郭海霞 于金国 颜华
增生性玻璃体视网膜病变(PVR)是眼部刺激因素发生后机体自身创伤修复的结果,其发病机制是视网膜表面和玻璃体广泛纤维增殖膜收缩、牵拉而引起视网膜脱离[1]。过度冷冻、电凝、外伤后、巨大视网膜裂孔、长期孔源性视网膜脱离、多次眼内手术及眼外伤均可引起PVR。尽管近年来玻璃体切割术不断改进,但PVR依旧是引起玻璃体视网膜手术失败的主要原因,因此,PVR的药物防治成为近年研究的热点,受到研究者的广泛关注。多种细胞、各类因子、基质蛋白及多种信号转导通路都参与了这一复杂病理过程[2-6],这些细胞和细胞因子相互作用,共同促进PVR发生和发展。PVR发生的分子机制的相关研究为PVR治疗提供思路[2-6]。抗炎药物,如曲安奈德(TA),抗增殖药物,如氟尿嘧啶、道诺霉素、维甲酸,细胞因子拮抗剂,如血小板衍生生长因子(PDGF)拮抗剂N-乙酰半胱氨酸、AG1295、SU9518,血管内皮生长因子(VEGF)拮抗剂贝伐单抗等,转化生长因子-β(TGF-β)拮抗剂核心蛋白聚糖、吡非尼酮、法舒地尔,肿瘤坏死因子α(TNF-α)拮抗剂英夫利昔单抗,信号通路阻断剂等均被应用于PVR的预防和治疗[2,4,7-9],但由于安全性与有效性等各方面限制,多数药物未在临床广泛应用。
TA因其所具有的强效抗炎、保护血眼屏障、抑制细胞增生等功能而广泛应用于治疗葡萄膜炎、黄斑水肿、新生血管等血管性疾病,取得了显著疗效。Tano等[10]首次将TA玻璃体内注射应用于治疗PVR,之后在PVR的防治中越来越引起国内外研究人员的广泛关注,得到了体内、体外实验及部分临床试验的证实。现就TA在PVR防治中的研究进展进行综述。
TA是一种长效脂溶性糖皮质激素,其结晶颗粒可在玻璃体内缓慢释放,较长时间内起到治疗作用,它在玻璃体内作用时间与眼内用药剂量有关,剂量越大作用时间越长。TA在玻璃体内清除速度取决于玻璃体的状态,4 mg TA在未行玻璃体切割术的人眼内清除时间可达3个月左右[11],覆盖了PVR发生和发展最初6~8周的关键时期,在行玻璃体切割术后眼内清除速度明显加快[11-12],约为未行玻璃体切割术眼的1.5倍。由此可见,玻璃体切割术后,TA作为一种治疗药物作用于玻璃体内时是需要反复注射的。
TA更高效应用于眼内治疗PVR,其给药方式研究非常重要。Spitzer等[13]研究显示,在硅油填充眼内行TA注射后,TA颗粒并不与硅油球融合,而是沉积在硅油球底部,通常位于后极部黄斑区,局部高浓度TA颗粒沉积对视网膜尤其黄斑造成明显的毒性作用,而硅油注入前将25 mg TA混悬液与硅油混合后注入玻璃体内对视网膜无毒性影响。Da等[14]采用MRI对猪硅油眼内TA颗粒沉积规律观察研究得出相似结论,因此,该研究认为硅油并不是TA的理想载药媒介。Sun等[15]开发一种多层聚己内酯装载TA的合成新型经巩膜上缓释给药装置,通过对兔眼实验研究发现,该装置不会破坏血眼屏障,可明显延长TA眼内起效时间,且有较高药物生物利用度,对外伤及视网膜脱离术后PVR的防治有一定作用。
3.1 TA对PVR作用的机制研究TA对于PVR抑制作用是多种机制共同参与的,在不同阶段应用可以发挥不同作用,其机制亦各不相同。炎症在早期PVR的发生发展中有重要作用,是创伤刺激后PVR的始动因素,是后续一系列级联反应、趋化反应的导火索。而TA作为一种皮质激素,可以抑制炎症和免疫反应,最终保护血眼屏障。除抗炎作用外,TA具有抑制视网膜色素上皮(RPE)细胞[16]、Müller细胞增生的作用,通过抑制参与PVR的各种细胞的增生可能是TA抑制PVR的另一条途径。有研究发现,TA在对PVR的抑制过程中抗炎作用要比抑制细胞增生和有丝分裂更占主导地位[17-18]。也有研究认为,TA抑制纤维化及瘢痕形成是通过诱导凋亡实现的[19]。
