原发性青光眼患者虹膜变化的研究

2021-11-29陈思源刘姗姗范晓军彭俊杰王一涵王继兵

医学信息 2021年8期

陈思源，刘姗姗，范晓军，彭俊杰，王一涵，杨蕾，王继兵

（1.滨州医学院，山东烟台 264000；2.潍坊眼科医院国家临床重点专科医院，山东潍坊 261000）

青光眼（glaucoma）是目前世界上不可逆性致盲性眼病的首要原因[1]，超过6700 万人患有青光眼。目前临床上通常将青光眼分为原发性青光眼、继发性青光眼及发育性青光眼三大类，其中原发性青光眼根据眼压升高时前房角的状态-关闭或是开放，可分为闭角型青光眼和开角型青光眼。在各种类型青光眼中，病理性眼压升高是主要的危险因素[2，3]。研究发现，眼压升高后最先损伤虹膜组织[4]，虹膜的动态变化也被认为是促进青光眼发生的危险因素之一[5]。本文就青光眼患者虹膜的厚度、体积、组织结构、神经受体及免疫调节变化作一综述，以期为青光眼的早期预防及治疗提供参考依据。

1 虹膜厚度

大量研究数据表明周边虹膜厚度与房角关闭的发生有密切的关系，李雅琳等[6]对原发性房角关闭组（primary angle-closure glaucoma，PACG）、临床前期组、慢性闭角型青光眼组（chronic angle-closure glaucoma，CACG）和正常对照组的周边虹膜厚度进行比较，结果发现PACG 组周边虹膜厚度明显大于正常对照组，但临床前期和CACG 组周边虹膜厚度无明显差异，可见虹膜厚度增加是PACG 发生的危险因素之一，但其并不能说明随着青光眼病情的发展，周边虹膜厚度有一定的改变。Chen HJ 等[7]在黑暗条件下的对CACG 患者与AACG 患者对侧眼虹膜厚度进行比较，结果发现CACG 患者虹膜较平坦，且明显厚于AACG 患者。因亚洲人的虹膜较厚，周边虹膜较厚可能会挤占房角，进而促进房角关闭的发生。

2 虹膜体积

虹膜体积可随着瞳孔的扩大而改变，这一动态因素会使患者房角关闭的危险性增加。Quigley HA等[8]利用眼前节光学相干断层扫描（AS-OCT）对POAG 患者、可疑原发性房角关闭（primary angleclosure suspect，PACS）患者和PACG 患者散瞳前后的虹膜体积变化进行比较，结果显示后两者生理性和药物性散瞳后虹膜体积减少的程度均小于前者。在PACG 患者中，瞳孔扩张后虹膜体积没有明显变化，提示健康者和POAG 眼中的虹膜是可压缩的，但在PACG 和PACS 患者中虹膜可压缩性较小，在瞳孔扩大时难以将虹膜中的液体排出，增加了房角阻塞的可能性，这一结论也可以解释弱光条件下容易出现房角关闭的急性发作的现象。

3 虹膜组织结构

虹膜是位于眼内最前部的葡萄膜组织，由视杯前段的神经外胚叶和其前部的中胚叶组织发育而成，其组织结构由前向后可分为：前表面层、基质与瞳孔括约肌层、前色素上皮与瞳孔开大肌层、后色素上皮层。研究发现[9]，早期青光眼患者的虹膜中瞳孔色素缘会发生部分或者完全性破坏，后色素上皮层萎缩，虹膜实质及其表面色素沉着，虹膜瞳孔区实质层变薄，隐窝处形成多孔状缺损，可见白色萎缩组织。另有研究发现[10]，在POAG 患者中，虹膜的显著病理改变是前表面层肿胀，黑色素细胞聚集，内质网膨胀、空泡化以及色素上皮细胞肿胀。而在CACG患者的虹膜中可见肿胀的黑色素细胞、大量游离黑色素颗粒以及空泡化的色素上皮细胞。

4 虹膜超微结构

4.1 细胞器线粒体是组织细胞中提供能量的场所，粗面内质网是蛋白合成的场所。线粒体功能障碍越来越多地被认为是导致包括青光眼在内的神经退行性疾病的发病机理，而线粒体功能障碍可能是由衰老、局部缺血和（或）氧化应激触发的[11]。秦怀棣等[12]研究发现，AACG 患者的虹膜色素细胞排列较规则，有较多扩张的内质网、线粒体和高尔基复合体，糖原颗粒明显增多；而CACG 患者的虹膜内色素颗粒增多，细粗不一，分布较均匀或密集成灶。有研究表明[13]，在PACG 患者的周边虹膜中可发现急性发作期及慢性期结构完好的线粒体数量增加，考虑原因为其是机体对一定程度的非特异性刺激（损伤）做出的反应。另有研究表明[14]，线粒体、粗面内质网的增多可证明PACG 患者急性期和慢性早期代谢旺盛，细胞处于增生阶段；而绝对期PACG 患者虹膜胞质中充满大量平行排列的粗面内质网，后色素上皮细胞肿胀、坏死，内质网肿胀、空泡化，使得粗面内质网以及虹膜基质内成纤维细胞的数量减少，提示成纤维细胞功能欠佳，合成胶原蛋白的功能减弱。以上研究结果均表明，青光眼属于一种退行性疾病，且虹膜组织中的细胞器也在随着青光眼的进展发生变化。

