白旭东,徐庆,刘锐
干眼是以泪膜稳态失衡为主要特征,以泪膜不稳定、泪液渗透压升高、眼表炎性反应和损伤以及神经异常为主要病理生理机制,并伴有眼部不适的多因素眼表疾病[1]。目前世界范围内干眼发病率约为5.5%~33.7%[2],亚洲人的发病率普遍高于其他人种。根据现有的流行病学研究[3]显示,干眼在中国的发病率约在21%~30%,与亚洲其他国家类似,较美国及欧洲高。其常见的临床症状包括眼部干涩感、异物感、烧灼感、针刺感、眼痒、眼红、畏光、视物模糊、视力波动等。近年来随着现代生活和工作方式的转变,长期使用电脑、手机工作、学习和娱乐的人群逐渐扩大,干眼的发生呈现上升且年轻化、低龄化趋势。由于导致干眼的因素繁多且致病机制复杂,目前对于干眼的治疗临床上仍以对症治疗为主,远期效果欠佳。多项临床研究[4]显示,与人工泪液相比,针灸在改善患者的泪膜破裂时间、泪液分泌量及角膜荧光染色结果方面有更好的疗效。针刺治疗干眼有其独特的优势,但其作用机制尚未明确。近年来,诸多学者从不同方面对针刺治疗干眼的作用机制做了大量实验和临床研究,现就此方面的研究进展综述如下。
乳铁蛋白(lactoferrin,LF)是一种可以结合铁离子的糖基化蛋白,是泪液蛋白中的主要成分之一,大部分由泪腺上皮细胞分泌,约占泪液中各种蛋白总质量的25%[5]。它可调节补体功能活性,具有抗炎特性,能有效抑制干眼的炎性反应,在眼表抗菌、抗炎及免疫中起重要作用[6-7]。干眼患者泪液中LF浓度的高低反应了干眼的严重程度[8]。石晶琳等[9]研究发现,针刺可能是通过改善泪腺上皮细胞的分泌功能,升高干眼患者泪液中LF 的浓度而发挥治疗作用。杨志勇[10]的研究也同样观察到针刺有增加泪液缺乏型干眼患者泪液LF 浓度的趋势。
黏蛋白(mucoprotein,MUC)是一族主要由黏多糖组成的高分子量、重糖基化的蛋白,具有形成凝胶润滑、传导细胞信号及化学屏障的功能。目前研究发现,存在于眼表的MUC 有多种,其中MUC5AC 是最早被证实位于眼表的MUC,由结膜杯状细胞分泌,也是构成泪膜中MUC 层的主要成分[11]。其本身具有亲水性,既能锁住泪膜水液层,又能稳定泪膜的脂质层,对维持眼表环境稳定、保护眼表免受伤害有重要作用。MUC 量和质的改变均可引起干眼的发生。与正常人相比,干眼患者泪液中的MUC5AC、MUC19 等MUC 的浓度显著下调,且泪膜完整性被破坏[12-14]。
临床研究发现,针刺可以促进泪液中MUC 的表达,提高泪膜稳定性,明显改善干眼症状[14-15]。实验研究发现针刺能显著升高角膜组织中MUC5AC、MUC19 的阳性表达率,明显促进腺泡内物质的排空,促进泪腺的分泌[16];还能改善结膜细胞鳞状上皮化生情况,增加杯状细胞数量,提高MUC 的表达[17]。针刺对眼表MUC 的作用机制相当复杂,根据目前的研究推测可能包括以下3 个方面:一是直接刺激结膜杯状细胞以及角膜上皮细胞分泌MUC;二是通过刺激支配分泌MUC 的角膜和结膜上皮的神经,间接增加其含量;三是通过刺激水液性泪液分泌,减少MUC 降解。
泪液功能单位(tear function unit,TFU)是由眼睑、睫毛、角膜、结膜、泪腺、副泪腺及其之间的神经链接组成的解剖和功能单位[18]。其对泪膜稳态平衡、眼表光滑界面形成、眼表健康状态的维持以及避免外界环境刺激均具有重要意义。TFU中任何一部分损伤或组织形态改变均会使泪膜稳态失衡,引发一系列病理生理变化,导致干眼。近年来的研究发现针刺治疗能有效改善和修复角膜、结膜和泪腺等TFU 的组织损伤,达到平衡泪膜稳态、维持眼表环境健康的作用[19]。
角膜作为TFU 中的重要组成部分,其损伤将直接导致泪膜稳态的失衡,引发干眼。实验研究观察到发生干眼的兔角膜上皮层细胞增生,排列紊乱,基底层细胞增生变厚,细胞核染色较深,内皮层细胞扁平,局部脱落;而针刺治疗后兔角膜组织形态均较前改善[20]。说明针刺治疗能恢复受损的角膜组织,改善干眼角膜形态,促进眼表结构的康复。
