视神经损伤药物治疗的研究进展

于莎莎 赵云 汤欣

视神经是将视觉信息从眼部传送到大脑的重要结构[1]，主要由众多视网膜神经节细胞轴突汇聚形成[2]。青光眼、外伤、放射、遗传等因素均可对视神经造成直接或间接性损伤，严重者会导致不可逆性视功能丧失。视网膜神经节细胞在遭受直接性损伤后会激活多种继发性损伤机制，而继发性视神经轴突变性和视网膜神经节细胞凋亡会进一步导致永久性视功能下降[3]。目前在损伤急性期应用药物对症治疗是减轻视神经损伤的主要手段，同时各国研究

者也对视神经损伤慢性期所应用的神经保护药物进行了研究。传统治疗视神经损伤的药物主要有糖皮质激素、维生素类、神经营养因子和脱水剂等，而近年来不断有研究发现了新的具有神经保护作用的药物，包括N-甲基-D-天门冬氨酸受体拮抗剂、Rho激动酶抑制剂、α-肾上腺素能受体激动剂、抗氧化剂等。本文将就近年来对视神经损伤有神经保护作用药物的研究进展进行综述。

1 N-甲基-D-天门冬氨酸受体拮抗剂

1.1盐酸美金刚盐酸美金刚是一种低中亲和力、非竞争性、强电压依赖性的N-甲基-D-天门冬氨酸受体拮抗剂，能够通过调控神经兴奋性递质，减缓神经退化过程[4]。近来有研究者认为盐酸美金刚对开角性青光眼中视网膜神经节细胞具有保护作用[5]。Celiker等[6]研究了系统性应用盐酸美金刚治疗对大鼠青光眼动物模型中的视网膜超微结构的影响。研究者首先连续3周向大鼠前房中注射玻璃酸钠制作青光眼动物模型。腹腔内注射盐酸美金刚进行治疗后，通过电子显微镜观察视网膜超微结构，结果发现与注射生理盐水治疗的对照组相比，盐酸美金刚治疗组大鼠的视网膜色素上皮细胞和Müller细胞的线粒体结构损害较轻，外界膜更为完整。说明盐酸美金刚在青光眼动物模型中具有神经保护作用。Gao等[7]利用APPswe/PS1ΔE9双转基因小鼠证明了盐酸美金刚可以减少视网膜神经节细胞的凋亡，提高APPswe/PS1ΔE9双转基因小鼠的视网膜电图中P50波的幅值，并且使得闪光视觉诱发电位中P2潜伏期延长，从而改善小鼠视功能。小鼠视网膜中活化的小胶质细胞也同样能被盐酸美金刚抑制。研究者发现[7]，盐酸美金刚能够抑制APPswe/PS1ΔE9双转基因小鼠的视网膜神经节细胞层中Müller细胞表达的谷氨酰胺合成酶上调，同时盐酸美金刚还能减少阿尔兹海默病小鼠模型视网膜神经节细胞层中胆碱乙酰化转化酶免疫反应性胆碱能无长突细胞的凋亡，盐酸美金刚可以抑制APPswe/PS1ΔE9双转基因小鼠的细胞外调节蛋白激酶1和2的磷酸化作用增强。研究者发现盐酸美金刚通过调节小胶质细胞的免疫反应和Müller细胞的适应性反应，发挥对APPswe/PS1ΔE9双转基因小鼠视网膜神经节细胞的保护作用。因此研究者认为盐酸美金刚可以作为阿尔兹海默病患者眼病的治疗选择[7]。

1.2他克林谷氨酸盐介导的毒性作用，通常是通过天门冬氨酸受体实现的，这可能是青光眼等疾病导致视网膜神经节细胞凋亡的重要原因。他克林是一种非竞争性的N-甲基-D-天门冬氨酸受体拮抗剂，能够对谷氨酸盐介导的神经损伤起保护作用[8]。Fang等[9]研究了在体内外环境中他克林对谷氨酸盐介导的大鼠视网膜神经节细胞损伤的保护作用。实验证明体内外他克林对于谷氨酸介导的视网膜神经节细胞损伤的保护作用可能是通过拮抗天门冬氨酸受体实现的。从而说明他克林在治疗青光眼、缺血性或外伤性视网膜病变等疾病中具有重要的应用前景。

