糖尿病性白内障发病机制与手术进展*

福建医科大学附属第一医院，福建省眼科研究所　刘明香　徐国兴



糖尿病性白内障发病机制与手术进展*

福建医科大学附属第一医院，福建省眼科研究所刘明香徐国兴

糖尿病性白内障是糖尿病的主要并发症之一，与非糖尿病患者相比，糖尿病患者早期就容易发生白内障，而且发展速度较年龄相关性白内障快。糖尿病性白内障发病机制比较复杂，目前较为成熟的学说有多元醇代谢异常学说、非酶糖基化学说和氧化应激学说等，近期研究更倾向认为糖尿病性白内障是多种机制综合作用的结果。糖尿病性白内障随人口老龄化进展不断增加，手术治疗作为一种有效的治疗手段，手术方式在不断更新和发展。该文就糖尿病性白内障发病机制与手术进展进行综述。

糖尿病性白内障 发病机制 手术治疗 超声乳化 飞秒激光

糖尿病是一种以慢性高血糖和糖类、脂质、蛋白质代谢紊乱为主要特点的内分泌疾病，其发病原因主要为胰岛素分泌相对不足和胰岛素抵抗［1］。随着人们生活水平的提高，糖尿病患病率呈逐年上升的趋势。据推测，到2030年全球糖尿病患者可能达到4.5亿人［2］。白内障是一种任何先天性或者后天性的因素，例如遗传、代谢异常、外伤、辐射、中毒、营养障碍等引起晶状体透明度下降或者颜色改变所致的光学质量下降的退行性改变。在世界范围内，白内障是主要的致盲原因，在我国也是首位致盲因素，随着我国人口老龄化程度的不断加剧，白内障患者发病率及患病人口总数都在不断上升，初步估计到2020年，我国白内障盲人数将达506.25万［3］。糖尿病性白内障是糖尿病并发症中仅次于视网膜病变的第二大眼病，糖尿病性白内障可分为真性糖尿病性白内障和糖尿病性老年白内障两种类型［4］。真性糖尿病性白内障多发生在血糖控制不好的1型糖尿病患者，糖尿病白内障的晶体浑浊类型最常见的是后囊下浑浊，发病进展较快，临床上常见双眼同时发病，初始为无数分散的、雪花样浑浊，融合较快，数周或数月内完全部浑浊，视力明显下降。糖尿病性老年白内障多发生在中老年人的糖尿病患者，此型较为多见，发病率较高，临床表现类似于老年性皮质性白内障［5］。一些临床研究表明，与非糖尿病患者相比，糖尿病患者在早期就容易出现白内障，而且发展速度较年龄相关性白内障更快［6］。面对如此严峻的糖尿病性白内障高发现状，以及人们对生活质量及视力要求提高的渴求，对糖尿病性白内障发病机理及治疗手段开展研究，以期更好地指导患者及早预防相关危险因素和获得更佳的视力具有重要意义。

1　糖尿病性白内障发病机制

糖尿病性白内障的发病机制比较复杂，涉及多种因素，长期的实验研究和临床观察对其发病机制提出了多种不同的学说，其中较为成熟的学说有多元醇代谢异常学说、非酶糖基化学说和氧化应激学说等，近期研究更倾向认为糖尿病性白内障是多种机制综合作用的结果，这几种机制相互关联，都参与了白内障的形成［7］。