结膜杯状细胞的主要功能是分泌MUC,构成泪膜的MUC 层。干眼患者的结膜杯状细胞减少,泪液中MUC 表达下降。兰昌桂等[17]的实验研究发现,针刺治疗能改善结膜细胞鳞状上皮化生情况,增加杯状细胞数量;且随着针刺治疗的进展,杯状细胞数量逐渐增加。
泪腺是泪液分泌的主要结构,其组织结构的异常直接影响泪液的分泌功能。龚兰等[21]实验研究发现,针刺治疗可改变泪腺组织的超微结构。针刺后的泪腺组织中高尔基复合体丰富,大量的粗面内质网呈泡状扩张,分泌颗粒大量增多,腺泡排空现象明显。表明针刺能使泪腺的合成功能活跃,分泌功能旺盛,对于泪腺有着形态学上的治疗作用。
正常泪液的分泌受到副交感神经、交感神经和感觉神经之间的良好平衡调节。泪腺主要受到分泌乙酰胆碱(acetylcholine,Ach)、血管活性肠肽 (vasoactive intestinal peptide,VIP) 的副交感神经,一部分分泌去甲肾上腺素(norepinephrine,NA)的交感神经和分泌降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)、P 物质(substance P)的感觉神经支配,其神经末梢与泪腺肌上皮细胞相连接,调控泪腺分泌水、蛋白质和电解质,调节泪液的分泌[22]。TFU 通过完整的神经反射环路完成泪液分泌功能,该反射环路中任一环节异常均将导致泪腺功能的整体失调,已有研究[23]表明干眼患者泪腺的神经支配缺乏可能先于腺泡的变性,且在泪腺腺体的破坏中起一定作用。
实验研究[24]表明,针刺可有效兴奋副交感神经的活动,促进神经末梢Ach 的释放,提高泪腺中Ach 的含量,从而增加泪液的分泌。VIP 是一种神经内分泌免疫调节肽,针刺对VIP的生物学作用有着广泛的影响,其中包括刺激胃肠道激素分泌、舒张血管、调节神经肽和免疫功能等。在针刺对兔泪液分泌影响的研究中发现,VIP 能刺激泪腺腺泡细胞分泌蛋白质,且针刺后泪腺组织中VIP 浓度显著增多。表明针刺可能通过神经体液调节方式对VIP 的产生和表达水平产生影响,增加泪腺组织中VIP 浓度,加强VIP 与分泌细胞之间的相互作用,从而刺激腺体分泌泪液[25]。
泪液分泌还受到少部分交感神经和感觉神经的调节,而针刺对交感和感觉神经的调节作用已在一些其他疾病的实验研究模型中得到证实。因此,针刺是否也可通过调节交感和感觉神经相关递质调控泪腺分泌或是将来又一研究方向。
眼表炎症反应作为干眼病理机制的核心环节,是促使干眼持续发展的重要原因。慢性炎症通过刺激眼表细胞,激活局部的免疫炎性反应,增加泪液渗透压,引起泪膜稳定性下降,这是各种不同类型干眼的共有机制[26]。炎症激活后,眼表产生大量的炎症因子和促炎因子,继而激活相关信号传导通路,进一步启动眼表炎症免疫反应,促进更多的炎症因子释放和炎症细胞浸润,形成恶性循环。因此调控眼表的炎症反应是治疗干眼的有效方法。研究表明针刺可通过调控眼表炎症反应治疗干眼。
干眼患者眼表炎症因子及趋化因子表达水平增加[27]。其眼表Th1 细胞浸润、活化伴随着趋化因子受体3(CXCR3)及其配体水平上调。吴鲁华等[28]发现,针刺有降低泪液中CXCR3、CXCL10 含量,减轻炎症反应的作用。杨延婷等[29]发现,电针可通过下调结膜上皮细胞MHC-Ⅱ、白介素-6(interleukin-6,IL-6)蛋白表达,抑制眼表炎症反应,改善干眼症状。神经生长因子(nerve growth factor,NGF)与干眼的发病密切相关。研究[30]表明,干眼患者泪液中NGF 含量异常升高,而NGF 异常表达直接参与了干眼局部炎症反应。针刺治疗干眼的重要选穴为攒竹、丝竹空、太阳、四白,主要分布在眼周,其作用机制或与其刺激眼周三叉神经,调节眼表NGF、NGF 受体及其相关信号转导,改善神经功能,调节泪液分泌,促进眼表稳定有关[31]。在一项针刺和人工泪液分别治疗干眼的随机临床研究中还发现,针刺可降低干眼患者泪液中TNF-a 和IL-4 炎症因子的浓度,改善干眼患者体征[32]。可见针刺调控眼表炎症反应是其治疗干眼的重要机制。由此,针刺对炎症相关信号通路的调节机制将是下一步深入研究的方向。