2 Rho激动酶抑制剂

2.1法舒地尔法舒地尔是目前唯一在临床上应用的Rho激动酶抑制剂，动物实验证明了该药物对多种中枢神经系统疾病具有肯定的疗效，但其具体作用机制仍不清楚[10]。那么法舒地尔是否对视神经损伤也有一定的疗效，研究者通过动物实验对此进行了研究。Yu等[11]制作新西兰白兔视神经钳夹伤动物模型，每12 h给予耳静脉注射1次法舒地尔治疗，持续12 d，对照组注射生理盐水。分别于视神经损伤后3 d、7 d、14 d和21 d取视神经组织进行检查，利用免疫组织化学和RT-PCR技术检查RhoA、Caspase-3、Rock2和Nogo-A基因的表达，结果表明视神经损伤后给予法舒地尔治疗可以减少Caspase-3基因的表达，下调Nogo-A和Rock2基因的表达。说明法舒地尔能够通过调节Rho/ROCK信号通路发挥对损伤视神经的保护作用。Yu等[12]又进一步在体内外环境中研究法舒地尔对视神经损伤后视网膜神经节细胞凋亡的作用，证实了体内外环境中法舒地尔均能够显著减少视网膜神经节细胞凋亡，修复视神经损伤。

2.2Y-39983Rho激酶抑制剂的神经保护作用在多项研究中得到了证实，但其在视神经保护方面的研究较少。Y-39983和Y-27632是选择性ROCK抑制剂，而法舒地尔是目前唯一运用到临床的一类ROCK选择性抑制剂。Sagawa等[13]分别研究比较了ROCK抑制剂Y-39983和Y-27632在体外培养环境中对视网膜神经节细胞轴突再生的作用，和Y-39983在猫视神经损伤动物模型中的轴突再生作用。为确定促进视神经轴突再生的ROCK抑制剂的种类和有效剂量，研究者将视网膜组织块分别与两种ROCK抑制剂Y-39983和Y-27632共同培养，评价TUJ-1阳性的神经节细胞的数量和长度，结果表明Y-39983比Y-27632对神经节细胞数量的影响更大，但两者在对神经长度影响上没有明显区别。基于此结果，研究者利用猫视神经离断伤模型验证Y-39983对视神经轴突的修复作用。于视神经离断伤后立即给予玻璃体内注射Y-39983 治疗，再于损伤7 d后给予第2次治疗，结果有新的视神经轴突长出断端，表明Y-39983具有促进轴突再生的作用。Ichikawa等[14]还研究比较了同为ROCK抑制剂的法舒地尔和Y-39983在体外培养环境中神经轴突再生和在猫视神经损伤动物模型中轴突再生的作用，认为Y-39983的视神经损伤修复作用更强。

