劉建英 萬修華

術(shù)后感染性眼內(nèi)炎是白內(nèi)障手術(shù)最嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，雖然發(fā)病率僅約0.076%[1]，但病情發(fā)展迅速、治療難度大且預(yù)后較差。研究[2]表明，眼瞼和結(jié)膜囊內(nèi)的菌群是引起術(shù)后眼內(nèi)炎的主要病原體，病原體在術(shù)中或術(shù)后通過穿透性的手術(shù)切口進(jìn)入前房、玻璃體腔可誘發(fā)眼內(nèi)炎，因此術(shù)前殺滅眼瞼和結(jié)膜囊的細(xì)菌對(duì)于預(yù)防術(shù)后眼內(nèi)炎極為重要。為了降低術(shù)后眼內(nèi)炎的風(fēng)險(xiǎn)我們采取術(shù)前3天預(yù)防性使用抗生素滴眼液、術(shù)前淚道沖洗、術(shù)前使用聚維酮碘(povidone-lodine，PVP-I)進(jìn)行眼周消毒和結(jié)膜囊沖洗等多種措施，較其他措施，PVP-I消毒是降低眼內(nèi)炎發(fā)病率達(dá)到II類證據(jù)的唯一技術(shù)[3]，是預(yù)防術(shù)后眼內(nèi)炎最重要的措施。PVP-I是一種高效的殺菌劑，對(duì)細(xì)菌、真菌、病毒以及衣原體等多種微生物都有廣泛的殺滅作用，而且具有非選擇性作用機(jī)制[4]，通?？梢苑乐辜?xì)菌產(chǎn)生耐藥性。因其對(duì)眼表的毒性反應(yīng)可造成術(shù)后眼睛干澀、刺痛、結(jié)膜充血、角膜上皮粗糙、淚液減少等干眼表現(xiàn)，如何在保證其消毒效果的前提下最大程度減少其對(duì)眼表的損傷是一個(gè)值得探討的問題，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)PVP-I的使用標(biāo)準(zhǔn)尚未達(dá)成共識(shí)，本文就PVP-I的作用機(jī)制、毒性和應(yīng)用根據(jù)最新研究進(jìn)行綜述。

一、PVP-I及其作用機(jī)制

PVP-I是碘基殺菌劑，由聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone，PVP)和碘經(jīng)過絡(luò)合反應(yīng)形成，于1956年在費(fèi)城的工業(yè)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，是碘伏的一種。因其具備高效、廣譜、應(yīng)用范圍廣、殺菌速度快、刺激性小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，臨床上廣泛應(yīng)用于外科手術(shù)前皮膚和黏膜的消毒，上世紀(jì)80年代開始應(yīng)用于白內(nèi)障術(shù)前消毒。

PVP是水溶性高分子表面活性劑，作為載體，本身無殺菌作用，碘以絡(luò)合物的形式位于表面活性劑所形成的膠粒束中央被運(yùn)載。在水溶液中，PVP-I是親水性的，對(duì)細(xì)胞膜具有親和作用，滲透性強(qiáng)，可以快速穿過細(xì)胞壁到達(dá)細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)，不斷釋放出絡(luò)合的碘與細(xì)菌的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)結(jié)合，利用游離碘的強(qiáng)氧化性，氧化膜蛋白和細(xì)胞質(zhì)中的酶系統(tǒng)、蛋白質(zhì)、肽類、巰基化合物、脂質(zhì)和核酸等生物生存所必需的分子，使其結(jié)構(gòu)改變，功能喪失，影響細(xì)菌脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的合成和遺傳信息的傳遞，從而發(fā)揮殺菌的作用[5]。PVP-I還具有乳化作用，能破壞細(xì)胞壁、使細(xì)胞膜通透性增高，提高PVP-I進(jìn)入細(xì)胞的速度，進(jìn)一步從絡(luò)合物中釋放游離碘，氧化膜蛋白并取代細(xì)胞內(nèi)容物，直到可用碘耗盡。

二、PVP-I的毒性反應(yīng)

由于PVP-I的非選擇性作用機(jī)制[4]，其也作用于正常細(xì)胞的膜蛋白，使用不當(dāng)會(huì)對(duì)眼組織造成損傷，盡管毒性較低，但需引起重視。