1.1多元醇代谢异常学说

晶状体所需的能量主要来源于糖代谢。葡萄糖经由房水进入晶状体，90%～95%进入晶状体后经己糖激酶催化，变成6-磷酸葡萄糖，另一部分进入晶状体的葡萄糖通过山梨醇途径生成果糖。晶状体因低氧环境所限，仅有 3%左右的葡萄糖经三羧酸循环产生ATP。因此某些关键酶的活性或含量改变会产生代谢紊乱，导致晶状体疾病的产生。糖尿病患者血糖升高时，血葡萄糖不受胰岛素的调控而进入晶状体组织内，使晶状体中葡萄糖水平升高，这就导致多元醇通路中的醛糖还原酶（AR）激活，葡萄糖在其作用下生成山梨醇。高血糖状态下，山梨醇不断蓄积［8］。动物实验表明，细胞内山梨醇堆积导致渗透压发生变化，这种变化引起晶状体纤维水肿并退化。除此之外，山梨醇的电极性能使其在细胞内积聚，而不能通过细胞的扩散作用去除。这种积聚在细胞内产生高渗效果，通过代偿部分渗透梯度，最终形成浑浊，形成白内障。Oishi等［9］研究表明，对于年轻的 l型糖尿病患者，AR受体介导的多元醇内在积聚引起的高渗透压是导致广泛晶状体纤维肿胀的主要因素，也是引起此类急性白内障形成发展的主要病因。对于60岁以下的糖尿病初期患者，晶状体上皮细胞密度降低，而红细胞内AR数量增加，说明AR在糖尿病性白内障的发生过程中起了重要作用。

1.2非酶糖基化学说

还原糖与多种蛋白质、脂质或核酸的氨基发生不可逆的共价结合，使蛋白质、脂质或核酸发生翻译后修饰而发生结构改变，从而丧失正常的生理功能。这种化学反应被称为糖基化。蛋白质的非酶糖化是指机体在无需酶催化的条件下，蛋白质和葡萄糖之间自动发生的缓慢而持久地形成糖基化蛋白的过程，这个过程产生超氧自由基（O2-）并形成糖基化终产物，同时糖基化的Na+-K+-ATP 酶活性减低，引起细胞内离子浓度改变，导致水通过渗透压作用进入胞内，使晶状体内水分增多［10］。正常人晶状体内含有大约65%的水分，并不随年龄的增长而改变。在皮质性白内障患者中，晶状体含水量明显升高，晶状体逐渐混浊。

1.3氧化应激学说

自由基反应是机体正常生物代谢过程中必不可少的重要环节。晶状体内自由基主要是O2-、OH-、H2O2，同时含有抗氧化物质保护其免受氧化损伤，二者处于动态平衡中。有研究表明［11］，多元醇通路的激活和蛋白质糖基化水平增强均可激活晶状体的氧化应激反应，晶状体内山梨糖醇的积累会使细胞膜通透性增加，使抗氧化物和其他抗氧化小分子物质大量外漏，自由基大量产生，从而发生氧化应激。高血糖时房水葡萄糖亦升高，使晶状体蛋白发生糖基化，形成糖基化终产物。此产物与晶状体上皮细胞糖基化的终产物受体相互作用，产生自由基，发生氧化损伤。

2　糖尿病性白内障手术进展

糖尿病性白内障作为糖尿病的并发症，治疗方法除了控制全身血糖外，还需治疗并发症及白内障。尽管人们不断加深了糖尿病性白内障发病机制研究，已有许多药物被用于动物实验和临床，以期预防白内障的发生，阻止或延缓白内障的发展，目前还没有非手术方法能治愈或抑制白内障的进展，每年新增需要手术的糖尿病性白内障患者160多万人。糖尿病患者眼部常见并发症有视网膜病变、白内障、青光眼、屈光不正等，其中黄斑病变、玻璃体出血及增殖性视网膜病变是影响糖尿病人白内障术后视力欠佳的主要原因；糖尿病性白内障患者较老年性白内障手术治疗更易出现术后感染、术后伤口愈合差及术中出血增多等并发症，导致术后视力恢复不佳等问题，因此糖尿病性白内障手术治疗更需谨慎。手术方式不断的推陈出新，寻求更小的组织损伤、更少的术后并发症、更佳的术后视力，一直是糖尿病性白内障手术关注的焦点。

2.1糖尿病性白内障囊外摘除术联合人工晶体植入术

最初开展的糖尿病性白内障囊外摘除术+人工晶体植入术因技术及设备原因，为大切口的白内障囊外摘除术，并且在白内障成熟期才能进行，因手术切口组织损伤大、手术时间及愈合时间长、散光大、术中术后并发症较多而逐渐被少用［12］。随着技术及设备的发展进步，糖尿病性白内障小切口微创白内障囊外摘除术以切口小、手术费用低、成本小等特点，且临床医生学习周期短、容易上手，目前在发展中国家和经济比较落后地区得到广泛应用。特别是对于 IV及以上硬核、老年人角膜内皮功能欠佳患者较超声乳化手术更为安全［13-14］。

