青光眼视神经保护的研究进展

胡 瑛，庄曾渊，张丽霞，于 静

中国中医科学院眼科医院，北京 100040

青光眼是以视神经乳头和视网膜损害，以及特征性的视野缺损为特点的眼科疾病。随着社会的进步，它已成为继白内障之后第二位致盲性眼病，且随病变的发展严重影响患者的生活质量。但是目前对于青光眼视神经损害发生的原因仍然不是十分清楚。传统的机械学说及血管学说不能完全解释视神经损害的发生机制，降眼压已不再是治疗青光眼的唯一方法。很多研究者正试图寻找能阻断或延缓神经节细胞原发性和（或）继发性损伤的方法。这一治疗策略被称之为青光眼视神经保护治疗[1]。视神经保护可分为狭义和广义的概念。通过直接作用于视网膜的物质，达到保护视网膜神经节细胞免受损害的目的，称为狭义的视神经保护；能够防止视网膜神经节细胞发生死亡的一切治疗手段则称之为广义的视神经保护。这些为了保护视网膜神经节细胞而作用于视网膜的物质统称为青光眼视神经保护剂（optic neuroprotection）。

1 青光眼视神经损害机制的研究

1.1 损伤机制

青光眼视神经损害的机制包括机械学说及血管学说。此外，免疫系统可能在青光眼视神经的损害中也存在着保护性和损害性两方面的意义。

1.2 神经节细胞

目前已经公认，神经节细胞（retinal ganglion cells，RGC）的死亡方式是凋亡。而对于RGC的研究也引发了以下观点：①继发性损伤即二次损伤理论，眼压增高或低血流灌注所致的缺血及缺氧导致RGC损伤，而这些损伤的RGC导致周围原来正常的RGC发生凋亡，此即继发性损伤。②中枢神经系统神经元的死亡，最近研究表明青光眼确实存在外侧膝状体（lateral geniculatenucleus，LGN）、视皮质等中枢视路的损伤，并且提示青光眼视功能损害的进展可能存在潜在的中枢机制[2]，而青光眼则是全视路损伤的疾病。

2 青光眼的视神经保护

2.1 钙离子通道阻滞剂

Ca2+超载为神经元缺血性损害的中心环节，青光眼RGC凋亡的多种机制均与细胞内Ca2+的改变有关。钙离子通道阻滞剂通过与细胞膜上钙通道结合，减少钙离子内流，从而扩张血管，缓解痉挛，改善视神经的血供，此外还具有保护视神经，抑制成纤维细胞黏附和增生等作用。刘来富等[3]研究表明局部应用钙拮抗剂-维拉帕米（Verapamil）既可起到降眼压的作用，又能改善视网膜中央动脉血液循环，对改善青光眼患者视神经乳头血液循环及视功能有重要意义。研究表明，钙离子阻滞剂能降低眼压，增加视神经乳头的血流以及保护视野[4]。Netland等[5]发现维拉帕米、硝苯地平等能延缓正常眼压性青光眼患者视野缺损的发展。

2.2 谷氨酸拮抗剂

谷氨酸是中枢性神经递质，同时也是视网膜的主要兴奋性递质，正常情况下不引起毒性。但在眼压升高时，视网膜缺血、缺氧，导致谷氨酸大量释放，从而对视网膜RGC产生毒性作用。对于谷氨酸抑制剂的应用，目前研究较多为MK-801、美金胺等非竞争性NMDA受体拮抗剂。MK-801有剂量依赖性，但又具有神经毒性，临床医用受到限制。邓明辉等[6]通过急性高眼压兔模型模拟青光眼状态，得出急性高眼压主要对RGC层、内丛状层、内核层及外核层造成损伤，口服盐酸金刚烷胺[美金胺（Memantine）]可拯救这种损伤，减少和延缓视网膜组织的凋亡。在大鼠视网膜损伤模型中，美金胺能增加RGC的存活；而在慢性高眼压模型中，美金胺能减少RGC的丢失[7]。