3 α-肾上腺素能受体激动剂

3.1溴莫尼定溴莫尼定是临床上已经应用的抗青光眼药物，具有抑制房水生成、促进房水排出的双重降低眼压作用[15]。近来有研究发现溴莫尼定可能具有一定的视神经保护作用，为此研究者通过实验进行证实。Ma等[16]利用微型夹夹伤大鼠视神经制作视神经钳夹伤动物模型，给予腹腔内注射溴莫尼定治疗，于视神经损伤后23 d用荧光金标记视网膜神经节细胞，损伤4周后处死大鼠，并记录视网膜神经节细胞的数量和密度，结果发现，与对照组相比，溴莫尼定治疗后视网膜神经节细胞数量和密度明显较高。因此认为溴莫尼定对视神经损伤具有保护作用。Kim等[17]研究载有溴莫尼定的血清白蛋白纳米载体对视神经损伤动物模型中视网膜神经节细胞的保护作用。研究者制作包含有1.8 g·L-1的溴莫尼定和35 g·L-1的人血清白蛋白的溴莫尼定-血清白蛋白纳米载体，制作大鼠视神经损伤动物模型，并通过玻璃体内注射纳米载体进行治疗，比较造模后第5天和第14天治疗组与对照组的视网膜神经节细胞的生存情况，结果发现纳米载体能够减少视网膜神经节细胞中的淀粉样蛋白β的沉积，并能够一定程度上阻止淀粉样蛋白β介导的视网膜神经节细胞死亡。从而证明溴莫尼定-血清白蛋白纳米载体能够通过阻止淀粉样蛋白β沉积而起到视神经保护作用，并能够持续发挥作用。Lindsey等[18]研究了溴莫尼定能否保护视神经损伤后视网膜神经节细胞树突的损害，研究者利用溴莫尼定治疗醛糖还原酶基因缺陷诱导视神经损伤的小鼠，通过与对照组比较，发现溴莫尼定可以有效地缓解视网膜神经节细胞凋亡，并显著延缓树突长度的减小和复杂程度的降低。证明溴莫尼定可以缓解视神经损伤后多种类型的视网膜神经节细胞的树突收缩，有助于保持神经节细胞树突分支的复杂性。然而这种保护作用会因为视网膜神经节细胞类型的不同而不同。这表明不同类型视网膜神经节细胞在损伤后对神经保护药物的反应可能不同。

3.2甲苯噻嗪甲苯噻嗪是一种α2肾上腺素能受体激动剂，常被作为动物实验的麻醉剂[19]。近年有研究认为甲苯噻嗪对神经系统可能具有潜在的保护作用。甲苯噻嗪可能能够激活内源性神经营养因子和促神经细胞存活的信号通路发挥作用。为研究甲苯噻嗪的神经保护作用，Kurimoto等[20]建立大鼠视神经离断伤模型，并给予腹腔内注射甲苯噻嗪治疗，实验分3组，视神经损伤后立即给药、间断给药和每天给药，于损伤后14 d标记并评价视网膜神经节细胞轴突修复的情况，结果表明每天给药治疗组的神经节细胞轴突数量明显增加，且再生轴突长度超过了视神经断端，同时发现甲苯噻嗪能够上调视网膜神经节细胞层中神经生长相关蛋白43的表达，促进视网膜神经节细胞轴突再生。从而证明了甲苯噻嗪能够在大鼠视神经损伤后发挥神经保护作用。

4 抗氧化剂

α-硫辛酸是一种天然高活性抗氧化剂，素有万能抗氧化剂之称，能够高效地清除体内活性氧[21]。Chaudhary等[22]制作自身免疫性视神经炎小鼠模型，并给予皮下注射α-硫辛酸治疗，通过与注射生理盐水的空白对照组比较，证明了α-硫辛酸对自身免疫性视神经炎具有治疗作用。Wang等[23]首先以具有多种剪接形式的RNA结合蛋白作为视网膜神经节细胞逆行示踪和免疫组织化学的特殊标记物。然后利用静脉注射α-硫辛酸治疗单侧视神经钳夹伤的猫，通过标记钳夹伤后存活的视网膜神经节细胞数量，证明α-硫辛酸具有延缓视神经损伤后视网膜神经节细胞凋亡的作用。那么α-硫辛酸又是如何发挥视神经保护作用的，有研究者通过实验进行了进一步研究。Koriyama等[24]发现α-硫辛酸具有明显的对抗视网膜神经节细胞氧化应激所导致细胞死亡的作用，他们观察到α-硫辛酸通过促进Nrf2因子向细胞核的移位诱导血红素氧合酶-1的表达，又进一步研究α-硫辛酸诱导血红素氧合酶-1作用于下游信号通路的机制后，发现磷酸肌醇-3激酶抑制剂能够抑制α-硫辛酸诱导血红素氧合酶-1的作用。由此研究者首次通过实验证明了α-硫辛酸通过Keap1/Nrf2信号通路诱导血红素氧合酶-1生成，从而发挥其对视网膜神经节细胞的抗氧化应激作用。Liu等[25]制作大鼠视神经钳夹伤模型，于损伤前1 d和损伤后 1 d 给予静脉注射α-硫辛酸，于造模后10 d处死大鼠，利用标记物观察存活视网膜神经节细胞数量，免疫荧光和免疫印迹检查促红细胞生成素受体和神经营养因子的表达水平，以研究α-硫辛酸是否依靠EPO/EPOR信号通路发挥抗氧化作用，结果表明视神经损伤前1 d和后1 d给予静脉注射α-硫辛酸治疗组存活视网膜神经节细胞数量明显多于空白对照组。同时发现α-硫辛酸能够上调损伤后视神经的EPOR蛋白和NT4/5蛋白的表达，因此研究者认为α-硫辛酸也能够通过调控视神经损伤后视网膜中的EPO/EPOR信号通路发挥神经保护作用。

