圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标的相关性

张冬艳，徐长妍

(吉林大学第一医院 1.眼科;2.医务部，吉林 长春130021)

圆锥角膜是临床重要的致盲性眼病之一，多发生于青年人群，亦可见于未成年人群，患者的主要表现为进行性的角膜形态改变和高度不规则散光、视力下降，随着角膜力学诊断技术的出现和进步，圆锥角膜的早期诊断率得到了一定程度的提升[1]。目前，学术界针对圆锥角膜的病因机制提出了遗传学说、胶原学说、基因学说、基质学说、代谢与发育障碍学说等多种假说[2]，认为可能存在多种致病因素，但确切病因和病理机制尚未完全阐明，这在一定程度上制约了临床诊断和治疗工作的开展。Fas/FasL信号通路是人体重要的凋亡调节机制，而可溶性Fas(soluble Fas，sFas)、可溶性FasL(soluble FasL，sFasL)能够抑制组织中Fas/FasL功能活性[3]。有研究[4]报道了圆锥角膜Fas/FasL表达存在异常，但房水sFas、sFasL是否与圆锥角膜病变程度具有相关性，仍然缺乏临床研究，本研究针对圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标的相关性进行了分析，旨在为阐明病理机制、提升临床诊治水平提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究资料

连续收集2020年1月-2021年12月在吉林大学第一医院眼科就诊的89例(89眼)原发性圆锥角膜患者作为研究组，其中，男性72例，女性17例，患者年龄为12-40岁，平均年龄为(21.16±8.29)岁。选取同期75例(75眼)非角膜疾病患者作为对照组，其中，男性62例，女性13例，患者年龄为11-40岁，平均年龄为(25.71±8.64)岁。两组患者年龄和性别构成的差异均无统计学意义(t=0.340，P=0.734；χ2=0.085，P=0.771)。所有患者均签署知情同意书自愿参与研究，研究方案符合《赫尔辛基宣言》中的人体研究伦理学要求。

1.1.1纳入标准 圆锥角膜的诊断依据全球眼科专家协作组的《圆锥角膜和扩张性疾病全球共识(2015)》[5]，均经裂隙灯显微镜检查、角膜地形图检查、角膜光学相干断层成像检查等确诊，患者临床资料完整，停止配戴硬性接触镜3周以上及软性接触镜1周以上。

1.1.2排除标准 合并癌症、免疫缺陷病、心脑血管意外、肝肾功能不全、血液系统疾病的患者；具有眼外伤、眼部手术史的患者；合并后弹力层破裂、水肿、角膜瘢痕的患者。

1.2 检测指标

1.2.1房水sFas、sFasL水平 采用无菌穿刺刀对两组患者患眼行角膜穿刺，采用注射器穿透角膜采样房水0.2 ml，移至无菌冷冻管中置于-20℃冰箱中保存待测，采用双夹心酶联免疫吸附法对房水sFas、sFasL水平进行检测，检测试剂盒购自英国Abcam公司，检测仪器为Varioskan LUX 多功能酶标仪(美国Thermo Fisher Scientific公司)。检测步骤均依据试剂盒使用说明书。

1.2.2角膜形学指标 采用PENTACAM三维眼前节分析仪(德国的OCULUS公司)对患眼的角膜最大曲率(maximum keratometry，Kmax)、中央角膜厚度(corneal central thickness，CCT)、角膜最薄点厚度(thinnest corneal thickness，TCT)等角膜形态指标进行检测。检测操作均由同一位高年资眼科医生在暗室内完成，嘱受检者于检测前眨眼，检测时尽量睁大眼睛并注视固视目标，选取最佳图像进行数据测量，每眼重复检测5次，取平均值作为最终测量值。

1.3 统计方法

2 结果

2.1 两组患者房水sFas、sFasL水平及角膜形态指标的比较

研究组患者的房水sFas、sFasL水平及角膜CCT、TCT均低于对照组，角膜Kmax高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 两组患者房水sFas、sFasL水平及角膜形态指标的比较

2.2 圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标的相关性分析

Pearson直线相关分析结果显示，在全部圆锥角膜患者及不同年龄、不同性别患者亚组中，患者的房水sFas、sFasL水平均与Kmax呈负相关关系(P<0.05)，与CCT、TCT呈正相关关系(P<0.05)，见表2～6。

表2 圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标的相关性分析(n=89)

表3 18岁以下圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标的相关性分析(n=18)

表4 18岁及以上圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标的相关性分析(n=71)

表5 男性圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标的相关性分析(n=72)

表6 女性圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标的相关性分析(n=17)

