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青光眼的視神經(jīng)保護(hù)及視神經(jīng)再生策略

2012-04-13 07:38方家華徐尤學(xué)李靜波張祖海長(zhǎng)江大學(xué)附屬荊州市第一人民醫(yī)院眼科荊州434000湖北省京山縣羅店醫(yī)院眼科通訊作者mailzhangzuhai787sinacom
關(guān)鍵詞:視神經(jīng)神經(jīng)節(jié)青光眼

方家華, 徐尤學(xué), 李靜波, 張祖海 (長(zhǎng)江大學(xué)附屬荊州市第一人民醫(yī)院眼科, 荊州 434000;湖北省京山縣羅店醫(yī)院眼科;通訊作者,E-mail:zhangzuhai787@sina.com)

青光眼是各種病理過(guò)程所導(dǎo)致的進(jìn)展性視神經(jīng)變性疾病,伴有特征性的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突丟失,視神經(jīng)結(jié)構(gòu)和視功能損害[1]。好發(fā)于老年人,眼內(nèi)壓升高是主要的危險(xiǎn)因素。據(jù)估計(jì),到2020年全世界將有7 960萬(wàn)人患有青光眼[2],是僅次于白內(nèi)障的全球第二大致盲疾病,但白內(nèi)障可以通過(guò)手術(shù)復(fù)明,而青光眼所致的視力喪失是不可逆的,因此危害更大。

傳統(tǒng)的青光眼治療主要是降眼壓,但是一些患者在眼壓控制后,視神經(jīng)損傷繼續(xù)加重。因此,在青光眼的治療中,降低眼壓與視神經(jīng)保護(hù)應(yīng)該同時(shí)進(jìn)行[3],而在未來(lái)的青光眼治療中,還包括視神經(jīng)的再生[4]。

1 青光眼的視神經(jīng)保護(hù)策略

雖然降眼壓藥物有改善視神經(jīng)灌注的作用,但是,嚴(yán)格意義的視神經(jīng)保護(hù)劑與降眼壓無(wú)關(guān)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,有數(shù)百種藥物在體外實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出神經(jīng)保護(hù)作用,但是,大部分在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中并不理想,進(jìn)入臨床試驗(yàn)的更是寥寥。目前僅有兩種藥物應(yīng)用于臨床,一種是NMDA受體抑制劑美金剛胺,用于治療阿爾茨海默病,即老年性癡呆;另一種是利魯唑,治療肌萎縮側(cè)索硬化癥[5]。迄今為止,還沒(méi)有治療青光眼的神經(jīng)保護(hù)劑推向臨床。

歷時(shí)7年,由Allergen公司資助,耗資8千萬(wàn)美元,有2 200個(gè)開(kāi)角型青光眼患者參加的美金剛胺Ⅲ期臨床試驗(yàn),在2008年結(jié)束,并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果[6,7]。青光眼與阿爾茨海默病有很多相似之處,但美金剛胺在青光眼臨床試驗(yàn)中并不理想,考慮可能的原因:一是目前的檢測(cè)手段還不能檢測(cè)到美金剛胺的視神經(jīng)保護(hù)作用,另一個(gè)原因可能是臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理[6]。雖然遭遇到重大挫折,但青光眼的視神經(jīng)保護(hù)研究不會(huì)停止[3]。

青光眼神經(jīng)保護(hù)藥物必須滿足4個(gè)條件:在視網(wǎng)膜或視神經(jīng)有特異性靶點(diǎn);靶點(diǎn)活化后,必須能夠激活下游通路,增強(qiáng)對(duì)毒性損傷的抵抗力;藥物必須能夠到達(dá)視網(wǎng)膜,并且達(dá)到有效濃度;神經(jīng)保護(hù)作用必須在臨床試驗(yàn)中得到驗(yàn)證[8]。下面闡述青光眼的視神經(jīng)保護(hù)策略。

