李謀 史瑾 楊小琳 李元 趙金禮
[摘要] 干眼病患者人群逐年增加,人工淚液依然是干眼癥治療的主流方法,然而目前市場(chǎng)上的人工淚液主要以高分子聚合物為活性成分,鮮有活性蛋白及細(xì)胞因子的加入,距離理想人工淚液尚遠(yuǎn)。本文旨在綜述人工淚液的現(xiàn)狀及近年來(lái)天然淚液中發(fā)現(xiàn)的活性分子,為開(kāi)發(fā)理想的人工淚液提供思路。
[關(guān)鍵詞] 干眼癥;活性蛋白;人工淚液;聚合物
[中圖分類(lèi)號(hào)] R777.34? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-9701(2018)34-0162-03
隨著手機(jī)、電腦、平板等視頻終端使用頻率增加、使用時(shí)間增長(zhǎng)以及空調(diào)設(shè)施的普及、環(huán)境污染加劇、生存壓力增大等因素的影響,干眼病發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì),在美國(guó)干眼癥發(fā)病率為5%~50%,40歲以上人群干眼癥發(fā)病率高達(dá)75%,女性患者多于男性患者[1],因干眼癥缺乏全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)的干眼癥發(fā)病率差異較大。目前我國(guó)無(wú)大規(guī)模干眼癥流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果,石常宏等[2]于2013年7~11月對(duì)我國(guó)23省的21124例眼科干眼癥患者進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)干眼癥患者占眼科患者的67.9%,女性患病率高于男性,成為眼科的常見(jiàn)病、多發(fā)病,影響患者的視物功能及視覺(jué)舒適性,降低患者的生存質(zhì)量。干眼癥的治療方法有人工淚液替代治療、中醫(yī)治療、抗炎治療和免疫制劑治療等[3-5],人工淚液因其使用方便、依從性好是干眼癥的主要治療方法?,F(xiàn)就人工淚液在干眼癥治療中的進(jìn)展情況進(jìn)行綜述。
1 干眼癥
干眼(dry eye),又稱(chēng)角膜結(jié)膜干燥癥(keratoconjunctivitis sicca,KCS)或干眼癥,是一種常見(jiàn)的影響患者生活舒適性與視功能的眼表疾病,其病因繁多,病理過(guò)程較復(fù)雜。
1995年美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)首次提出了干眼定義“由于淚液分泌減少或蒸發(fā)過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致眼表上皮損害伴有眼部不適癥狀的眼表疾病”[6]。2007年國(guó)際眼科協(xié)會(huì)首次提出干眼癥是一種多因素導(dǎo)致的眼表疾病,表現(xiàn)為視覺(jué)紊亂、淚膜不穩(wěn)定伴有潛在的眼表?yè)p傷,指出淚液高滲和炎癥是引發(fā)干眼癥的重要因素[7]。時(shí)隔10年后國(guó)際眼科協(xié)會(huì)對(duì)干眼癥重新定義。首次將神經(jīng)感覺(jué)異常歸入干眼癥中,提出干眼癥的新定義:系多因素引發(fā)的以淚膜穩(wěn)態(tài)破壞并伴有眼表癥狀的眼表疾病。淚膜不穩(wěn)定、淚液高滲、視表面炎癥、損傷及神經(jīng)功能紊亂為干眼癥的主要誘因[8]。
人工淚液具有潤(rùn)濕眼表,改善淚液高滲、修復(fù)眼表?yè)p傷等功效,可減輕干眼癥患者眼表不適,緩解干眼癥狀,是干眼癥治療中的重要手段,以往的人工淚液成分中并未涉及到神經(jīng)感覺(jué)異常、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)及神經(jīng)疼痛等因素,新的干眼癥的定義為新一代人工淚液的開(kāi)發(fā)提供了新視角。
2理想的人工淚液
天然淚液是淚腺分泌的一種水樣物質(zhì),98%~99%由水構(gòu)成,其余組分包含糖類(lèi)、維生素、脂類(lèi)和蛋白質(zhì)。天然淚液中蛋白含量雖然不高,但是參與機(jī)體抗病原微生物及淚液的免疫調(diào)節(jié)等,是天然淚液中重要的活性成分,淚液中含量較高的蛋白質(zhì)有溶菌酶[9]、載脂蛋白[10]、乳鐵蛋白[11]、免疫球蛋白A(Immune globulin A,IgA)[12]、系列生長(zhǎng)因子如表皮生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor,EGF)、腫瘤壞死因子[13]等。理想的人工淚液組方、物化性能、生物功能等應(yīng)與天然淚液相同,但這在技術(shù)上很難做到,只能最大限度接近天然淚液。
