青光眼视神经保护治疗的研究进展

李 诺 黄丽娜 曾 平

青光眼目前已成为世界第二位的致盲眼病，眼压升高致机械压迫和视神经血供不足是造成其视神经进行性损伤最重要的两大因素，它早期表现是视野缺损，而非单纯的视力减退。 通过药物或其他方法干预，使那些未受损的或仅部分受损的，或正处于毒性内环境中临近死亡的视网膜神经节细胞（retinal ganglion cells，RGCs）得以存活或延长生存时间，一直是青光眼研究的重点和热点。

1 青光眼视神经的损伤机制

1.1 缺血和损伤机制

长期以来，病理性眼压增高被认为是青光眼发病的主要原因。 随着对青光眼损害的不断研究，人们发现病理性高眼压和/或视网膜缺血同为青光眼病变的始动原因。当眼压增高时导致筛板变形，可直接阻断视神经纤维的轴浆流运输，轴浆流阻止于筛板区，线粒体产生的ATP 不能被轴突膜利用，轴突蛋白生成和移动减少，而导致细胞正常代谢受损，神经节细胞营养供给不足，导致RGCs 的凋亡；此外，当眼压增高或由于血液粘滞度增高，血管痉挛，眼底视盘血管变异等因素，导致视盘的有效灌注压降低，视网膜缺血缺氧，线粒体产生的ATP 减少，Na+/K+-ATP 酶失括，Ca2+超载反应；缺氧时兴奋性谷氨酸大量释放〔1〕，激活N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）等受体，使Ca2+内流增多形成Ca2+超载，引起细胞的凋亡。

1.2 免疫机制

在许多青光眼患者中，已发现单克隆丙种球蛋白病增多、视网膜免疫球蛋白沉积，血清中针对视神经乳头粘多糖或视网膜抗原（包括视紫红质、r 烯醇酶和谷胱甘肽S2 转移酶）的自身抗体滴度升高。 这些自身抗体可能会通过自身免疫机制间接地损伤视网膜神经节细胞。

1.3 视网膜神经节细胞的凋亡

细胞凋亡是一种生理性的自杀性死亡，以细胞内半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（Cysteine aspartic acid specific protease，Caspase）激活为起点，对动物正常机体发育和自身稳定起积极作用。 目前对凋亡的研究热点主要集中在线粒体的作用及蛋白酶的级联反应上。 大量研究表明，线粒体的功能状态不仅在控制细胞的生与死上起关键作用，而且在细胞死亡模式中起决定性作用。 Caspase 活化是导致细胞凋亡的中心环节，Caspase 家族是直接导致凋亡细胞解体的蛋白酶系统，在细胞凋亡机制网络居中心位置。

2 青光眼视神经保护的研究

随着对青光眼视神经损害机制的研究，青光眼视神经的保护越来越受到人们的确认和重视，青光眼视神经保护的目的有：（1）挽救和修复受损的视网膜神经节细胞；（2）帮助尚健康的视网膜神经细胞免受细胞毒性刺激。

2.1 NMDA 受体拮抗剂

谷氨酸可能介导青光眼性视网膜病变，特别是NMDA 受体很可能是引发青光眼视网膜和视神经病变的重要角色〔2〕。Onley〔3〕证实了谷氨酸对新生小鼠RGC 毒性作用并称之为“兴奋性毒性”。 体外实验也证实了谷氨酸对RGC 的毒性作用〔4〕。 利用NMDA 受体拮抗剂，阻断神经节细胞表面NMDA受体和兴奋性氨基酸的结合，可以减轻低氧、兴奋性毒性等对视网膜神经节细胞的损伤，从而达到保护视网膜神经节细胞的作用。美金刚是目前认为既有效又副作用少的NMDA 受体拮抗剂，现巳实验性用于临床。 其抗谷氨酸毒性作用可能是〔5〕：（1）维持视网膜能量供给；（2）减少谷氨酸的释放；（3）降低突触间隙谷氨酸的浓度；（4）阻断NMDA 受体；（5）阻断AMPA/KA 受体；（6）阻断电压依赖性Ca2+通道；（7）增强细胞内谷氨酸代谢。