1.PVP-I對(duì)角膜上皮的毒性PVP-I對(duì)角膜上皮的毒性已得到證實(shí)，毒性隨PVP-I的濃度和暴露時(shí)間的增加而加劇[6]。Su等[7]把三組家兔使用5%的PVP-I消毒1次，每組暴露時(shí)間分別為1、3、10 min，7 d后檢查角膜，掃描電鏡觀察到家兔的角膜上皮細(xì)胞的微絨毛都受到了損傷，暴露時(shí)間越長(zhǎng)，微絨毛數(shù)量減少的幅度越大，裂隙燈下觀察到角膜上皮的缺損范圍也隨暴露時(shí)長(zhǎng)增加而增大(圖1)。Ridder等[8]報(bào)告，單次使用5%的PVP-I會(huì)導(dǎo)致角膜染色在24小時(shí)內(nèi)增加，可降低主觀視覺舒適性，降低視力和對(duì)比敏感度，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)60 min。

圖1 第7天4組的熒光素染色的代表性圖像[7]。a：對(duì)照組，角膜上皮未缺損；b：暴露時(shí)間1 min，角膜上皮輕微點(diǎn)狀缺損；c:暴露時(shí)間3 min，角膜小塊狀上皮缺損；d：暴露時(shí)間10 min，角膜大片上皮缺損

2.VP-I對(duì)角膜基質(zhì)的毒性 有學(xué)者發(fā)現(xiàn)PVP-I中的游離碘可以滲入甚至穿透角膜，浸潤(rùn)深度取決于暴露時(shí)間和濃度。在角膜使用濃度超過5%的PVP-I后發(fā)現(xiàn)從上皮到基質(zhì)中有碘存在。然而，在施加0.5%～5%的濃度兩分鐘時(shí)，在角膜基質(zhì)中沒有發(fā)現(xiàn)碘。PVP-I對(duì)體外培養(yǎng)的角膜基質(zhì)成纖維細(xì)胞有毒性，濃度僅0.25%的PVP-I作用2分鐘即可對(duì)角膜基質(zhì)成纖維細(xì)胞造成明顯損傷。SuChou等[9]研究發(fā)現(xiàn)，0.1%或更高的PVP-I會(huì)導(dǎo)致角膜基質(zhì)成纖維細(xì)胞死亡。

3.PVP-I對(duì)角膜內(nèi)皮的毒性 在對(duì)家兔的研究中，國(guó)外學(xué)者使用5%的PVP-I直接注入前房，產(chǎn)生0.8%的房?jī)?nèi)濃度，兔內(nèi)皮細(xì)胞受到損傷，但房?jī)?nèi)濃度分別為0.1%和0.08%時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞損傷的證據(jù)。Elkitkat等[10]發(fā)現(xiàn)0.25%的PVP-I對(duì)兔角膜內(nèi)皮細(xì)胞有毒性作用，第7天時(shí)細(xì)胞再生跡象明顯，第14天內(nèi)皮再生基本完成，但兔角膜內(nèi)皮的再生和有絲分裂能力與人不同，對(duì)人角膜內(nèi)皮細(xì)胞的毒性和恢復(fù)能力還需進(jìn)一步研究。Shimada等[11]在白內(nèi)障手術(shù)中用0.25%的PVP-I反復(fù)沖洗術(shù)野，術(shù)后第7天測(cè)得的角膜內(nèi)皮細(xì)胞密度與對(duì)照組沒有顯著差異，內(nèi)皮無損傷。年齡相關(guān)性白內(nèi)障是最為常見的白內(nèi)障類型，中老年人角膜內(nèi)皮細(xì)胞比年輕人少，我們應(yīng)盡量選擇低濃度的PVP-I。術(shù)前用于結(jié)膜囊消毒的PVP-I因沖洗不充分可能在手術(shù)過程中進(jìn)入前房，建議在使用高濃度PVP-I沖洗結(jié)膜囊后使用足量鹽水沖洗。

4.PVP-I對(duì)結(jié)膜上皮的毒性 Su等[7]的一項(xiàng)研究表明，隨著5%的PVP-I作用時(shí)間的增加，結(jié)膜杯狀細(xì)胞密度降低，計(jì)數(shù)減少，單層上皮細(xì)胞變得更加普遍，并且在結(jié)膜上皮細(xì)胞中明顯出現(xiàn)凋亡形態(tài)學(xué)變化，包括核分裂、染色質(zhì)濃縮和周邊遷移。他們注意到暴露時(shí)間依賴性的眼表病理生理變化與干眼綜合征相似，其中包括杯狀細(xì)胞密度降低、結(jié)膜上皮細(xì)胞大小增加、結(jié)膜鱗狀化生等，但不能確定PVP-I的毒性是否會(huì)引起慢性損傷，因此需要進(jìn)一步的臨床研究來闡明PVP-I與眼表毒性的關(guān)系。