目前用于干眼癥替代治療的各種滴眼液,其組方中的鹽類(lèi)及含量、pH、黏度、表面張力、滲透壓、離子強(qiáng)度等,已經(jīng)非常接近天然淚液,而使用的各種大分子聚合物,均有較好的親水性能,可以與天然淚液良好結(jié)合,形成較為穩(wěn)定的親水膜,使淚液蒸發(fā)速度降低,主要目的是延長(zhǎng)淚液在眼睛中的滯留時(shí)間,以維護(hù)其濕潤(rùn)眼表的作用,均收到了較為滿意的效果。
3 人工淚液的現(xiàn)狀
人工淚液因?yàn)槠涠靖弊饔眯。阌诓僮?,且治療效果好,至今仍然是干眼癥的主流治療手段,有報(bào)道全球每年人工淚液的消費(fèi)約為54億美元[14]。目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的、在研的人工淚液主要有以下幾大類(lèi)。
3.1聚合物類(lèi)
目前市場(chǎng)上在售的人工淚液中以高分子聚合物為活性成分,這些高分子聚合物為水溶性成分,可減少眼部刺激,主要包含:纖維素衍生物、多元醇、聚乙烯醇、聚乙烯比咯烷酮、聚丙烯酸、透明質(zhì)酸。這些成分可單獨(dú)作為活性成分使用,也可組合使用,用于人工淚液中可緩解疼痛,增加人工淚液的滲透壓,增強(qiáng)視覺(jué)功能。黏度是高分子聚合物類(lèi)人工淚液的主要性能指標(biāo),高黏度可增加人工淚液在眼表的滯留時(shí)間,增加患者的舒適性,減少使用頻率。高黏度有可能引發(fā)視物模糊。
Refresh Optive品牌的滴眼液以0.5%羧甲基纖維素(CMC)為活性成分,Tears Naturale、Tears Renewed、Hypotears等品牌的滴眼液以0.1%的右旋糖苷70為核心成分或輔以1.0%羥丙甲基纖維素(HPMC)制成復(fù)配的天然淚液,HyloR-Fresh、日本愛(ài)麗、德國(guó)海露以0.03%~0.20%透明質(zhì)酸鈉為活性成分,GenTealR Gel等以高分子卡波姆980為活性成分制備人工淚液,NutratearR、Tears AgainR等以0.4%~1.4%的聚乙烯醇為核心成分,Refresh ClassicR將聚乙烯比咯烷酮與聚乙烯醇復(fù)配。上述上市滴眼液均以一種或多種高分子聚合物為活性成分開(kāi)發(fā)為人工淚液,臨床上均獲得較好的療效[15-17]。也有研究報(bào)道HP-瓜爾膠和聚乙二醇400的凝膠;HP-瓜爾膠使用15 min后即可降低滲透壓,使用3周后可顯著改善干眼癥狀[18]。
3.2脂質(zhì)噴霧
淚膜由脂質(zhì)層、漿液層、黏液層構(gòu)成[19],任何一層發(fā)生改變均可能會(huì)引起干眼癥。而脂質(zhì)層位于淚膜最外層是影響淚液蒸發(fā)的重要因素[20],脂質(zhì)層由極性脂和非極性脂構(gòu)成,非極性脂位于最外部,主要包含蠟、膽固醇、固醇、磷脂、甘油三酯、游離脂肪酸等。已有商品化滴眼液SYSTANE、Soothe XP、Retaine將0.5%~4.5%的礦物油應(yīng)用于滴眼液中。Refreshs Optive應(yīng)用了甘油。Dieter D等[21]、Lee S等[22]的研究表明脂質(zhì)體噴霧對(duì)淚液過(guò)度蒸發(fā)引發(fā)的干眼癥效果遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的天然淚液。
3.3 內(nèi)源性活性蛋白及因子類(lèi)
天然淚液中含有溶菌酶、乳鐵蛋白、分泌型免疫球蛋白A(SIgA)、表皮生長(zhǎng)因子,神經(jīng)生長(zhǎng)因子。研究表明在干眼癥患者體內(nèi)上述活性成分減少,這些活性蛋白雖然含量較少,但是具有重要的生理功能。
溶菌酶及乳鐵蛋白是淚液中含量最多的2種蛋白,具有抗感染、抗炎、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的作用,是機(jī)體固有免疫的重要活性分子[23]。SIgA在眼局部免疫起重要的作用[24],是人淚眼中含量最多的免疫球蛋白。通過(guò)干擾病原微生物吸附,與溶菌酶、乳鐵蛋白、補(bǔ)體協(xié)同作用,溶解細(xì)菌,吞噬病毒等病原微生物。
人表皮生長(zhǎng)因子具有促增殖功能,可促進(jìn)眼表上皮細(xì)胞增殖,加速眼表?yè)p傷修復(fù),是淚液中重要的功能成分。深圳市華元基因工程發(fā)展有限公司、桂林華諾威基因藥業(yè)有限公司、桂林華諾威基因藥業(yè)有限公司已經(jīng)將重組人表皮生長(zhǎng)因子開(kāi)發(fā)為滴眼液。此外,天然淚液中還含有很多細(xì)胞因子及神經(jīng)生長(zhǎng)因子,為新一代人工淚液的開(kāi)發(fā)提供了方向。
