前列腺素对眼部淋巴管与眼部疾病的研究进展

池华博文，李青松，贾琳琳，符之瑄，许 愿，杨 倩，杨俊倚

(1.上海中医药大学附属普陀医院眼科，上海 200062 ；2.上海中医药大学附属普陀医院肿瘤科，上海 200062)

淋巴管由毛细淋巴管汇合而成，其形态结构与静脉相似，但直径较小，根据淋巴管的位置，淋巴管可分为浅、深淋巴管，它们贯穿于人体组织中形成了一个血管网络，从组织中排出组织液，再将液体输送到血液中[1]。淋巴是维持体内组织体液平衡和免疫的先决条件，而淋巴管生成以及淋巴的形成构成复杂而庞大的脉管网络，这些得以维持体内水液代谢、脂质及维生素吸收，其中对癌症转移和免疫反应等环节起着至关重要的作用[2]。在初始的研究中，人们认为除了结膜外眼睛内缺乏淋巴管;然而随着领域的进展，在识别淋巴管内皮标志物淋巴管内皮透明质酸受体-1(LYVE-1)或肾小球足突细胞膜黏蛋白和淋巴管生成因子C(VEGF-C)后，都揭示了淋巴管和淋巴管生成在眼部的存在和作用[3]。此外，淋巴管生成在包括角膜移植排斥和眼部肿瘤进展的眼部病理条件中扮演重要角色，眼部淋巴管的稳定是维持眼部健康的关键[4]。

1 前列腺素在眼部的传导

炎性反应主要特征为疼痛、肿胀、红斑和发热，前列腺素(PGs)作为炎性反应的一种介质，并在环氧合酶-1(COX-1)和环氧合酶-2(COX-2)的催化下合成，中间产物前列腺素H2(PGH2)通过特定的末端合成酶生成前列腺素和血栓素A2(TXA2)[5]。前列腺素E2(PGE2)是前列腺素的一种形式，与炎性反应、肿瘤生长和血管生成均有关联，PGE2可以被15-羟基前列腺素脱氢酶(15-PGDH)降解。肿瘤及其相关基质分泌大量血管生成和淋巴管生成生长因子，这些因子作用于血液和淋巴管，能进一步促进癌症的发生[6]。淋巴管生成因子家族中的生长因子VEGF-C和血管内皮生长因子D(VEGF-D)是由肿瘤分泌的，它们作用于原发肿瘤内及周围的小淋巴管，也作用于携带转移肿瘤细胞从原发肿瘤到区域淋巴结的较大集淋巴管。有研究表明，VEGF-D通过下调15-PGDH基因导致聚集淋巴管扩张，从而导致转移增加[7]，这导致PGE2降解的减少以及PGE2受体的集合淋巴管扩张。亦有研究显示VEGF-C可以诱导COX-2的表达，反之亦然。在治疗方面，这可以被COX途径的拮抗剂抑制，从而减少PGE2的合成量，促使非甾体抗炎药家族的成员，如阿司匹林，可以拮抗COX介导的PGE2的产生[8]。

内源分泌性前列腺素作为天然产生的前列腺素F2α(PGF2)的衍生物，具有轻微的化学变化。拉坦前列素、屈伏前列素和塔氟前列素被归类为类前列腺素，是穿透角膜的PGF2的前药[5]。内源性酯酶将每个前药转化为游离酸形式，从而激活FP受体(FP receptor)，FP为前列腺素类受体的一种亚型，这可以使睫状体放松，以增加巩膜外巩膜流出[9]。纤毛肌FP受体的激活导致基质金属蛋白酶(MMPs)的产生和纤毛肌细胞外基质(ECM)的降解增加[10]，睫状肌、虹膜根和巩膜外基质的重建可以减少液体流出的阻力效应。PGAs也可通过常规小梁网途径增加房水流出，实验模型和组织学切片显示，使用拉坦前列素和双马前列素后对施莱姆氏管内细胞有着一定的改变[11]。前列腺素主要通过刺激睫状体中的PGF2受体增加水的流出，也增加了巩膜外巩膜的引流[12]。Tam等研究了拉坦前列素对淋巴引流的影响，其研究通过使用高光谱成像方法以显示一项体内纳米示踪，11只经拉坦前列素治疗的小鼠通过进入下颌骨淋巴结，结果测得淋巴引流率为(1.23±1.06)h，11只对照组小鼠的淋巴流出量为(0.30±0.17)h(P>0.05)，前者的淋巴流出量占比更多。这也证明局部前列腺素可以刺激淋巴引流，这表明一些生长因子对淋巴管的生成和现有淋巴管的维持至关重要[13]。