5 钙离子通道阻滞剂

5.1他克莫司他克莫司(FK506)是日本Fujisawa制药公司于1984年从一株Tsukubaensis链霉菌的肉汤培养基中分离出来的大环内酯类抗生素，它进入细胞后可阻断T细胞中钙依赖性信号转导，与Ca2+通道竞争性结合T淋巴细胞内的相应受体蛋白，影响Ca2+通道的外流，发挥免疫抑制效应。他克莫司作为大环内酯类抗生素，可抑制实体肿瘤及实验性角膜新生血管中血管内皮细胞生长因子的表达[26]。Sarikcioglu等[27]研究在视神经钳夹伤后神经鞘内给予他克莫司的治疗效果，研究者首先制作大鼠视神经钳夹伤模型并预留通过神经鞘膜的导管，之后利用导管进行他克莫司鞘内给药治疗，造模30 d后处死大鼠，进行病理检查分析视神经情况，结果发现他克莫司治疗组大鼠视神经中视网膜神经节细胞排列更规则。他们认为这种在视神经损伤后通过导管进行神经鞘内给予小剂量他克莫司治疗的方式能够进一步降低免疫损伤，起到神经保护作用。这类实验研究证明了他克莫司在视神经损伤动物模型中具有神经保护作用，但产生这些作用的具体机制仍不清楚。Grosskreutz等[28]在视神经损伤的动物模型中，早期观察到视网膜中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9发生了裂解。由此他们猜测之前研究中所发现的他克莫司的视神经保护作用，可能与其影响了半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9的活性有关。他们通过实验研究了半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9发生裂解的细胞定位和过程，并发现口服他克莫司可以阻断视神经损伤后半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9的裂解，并且通过免疫印迹检查发现，半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9裂解水平在视神经损伤后第5天和第8天显著升高，同时发现口服他克莫司能够在这两个时间点中发挥阻断半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9裂解的作用[28]。由此增进了对他克莫司相关神经保护作用机制的认识。