5.PVP-I對(duì)淚膜穩(wěn)定性的影響 淚膜由外向內(nèi)分為三層：脂質(zhì)層、水液層、黏蛋白層。黏蛋白層能潤(rùn)滑眼和眼瞼表面，將疏水性角膜上皮轉(zhuǎn)化為親水性，在淚膜與角膜表面的微絨毛粘附和穩(wěn)定中起著重要作用。免疫熒光染色證實(shí)MUC5AC是結(jié)膜杯狀細(xì)胞分泌的和角膜前淚膜主要的黏蛋白。許多研究人員已報(bào)道干眼癥患者眼表黏蛋白表達(dá)減少，包括杯狀細(xì)胞分泌的MUC5AC。Su等[7]研究發(fā)現(xiàn)PVP-I可使MUC5AC的產(chǎn)生減少，PVP-I引起的黏蛋白分泌減少干擾了淚膜最內(nèi)層黏蛋白層的形成，即使在淚腺功能正常的情況下，也會(huì)導(dǎo)致淚液減少，淚膜穩(wěn)定性下降，致使一部分患者術(shù)后出現(xiàn)干澀感和異物感。

6.PVP-I對(duì)視網(wǎng)膜的毒性 兔模型中，使用0.1%和0.3%的PVP-I玻璃體腔注射0.1 ml后發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜電圖和視網(wǎng)膜組織學(xué)檢查未見明顯異常[12]。另一使用兔模型的研究人員發(fā)現(xiàn)，0.05%-0.5%的PVP-I玻璃體腔注射后對(duì)眼底無明確毒性作用，5%的PVP-I被證明可導(dǎo)致嚴(yán)重的視網(wǎng)膜損傷[13]。一項(xiàng)評(píng)估PVP-I對(duì)視網(wǎng)膜影響的研究[14]得到了類似的結(jié)論，實(shí)驗(yàn)將 0.1 ml的 0.5%、1%、2% 和 5% PVP-I注射到兔眼中。在注射后 1、7 和 14 d記錄視網(wǎng)膜電圖并測(cè)量 b 波/a 波比。與鹽水注射組相比，在0.5%、1% 和 2% 組沒有觀察到顯著差異。注射后15 d進(jìn)行病理檢查，以視盤為中心垂直切片觀察視網(wǎng)膜全周，在注射 5% PVP-I的組中，6 只眼睛都有廣泛的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，有 5 只眼睛出現(xiàn)視網(wǎng)膜脫離。在 2% PVP-I作用下，6只眼睛中有2只出現(xiàn)視網(wǎng)膜變性和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。在濃度為 1% 時(shí)，6只眼睛中只有1只有局部炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。濃度為 0.5% 時(shí)，未檢測(cè)到視網(wǎng)膜異常。人體中，在玻璃體切割術(shù)中用0.025%的 PVP-I沖洗在術(shù)后未發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜有明顯異常[15]。

三、PVP-I在白內(nèi)障手術(shù)中的應(yīng)用

1.眼周消毒 眼周消毒用浸泡在5%或10%的PVP-I中的棉球消毒睫毛根部和瞼緣，然后以眼裂為中心，由內(nèi)到外向四周擴(kuò)撒。上方達(dá)發(fā)際、內(nèi)側(cè)過鼻中線，下方到達(dá)上唇平面，外側(cè)到耳根部，消毒區(qū)域呈四方形，重復(fù)1～2次。應(yīng)避免消毒劑在眼瞼內(nèi)擴(kuò)散，因?yàn)?5% 和 10% 的PVP-I會(huì)導(dǎo)致角膜損傷。消毒后需要2到3分鐘的作用時(shí)間才能達(dá)到足夠的殺菌效果，消毒后眼眶周圍區(qū)域被5%或10%的PVP-I染成黃色，也方便識(shí)別術(shù)眼[16]。Wu等[17]強(qiáng)調(diào)使用未稀釋的10%的PVP-I是進(jìn)行皮膚消毒的關(guān)鍵一步，他們指出，與10%的PVP-I相比，用5%的PVP-I進(jìn)行皮膚消毒會(huì)增加眼內(nèi)炎的風(fēng)險(xiǎn)。