2 VEGF系统与眼部淋巴管

淋巴管生成因子家族在血管生成、血管生成和淋巴管生成中起重要作用[14]。目前已知存在淋巴管生成因子A(VEGF-A)、VEGF-B、VEGF-C和VEGF-D与胎盘生长因子(PlGF)、而VEGF-A在哺乳动物血管发育和涉及血管异常生长的疾病中发挥重要作用。最近的临床研究表明VEGF-A在眼部可以促使新生血管形成,如糖尿病视网膜病变和老年性黄斑变性中使用该抗体都具有一定的疗效[15]。VEGF受体家族包括三个成员:血管内皮生长因子受体-1(VEGFR-1)、血管内皮生长因子受体-2(VEGFR-2)和血管内皮生长因子受体-3(VEGFR-3)。VEGF-A结合并激活两个酪氨酸激酶受体:VEGFR-1和VEGFR-2，但数据显示VEGF-A与VEGFR-3没有明显的结合[16]。VEGFR-3是由VEGF-C和VEGF-D的匹配而成，已经成熟的VEGF-C和人类VEGF-D已知能够结合并激活VEGFR-2[17]。

各种研究阐明了VEGF-C、VEGF-D、VEGFR-3都参与眼部淋巴的转移，此外，VEGF-C和-D/VEGFR-3信号通路参与炎性疾病的发生，但眼表血管内皮细胞的信号并不强烈，它们主要依赖RAS通路(Ras signaling pathway)，而RAS通路通常是大多数VEGFR-1和VEGFR-2的主要通路[18]。另一方面,VEGF-1、VEGFR-2衍生信号主要利用蛋白刺激酶C(PLC-19l-PKC)依赖的RAF-MEK-MAP通路促进眼部内皮细胞增殖，这在细胞生长刺激酪氨酸激酶中是独特的存在[19]。该信号由VEGFR2的一个单独的自磷酸化位点，即酪氨酸磷酸盐，现有研究报道已经证实VEGF-C/-D以及VEGFR3信号通路可以利用RAS通道等途径实现淋巴管的生成[20]。

3 前列腺素与环氧合酶

已知淋巴管生成生长因子在肿瘤相关血管生成和淋巴管生成过程中识别出重要的分子标记[21]。眼部淋巴管生成生长因子也是影响淋巴内皮关键，而前列腺素通路基因的表达，提示PG与VEGF-C、VEGF-D信号之间存在交叉，这与炎症介质水平升高是一致的[22]。PGs是一类生物活性脂类，可在多种人体组织中产生，在发育、组织稳态、炎症的进展中起到核心作用[23]。PGs参与一系列细胞功能，并被证明是血管舒张的有效诱导物，从而起到血管张力调节的作用[24]。PGs的扩张在动物模型中有表现形式，其中淋巴生成的蔓延情况表明VEGF-C 刺激淋巴管生成和VEGF-D能够诱导眼部扩张的淋巴管排水,从而增加了前哨淋巴结的转移负荷[25]。

