泪液成分检测在眼部疾病诊治中的应用及相关研究进展

刘北安，张咏鑫，叶 琳*

（1.暨南大学第二临床医学院，广东 深圳 518020 ；2.深圳市眼科医院，暨南大学附属深圳眼科医院，深圳市眼病防治研究所，广东 深圳 518040）

泪液是由泪腺分泌的水样液体，由多种成分构成，如蛋白质、糖类、脂类、水和电解质等[1]。泪液成分的相对稳定是眼部健康的基本前提，而其成分显著变化会引起一系列眼部疾病。近年来，关于泪液的研究逐渐成为热点。有学者认为，可以此为突破口进一步探究眼科相关疾病的诊断及治疗。本文从泪液采集、泪液成分检测方法和泪液成分检测在眼部疾病诊治中的应用三个方面阐述泪液检测的相关研究进展，为眼科临床工作提供参考。

1 泪液采集和保存

研究发现，泪液收集方法的选择关系着样本质量，因此需要采用合适的收集方法。为了保证样本质量以及研究结果的可信度，应在无刺激、麻醉的条件下收集。目前收集的方法有以下几种：玻璃微毛细管采集法、Schimer 试纸收集法和纤维素海绵收集法。进行大量泪液成分的检测时，主要是采用玻璃微毛细管收集样本，且此法比较利于后期成分的分析[2]。干眼症患者由于眼泪少，用玻璃微毛细管难以收集。对于干眼症患者、敏感患者和儿童，Schirmer 试纸收集是一种较为简便而快捷的方法。但是，试纸条离心后所得样本量较少，离心操作还会引起强烈反应，引起不必要的分析物稀释[3]。纤维素海绵是从眼外收集眼泪，对患者刺激小，但某些细胞因子容易与海绵结合，在提取过程中造成困难，且这种方法也可能刺激眼泪分泌反射，引起不必要的稀释。

除了上述收集泪液方法外，王东华教授提出，在泪液采集过程中可使用泪小管吻合术中的硅胶管，此方法对眼表的刺激最小、泪液采集量较大；但是，尚有不少问题有待解决，如在显微镜下采集眼泪时硅胶管的最佳倾斜角度、硅胶管的重复利用率以及成本问题等。随着相关研究的不断深入，研究人员开始使用眼前接触尖端（PCT）来获取样本。研究人员指出，此方法与使用玻璃毛细管相比，安全性更高，患者易于接受。除了收集方法的影响，标本的保存方法也同样干扰泪液成分，目前研究认为，泪液标本的保存温度包括4℃、-20℃、-70℃以及-80℃（具体根据用途确定）。

2 泪液成分检测

泪液成分检测包括免疫组分检测、蛋白质组学检测及其他分子的检测。泪液中的免疫组分较为复杂，比如有肿瘤标志物、自身抗体等。而在这些组分中，肿瘤标志物、自身抗体、IgE 有较强的特异性，对疾病的治疗起着非常关键的作用。需要指出的是，细胞因子的检测不能直接诊断疾病，然而临床医师可基于检测结果评估患者的免疫状态，有助于病因分析，为干预方案的制定提供支持。免疫组分主要成分为蛋白质，检验与蛋白组学检测手段类似。随着质谱技术及蛋白质组学的发展，泪液的蛋白质检测也起着越来越重要的作用，为人类研究眼部疾患发病机制、进行疾病的诊治提供依据。据文献报道，泪液中含1543 种蛋白质。蛋白质对眼部功能的维持具有重要作用，如杀菌保护作用、参与免疫反应、清除脂质稳定泪膜、湿润角膜以及为结膜角膜等提供营养，并可加快眼表上皮愈合。现阶段，医学界已经提出了众多检测泪液蛋白的方法，其中比较常用的是液相多重珠阵列、固相芯片膜微阵列、同位素标记相对和绝对定量等[4]。