2.2糖尿病性白内障超声乳化摘除术联合人工晶体植入术

超声乳化技术目前是治疗白内障较为常用的微创手术方法，这种技术由凯尔曼在1967年首先提出，但当时没有被广泛接受，直到1996年才开始流行起来。目前在发达国家，它是标准手术方式。随着超声乳化技术的应用及人工晶体的改进，使白内障向微创手术迈进。微切口糖尿病性白内障超声乳化白内障手术分为同轴微切口和双手微切口两种，两种手术方式都是在传统手术基础上进一步缩小手术切口。对比糖尿病性白内障囊外摘除术，超声乳化术手术切口更小，因此能够获得更好的术后视力恢复，较少角膜散光等术后并发［15］。特别适用于软核（Ⅳ级核及以下）糖尿病性白内障效果显著。Ⅴ级硬核性糖尿病性白内障容易引起术后角膜水肿等并发症，导致患者视力恢复不佳［16］。角膜水肿是超声乳化术后主要并发症，一般认为术中机械性刺激是主要原因，进入眼内的手术器械、超声乳化能量、晶状体核碰撞、超声乳化水流冲击及超声乳化的持续时间等均为刺激因素。因此，对手术医师的操作技术要求更高，对患者角膜内皮细胞计数要求在正常范围内。

2.3飞秒激光辅助糖尿病性白内障手术

飞秒激光辅助白内障手术是近年来最新的微创白内障手术方法，目前已开始应用于糖尿病性白内障临床手术治疗。飞秒激光是一种近红外线光，波长1053nm，以脉冲形式运转，其脉冲持续时间非常短，只有几个飞秒。其作用机制主要是通过气化作用切割组织，精准的聚焦产生等离子体，随之产生空化气泡，分离周围组织，因此精确性和准确性远超常规手术［17］。目前飞秒激光辅助糖尿病性白内障主要应用在前囊切开、辅助劈核、透明角膜切口及角膜松解切口制作上。对比超声乳化摘除术，其对于减少内皮细胞损伤、黄斑水肿、后囊混浊、散光等术后并发症的发生率效果显著［18-19］。但是，也有研究发现飞秒激光辅助手术目前的优势并不明显，激光辅助要求患者术眼能固视，且手术费用高昂，这些亦影响了飞秒激光辅助糖尿病性白内障手术的普及。因此，结合国情，在坚持普及一个安全有效、性价比高的手术方式前提下，飞秒激光辅助糖尿病性白内障手术在性价比上还需要有经济承受能力。

3　结束语

虽然白内障患者目前手术成功率较高，但是对于糖尿病基础的患者，其术后视力恢复情况很大程度上取决于眼底是否有病变。糖尿病在临床上比较常见且严重的一种并发症就是糖尿病视网膜病变，特别是糖尿病病史越长，合并视网膜病变的发生率越高，因此糖尿病性白内障患者尤其是2型糖尿病患者，较年龄相关性白内障患者手术后并发症多。常见的并发症有角膜水肿浑浊、纤维性渗出、瞳孔后粘连、后囊浑浊等，这是因为糖尿病患者术前血-房水屏障已存在异常，手术本身使血管通透性增加，加之机械刺激、灌注液及手术时间等均可加重这些并发症的发生率。糖尿病患者瞳孔不易散大，并且由于前列腺素释放到房水中，术中瞳孔易受刺激后回缩，因此手术操作要格外小心，尽量不要使超声能量过大，避免器械、人工晶体等刺激虹膜，以减少术后纤维素性渗出，减少术后纤维膜形成。对于糖尿病性白内障患者，合理规范的血糖控制、合适的微创糖尿病性白内障手术方式的个性化选择、娴熟的手术技巧掌握，将使他们的术后视力得到更快更好的恢复。

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国家自然科学基金课题（基金编号No.81070715）；中国卫生部科研基金课题（编号：WKJ2008-2-61）；福建省创新平台基金课题（编号：2010Y2003）。