1.1 NMDA受體抑制劑 NMDA受體抑制劑用于青光眼的視神經(jīng)保護(hù)研究主要與谷氨酸興奮性毒性有關(guān)。早在1957年就發(fā)現(xiàn),谷氨酸可以引起內(nèi)層視網(wǎng)膜的損傷[9]。在高眼壓模型或青光眼患者的玻璃體內(nèi)谷氨酸濃度升高,作用于NMDA、AMPA和KA受體,引起鈣離子內(nèi)流,細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載,誘發(fā)一系列毒性反應(yīng),最終細(xì)胞死亡。在3種受體中,起主要作用的是NMDA受體。

生理濃度的谷氨酸對(duì)細(xì)胞活動(dòng)是必要的,完全或過(guò)度阻滯NMDA受體將導(dǎo)致嚴(yán)重的副作用,MK-801基于這種原因沒(méi)有進(jìn)入到臨床試驗(yàn)的高級(jí)階段[4,10]。美金剛胺是一種中等親和力的 NMDA受體拮抗劑,能夠用于臨床與其中度、快速、電壓依賴性阻滯受體有關(guān)[11]。因此,NMDA受體阻滯劑能否應(yīng)用于臨床與其抑制受體的電生理特征有關(guān)。

1.2 β淀粉樣蛋白抑制劑 蛋白聚集是多種神經(jīng)變性疾病的特征。β淀粉樣蛋白從淀粉樣前體蛋白衍生而來(lái),最常見(jiàn)的是一種40-42個(gè)氨基酸殘基組成的蛋白,這種蛋白聚集引起神經(jīng)毒性。在實(shí)驗(yàn)性青光眼模型中,視網(wǎng)膜中 β淀粉樣蛋白表達(dá)升高[12],而給予β淀粉樣蛋白抗體治療后,視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的凋亡減少[13],β淀粉樣蛋白引起的毒性可能與NMDA受體信號(hào)通路激活有關(guān)[14]。

1.3 一氧化氮合酶抑制劑 生理?xiàng)l件下,一氧化氮參與神經(jīng)遞質(zhì)釋放,神經(jīng)內(nèi)分泌等功能;但大量一氧化氮可導(dǎo)致細(xì)胞DNA崩解,發(fā)生細(xì)胞凋亡。興奮性氨基酸或視網(wǎng)膜缺血可介導(dǎo)神經(jīng)型一氧化氮合酶產(chǎn)生過(guò)量一氧化氮,導(dǎo)致視網(wǎng)膜損傷[15]。誘導(dǎo)型一氧化氮合酶抑制劑氨基胍,以及非特異性一氧化氮合酶抑制劑L-N-硝基精氨酸甲酯可減少高眼壓模型中的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞死亡[16]。

1.4 神經(jīng)生長(zhǎng)因子 向玻璃體或視神經(jīng)損傷處注射腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子(BDNF),睫狀神經(jīng)生長(zhǎng)因子(CNTF)等,或者向玻璃體腔注射編碼 BDNF,CNTF基因的腺病毒載體,使神經(jīng)生長(zhǎng)因子持續(xù)表達(dá),均可促進(jìn)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞存活[17-19]。

1.5 膽堿酯酶抑制劑 加蘭他敏是一種小分子的膽堿酯酶抑制劑,用于阿爾茨海默病的治療,最近發(fā)現(xiàn),加蘭他敏具有神經(jīng)保護(hù)作用。在鼠的實(shí)驗(yàn)性青光眼模型中,加蘭他敏激活M1和M4型毒蕈堿型乙酰膽堿受體,從而減少視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的損傷,其神經(jīng)保護(hù)作用與降眼壓無(wú)關(guān)[20]。