环氧合酶是一种限速酶，在组织中催化花生四烯酸转化为聚乙二醇。两种COX亚型现已被鉴定，它们具有不同的功能和组织分布;COX-1在大多数组织中组成性表达，并在维持基础PG水平上发挥重要作用，而COX-2可在大多数组织中被诱导，在炎性反应和致瘤环境中产生促炎PGs。第三种酶COX-3已被鉴定，但被认为是COX-1的变种，它们是由不同的RNA衔接引起的[5]。COX-2在许多类型的癌症中上调，已知存在于肺癌、结肠癌、乳腺癌、胰腺癌和头颈癌[26]。COX-2的生化活性与PGDH平衡，PGDH可以催化谷氨酸脱氢酶(NAD+)依赖性的前列腺素在细胞浆内转化为无活性的15-羟基坎利酮(15-Hydroxycanrenone )[27]。PGs转运蛋白(PGT)和多药耐药相关蛋白均可调控PGs水平[28]。COX可以催化花生四烯酸转化为前列腺素H2(前列腺素H2是许多PGs的前体，由特殊的PGs合成酶作用下形成的，在某些癌症疾病中可以达到上调趋势)[29]。COX-2的表达与患者预后和生存率有着一定的关联，尽管COX-2可能是眼部淋巴管增生过程中PGs产生的关键因素，但证据也表明COX-1是致病因素，可能是由于其对PGE2浓度的影响[30]。

4 前列腺素在施莱姆氏管中的作用

除了淋巴管，还有一种特殊的血管系统叫做施莱姆氏管，它是水体液排出的主要途径青光眼手术，如小梁切除术，是为了降低眼压来减少有失明的风险。有相关手术在眼内里创造了一个新的通道来重新引导房水流出到结膜下间隙，以引导引流的液体被结膜吸收至淋巴管内[31]。亦有研究证明了眼球表面淋巴管在鼻侧更密集，这意味着临床可以选择鼻侧作为青光眼手术部位以改善液体引流[32]。前房眼睛的前房这种特殊的血管结构由单层内皮构成同时具有血管内皮细胞(BECs)和淋巴管内皮细胞特征的细胞。Schlemm管的内壁与小梁网相连，它们通过控制收缩来调节引流速率[33]。Schlemm管内皮细胞是表达淋巴管的主要调节器，它在Schlemm的泪河发展中起关键作用。现已有激光照射实验证实在Schlemm管细胞中加入前列腺素类似物后，通过将Schlemm管细胞暴露于由激光照射的Schlemm管细胞和小梁网细胞构成的介质中，使用两种前列腺素类似物引起的Schlemm管细胞电导率的增加范围从4倍(对于拉坦前列素)到16倍(对于屈伏前列素)，这也说明不同前列腺素类似物对Schlemm管细胞电导率影响程度的差异不同，且曲伏前列素对前列腺素F受体亲和力最高，而拉坦前列素亲和力最低的结果一致[34]。

在激光照射实验中发现，前列腺素类似物除了调节细胞外基质性质外，还能调节Schlemm管细胞的屏障性质，这一发现代表了一个新的观察结果[35]。而眼内压下降会影响激光的作用过程，这些都与前列腺素类似物的介导密切相关,其中部分共同的作用机制会影响Schlemm管细胞的屏障属性，选择性激光小梁成形术(SLT)可以直接作用于Schlemm管细胞以增加通透性，或者通过诱导小梁网细胞和Schlemm管细胞释放细胞因子来发挥其作用[36]。前列腺素类似物可以通过可能激活细胞内信号通路，直接作用于Schlemm管细胞，从而增加Schlemm管细胞屏障的通透性。识别介导SLT作用于Schlemm管以及介导前列腺素类似物作用于Schlemm管细胞的信号通路是细胞屏障的关键。所以SLT和前列腺素类似物是否具有共同的作用机制是问题的关键[37]。

5 眼部疾病与眼部淋巴管

淋巴管是维持组织的状态稳定的关键，而眼部淋巴管的变化同样会导致眼部疾病的病理状态改变。为更好了解眼部淋巴管与眼部疾病之间的关系，现对两者进行探究以对眼部疾病提供更好的治疗方法。