2.2 代偿受损神经营养因子的轴浆流

向轴浆逆向转运阻滞造成神经营养因子缺乏的部位提供营养因子，向眼球玻璃体内反复注射神经营养因子：如脑源性神经营养因子、睫状神经营养因子等，可对视网膜神经细胞产生明显的保护作用。 睫状神经营养因子是从小鸡眼的提取物中分离出来的一种酸性蛋白质，因此能促进鸡胚睫状神经元的存活而得名。 它被认为是唯一能促进RGCs 存活及轴突再生的双重作用的神经营养因子〔6-7〕。

2.3 基因治疗

视神经损伤后，所处的微环境发生了较大改变，现代研究证明可以通过基因治疗的手段调整这些变化，以达到对损伤视神经的保护作用。 在宿主体内使用编码再生所需因子的质粒DNA 是目前比较常见的一种基因治疗方法。 质粒可在横断的视神经末端，甚至是完好的轴突末端通过逆向转运进入RGCs 从而获得脑源性神经营养因子（brain derived neurophic factor，BDNF）、胶质细胞源性神经营养因子（glial cell line-derived neurotrophic factor，GDNF）等的表达，来实现视神经保护作用。 研究证明B 淋巴细胞瘤-2 基因简称bcl-2（B-cell lymphoma-2），基因的过度表达可阻断神经元受损后的凋亡。

2.4 预防一氧化氮（NO）中毒

N0 作为一个自由基团，参与了许多疾病的病理生理机制。 它在3 种一氧化氮合酶（NOS ）异构体nNOS、eNOS、iNOS催化下，由L-精氨酸生成，具有很强的神经毒性。 过量的N0会导致视网膜细胞的死亡及凋亡。一些NOS 抑制剂能保护缺血和兴奋性介导的神经元损伤。杨新光等〔8〕实验发现，在高眼压视网膜缺血—再灌注损伤中，视网膜nNOS、eNOS、iNOS 呈高表达，在注射NOS 抑制剂L-NAME 后，视网膜神经节细胞、胶质细胞nNOS、eNOS 呈阴性表达，提示L-NAME 通过抑制nNOS、eNOS 的活性，对高眼压缺血-再灌注视网膜损伤产生保护作用。

2.5 自由基清除剂

一般来说，自由基通过4 种途径损害机体：（1）核糖亚链断裂；（2）蛋白多肽链断裂；（3）脂质过氧化作用；（4）能量代谢障碍〔9〕。视网膜神经节细胞富含不饱和脂肪酸，易受到自由基的攻击，同时自由基可促使兴奋性毒素的释放，引起RGCs的凋亡。 常用的药物有过氧化氢酶，超氧化物歧化酶等内源性酶系统，维生素C、维生素E 等。

2.6 干细胞移植

干细胞移植是一种对包括青光眼在内的多种神经退行性疾病的治疗方法，目前正在积极探索中。 Bull 等〔10〕将少突胶质前体细胞（OPCs）进行体外分离，然后在损伤诱导之前或同时将其移植到玻璃体内，结果显示OPCs 能显著的提高青光眼RGCs 的存活率。 Johnson 等〔11〕研究发现，玻璃体腔内移植间充质干细胞（MSCs）能够使RGCs 的整体存活率显著上升，且RGCs 轴突丢失率显著下降。

2.7 低氧低温及热量限制

低氧预适应能通过抑制凋亡相关基因的表达而对光感受器细胞起到保护作用。 张跃红等〔12〕制成小鼠光损伤动物模型，发现通过低氧预适应小鼠组与单纯光照组相比各时间段RGCs 损伤均较轻，caspase-1 阳性表达显著减少，视网膜光感受器细胞层明显得到了保护。 低体温能通过减少能耗来起到神经保护作用，轻、中度低体温组小鼠视网膜缺血后能恢复葡萄糖利用率的65%和57%， 乳酸盐产物为72%和74%〔13〕。热量限制是一种广谱治疗方法，在神经退行性病变动物模型中亦能减缓神经元的丢失。 Lan 等〔14〕用2-脱氧-D-葡萄糖（2DG）（一种非代谢性葡萄糖衍生物，能产生与热量限制相似的生理和代谢效果的物质）200 mg/kg 进行预治疗大鼠7 d，再于玻璃体腔注射NMDA 建立神经元凋亡模型，发现2DG 能使85%的视网膜神经元免于NMDA 所致的细胞凋亡。

2.8 电刺激

电刺激在生物体内能使RGCs 去极化并活化与去极化有关的信号。Morimoto 等〔15〕分别用强度为0A、20A、30A、50A 和70A 的直流电刺激横断的大鼠视神经，结果发现50A 的电刺激组存活的RGCs 更多，故认为电刺激能呈剂量依赖性地增强大鼠RGCs 的存活能力，这可能与PI3-K-Akt 通路，MAPK通路和Ca2+内流有关。

