彭 勃，曾新生

(桂林醫(yī)學院，廣西 桂林 541004)

后發(fā)性白內(nèi)障又稱后囊膜混濁(PCO)，白內(nèi)障摘除術(shù)后晶狀體后囊上殘余的晶狀體上皮細胞(lens epithelial cells，LECs)發(fā)生遷移、生長、增殖而形成后囊膜的白色混濁，是導致白內(nèi)障患者術(shù)后視力下降最常見的并發(fā)癥。其中成人的發(fā)病率為12%～67%，而兒童的發(fā)病率接近100%[1]。目前治療PCO常用的方法是Nd∶YAG激光后囊膜切開，但仍存在眼壓升高、黃斑囊樣水腫、視網(wǎng)膜脫離等并發(fā)癥[2]。隨著臨床上改良手術(shù)方式和新型人工晶體的應(yīng)用，PCO 的發(fā)病率較早前有了下降，但遠期效果仍不理想。PCO的藥物防治仍未廣泛應(yīng)用于臨床，因此，筆者對PCO的發(fā)生機制與藥物預(yù)防進行綜述。

1 發(fā)病機制

1.1 后發(fā)性白內(nèi)障形成的組織學過程

后發(fā)性白內(nèi)障的形成被認為是由于手術(shù)創(chuàng)傷導致殘余LECs的增殖，這些細胞在手術(shù)后不可避免地留在晶狀體囊袋內(nèi)，是PCO形成的基礎(chǔ)。PCO有兩種不同的組織表型：纖維型和珍珠型PCO。纖維型PCO是由LECs的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)引起，PCO涉及的上皮細胞向成肌成纖維細胞的轉(zhuǎn)變，屬于2型EMT，這一過程使得LECs的形態(tài)發(fā)生改變，新形成的間充質(zhì)細胞通過沿著后囊遷移而阻礙視軸，并導致原本光滑的后囊膜起皺和纖維化，形成Sommerring環(huán)；另一方面，珍珠型PCO的特征是LEC分化為含有高水平結(jié)晶蛋白的纖維樣細胞團塊或者形成Elschnig珠樣小體[3]。

1.2 細胞生長、轉(zhuǎn)化因子的調(diào)節(jié)

白內(nèi)障手術(shù)創(chuàng)傷引起的一系列的愈合反應(yīng)和炎性反應(yīng)導致LECs的生長、增殖及轉(zhuǎn)化等行為進而填充正常的無細胞后囊膜，這些改變主要通過細胞信號傳導的調(diào)節(jié)實現(xiàn)。轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)被認為是在PCO的病理過程中起著關(guān)鍵作用的細胞因子。TGF-β是EMT過程的中心介質(zhì)，主要通過調(diào)節(jié)Smad蛋白信號傳導，最終誘導梭形肌成纖維細胞的形成和α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)、纖維連接蛋白(FN)和波形蛋白等EMT標志物的表達[4]。我國有學者研究得出LECs在10 ng/ml TGF-β2作用下表現(xiàn)出最強的轉(zhuǎn)化能力，在48 h后達到最大值，并成功建立后發(fā)障細胞模型[5]。但近期有研究表明在PCO的發(fā)展過程中 TGF-β2 還起到誘導細胞凋亡的作用，HLECs在濃度為5 μg/L的 TGF-β2 的環(huán)境中處理36 h 后增殖明顯阻滯于G1/S期，其機制主要與線粒體途徑相關(guān)[6]。另外，通過對大鼠晶狀體上皮細胞的研究發(fā)現(xiàn)表皮生長因子(EGF)單獨或與 TGF-β 協(xié)同可引起或增強Smad、ERK和EGFR 磷酸化水平的時間變化，并改變下游靶基因的表達從而增強 LECs的EMT[7]。