3 泪液成分检测在眼部疾病诊治中的应用

3.1 干眼症

干眼症是最常见的一种眼部疾病。本病是多种因素共同作用的结果，病理特征为泪膜不稳定，并伴有多种眼部症状。其病因包括泪膜不稳定、高渗透性、眼表炎症损伤以及神经感觉异常等。目前已有许多关于干眼症的泪液蛋白组学研究，据文献报道干眼症患者的泪液中蛋白比健康人群多，并指出本病的形成主要与异常蛋白质引起的免疫炎症反应有关。迄今为止，许多研究已经发现了多种干眼症患者泪液中差异表达的蛋白质。Perumal 等[5]利用蛋白组学研究方法对健康组和患者组的泪液样本进行对比，发现患者组泪液中S100-A8 蛋白显著增加，且含有大量的蛋白4、蛋白3 等；同时，与健康组相比，该组样本中细胞外糖蛋白、α- 烯醇化酶等含量较少。Zhou 等[6]在干眼症患者泪液中发现了多种下调的蛋白质，比如载脂蛋白-1、乳铁蛋白等，以及6 种表达呈上升趋势的蛋白质，其中包括α1酸性糖蛋白1、S100A8/ 钙粒蛋白、S100A9/ 钙粒蛋白B。其他研究也证实这些下降的蛋白在干眼症患者泪液中的含量越少，疾病越严重[7]。Versura 等[8]在总结前人研究经验的基础上，对比蒸发过强型干眼患者和正常人泪液蛋白质的差异，发现脂质转运蛋白-1、乳铁蛋白和亲脂蛋白A-C 含量均降低，清蛋白含量上升，而锌-α2糖蛋白水平维持在恒定状态。干眼症患者泪液中涉及的蛋白质改变复杂多样，目前尚未有统一的结论，但不可否认的是大部分蛋白质的变化与免疫炎症反应有关。因此，这提示我们，临床上关于干眼症的治疗可集中于抗炎及免疫调节。

3.2 过敏性结膜炎

过敏性结膜炎是一种常见病和多发病，从本质上看，属于变态反应性疾病。本病的形成与众多因素有关，一般呈季节性发作。可将其进一步细分为巨乳头性结膜炎、春季角结膜炎等。已有多位学者发现，此病患者的泪液成分会发生变化。其中比较具有代表性的研究是，Li 等[9]发现患者泪液样本中总蛋白浓度及部分泪液蛋白含量增多，其中脂蛋白相关磷脂酶A2的含量增加较明显。Leonardi 等[10]发现春季角结膜炎患者泪液样本的组分也会发生显著变化，其中血清白蛋白、转铁蛋白含量较健康组多，且差异显著；由此得出的结论是，泪液蛋白升高的程度与眼病严重程度相关，同时其转铁蛋白、血红素、乳球蛋白β 表达明显增加。研究发现，过敏性结膜炎患者泪液样本中组分较正常人更高的还有嗜酸细胞阳离子蛋白、IgE等[11]。许多研究还显示，过敏性结膜炎患者泪液样本中IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IL-13、γ 干扰素、TFN-α 的浓度均有不同程度的增高[12]。有人发现，春季角结膜炎患者泪液中MMP-1、MMP-9 的水平和活性明显增加[13]。总而言之，大量实验表明过敏性结膜炎患者泪液中促炎细胞因子的数量较正常人更多，故而在干预时要以远离变应原和抗炎治疗为主。

3.3 甲状腺相关性眼病（TAO）

甲状腺相关性眼病（thyroid associated ophthal mopathy，TAO）是由甲状腺功能障碍引起的自身免疫性疾病，是成人常见的眼眶病。近年来，为更好地评估TAO 的活动性及分层，许多学者对TAO 患者的泪液进行分析。有人经过一系列检测发现在TAO患者的泪液样本中有多种细胞因子的表达升高，如IL-1β、IL-2、IL-6、IL-18 和TFN-α。Huang 等[14]在研究中发现，活动期TAO 组泪液中IL-6、IL-8 的水平明显高于静止期TAO 组及正常对照组；活动期TAO 组与静止期TAO 组TNF-α 的水平均明显高于正常对照组；与正常对照组相比，活动期TAO 组的IL-17 水平更高，静止期TAO 组的IL-2 水平更高。Song 等研究发现，TAO 患者泪液中CD40、CD40 配体、IL-21、IL-6 和巨噬细胞炎症蛋白3α 的表达增加，而GM-CSF、IL-1SRI 和IL-13 表达下降。Chen等研究发现TAO 患者眼泪样本中含量较正常人更高的组分有IL-15 和IL-17。Cai 等也展开了类似研究，并发现静止期IL-7 的含量最高，活动期则恰好相反。由此得出的结论是，IL-7 在眼表免疫平衡中扮演着重要角色。以上研究表明，炎症损伤是TAO 眼表病变的主要诱发因素。此外，江利红等[15]发现TAO 患者泪液中的溶菌酶数量较正常人更多，同时乳铁蛋白水平上调。由此得出，它们可能参与了TAO 的炎症反应。现代医学研究表明，氧化应激反应可引起组织损伤，加速炎症的进展。Aass 显示，TAO 患者泪液中有多种蛋白的水平失调，这些蛋白可能有助于更好地了解TAO。尤其是溶菌酶C、催泪蛋白、抗白蛋白酶和锌结合α2- 糖蛋白1 的上调提示泪腺会参与TAO 的发病。以上研究结果提示，TAO 患者的泪液成分可以帮助人们更好地揭示本病的形成原理、可作为早期疾病诊断的生物标志物，并启发我们探索新的TAO 治疗方案。