2.9 钙通道阻滞剂

钙通道阻滞剂系一类具有选择性阻滞Ca2+经细胞膜上钙通道进入细胞的药物，其具有延缓青光眼视功能损害的作用。眼压升高，导致视网膜中央动脉灌注阻力增加，视网膜神经细胞缺血缺氧，细胞膜受损，钙通道开放，更多钙离子自细胞外流入细胞内，此时视网膜细胞Ca2+超负荷，导致视网膜损伤。 钙通道阻滞剂通过抑制Ca2+通道和细胞内Ca2+释放来阻断兴奋性氨基酸介导的毒性，同时还能抑制自由基，增加血流，稳定细胞膜，因而减轻视网膜的损伤。

2.10 热休克蛋白（HSP）

HSP 又称为应激蛋白，是机体细胞在一些理化因素的刺激下高效表达的一种蛋白质，广泛存在于生物体内细胞。 它属于内源性神经营养因子，按分子量来分类，主要有HSP70、HSP90、HSP60 以及小分子HSP，其中诱导性HSP 分子量为72kda，故又称之为HSP72，在非应激状态下没有表达，后者仅微量表达，在细胞受损应激过程中，发挥细胞保护、修复作用，被称之为“损伤/修复蛋白”。 热休克蛋白是辅助细胞内多肽组合、折叠的一种重要蛋白，它对神经组织的生长、分化影响较大。 在所有HSP 中，HSP70 在神经保护方面发挥着最重要的作用。 研究发现〔16〕，能使HSP70 表达增加和整合了含有HSP70 基因的大鼠神经元对缺血和损伤显示出更高的耐受性。Park 等〔17〕曾用热休克反应（heat shock response，HSR）和腹膜下注射硫酸锌处理氩激光小梁网烧灼后的青光眼模型Wistar 大鼠，结果显示：经上述处理后RGCs 存活率明显高于损伤组。

2.11 免疫治疗

免疫系统调节在青光眼性视神经保护中的作用引起了众多研究者的高度重视。 Scshwartz〔18-20〕通过对碾压损伤视神经和挫伤脊髓的大鼠动物模型的研究发现，获得性免疫反应可以减缓神经元的继发损伤。 这种免疫反应是由针对中枢神经系统相关自身抗原的T 细胞介导。 T 细胞可以进入正常的中枢神经系统发挥免疫监视作用，不受血—脑屏障限制，因此受损组织可以在任何时候接受到保护性免疫作用。 同时，T细胞还提供了一些有利于神经保护的细胞因子，如干扰素-γ因子、BDNF，NGF 等。

2.12 钙通道阻滞剂

钙拮抗剂可改变跨细胞膜的钙摄取，可以阻止细胞内钙的摄取和释放，可松弛血管平滑肌，减少血管张力，故可防止血管痉挛。 然而，钙通道阻滞剂能通过阻遏钙通道而抑制细胞内Ca2+稳态失衡，从而减轻由此引发的神经损伤作用，则是另一重要的神经保护的作用机制。Toriu 等〔21〕发现氟桂利嗪和盐酸洛美利嗪对高眼压引起的大鼠视网膜缺血—再灌注损伤具有保护作用，并可拮抗谷氨酸对培养的大鼠RGCs 的毒性作用。

2.13 中医药

研究表明〔22〕中医药可以抑制自由基产生，提高抗氧化能力；降低谷氨酸浓度；改善视神经轴浆运输；促进小梁细胞增殖，降低小梁细胞分泌细胞外基质；扩张血管，改善视盘和视网膜血液循环；抑制缺血诱导神经元凋亡；清除自由基；抑制一氧化氮合酶；改善眼微循环障碍；促进视网膜神经节细胞轴突再生和生长等作用；许多中药化学成分复杂多样，能同时从多个不同的环节对抗青光眼视神经的损伤，显示出在青光眼视神经保护方面的优越性。

近几年来，对青光眼治疗方法的研究取得了很大的进步，但是大多数视神经保护途径及药剂的研究仍处于动物实验或体外实验阶段。 相信在广大科学家及医学工作者孜孜不倦的追求下，青光眼视神经的保护方法必然能研究得更加透彻，理想的视神经保护药物将会应用于临床，为广大青光眼患者服务。

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