2.結(jié)膜囊沖洗 白內(nèi)障術(shù)前使用PVP-I進(jìn)行結(jié)膜囊沖洗已經(jīng)得到眼科界的廣泛認(rèn)可，但目前用于結(jié)膜囊沖洗的PVP-I濃度和暴露時(shí)間缺乏共識(shí)和循證醫(yī)學(xué)證據(jù)，不同國(guó)家、不同地區(qū)、不同醫(yī)院使用的PVP-I濃度有所差異。美國(guó)眼科學(xué)會(huì)(AAO)指南建議白內(nèi)障術(shù)前結(jié)膜囊內(nèi)使用5%的PVP-I，該指南警告不要使用更低濃度的PVP-I，但沒有推薦具體的使用劑量和作用時(shí)間。歐洲白內(nèi)障及屈光手術(shù)醫(yī)師協(xié)會(huì)(ESCRS)指南建議白內(nèi)障術(shù)前應(yīng)用5%～10%的PVP-I持續(xù)至少3分鐘。《我國(guó)白內(nèi)障摘除手術(shù)后感染性眼內(nèi)炎防治專家共識(shí)(2017年)》的討論專家一致認(rèn)為PVP-I結(jié)膜囊消毒是有效的白內(nèi)障圍術(shù)期預(yù)防感染的手段,建議使用1%～5%的PVP-I進(jìn)行結(jié)膜囊消毒?，F(xiàn)今的指南都建議使用濃度>1%的PVP-I，盡管觀察到高濃度PVP-I的毒性，也多年沒有做出改變。

PVP-I對(duì)病原體沒有選擇性[4]，游離碘的強(qiáng)氧化作用會(huì)損傷眼組織，損傷呈濃度和時(shí)間依賴性。我們希望在保證結(jié)膜囊消毒效果的同時(shí),盡可能的降低濃度或暴露時(shí)間，但適當(dāng)?shù)谋┞稌r(shí)間是必不可少的。研究[16]表明，碘在稀釋的溶液中解離度更高，稀釋的PVP-I比高濃度的PVP-I起效更快，殺菌效果更好，0.1%的PVP-I中碘解離度最高，殺菌效果最好(圖2)。而PVP-I濃度較高時(shí)，游離碘的含量較少，需要更長(zhǎng)的暴露時(shí)間。Sauerbrei等[18]研究發(fā)現(xiàn)，PVP-I的濃度在0.008%～0.9%的濃度范圍內(nèi)顯示出最合適的殺菌活性，PVP-I濃度從1%增加到10%會(huì)導(dǎo)致暴露時(shí)間延長(zhǎng)，降低濃度則其殺菌活性也會(huì)下降。

圖2 聚維酮碘濃度、有效碘濃度和達(dá)到殺菌效果所需的暴露時(shí)間[16]。0.1%聚維酮碘的游離碘濃度為24 ppm，殺菌效果最好

由于碘在與細(xì)菌和有機(jī)物反應(yīng)時(shí)被滅活，因此需要補(bǔ)充游離碘。當(dāng)PVP-I濃度較高時(shí)，可以很容易地從周圍充足的供應(yīng)中補(bǔ)充游離碘，發(fā)揮作用的時(shí)間更長(zhǎng)。然而，在低濃度的PVP-I中，可利用的碘量很少，殺菌效果不持久，必須反復(fù)使用才能保持效果[16]。手術(shù)過程中，結(jié)膜和眼瞼的細(xì)菌可能通過切口進(jìn)入眼內(nèi)并引起感染[2]，所以在術(shù)中使用低濃度的PVP-I多次沖洗可能是替代術(shù)前使用高濃度PVP-I進(jìn)行一次結(jié)膜囊沖洗的方法，低濃度PVP-I有較高的殺菌活性，多次沖洗可以有效補(bǔ)充可利用碘，近些年已有許多對(duì)該方法的研究。Silas等[19]研究表明，1.0%的PVP-I應(yīng)用3次，每次30 s，間隔2 min，與5.0%的PVP-I應(yīng)用1次，在體外降低細(xì)菌數(shù)大致相同。Matsuura等[20]在術(shù)中使用0.33%的PVP-I沖洗眼表2次，分別在制作切口前和人工晶狀體植入前，該研究認(rèn)為及時(shí)的使用PVP-I沖洗可作為白內(nèi)障手術(shù)中簡(jiǎn)單有效的輔助消毒步驟。Shimada等[11]提出在白內(nèi)障手術(shù)中，應(yīng)在手術(shù)開始、植入人工晶狀體前和手術(shù)結(jié)束時(shí)徹底沖洗手術(shù)區(qū)域，并提出了Shimada技術(shù)(圖3)，該技術(shù)指在白內(nèi)障手術(shù)期間每隔20～30 s用0.25%的PVP-I沖洗眼表，而不是用鹽水沖洗[21]。Shimada等[11-22]評(píng)估了在日本白內(nèi)障手術(shù)期間重復(fù)進(jìn)行0.25%的PVP-I術(shù)前和術(shù)中表面沖洗后前房污染率，研究的實(shí)驗(yàn)組202只眼的前房污染率為0%。其團(tuán)隊(duì)又研究了在用0.025%的PVP-I沖洗眼表的同時(shí)進(jìn)行白內(nèi)障手術(shù)的有效性，也在100只眼中實(shí)現(xiàn)了0%的前房污染率。在這兩項(xiàng)研究中，與平衡鹽溶液沖洗對(duì)照組相比，使用稀釋的PVP-I在術(shù)中多次沖洗眼表可以顯著降低前房污染。PVP-I即使稀釋到0.025%的低濃度，在術(shù)中多次沖洗也能有效減少前房的細(xì)菌污染。綜上所述，低濃度PVP-I多次沖洗是一種簡(jiǎn)單、低成本的措施，有望成為預(yù)防眼內(nèi)炎的一種方法[16]，值得進(jìn)一步研究和推廣。