2.3 一氧化氮合酶抑制剂

一氧化氮合酶广泛存在于神经系统，一氧化氮合酶是合成NO的主要限速物质，其同工酶有三种亚型，即在正常状态下表达的神经元型一氧化氮合酶（nNOS）和内皮型一氧化氮合酶（eNOS）以及在损伤后诱导表达的诱导型一氧化氮合酶（iNOS）。而NO在神经系统中参与多种的生理功能，高浓度的NO有很强的神经毒性，包括能导致RGC在内的多种细胞死亡[8]。张雪菲等[9]在雄性S-D大鼠实验中，得出应用一氧化氮合酶抑制剂对缺血后的视网膜有保护作用，可以减轻缺血诱导的损伤。在烧灼巩膜静脉法诱导大鼠青光眼模型中，抑制NO的合成能减少RGC的死亡，而在巩膜上静脉注射高渗盐水诱导的大鼠青光眼模型中，未能观察到这种效果[10]。

2.4 抗氧化剂

抗氧化剂包括过氧化氢酶、超氧化物酶等内源性酶系统及维生素C和维生素E等抗氧化的维生素。视网膜神经节缺血后再灌注产生大量的氧自由基，直接供给外源性的维生素C和维生素E或启动内源性酶系统，可防止视网膜RGC的凋亡[11]。Levkovitch Verbin等[12]实验得出，单侧眼眶内段视神经受损的野生型小鼠和转基因小鼠，前者幸存的RGCs数量明显多于具有强氧化作用的后者。

2.5 热休克蛋白（heat shock protein，HSP）

热和其他形式的刺激可激活具有神经保护作用的热休克蛋白，热休克蛋白分为五大家族：低等相对分子质HSPs家族，中等相对分子质HSPs家族、HSP70家族、HSP90家族和HSP110家族。其中HSP70在神经保护方面发挥着很重要的作用[13]。Kelly等[14]研究发现，使HSP70表达增加的大鼠神经元和整合了含有HSP70基因的大鼠神经元均对缺血和损伤表现出了更高的耐受性。

2.6 抗青光眼药物

2.6.1 肾上腺素受体阻滞剂 非选择性β-受体阻滞剂如马来酸噻吗洛尔，有研究表明，噻吗心安除了使眼压下降外，能显著增厚视神经纤维层，显著缩小视杯并伴有视盘颜色恢复。选择性β-受体阻滞剂如贝特舒，它能显著减轻缺血对大鼠的RGC的损害[15]。选择性α-受体拮抗剂如盐酸布那唑嗪（Bunazosin Hydrochloride），它对视神经的保护作用可能是通过抑制Na+通道而实现的[16]。

2.6.2 肾上腺素受体兴奋剂 如溴莫尼定（Brimonidine）为一种高选择性α-2受体兴奋药，它可以抑制缺血引起的玻璃体内谷氨酸和门冬氨酸的升高，并增加视网膜内脑源性神经营养因子的含量[17]。

2.7 神经营养因子

近年来，研究较多的神经营养因子有脑源性神经营养因子（BDNF）、睫状神经营养因子（CNTF）、胶质细胞源性生长因子（GDNTF）、酸性成纤维细胞生长因子（aFGF），碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、神经营养素-4/5(NT4/5）等，对RGC作用最强的神经营养因子是脑源性神经营养因子。实验研究表明，神经生长因子可以抑制视网膜缺血再灌注时，凋亡相关基因c-fos/c-jun在视网膜的表达[18]。BDNF能提高RGC的生存率和促轴突再生[19]。aFGF及改构型酸性成纤维细胞生长因子（MaFGF）均能促进培养大鼠RGC的存活，并延长其存活时间[20]。