5.1青光眼：青光眼是致盲的主要原因，全世界已有8 000多万人患有青光眼。由于房水引流受损而引起的眼压升高是青光眼发生的主要危险因素。现已有研究[38]证明血管生成素(ACE-2)信号通路的遗传破坏会导致患者出现高眼压、视乳头肿大和青光眼症状等的典型特征，其中包括视网膜神经节变性和视力丧失，但通过单独表达ANGPT1或ANGPT2可以使眼部进行引流[39]。此外，淋巴细胞中叉头框C2蛋白(FOXC2)的缺失会导致ACE-2的下调，这提示了FOX-C突变患者眼部缺陷的机制，以此证明了血管生成素在淋巴内皮中的重要性[40]。眼部缺乏淋巴角膜缘的毛细血管也会导致眼压急剧增加以及青光眼，而使用VEGF-C或ACE-2激动剂促进淋巴管生成是青光眼有效疗法之一；当药物治疗不能达到适当的眼压降低且发生不良反应时，可以实施眼部激光或切口手术，激光小梁成形术降低眼压诱导生物改变小梁网，导致水流出增加[41]。尽管在大多数患者中可以实现大量的眼压降低，但效果随着时间的推移效率逐渐降低，据统计，全球手术失败率每年约占比10%[42]。若在使用激光和药物治疗的情况下，眼压控制仍然过高(特别对于开角型青光眼的晚期病例)，应考虑进行联合晶状体摘除术，当晶状体相关机制占主导地位时，尤其在严重白内障损害视力的情况下，也可以进行晶状体摘除[43]。最后，青光眼引流植入可用于与开角型青光眼相似的慢性角闭合性青光眼患者(当小梁切除术无法控制眼内压时)，或可以用于小梁切除术失败风险高的患者[44]。

5.2眼表疾病：角膜是少数积极维持无血管状态的组织之一，不存有血液和淋巴管。然而，一些疾病会导致病理性角膜边缘和淋巴管生成，病理性血液和淋巴管进入角膜不仅降低透明度，视力甚至失明，而且随后角膜移植后的移植物排斥反应率也有显著的增加[45]。而静息角膜缘淋巴管芽和炎性反应引起的角膜淋巴管生成会随着年龄的增长而减少，有研究显示年龄较大小鼠的淋巴管生成能力较低，它们的淋巴血管系统对炎性条件的反应能力较低，这些数据部分解释了年轻与老年患者角膜移植结果不均等的原因，也说明了角膜淋巴系统在炎性刺激后也表现出很大的可塑性[46]。带血管的人角膜的组织学分析显示，炎性损伤后淋巴管的变化与老化时间呈负相关，此外，所有角膜新生血管形成时间少于3个月的角膜均可检测到淋巴管，而有角膜新生血管形成史的角膜则不存在淋巴管，没有出现在淋巴管角膜和角膜新生血管形成的时间超过60个月,这些数据均表明回归的角膜淋巴脉管系统也在人类系统[47]。

角膜移植的成功率与角膜淋巴管内血管的形成有一定的关系，其中主要是淋巴管一定程度介导了角膜移植，后续所发生的免疫反应[48]。亦有临床研究表明在无淋巴管的血管受体中，移植的角膜存活率与无血管的受体床中相同；若受体床内存在淋巴管，则移植存活率明显降低，这一研究提示淋巴管生成对移植物排斥反应更为重要[49]。

5.3干眼综合征：眼部干燥综合征是已知的干眼病之一，研究表明，血小板反应蛋白(TSP-1)基因敲除小鼠会产生出自身免疫性疾病干燥综合征的表现，这些老鼠在6个月大的时候就会出现干眼症临床症状不仅会出现角膜上皮出现特征性缺损，泪腺被免疫细胞浸润，而且淋巴管会自发生长并隔离在角膜中央，甚至可以从角膜的一侧延伸到另一侧[50]。淋巴管的延迟孤立生长的原因在于TSP-1的免疫调节特性TSP-1与巨噬细胞表面的细胞相结合，从而抑制肿瘤生长因子(TGF-β)诱导的VEGF-C和VEGF-D的表达，因此，TSP-1的缺失导致这些生长因子随着时间和年龄的增长而连续积累，由多种机制维持的淋巴管生成特权就失去了[51]。TSP-1缺失不仅导致角膜VEGF-C的表达增加，还导致促炎细胞因子即单核细胞趋化蛋白在更早的时间点表达增加。随着单核细胞趋化剂的增加，研究表明，在已经处于更年轻年龄的TSP-1缺失小鼠的角膜中有更多的巨噬细胞，这导致了淋巴管生成前生长因子随着时间的推移而释放的放大作用[52]。研究还表明，硫酸肝素蛋白多糖可以结合VEGF和成纤维细胞生长因子2(FGF-2)，从而抑制其促炎以及血管生成作用[53]。