1.6 多靶點(diǎn)藥物 近30年的藥物發(fā)現(xiàn)實(shí)踐中,單一靶點(diǎn)的藥物受到青睞,多靶點(diǎn)藥物因其具有與治療無(wú)關(guān)的藥理作用,因此常被稱為垃圾藥物[21]。但是最近幾年,隨著基因組學(xué)以及功能蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)多靶點(diǎn)藥物可能比單一靶點(diǎn)藥物在治療復(fù)雜神經(jīng)變性疾病方面更有效,通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)合成的多靶點(diǎn)藥物,使其作用靶點(diǎn)與疾病具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

雙七他克林即是通過(guò)計(jì)算機(jī)人工合成的多靶點(diǎn)藥物,具有抑制膽堿酯酶、NMDA受體、一氧化氮合酶、β淀粉樣蛋白等多種藥理作用[22]。在腦缺血模型中,雙七他克林具有明顯的神經(jīng)保護(hù)作用[23]。我們發(fā)現(xiàn),雙七他克林對(duì)谷氨酸引起的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用[24],并且通過(guò)膜片鉗技術(shù)證實(shí)了其中的一個(gè)靶點(diǎn),即對(duì)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞NMDA受體具有抑制作用[25]。

多靶點(diǎn)藥物在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病及外傷中表現(xiàn)出了很好的應(yīng)用前景,目前有數(shù)種藥物在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。用于艾滋病的雞尾酒療法,即是多靶點(diǎn)治療的成功范例。青光眼是一種具有復(fù)雜發(fā)病機(jī)制的神經(jīng)變性疾病,我們認(rèn)為多靶點(diǎn)藥物對(duì)于青光眼視神經(jīng)變性具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[26]。

2 青光眼視神經(jīng)再生策略

視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的死亡是不可逆的,沒(méi)有得到有效控制的青光眼最終會(huì)失明,對(duì)這些患者來(lái)說(shuō),視神經(jīng)再生提供了恢復(fù)視力的唯一希望。但是,視神經(jīng)再生面臨很多困難[27,28]。能夠分化成視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的干細(xì)胞需要鑒定和向視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞誘導(dǎo)分化,這些細(xì)胞移植到眼內(nèi)后,不能有排斥反應(yīng);局部微環(huán)境要有利于軸突生長(zhǎng),青光眼患者篩板的星形膠質(zhì)細(xì)胞和視網(wǎng)膜的Müller細(xì)胞改變了局部的微環(huán)境,但仍然需要利用這些變化促進(jìn)視盤軸突生長(zhǎng)[29];此外,移植成功后的細(xì)胞還需要與視網(wǎng)膜神經(jīng)元和腦部神經(jīng)元形成功能性突觸,維持視路信號(hào)的傳導(dǎo)[30]。從臨床應(yīng)用來(lái)看,視神經(jīng)再生似乎是很遙遠(yuǎn)的事情,但一些研究已經(jīng)取得了初步的成功。

2.1 干細(xì)胞或前體細(xì)胞分化為視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞樣細(xì)胞并融合到視網(wǎng)膜 大量研究證實(shí),干細(xì)胞治療促進(jìn)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞存活主要與干細(xì)胞提供神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子有關(guān)。胚胎和成年人的干細(xì)胞以及前體細(xì)胞已經(jīng)應(yīng)用到青光眼模型中[31]。這種治療是否成功,取決于移植細(xì)胞是否能夠成功地轉(zhuǎn)化為具有視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞特征的細(xì)胞,以及是否改善了視功能。大腦特異性同源盒/POU結(jié)構(gòu)域蛋白3(Brn3)被認(rèn)為是前體細(xì)胞分化為視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的主要標(biāo)志[32],視功能的檢查包括多焦視網(wǎng)膜電圖和視覺(jué)誘發(fā)電位。有幾種干細(xì)胞或前體細(xì)胞注射到實(shí)驗(yàn)性青光眼動(dòng)物的玻璃體內(nèi),顯示出視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的特征,這些細(xì)胞包括來(lái)源于胚胎眼組織的干細(xì)胞,海馬源性神經(jīng)干細(xì)胞,以及視網(wǎng)膜的Müller細(xì)胞[33]等。