3 讨论

通过本研究结果可见，与非角膜疾病患者相比较，圆锥角膜患者角度形态学改变主要为角膜曲率提升和角膜变薄。从临床实际来看，圆锥角膜多为双眼发病且病变呈持续进展，随着患者的角膜病变从顿挫期圆锥角膜向亚临床期圆锥角膜、临床期圆锥角膜阶段进展，患者的角膜形态学指标和生物力学指标均会呈现持续恶化[6]，如不能及时诊治最终可引起失明，圆锥角膜也是发达国家角膜移植术最常见的原发病之一[7]。传统的观点将圆锥角膜定义为非炎症型角膜扩张性营养不良性病变，其发病具有复杂的遗传背景和遗传方式，患者可伴有其他先天性疾病[8]。近年来的相关研究[9]结果显示，与圆锥角膜发生相关的危险因素不仅包括遗传、家族史、过敏性疾病、特异性疾病等，也包括频繁揉眼、配戴角膜接触镜、紫外线暴露、屈光手术等。从目前的证据来看，单一方面的因素无法完全解释圆锥角膜的发生，可能是遗传、疾病和环境刺激之间相互作用、互相促进，最终导致了圆锥角膜的发病[10]。近年来，越来越多的临床证据显示，圆锥角膜的发生与角膜表面长期持续存在的慢性损伤及相关微环境改变有关，其原发病变主要发生于角膜基质细胞和角膜上皮细胞，研究者已发现了角膜细胞中存在着炎症因子、基质金属蛋白酶、细胞凋亡因子等物质的异常表达[11]。分析角膜细胞相关调控信号通路在圆锥角膜发生和发展机制中的作用已成为学术界研究热点之一。

本研究结果提示了圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标具有相关性，随着房水sFas、sFasL水平的降低，患者的角膜形态改变逐渐加剧，这一结论在不同年龄、不同性别患者的亚组分析中均得到了支持。相关研究[12]报道了圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平较对照人群降低，这与本研究结果一致，该研究同时报道了患者血清sFas、sFasL水平未出现类似的改变，但该研究未针对房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标的相关性进行分析，也未分析年龄、性别等因素对结果的影响。Fas与其配体FasL共同组成了Fas/FasL信号系统，在向细胞内转导凋亡信号过程中扮演着重要的角色，当效应细胞FasL与靶细胞Fas相结合后，可在数小时内诱导完成靶细胞的凋亡[13]。Fas/FasL可分为膜结合型和可溶型两种形式，sFas、sFasL是由于交替拼接转录翻译原因或膜结合型Fas/FasL被基质金属蛋白酶裂解脱落而产生，由于sFas、sFasL能够与细胞膜表面的相应配合相结合，从而截断膜结合型Fas/FasL信号通路，故可抑制Fas/FasL信号系统介导的细胞凋亡[14]，局部体液循环中sFas、sFasL水平的降低提示特定局部组织环境中Fas/FasL系统功能的亢进，因此，本研究中观察到的房水sFas、sFasL水平下降提示了圆锥角膜患者的眼内组织具有较高的Fas/FasL功能活性。角膜是人体重要的免疫赦免部位之一，存在是Fas/FasL的基础性表达，其正常的表达水平是维持角膜免疫赦免状态的重要机制[15]。近年来的研究结果[16]显示，Fas/FasL能够与其他调节因子机制相互作用，共同影响某些角膜疾病的发生和转归，在干眼病、角膜移植排斥等病理状态下，均可观察到角膜Fas/FasL表达上调。而在圆锥角膜患者的角膜组织中，研究者[17]也观察到了角膜上皮层、基质层、内皮层中Fas/FasL表达的上调。本研究结果提示了圆锥角膜患者房水sFas、sFasL水平与角膜形态指标具有相关性，分析产生这一结果的具体机制，可能包括以下几个方面：第一，房水sFas、sFasL水平下降导致角膜组织中Fas/FasL活性提升，从而加速了角膜上皮细胞的凋亡，进而导致角膜干燥、变薄，引起角膜功能减退[18]，从而促进了圆锥角膜的发生和进展；第二，房水sFas、sFasL水平下降导致Fas/FasL系统活性上调，诱导角膜新生血管内皮细胞凋亡、减少了血管刺激因子的释放[19]，影响了新生血管的产生，进一步加剧角膜局部的供血不足和组织缺氧，从而促进圆锥角膜的病理过程；第三，房水sFas、sFasL水平下降导致Fas/FasL系统功能亢进，可进一步加剧小梁纤维化和眼底视神经细胞凋亡，从而导致房水循环障碍和眼部结构损害[20]，进一步提升了角膜等眼部组织的营养不良和应激反应水平，导致了圆锥角膜病变的进展。

综上所述，圆锥角膜患者房水中存在sFas、sFasL表达下调，其水平与患者的角膜形态病变程度具有相关性，提示了房水sFas、sFasL水平降低导致的角膜组织中Fas/FasL系统功能亢进可能是促进圆锥角膜发生和发展的机制。