在分子机制层面,多种细胞因子、生长因子和基质金属蛋白酶类均参与了PVR的发生发展[2-6],靶向抑制这些因子可以有效抑制PVR。目前,PVR相关的细胞因子研究可以为TA在PVR发生发展中的作用机制提供一些思路。TA主要作用于TNF-α和白细胞介素1β(IL-1β),TA可下调VEGF、TGF-β、PDGF-AA、IL-6、IL-8、细胞间黏附分子1(ICAM-1)和单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)的表达,上调结缔组织生长因子(CTGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的表达,但这些均为针对其他眼病或者其他组织的研究。Imai 等[20]通过体外实验证实TA可抑制VEGF、TNF-α和 IL-1β介导的血管通透性的增加,进而保护血眼屏障。Matsuda等[21]研究发现,氧化应激诱导体外培养的人RPE细胞过表达VEGF、TGF-β、CTGF,而TA干预后VEGF和TGF-β表达均明显下调,CTGF表达明显上调。TA作用于体外培养的人单核细胞,可有效抑制TNF-α、IL-β表达,而且呈现剂量依赖性[22]。Arimura等[23]的研究发现,在激光术后的兔眼中,TA可抑制VEGF和相关炎症因子,如IL-6、ICAM-1 和MCP-1表达。在黄斑水肿眼玻璃体内注射TA和贝伐单抗相比,TA可降低IL-6、MCP-1、PDGF-AA 和VEGF浓度,而贝伐单抗仅降低VEGF浓度[24]。在孔源性视网膜脱离患者中TA注射后可以使MCP-1表达水平明显降低[25]。而这些细胞因子都被证实在PVR的发生发展中发挥重要作用。
3.2 细胞实验RPE细胞是PVR发生发展的重要细胞之一,其迁移和增生可启动PVR发生,它参与了向巨噬细胞和成纤维细胞转化,产生和分泌各种细胞因子和趋化因子等多个环节,是视网膜前膜及玻璃体增殖的主要细胞成分。TA对RPE细胞的增生有抑制作用,在Kaczmarek等[16]的研究中,将去除赋形剂的TA混悬液作用于体外培养的人RPE细胞株(ARPE-19)后结果显示,去除赋形剂的TA无细胞毒性且其对RPE细胞的抑制增生作用具有剂量依赖性和可逆性,这提示TA对PVR的抑制途径之一是通过直接抑制RPE细胞增生来实现。
3.3 动物实验大量动物实验证实皮质类固醇具有抑制PVR的作用,尤其以TA玻璃体内注射研究较多[10,17-18,26-28]。Tano等[10]首次将TA应用于成纤维细胞诱导的兔眼PVR模型中,结果证实,TA可以有效抑制PVR的发生发展,由PVR所致的视网膜脱离发生率由对照组的83.7%降至实验组的34.1%。Chandler等[17]在改良兔眼PVR模型中证实2 mg TA玻璃体内注射可有效降低由PVR所致的视网膜脱离发生率(由90%降至56%)。在此基础上,该研究进一步验证了TA何时注射可实现抑制PVR效果最大化,将组织培养的成纤维细胞注入兔眼内诱导兔眼PVR模型,分别在动物造模前24 h及造模同时玻璃体内注射TA,28 d后视网膜脱离率分别由对照组的85%和93%分别降至实验组的43%和75%,进而证明TA提前注射可更有效降低PVR的发生率[18]。其可能的原因是激素的生物学效应一般通过控制调节蛋白合成率起效,而蛋白合成本身需要数小时,激素作用于玻璃体不可能立即起效,同时TA注射会明显降低抗炎作用。Hui等[26]利用巨噬细胞诱导动物眼PVR模型证实起始炎症期TA玻璃体内注射可有效降低PVR的发生率,视网膜脱离发生率由对照组的77.5%降至TA注射组的13.3%,且4 mg TA注射无视网膜毒性,而抗增生药物道诺霉素在起始炎症期应用效果并不理想,这提示在PVR起始和发展不同阶段选择特定药物尤为关键,初始阶段为炎症期,此时应用TA发挥作用最大。Tikhonovich等[27]比较了TA与非甾体抗炎药氯诺昔康对两种大鼠PVR模型的抑制效果,发现后者更加有效。而近期研究发现,在兔眼外伤性PVR模型中应用TA缓释制剂作用于伤口处,该缓释剂对PVR抑制效果增强了5倍左右[28]。