2.8 抗凋亡途径

RGC凋亡是青光眼视神经损害的主要机制，凋亡由各种基因相互复杂的作用所控制。bcl-2是一种抑制凋亡基因，它的过度表达可阻止神经元的凋亡，减少视神经切断后RGC的死亡。大鼠玻璃体内注射Caspase抑制物，可以减少其视神经切断后RGC的死亡，而Caspase激活是RGC凋亡的重要细胞信号[21]。1988年，有学者首次报道髓鞘细胞能分泌神经再生的抑制因子，并命名为“Nogo”。通过抑制Nogo的作用后，可以观察到神经元轴突的生长明显增加和一定程度的神经再生[22]。

2.9 促红细胞生成素

促红细胞生成素（erythropoieitin，EPO）是一种促进红细胞生成的因子，近年来大量报道表明促红细胞生长素也具有神经保护作用。实验研究表明[23]重组人促红细胞生成素对大鼠视神经不完全损伤后15年规模神经元的凋亡具有抑制作用，可以促进视功能的恢复。Yamasaki等[24]发现EPO和BDNF一样能显著减少青光眼和一氧化氮所致的RGC的死亡。

2.10 中药

2.10.1 单种中药 报道显示川芎嗪可以改善眼压控制后青光眼患者的视野平均敏感度，视野平均缺损、视野丢失方差及视盘筛板区血管容量[25]，葛根、三七、银杏叶中药注射剂能改善视网膜微循环，减轻视网膜超微结构损伤[26]。刘东敬等[27]将眼压已控制的36例青光眼患者随机分为两组，口服安慰剂及美尔瑞（灯盏细辛），发现口服美尔瑞能够明显改善患者视盘和视盘旁视网膜微循环，而这种作用与疗程有关。银杏叶提取物（EGb761）可能通过升高视网膜RGC线粒体膜电位的途径影响线粒体的功能，并且可对抗谷氨酸兴奋性毒性，保护视网膜RGC[28]。杨新光等[29]研究发现藏红花提取液在高眼压早期能有效提高慢性高眼压下视网膜中超氧化物歧化酶的活性，降低丙二醛含量。

2.10.2 中药复方 贺义恒等[30]临床研究表明，青光眼四号可以改善部分原发性开角型青光眼的视功能。张宗瑞等[31]报道，以通瘀开窍类中药制成的优视胶囊具有保护或改善急性高血压后兔眼视网膜RGC的作用。

2.11 其他

2.11.1 胚胎干细胞移植 胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES cell）是早期胚胎（原肠胚期之前）或原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。有研究表明[32]绿色荧光蛋白标记的胚胎干细胞（green fluorescent protein-embryonic stem cells，GFP-ESC）源性视网膜前体细胞在变性视网膜中可存活、整合，并有优先向变性的感光细胞及RGC类型分化的倾向。

2.11.2 视神经再生 视神经再生研究也是近几年的热点，有研究表明视神经损伤是可再生的，其再生形式从切口两侧缘开始，而不像周围神经那样从近端开始向远端再生而通过活化星形胶质细胞去抑制可以促进视神经轴突再生[33-34]。

2.11.3 免疫接种 研究表明在青光眼的发病机制中，体液免疫也存在着重要的作用。Fisher等[35]研究表明，结膜下注射人蛋白脂质蛋白抗体（proteolipid protein，PLP）进行自动免疫的视神经受损的鼠模型，RGC存活率明显高于对照组。

3 展望

目前青光眼视神经保护剂的种类繁多，但大多尚处于体外实验或动物实验阶段，临床疗效不确定。目前除了局部降眼压药物外，改善局部微循环的中药在临床也应用较多，并在视神经保护方面取得了一定的疗效。笔者下一步的任务就是进一步证实综上所述的药物及治疗，将其尽快应用于临床，根据患者具体情况，在进行大量病例总结和分析的基础上，优化治疗方案，筛选治疗药物，进行个性化治疗，充分利用现有资源及基础评定的成果。针对相应的损伤机制手段，开展多种心前瞻性、随机、双盲的临床研究，为广大患者更好地服务。

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