3.4 圆锥角膜

圆锥角膜（keratoconus，KC）是我国重要的致盲性眼病之一，危害性较大。该病的病因复杂，治疗困难，预后效果差。有研究指出，探讨用于KC 早期诊断的生物标志物将对临床干预本病有重要意义。You 等[16]研究发现，KC 患者泪液中糖蛋白类分泌型卷曲相关蛋白-1（secreted frizzled-related-protein-1，SFRP-1）的水平显著降低。Jun 等[17]发现KC 患者泪液中IL-6 的水平升高，而IL-12、TNF-α、IFN-γ、IL-4、IL-13 和CCL5 的 水 平 降 低。Yenihayat 等[18]发现KC 患者泪液中角蛋白Ⅱ型细胞骨架1、血清清蛋白、免疫球蛋白γ-1、载脂蛋白A1 等的表达减少，与此同时，样本中溶菌酶C、脂蛋白的表达增加，因此推测这些蛋白与KC 的形成有关。Pannebaker 等[19]做了更进一步的研究，结果表明，KC 患者MMP-1 的表达增加，推测一些特征性蛋白质也参与了KC 的发生和发展，但是这些蛋白如何作用于KC 的发生和发展仍需要进一步探讨。Balasubramanian 等研究发现，KC 患者眼泪中组织蛋白酶B 的水平会升高3 倍多，而聚合免疫球蛋白受体的数量则明显减少，纤维蛋白原α 链的水平明显下降，抑素s 和胱抑素SN 的含量也显著降低。有研究人员指出，角蛋白1 型细胞骨架14 仅存在于KC 患者的眼泪中。他们认为泪液中蛋白质的变化（即蛋白酶抑制剂含量的降低以及蛋白酶含量增多）可反映KC 所涉及的分子机制，为KC 的治疗及预防提供指导。Shetty 等发现KC 患者泪液中MMP-9 和IL-6 水平较高，并提出环孢素A 可用于治疗KC。Sorkhabi 等发现KC 患者泪液中IL-10 的水平明显低于对照组，而IL-6、IL-1β、IFN-γ 则明显增加，表明KC 的发病机制可能涉及复杂的慢性炎症事件。以上关于KC 泪液分析的研究都为KC 的诊断和治疗提供了新的思路，但是具体的治疗方案仍需要大量的实验论证。

3.5 青光眼

青光眼是不可逆性失明的重要影响因素，早期诊断仍缺乏有效途径。Pieragostino 等[20]在研究中发现，与正常对照组相比，未接受治疗原发性开角型青光眼（POAG）患者的泪液中有25 种上调蛋白。进一步的研究发现，这些蛋白直接参与了炎症反应、自由基清除等过程。经前列腺素类似物（PGA）治疗后，POAG 患者的泪液中有12 种上调蛋白被下调。Roedl等[21]发现，POAG 患者泪液中同型半胱氨酸含量较正常人更多，这表明泪液中同型半胱氨酸含量较高可能是青光眼发生的危险因素。Ghaffariyeh 等[22]对正常眼压性青光眼（normal-tension glaucoma，NTG）和健康对照组泪液中的脑源性神经营养因子（brainderived neurotrophic factor，BDNF）进行测定发现，相比于健康对照组，NTG 患者泪液中BDNF 的含量较低，且差异具有统计学意义；由此可见，眼泪中的BDNF 可能是早期检测NTG 的有效生化标志物。Wong 等通过鉴定124 种泪液蛋白发现，长期使用抗青光眼药物的患者（药物治疗组）与非药物治疗组比较，S100-A9、S100-A8 的水平显著增加，干预时间不足一年患者的泪液样本中脯氨酸丰富蛋白4 的含量较少。此外还发现，患者若使用局部抗青光眼药物1年以上，其眼表发生炎症反应的概率更高，这一研究结论对青光眼的干预具有重要意义。

4 总结

综上所述，泪液成分检测可用于多种眼部疾病的病因研究、辅助诊断、治疗和治疗监测，进而改善患者的生活质量。需要指出的是，尽管目前部分眼科疾病的泪液成分检测仍缺乏统一的标准，但随着蛋白质组学、脂质组学与代谢组学的进一步发展以及相关研究的不断深入，泪液成分检测有望成为眼科疾病诊疗的重要步骤。泪液成分检测有着许多优点，如泪液标本采集无创、所需泪液样本少、检测准确性高、检测速度快、操作简便、经济可靠等。因此，泪液成分检测有良好的临床应用前景，值得在临床上大力推广。