3.4 神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)、神經(jīng)損傷修復(fù)類(lèi)
國(guó)際眼科協(xié)會(huì)首次將神經(jīng)感覺(jué)異常導(dǎo)致的眼部不適定義為干眼癥癥狀,為干眼癥的治療提供了新視角。神經(jīng)損傷、神經(jīng)功能異常、神經(jīng)細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)不良等因素是干眼癥的致病機(jī)制之一。神經(jīng)生長(zhǎng)因子調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖及損傷修復(fù)與干眼癥的發(fā)生及嚴(yán)重程度密切相關(guān)。Lambiase A等[25]的研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)肽Y(NPY)、降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)在干眼癥患者中的含量降低,提示二者可能與神經(jīng)功能損傷相關(guān),NGF水平和干眼癥患者上皮損傷水平密切相關(guān)。Grottelli S等[26]研究發(fā)現(xiàn)環(huán)二肽CHP具有神經(jīng)保護(hù)功能,將上述神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)及損傷修復(fù)相關(guān)活性成分添加制備成人工淚液有望獲得優(yōu)于傳統(tǒng)滴眼液的修復(fù)效果。
3.5 其他
血清營(yíng)養(yǎng)豐富,含有多種營(yíng)養(yǎng)因子及活性蛋白、功能因子是非常好的人工淚液替代品. Noble BA等[27]對(duì)31例嚴(yán)重干眼癥患者用50%的自體血清治療為期3個(gè)月后,研究結(jié)果顯示自體血清治療效果優(yōu)于傳統(tǒng)治療效果。Moon J等[28]采用20%的自體血清,分別在體內(nèi)體外對(duì)滴眼液中常用防腐劑-苯扎溴銨引發(fā)的干眼癥進(jìn)行療效研究,發(fā)現(xiàn)加入20%的自體血清可顯著增加干眼癥患者眼表細(xì)胞的增殖分化,減少細(xì)胞凋亡,可顯著改善苯扎溴銨誘發(fā)的干眼癥癥狀。然而自體血清因?yàn)閬?lái)源有限,且存在著傳染病人際傳染等風(fēng)險(xiǎn),分析自體血清中的關(guān)鍵活性成分,開(kāi)發(fā)人造血清有望替代自體血清治療。
4 人工淚液發(fā)展趨勢(shì)
目前上市場(chǎng)上銷(xiāo)售的以高分子聚合物為活性成分的人工淚液具有良好的潤(rùn)滑眼表,緩解干眼癥的效果,然而其離理想的人工淚液距離尚遠(yuǎn)。隨著生命科學(xué)的不斷發(fā)展,科學(xué)研究者和臨床研究者對(duì)淚液的構(gòu)成成分以及干眼癥的發(fā)病機(jī)制研究得越來(lái)越透徹,隨著生物工程、抗體工程的不斷發(fā)展也使各類(lèi)生長(zhǎng)因子、活性蛋白的量產(chǎn)成為可能,使研發(fā)和量產(chǎn)富含上述活性蛋白、細(xì)胞因子,最大限度模擬天然淚液的制劑成為可能,未來(lái)加入各種活性蛋白及細(xì)胞因子的人工淚液將越來(lái)越接近天然淚液,從而更好地預(yù)防、治療干眼癥。陜西慧康生物科技有限責(zé)任公司已經(jīng)研發(fā)量產(chǎn)基因重組人表皮生長(zhǎng)因子、基因重組人溶菌酶,并設(shè)計(jì)以基因重組人表皮生長(zhǎng)因子及基因重組人溶菌酶為核心成分的人工淚液,將此人工淚液用于動(dòng)物干眼癥模型試驗(yàn)取得良好的治療效果。
[參考文獻(xiàn)]
[1] Rouen PA,White ML. Dry Eye Disease: Prevalence,Assessment,and Management[J]. Home Healthc Now,2018, 36(2):74-83.
[2] 石常宏,余金明,王繼偉,等.中國(guó)眼科門(mén)診干眼的流行病學(xué)調(diào)查[J]. 中國(guó)初級(jí)衛(wèi)生保健,2014,28(7):119-121.
[3] 薛研,趙耀東,元永金,等. 近五年針灸治療干眼癥臨床研究進(jìn)展[J]. 亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥,2017,13(3):59-61.
[4] 李青青,霍勤. 中醫(yī)藥治療干眼癥研究進(jìn)展[J]. 河南中醫(yī),2017, 37(11):2051-2054.