由于全身激素用药对PVR抑制作用效果并不显著,且全身用药副作用较大,因此一些学者逐渐尝试选用相对无毒性且半衰期较长的TA玻璃体内注射给药来防治PVR。Ahmadieh等[29]的前瞻性随机对照临床试验对75例PVR C级及其以上患者行玻璃体切割联合硅油填充给予4 mg TA治疗后6个月进行随访观察,发现TA干预并没有明显改善患者视网膜复位率、视力及PVR再发生率。Chen等[30]的研究显示,PVR C级和D级患者行玻璃体切割联合硅油填充术结束时2 mg TA玻璃体内注射可有效改善患者视网膜复位率及术后视力。Yu等[31]的研究显示,术前TA玻璃体内注射可以增加孔源性视网膜脱离复位率,进而减少PVR的发生。Bonfiglio等[32]研究发现,术前TA应用可减少孔源性视网膜脱离引起的脉络膜脱离的并发症,术中和术后应用未发现可改善术后PVR等并发症发生。但Sisk等[33]报道了玻璃体切割术结束时TA注射后TA颗粒沉积于视网膜底部造成无菌性眼内炎、萎缩性下方视网膜撕裂进而引起孔源性视网膜脱离的并发症,建议玻璃体切割术后尽量避免玻璃体内注射TA,这在临床应用中应当予以重视。
开放性眼外伤患者PVR发生率高达40%~60%[34],这与外伤后严重的炎症反应及外部细胞进入眼内有关。从2013年起,Banerjee等[35-36]开始关注开放性眼外伤患者行玻璃体切割术联合TA治疗的临床效果,他们首先设计了一项为期24个月的Ⅱ期、随机、单盲、单中心临床对照试验,观察了开放性眼外伤并发PVR行玻璃体内切割术联合强化抗感染治疗对患者预后的影响,试验组患者玻璃体切割术前频繁滴醋酸泼尼松龙滴眼液、玻璃体切割术结束时玻璃体内注射4 mg TA联合球旁注射40 mg TA、玻璃体切割术后频繁滴醋酸泼尼松龙滴眼液,对照组不行以上强化抗感染治疗,以硅油取出术后随访6个月视网膜解剖复位情况为主要观察指标,以视力、PVR再发生率、手术次数为次要指标,结果显示,两组患者解剖复位率差异无统计学意义,而试验组患者视力改善及较好视力患者所占比例高于对照组,因此他们认为激素强化治疗对这类患者预后改善有一定帮助。之后他们开展了Ⅲ期、随机、双盲、多中心临床对照试验[37-38],拟招募英国25家医疗机构300例开放性眼外伤患者,所有患者均行标准的眼外伤 Ⅰ期及Ⅱ期手术治疗,试验组患者玻璃体切割术结束时玻璃体内注射4 mg TA联合球旁注射40 mg TA,术后观察6个月,以有效的视力提高患者所占比例为主要观察指标,以PVR再发生率、视网膜脱离再发生率、生活质量评分为其次要观察指标,目前该项临床试验仍在进行中,尚无明确结论。
关于TA玻璃体内注射的视网膜毒性研究目前尚未达成一致,主要分歧点在于不同注射剂量的视网膜毒性及非眼科使用TA中的赋形剂是否对视网膜造成毒性作用。4 mg/0.1 mL TA玻璃体内注射的安全性得到了既往研究的证实[26,39-40],是目前临床上多数眼科医师的首选剂量。Ye等[40]观察发现8 mg TA 对兔眼视网膜无毒性作用,Ghoraba等[41]研究显示,20 mg高剂量TA玻璃体内注射临床应用治疗黄斑水肿依旧相对安全,但可能会增加白内障和青光眼发生的风险。Ruiz-Moreno等[42]研究显示,30 mg TA玻璃体内注射不会引起视网膜毒性反应。有学者认为TA的视网膜毒性是由于其赋形剂所致[13],且赋形剂还会引起部分人的过敏反应及无菌性眼内炎[43]。Chang等[44]研究显示,TA中赋形剂苯甲醇对人培养的RPE细胞有毒性作用,明确指出玻璃体内注射时要去除赋形剂。
总之,TA剂量越大,眼内半衰期越长,起效时间越长,但大剂量TA又会引起视网膜毒性且增加了继发性白内障和青光眼发生的风险,如何在临床实践中选取起效强而又对视网膜无毒性作用且并发症少的药物注射剂量是亟待解决的问题。眼内应用TA之前将其所含的赋形剂去除,可避免潜在的视网膜毒性反应。
TA对PVR有抑制作用,但如何将TA高效、安全地应用于临床是眼科学面临的一大难题。关于其给药剂量、给药方式、发挥作用的分子机制等诸多问题有待深入地研究。不同时间及不同原因所致的PVR患者给予TA干预的效果差别等尚需进一步试验探讨和证明,明确这些问题对预防和抑制PVR具有重要意义。相信随着基础研究和大样本、多中心的临床研究的进一步开展及PVR病理生理机制的深入研究,TA在PVR预防和抑制中会得到更加合理的应用。