5.2洛美利嗪洛美利嗪是第三代利嗪类药物，新型二笨吡嗪衍生物[29]。洛美利嗪是一种对中枢神经系统具有相对选择性影响的钙离子通道阻滞剂，目前已经应用于对青光眼治疗的临床研究中。近来其在视神经损伤修复方面的作用研究逐渐展开。Karim等[30]制作大鼠视神经损伤动物模型，治疗组大鼠给予每天2次口服洛美利嗪溶液治疗4周，在处死前1周标记存活的视网膜神经节细胞数量，并在视神经损伤后1个月进行视网膜形态评估，结果表明洛美利嗪能够通过提高受损视网膜神经节细胞轴浆运输功能，发挥缓解神经节细胞二次损伤的神经保护作用。Selt等[31]通过实验证明了在视神经部分横断伤后，给予洛美利嗪治疗1个月能够在一定程度上保护视网膜神经节细胞，保存视功能，并阻止包括巨噬细胞浸润在内的二次损伤因素的进一步作用。在不同情况下，巨噬细胞对视网膜神经节细胞具有保护或损伤两种截然不同的作用。因此有理由对长期应用洛美利嗪减少巨噬细胞浸润所带来的影响进行重新思考，由此寻找洛美利嗪最佳的治疗周期就显得尤为重要。他们通过实验探讨缩短应用洛美利嗪的治疗周期是否具有更好地促进视网膜神经节细胞存活和改善视功能的作用，并研究停药后这种治疗效果是否会继续保持，结果发现给予洛美利嗪治疗1周，虽然能短暂发挥治疗作用，但在停药后作用不能持续，而要达到保持视网膜神经节细胞密度的要求，就需要持续1个月的洛美利嗪治疗，但是停药后治疗作用同样不能持续[31]。研究者指出[31]，目前没有任何一种应用洛美利嗪的治疗方案能够完全恢复视功能，认为洛美利嗪应联合其他治疗方法进行综合治疗才能取得更好的治疗效果。

6 选择性α1受体和非选择性β受体拮抗剂

尼普地洛是一种带有NO亚基且具有降低眼压和视神经保护作用的选择性α1受体和非选择性β受体拮抗剂[32]。目前在日本已经将其作为抗青光眼药物应用于临床，而这种药物的视神经保护作用尚处于探索阶段。Karim等[33]制作大鼠视神经损伤模型，后用2.5 g·L-1的尼普地洛滴眼液局部滴眼治疗，于损伤后28 d对视网膜神经节细胞凋亡细胞数量进行评估，结果证明尼普地洛具有延缓大鼠视神经钳夹伤后视网膜神经节细胞凋亡的作用。以往的研究还发现NO介导的细胞信号通路可以参与神经节细胞生理功能的调节，其具体作用是通过cGMP依赖性通路和亚硝基化的S蛋白相关通路2种途径实现的[32]。早期研究中尼普地洛曾被认为只能通过cGMP依赖性细胞信号通路发挥对视网膜神经节细胞的保护作用，但有研究发现这种作用不是持续存在的。Koriyama等[34]认为尼普地洛应该还能够通过亚硝基化的S蛋白相关信号通路发挥延缓神经节细胞凋亡的作用，他们通过实验证明尼普地洛具有显著的对抗视网膜神经节细胞氧化应激性死亡的作用，而脱硝基的尼普地洛不具有这一作用。同时亚硝基抑制剂也能够明显地破坏尼普地洛抗氧化应激的作用。因此，研究者认为尼普地洛发挥抑制视网膜神经节细胞凋亡的作用，是通过诱发亚硝基依赖性抗氧化酶(血红素氧合酶-1)表达实现的[34]。随后Koriyama等[35]又通过实验进一步证实尼普地洛还能够通过Akt/mTOR信号通路发挥促进视网膜神经节细胞轴突生长的作用。

总之，目前临床上较为常用的治疗视神经损伤的药物为糖皮质激素、维生素类、血管舒张剂、神经营养因子、钙离子通道阻滞剂以及脱水剂等。虽然近年来国内外对于视神经损伤治疗的新型药物研究取得了一定进展，但多数仍处于细胞或动物实验阶段，尚未应用于临床。这些药物的给药方式有口服、静脉给药、滴眼给药和玻璃体内注射等。虽然研究者们对各种药物的作用机制进行了实验研究，但多数药物的最佳给药方式和治疗剂量尚未确定。如何使用多种药物联合治疗以取得更佳的视神经保护效果仍需进一步探索。但总体来说，目前视神经损伤后新型治疗药物的研究方面已经展现出了广阔的前景。