细胞凋亡是程序性、主动性的细胞死亡。当细胞受到某些外界因素作用时,其调节与代谢过程改变,出现DNA 断裂等变化,从而产生凋亡[33-34]。眼表细胞凋亡是干眼发病的重要机制,有学者在狗干眼模型的眼表组织中发现凋亡相关因子Fas、FasL 的表达增强,凋亡抑制因子Bcl-2 表达下降[35]。同时在去势大鼠干眼模型的泪腺组织中发现凋亡抑制因子Bcl-2表达显著下降,凋亡诱导因子Bax 表达显著提高,并认为Bcl-2 上调和BaX 下调可能是干眼中抑制泪腺细胞凋亡的重要机制之一[36]。越来越多的实验和临床研究发现[37-38],干眼患者的泪腺和眼表上皮组织中存在非常活跃的细胞调亡现象。
张月梅[33]和陈星如等[39]研究发现,针刺可下调干眼兔泪腺细胞凋亡诱导因子Bax、Fas、FasL 的阳性表达,上调凋亡抑制因子Bcl-2 的表达;针药联合治疗干眼的方法,对于细胞凋亡诱导因子表达的抑制更强。表明针刺作为治疗干眼的有效手段,可通过抑制和减缓眼表及泪腺细胞的凋亡,促进泪腺代谢,增加泪液分泌。
眼是性激素作用的重要靶器官之一。雄激素、雌激素、孕激素和催乳素受体广泛存在于人、兔和鼠的泪腺、睑板腺、角膜等眼表组织中[40],通过性激素与其受体的结合发挥着调节泪液质和量的作用。性激素水平的失衡在围绝经期干眼的病理机制中起重要作用。流行病学研究[41]表明,50岁以上围绝经期妇女的干眼发生率明显升高,约为男性的2 倍。临床研究[42]发现在接受激素替代治疗的绝经后妇女中干眼的发病率明显低于未接受激素替代治疗的绝经妇女。临床研究[43-44]已经证实针刺能够通过调节性激素水平治疗围绝经期干眼。温勇等[44]通过经络脏腑辨证针刺治疗围绝经期肝肾阴虚型干眼发现,针刺可明显升高血清雌二醇水平,同时降低促卵泡激素、黄体生成素水平,改善患者临床症状和体征;秦智勇等[45]在杞菊地黄汤加味配合针刺治疗围绝经期干眼症的研究中也得到了同样的结论。可见针刺能够刺激神经系统,激活下丘脑-垂体-性腺的传递通路,通过调节反馈机制,对性激素进行双向调节,进而改善与眼表性激素受体相关的TFU 功能,达到稳定泪膜、促进泪液分泌、改善干眼症状、体征的作用。
大量临床和实验研究已证实针刺治疗干眼疗效肯定。诸多学者也已从影响眼表蛋白表达、泪液功能单位组织形态、泪液分泌神经调节、调控眼表炎症反应、抑制泪腺细胞凋亡、调节性激素水平等方面对针刺治疗干眼的机制做出了不同程度的阐释。近年来,干眼发病机制研究在炎症反应和神经调节方面成果显著,各种炎症反应和神经调节因子的作用逐步明确。如与干眼炎症反应相关的NLRP3 炎症小体,可在氧化应激及活性氧刺激下被激活,释放IL-1β,启动ROS-NLRP3-IL-1β 信号通路,这为针刺治疗干眼的作用机制研究提供了新思路[46]。2017年国际最新的干眼专家共识还强调了泪液渗透压的变化是干眼发病机制的核心环节。含有多种炎性反应介质的高渗透压泪液可促进眼表细胞凋亡,降低泪液和黏液分泌量,增加糖蛋白降解,进而加重泪膜不稳定性,使干眼进入恶性循环状态[18]。因此,针刺调节泪液渗透压的机制研究将是未来新的突破方向。
相信随着更加标准化的针刺相关研究的进行,针刺治疗干眼的疗效作用机制将会被明确揭示,针刺治疗的潜力将会被更加深入地挖掘,针刺这一中医非药物特色疗法也将会被更好地继承和发展。