5.4眼部肿瘤：在眼恶性肿瘤中也发现肿瘤相关淋巴管生成，其中包括结膜黑色素瘤、结膜癌和睫状体黑色素瘤以及眼外扩张，其主要作用是将肿瘤细胞转运到引流淋巴管以促进肿瘤扩散。而淋巴管的生长是一些肿瘤(如皮肤恶性黑素瘤)淋巴源性转移的第一步，虽然周围淋巴管生成与瘤内淋巴管生成的作用仍有争议，但作为肿瘤转移的决定性危险因素的作用现已确定[54]。由于淋巴管生成似乎是皮肤黑色素瘤转移的一个重要方面，经研究发现在一系列的葡萄膜黑色素瘤患者中，约有一半的患者发现了淋巴管生成的VEGF-C及其受体VEGFR-3的共同表达，但与正常对照组的眼睛一样，不能识别眼内淋巴管。后得出结论是VEGF-C在没有可能进入淋巴管的情况下(即在闭眼内)并不能诱导淋巴管生成[55]。现已有一种新的联合抗血管生成和抗淋巴管生成疗法，比如特异性的抗淋巴管生成疗法可以适用于发生眼外扩张的葡萄膜黑色素瘤患者，以防止肿瘤的淋巴管扩散到局部淋巴结[56]。而眼内肿瘤相关淋巴管在睫状体黑色素瘤眼外扩张中可能具有重要的功能意义，它们在增殖的过程中，可以成为癌细胞侵袭的目标。

5.5眼底病：眼底疾病部位包括视网膜、视盘和脉络膜，眼底的病变与玻璃体的改变有着密切的关系。视网膜中央动脉阻塞通常与严重视力丧失和视力预后差有关。视网膜中央动脉闭塞发生在视网膜中央动脉完全或部分闭塞，随后视网膜缺血。这类疾病基本是继发于栓塞事件，很少是由血栓引起的，少数情况下，血管炎或创伤可能是病因[57]。Brett Malbin等对6例急性视网膜中央动脉阻塞通患者(平均年龄69.33岁)的6只眼进行最佳矫正视力分析，结果显示静脉注射PGE1可显著改善急视网膜中央动脉阻塞通患者的视力，且耐受性好，不良反应少[58]；炎性反应和免疫细胞调节脉络膜新生血管，也可能成为老年性黄斑变性的治疗靶点。Shintaro Nakao等研究了黄斑变性动物模型眼球内部的淋巴管生成，并用激光在动物体内产生了脉络膜新生血管，结果显示激光诱导的新生血管并不主要依赖于获得性免疫，眼底损伤也不影响周围神经系统，免疫细胞已到达局部子宫颈上皮细胞的未知途径，尽管内部不存在淋巴管。但免疫细胞也有极大的可能进入视神经脑膜的淋巴管，其中确切的机制还尚不清楚[59]。

6 展望

眼部淋巴管的临床价值及其在相关疾病中的重要作用已越来越被人们所了解，对它全面而详细的研究将有助于我们对相关疾病的发病原因、病程进展及病势变化有一个清晰而全面的认识，从而有助于疾病的最终治疗。眼部淋巴管的重要作用为青光眼、眼部肿瘤以及干眼综合征的患者带来了新的治疗希望。尤为重要的是眼部淋巴管在青光眼滤过手术后房水重吸收方面中的重要作用已逐渐为人们所了解，而前列腺素类药物的临床应用又促进了眼部淋巴管的增生，因此，对前列腺素类药物与青光眼滤过手术的研究具有重要的临床意义，这将为青光眼的治疗创造一种全新的方式，从而极大提高青光眼患者的治疗效率，并最终改善青光眼患者的生活质量。相信随着人们对眼部淋巴管的不断深入研究，越来越多的临床发现将不断涌出，并将为眼科疾病的治疗带来新的方法与希望。