2.2 創(chuàng)建有利用軸突生長(zhǎng)的環(huán)境 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)在軸突生長(zhǎng)過(guò)程中起到了關(guān)鍵性作用。眼壓升高可激活視網(wǎng)膜和篩板的膠質(zhì)細(xì)胞,包括Müller細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞[34],這些細(xì)胞激活后,分泌基質(zhì)金屬蛋白酶和基質(zhì)蛋白,引起視神經(jīng)頭部細(xì)胞外基質(zhì)的重塑,形成了不利于軸突生長(zhǎng)的微環(huán)境。

在視神經(jīng)再生的模型中,使用對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞有毒性的物質(zhì)可促進(jìn)軸突生長(zhǎng),視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突從視神經(jīng)殘端發(fā)芽生長(zhǎng)的能力明顯增強(qiáng)[35]。表皮生長(zhǎng)因子受體參與膠質(zhì)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),在青光眼模型中,使用表皮生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶抑制劑后,膠質(zhì)細(xì)胞的活性受到了抑制,從而減輕了視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的損傷[36,37]?;罨囊暠P星形膠質(zhì)細(xì)胞分泌基質(zhì)金屬蛋白酶,使視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞錨定所必需的細(xì)胞外基質(zhì)被破壞,導(dǎo)致了不利于視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)的微環(huán)境,基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑GM6001可阻止谷氨酸興奮性模型中視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的死亡[38]。

2.3 促進(jìn)軸突生長(zhǎng)和尋徑 如果要改善視神經(jīng)功能,必須促進(jìn)殘存視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞、移植視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞或前體細(xì)胞的軸突生長(zhǎng)。幾種神經(jīng)生長(zhǎng)因子具有這種作用,向玻璃體腔注射 CNTF[27,39],或者注射腺病毒載體傳送成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2(FGF-2),可使受視神經(jīng)擠壓傷后的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突生長(zhǎng)[40]。此外,移植嗅覺(jué)鞘細(xì)胞可以穿透膠質(zhì)瘢痕,也可促進(jìn)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突生長(zhǎng),可能與其分泌基質(zhì)金屬蛋白酶或改變局部微環(huán)境有關(guān)[41]。新型納米技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了有利于軸突生長(zhǎng)的環(huán)境。碳納米纖維可使祖細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞分化,而不是向膠質(zhì)細(xì)胞分化,可能與其輸送神經(jīng)突生長(zhǎng)因子有關(guān);自組裝納米纖維可在細(xì)胞周圍形成高密度神經(jīng)突生長(zhǎng)因子的微環(huán)境,優(yōu)于傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)方法[42]。

3 結(jié)語(yǔ)

青光眼是一種神經(jīng)變性疾病,治療策略包括三個(gè)方面:一是開(kāi)發(fā)藥物或新療法降低眼壓,改善視盤灌注;二是開(kāi)發(fā)藥物拯救受傷的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞,即神經(jīng)保護(hù)治療;三是在將來(lái)有可能實(shí)現(xiàn)的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞再生。降眼壓是目前唯一可得的治療方法,將來(lái)還需要給予視神經(jīng)保護(hù)及視神經(jīng)再生治療。

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愛(ài)眼有道系列之四十四 遺傳性視神經(jīng)病變的中醫(yī)藥治療
改善青光眼 吃什么好呢
蝶腭神經(jīng)節(jié)針刺術(shù)治療動(dòng)眼神經(jīng)麻痹案1則
“青光眼之家”11周年
視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞再生令小鼠復(fù)明
針灸在缺血性視神經(jīng)病變應(yīng)用
視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞凋亡機(jī)制的研究進(jìn)展
唐由之視神經(jīng)萎縮診治經(jīng)驗(yàn)
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