圖3 在白內(nèi)障手術(shù)期間用 0.25% 聚維酮碘沖洗眼表而不是用生理鹽水(Shimada技術(shù))[16]。A：放置開瞼器后用 0.25% 聚維酮碘沖洗眼表；B：在沖洗角膜時(shí)，確保 0.25% 的聚維酮碘在結(jié)膜囊中積聚；C：由于 0.25% 聚維酮碘在 15 s 內(nèi)即可顯示出殺菌作用，因此在手術(shù)過程中每 20～30 s 沖洗1次；尤其在推注人工晶狀體之前進(jìn)行沖洗；D：在手術(shù)結(jié)束時(shí)也進(jìn)行沖洗

我們知道，白內(nèi)障手術(shù)后干眼癥狀的發(fā)生率和嚴(yán)重程度可能會(huì)增加。白內(nèi)障手術(shù)要取得最佳效果，眼表健康狀況非常重要。對(duì)于已經(jīng)因糖尿病或干眼癥導(dǎo)致角膜上皮細(xì)胞損傷的患者，應(yīng)特別注意，盡量使用低濃度的PVP-I進(jìn)行結(jié)膜囊的沖洗，避免術(shù)后干眼加重。Fan等[23]認(rèn)為0.025-0.1%的PVP-I可用于因糖尿病或干眼癥導(dǎo)致角膜上皮損傷的患者的眼表沖洗。他們發(fā)現(xiàn)應(yīng)用0.05% PVP-I沖洗結(jié)膜囊30 s可有效減少結(jié)膜囊內(nèi)細(xì)菌，可安全用于白內(nèi)障術(shù)前結(jié)膜囊的消毒，同時(shí)還能減少眼表?yè)p傷，有利于眼表功能的恢復(fù)。最后應(yīng)指出，對(duì)于PVP-I過敏的患者，可在皮膚上使用洗必泰，眼部使用PVP-I，或皮膚和眼睛上都使用洗必泰，但與使用PVP-I消毒相比，使用洗必泰消毒可能會(huì)增加患眼內(nèi)炎的風(fēng)險(xiǎn)[24]。

四、展望

PVP-I的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和毒性仍有待大量的研究，目前沒有關(guān)于白內(nèi)障手術(shù)期間用PVP-I反復(fù)沖洗眼表的術(shù)后眼內(nèi)炎發(fā)生率的報(bào)道，還需進(jìn)一步觀察此方法預(yù)防術(shù)后眼內(nèi)炎的效果，通過大樣本的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)來評(píng)估最佳濃度和使用頻率。

PVP-I目前已制成濃度為0.66%的滴眼液(IODIM?, Medivis)，有研究[25]比較了以0.66%的PVP-I為基料的新配方與5%的PVP-I對(duì)不同細(xì)菌的體外殺菌效果。結(jié)果表明，0.66%稀釋的制劑比5%的PVP-I制劑殺菌速度更快，能有效降低白內(nèi)障手術(shù)患者眼表的總細(xì)菌載量[26]，可能是目前白內(nèi)障手術(shù)患者術(shù)前預(yù)防的一種有價(jià)值的抗菌輔助治療，其在白內(nèi)障手術(shù)中的應(yīng)用有待進(jìn)一步研究。