[5] Essa L,Laughton D,Wolffsohn JS. Can the optimum artificial tear treatment for dry eye disease be predicted from presenting signs and symptoms?[J]. Contact Lens and Anterior Eye,2018,41(1):60-68.
[6] Letup MA.Report of the National Eye Institute/Industry workshop on Clinical Trials in Dry Eyes[J].CLAO J,1995, 21(4):221-232.
[7] Michael A. Lemp,Christophe Baudouin,Jules Baum,et al.The definition and classification of dry eye disease:report of the Definition and Classification Subcommittee of the International Dry Eye WorkShop[J]. Ocul Surf,2007, 5(2):75-92.
[8] Wolffsohn JS,Arita R,Chalmers R,et al. TFOS DEWS Ⅱ Diagnostic Methodology report[J]. The Ocular Surface,2017,15(3):276-283.
[9] 熊輝. 淚液中溶菌酶與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β2在干眼癥患者中檢測(cè)方法及檢測(cè)意義研究[J]. 臨床醫(yī)學(xué),2016,36(3):11-13.
[10] Glasgow BJ,Abduragimov AR. Data on Orphan tear lipid analogs, synthesis and binding to tear lipocalin[J]. Data Brief,2018,18(4):999-1004.
[11] Rusciano D,Pezzino S,Olivieri M,et al. Age-Related Dry Eye Lactoferrin and Lactobionic Acid[J]. Ophthalmic Res,2018,60(2):94-99.
[12] Shigeyasu C,Yamada M,Akune Y,et al. Diquafosol for Soft Contact Lens Dryness:Clinical Evaluation and Tear Analysis[J]. Optom Vis Sci,2016,93(8):973-978.
[14] Moshirfar M,Pierson K,Hanamaikai K,et al. Artificial tears potpourri:A literature review[J]. Clin Ophthalmol,2014,7(8):1419-1433.
[15] Ousler GW,Michaelson C,Christensen MT. An evaluation of tear film breakup time extension and ocular protection index scores among three marketed lubricant eye drops[J]. Cornea,2007,26(8):949–952.
[16] Piera Versura,Vincenzo Profazio,Emilio C Campos. One month use of Systane improves ocular surface parameters in subjects with moderate symptoms of ocular dryness[J].Clin Ophthalmol,2008,2(3):629-635.
[17] Christensen MT. Corneal staining reductions observed after treatment with Systane lubricant eye drops[J]. Adv Ther,2008,25(11):1191-1199.
[18] Ng A,Keech A,Jones L.Tear osmolarity changes after use of hydroxypropyl-guar-based lubricating eye drops[J].Clin Ophthalmol,2018,4(12):695-700.
[19] Tiffany J. The normal tear film[J]. Dev Ophthalmol,2008, 5(41):1-20.
[20] Craig JP,Purslow C,Murphy PJ,et al. Effect of a liposomal spray on the pre-ocular tear film[J]. Contact Lens Anterior Eye,2010,33(2):83-87.
[21] Dieter D,Suwan L,Sabine D,et al. Comparative study of treatment of the dry eye syndrome due to disturbances of the tear film lipid layer with lipid-containing tear substitutes Efficacy of lipid-containing tear substitutes[J]. Klin Monatsbl Augenheilkd,2006,223(12):974-983.
[22] Lee S,Dausch S,Maierhofer G,et al. A new therapy concept for the treatment of dry eye-the usefulness of phospholipid liposomes[J]. Klinische Monatsblatter fur Augenheilkunde,2004,221(10):825-836.
[23] Fung K,Morris C,Duncan M.Mass spectrometric techniques applied to the analysis of human tears:a focus on the peptide and protein constituents[J].Adv Exp Med Biol,2002,506(PtA):601-605.
[24] 郭麗,張美玉. 放射免疫法測(cè)定正常人淚液SIgA[J]. 眼科研究,1988,6(4):222-224.
[25] Lambiase A,Micera A,Sacchetti M,et al. Alterations of tear neuromediators in dry eye disease[J]. Arch Ophthalmol,2011,129(8):981-986.
[26] Grottelli S,Costanzi E,Peirce MJ,et al. Potential Influence of Cyclo(His-Pro)on Proteostasis:Impact on Neurodegenerative Diseases[J]. Curr Protein Pept Sci,2018,19(8):805-812.
[27] Noble BA,Loh RS,MacLennan S,et al. Comparison of autologous serum eye drops with conventional therapy in a randomised controlled crossover trial for ocular surface disease[J]. Br J Ophthalmol,2004,88(5):647-652.
[28] Moon J,Ko JH,Yoon CH,et al. Effects of 20% Human Serum on Corneal Epithelial Toxicity Induced by Benzalkonium Chloride:In Vitro and Clinical Studies[J]. Cornea,2018,37(5):617-623.
(收稿日期:2018-08-16)