4.2 胶原纤维 Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维是虹膜基质中两种主要的胶原纤维[15，16]。Ⅰ型胶原纤维可增加虹膜张力，而Ⅲ型胶原纤维可增加虹膜弹力。魏海英等[17]通过透射电镜观察PACG 组及正常组虹膜切除标本发现，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原在人眼虹膜中均有表达，其中Ⅰ型胶原纤维在PACG 组表达减少，而两组Ⅲ、Ⅳ型胶原纤维表达无明显差异，与Chung C 等[18]研究相符，其结果发现在偏光显微镜下，与PACG/PACS 患者相比，CACG 患者虹膜的Ⅰ型胶原较疏松比例较低，Ⅲ型胶原密度无明显差异，说明作为抗张力作用较强的Ⅰ型胶原含量在PACG 虹膜中表达减少，PACG 的虹膜张力也随之下降。在一定眼压的作用下，PACG 虹膜根部与正常眼相比更容易发生变形，更易向前膨隆而堵塞房角，而秦怀棣等[12]研究发现，与健康对照组相比，AACG 患者的虹膜基质组织中Ⅰ型胶原密度显著升高，CACG 与健康对照组无显著性差异。Kim WJ 等[19]研究发现，健康志愿者与PACG 患者的虹膜变化，结果发现与健康志愿者相比，PACG 患者虹膜明显坚硬。此外，Narayanaswamy A 等[20]利用应用原子力显微镜对PACG 患者和POAG 患者的虹膜进行生物力学特性评价，结果发现PACG 患者虹膜比POAG 患者虹膜硬度值更大，提示在虹膜较硬的眼睛中，房角宽度的变化可能较小。

5 虹膜神经受体

虹膜由三种周围神经纤维支配，分别为交感肾上腺素能神经、副交感胆碱能神经和眶上神经。He J等[21]利用降钙素基因相关肽和P 物质的抗体对新西兰大白兔虹膜进行染色，观察到虹膜间质中有粗大的神经走行，从虹膜周边到瞳孔边缘形成4～5 个间质神经环，并相互连接，构成间质神经丛；在前部，由间质神经衍生出的细小分支，形成神经网络样结构，瞳孔边缘的神经支配最为密集；在后部，神经束沿瞳孔开大肌呈放射状排列。有研究表明[22]，副交感神经通过胆碱能受体支配的瞳孔括约肌以缩小瞳孔，而交感神经通过肾上腺能受体支配瞳孔开大肌以扩大瞳孔。

5.1 肾上腺素能受体研究表明[23]，肾上腺素能受体是G 蛋白偶联受体（G protein coupled receptor，GPCRs），可分为α 和β 两大类，并根据其不同亚基（α1、α2、β1、β2、β3）进一步分组。β1受体主要分布于心脏，可增加心肌收缩性、自律性和传导功能，还分布在瞳孔开大肌，起扩瞳作用。α1肾上腺素能受体拮抗剂影响瞳孔开大肌，导致虹膜肌肉张力丧失。当α受体被阻断时，瞳孔开大肌松弛，导致不可逆的肌肉萎缩，最终导致虹膜松弛综合征[24]。Prata TS 等[25]研究也表明，接受坦索罗辛（选择性α1肾上腺素受体阻断剂）治疗的患者虹膜开大肌区变薄，这一现象可能与不可逆的虹膜萎缩有关。

5.2 胆碱能受体分子生物学研究表明，毒蕈碱（M）受体存在5 种亚型，分别为M1～M5受体。M1受体主要分布于大脑皮质和海马等组织，M2受体主要位于心肌，M3受体主要分布于平滑肌和腺体中，起介导平滑肌收缩和腺体分泌的作用[26]。M1、M2和M4受体的基因敲除小鼠的相关实验研究先后被报道[27，28]，分别阐述了在中枢神经系统中各种M 受体亚型的作用，但这些基因敲除小鼠的外周自主神经功能完好无损，说明了M3亚型在外周胆碱能系统中的重要性。研究发现[29]，在人类瞳孔括约肌中，M 受体主要亚型是M3型，占毒蕈碱受体的60%～75%，而其他毒蕈碱受体亚型（M1、M2、M4和M5）表达水平较低（5%～10%）。Matsui M 等[30]研究发现，缺乏M3受体的基因敲除小鼠存在瞳孔扩张的现象，证实了M3受体的缩瞳作用，为M3受体在小鼠正常瞳孔收缩中的关键作用提供了遗传学证据。但毒蕈碱受体与青光眼的发生和发展的关系需要进一步的研究予以阐明。

6 虹膜免疫调节

1998 年，Wax MB 等[31]通过检测正常眼压性青光眼（normal-tension glaucoma，NTG）患者血清中抗热休克蛋白60（HSP60）等内源性抗原的抗体，首次提示免疫系统参与青光眼的发生。近年来研究表明青光眼的发病机制可能与辅助性T 细胞（Th）及Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）参与的免疫调节有关。Th 是细胞因子的主要来源，Wong M 等[32]利用多聚酶链反应（PCR）检测青光眼患者虹膜中Th1[白细胞介素（IL）-2，干扰素γ（IFN-γ）]、Th2（IL-4，IL-6，IL-10）和Th3[转化生长因子β（TGF-β）]细胞因子的表达，结果发现POAG 和CACG 患者虹膜IL-2和IFN-γ 的表达呈上升趋势，IL-6 的表达呈下降趋势。TLRs 不仅在病原体感染后自身免疫中具有关键作用，还在无菌性损伤时与内源性配体结合并触发免疫反应，杨海燕[33]在AACG 虹膜中发现TLR4 及髓样分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88）表达量增加，提示AACG 的免疫调节可能与TLR4-MyD88 依赖性信号传导路径有关。外周固有免疫系统和适应性免疫系统的在青光眼患者虹膜中的多种变化已经被检测出来，其为进一步研究有价值的治疗靶点提供了基础。