在高度近視患者中,脈絡膜大血管層、脈絡膜中血管層和脈絡膜毛細血管均出現(xiàn)了不同程度的變薄,甚至消失。
4.2 毛細血管通透性改變有學者研究ChT改變機制并提出,引起ChT變化的原因可能是脈絡膜毛細血管通透性的改變[9]。當脈絡膜毛細血管通透性增加時,血管對血漿蛋白的通透性增加,更多的血漿蛋白進入脈絡膜基質(zhì)或淋巴管,血管兩側的濃度梯度發(fā)生改變,更多脈絡膜血管中的液體由管內(nèi)向管外流動,最后導致ChT增加[9]?;谠摷僭O,研究人員發(fā)現(xiàn)形覺剝奪誘導實驗性近視后ChT顯著變薄,且脈絡膜上腔中的蛋白質(zhì)含量明顯降低,而近視恢復后脈絡膜上腔中的蛋白質(zhì)含量顯著增加;與形覺剝奪誘導近視相比,靜脈注射熒光素葡聚糖后,形覺剝奪性近視恢復眼的脈絡膜基質(zhì)中熒光素含量更高[34]。Rada等[35]報道了相似的結果,形覺剝奪近視恢復眼脈絡膜上腔中的蛋白含量增加,脈絡膜更厚;相反,形覺剝奪后脈絡膜上腔中蛋白含量減少,脈絡膜更薄。
4.3 ChBF與鞏膜缺氧缺氧與近視的研究為探討ChBF對近視的影響提供了一個新的思路。Wu等[5]的研究表明,近視發(fā)生后ChT和鞏膜變薄,進而導致ChBF減少,使鞏膜的氧供和營養(yǎng)物質(zhì)供應不足;鞏膜缺氧后,缺氧誘導因子-1α(HIF-1α)上調(diào),導致鞏膜中大量成纖維細胞轉分化為肌成纖維細胞,并伴成纖維細胞I型膠原下調(diào),引起鞏膜外基質(zhì)重塑,進而導致軸性近視。脈絡膜是外層視網(wǎng)膜氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的主要來源。最近的研究顯示,脈絡膜還能為鞏膜提供氧氣,減少ChBF不僅會導致視網(wǎng)膜相對缺氧,還會加速近視發(fā)展和AL延長[4]。在實驗誘導的動物近視模型中,研究人員發(fā)現(xiàn),利用阿托品、阿撲嗎啡和強光可以顯著抑制近視的發(fā)生發(fā)展,同時還能抑制脈絡膜血管灌注壓的降低;而利用哌唑嗪控制近視發(fā)展過程中,研究者發(fā)現(xiàn)該藥物有增加ChBF和抑制鞏膜缺氧的功效[36]?;谶@些結果,說明增大脈絡膜的血流量可以在一定程度上減輕鞏膜的缺氧,從而抑制近視的發(fā)展。
綜上所述,脈絡膜在調(diào)節(jié)眼球生長或近視發(fā)展過程中扮演著重要角色,ChT變化可能是眼睛生長的一個生物標志物,與屈光度、AL、脈絡膜血管充盈程度以及ChBF等有著密切的聯(lián)系。但脈絡膜結構的改變是引起近視發(fā)展的主要原因,還是近視發(fā)展過程所導致的結果,目前仍尚未被闡明。因此,對脈絡膜的深入研究可以進一步增進對調(diào)控眼睛生長、近視發(fā)生發(fā)展的信號通路的理解。