1.3 氧化應(yīng)激和炎癥因子

白內(nèi)障手術(shù)產(chǎn)生的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)對PCO 也起著關(guān)鍵作用，糖醛還原酶的增加以及谷胱甘肽水平的持續(xù)下降使得前房內(nèi)活性氧遠高于正常，促進 LECs 的增殖和 EMT[8]。Maier等[9]研究發(fā)現(xiàn)白內(nèi)障患者即使在術(shù)前房水中都能檢測到較高濃度的 TGF-β，但這種 TGF-β 大部分處于不活躍的狀態(tài)，所以無法引發(fā) LECs 的生長、轉(zhuǎn)化等行為。而且在小鼠的體內(nèi)實驗中發(fā)現(xiàn)，白內(nèi)障術(shù)后房水中炎癥因子的上調(diào)提前于活化的TGF-β含量的升高，并且與 TGF-β的信號傳遞正相關(guān)，提示有可能炎癥因子是啟動環(huán)節(jié)激活了TGF-β[10]。Ma 等[11]提出白細胞介素-6(IL-6)可促進人晶狀體上皮細胞中FN、TGF-β、JAK2/STAT3信號通路的表達，進而促進PCO的發(fā)展，在實驗中通過抑制JAK/STAT3信號轉(zhuǎn)導能有效地防止大鼠PCO的發(fā)生和晶狀體囊中細胞外基質(zhì)(ECM)的合成。

1.4 細胞外基質(zhì)的調(diào)節(jié)

眼內(nèi)的細胞外基質(zhì)(ECM)主要有兩個來源，一是白內(nèi)障手術(shù)中短暫的血-眼屏障的突破，導致血漿內(nèi)成分直接進入殘余LECs的囊袋內(nèi)；二是由LECs自身產(chǎn)生[12]。其中兩種蛋白被認為具有特殊意義：層粘連蛋白(Laminin，LN)以及纖維連接蛋白(fibronectin，F(xiàn)N)，被發(fā)現(xiàn)在體外實驗中能夠與 TGF-β協(xié)同促進細胞 EMT的進程[8]。在作用時間上也有研究表明：細胞外基質(zhì)的參與可以影響1年甚至更為遠期LECs的行為[13]，即對于臨床上較難以防治的延遲性PCO問題。

2 藥物防治

2.1 抗代謝藥物

甲氨蝶呤(Methotrexate，MTX)作為一種細胞周期特異性藥物已應(yīng)用于全身其他多種疾病的治療。早期研究發(fā)現(xiàn)MTX同樣可以抑制LCEs的增殖和成纖維化，Kassumeh等[14]在人眼前段模型的白內(nèi)障摘除術(shù)中植入含MTX涂層的人工晶狀體，對比發(fā)現(xiàn)實驗組后囊下細胞增殖特別是向中心的遷移明顯減少，而角膜內(nèi)皮細胞的活力無顯著差異，提示MTX是一種很有應(yīng)用前景的預(yù)防PCO的藥物。環(huán)孢素a等作為免疫抑制劑同樣具有抗炎、抗增殖的作用，并且有研究在活體兔眼白內(nèi)障摘除術(shù)中植入經(jīng)環(huán)孢素a修飾的人工晶體藥物緩釋系統(tǒng)，能在較長時間內(nèi)維持藥物濃度，抑制LECs增殖，也被認為對周圍組織是相對安全的[15]。吉西他濱目前主要用于實體腫瘤的治療，在兔眼白內(nèi)障手術(shù)的水分離過程中加入5 mg/ml濃度吉西他濱同樣能有效預(yù)防PCO的發(fā)生[16]。

2.2 抑制細胞因子藥物

埃洛替尼作為表皮生長因子受體(EGFR)的抑制劑，目前被用于非小細胞肺癌的輔助治療，一項研究將埃洛替尼修飾的人工晶狀體植入囊袋模型，觀察到眼前段模型中LECs的生長減少，并且在有效劑量未觀察到對角膜毒性作用[17]。雷帕霉素靶蛋白(TOR)信號通路能促進細胞內(nèi)蛋白、核酸的合成，是TGF-β誘導LECs發(fā)生EMT的一條關(guān)鍵通路，研究發(fā)現(xiàn)使用雷帕霉素誘導LECs可明顯抑制其發(fā)生上皮間質(zhì)化[18]。我國研究者發(fā)現(xiàn)整合素信號通路和FGF信號通路共享1個跨膜糖蛋白受體4(syndecan-4，SDC-4)，通過下調(diào)SDC-4在體外細胞培養(yǎng)及小鼠體內(nèi)實驗中均抑制了細胞 EMT 的發(fā)生[19]。

2.3 抗炎抗氧化藥物

曲安奈德是一種極其有效的皮質(zhì)類固醇類抗炎劑，已被用于多種眼部慢性炎癥的治療，Bogaard等[20]在活體動物眼前房中使用曲安奈德減輕白內(nèi)障摘除、人工晶體植入術(shù)后的炎癥反應(yīng)，同時減少了纖維蛋白的形成。五沒食子?；咸烟?PGG)是一種天然多酚類化合物,具有抗炎、抗氧化等作用，在25～75 μmol/L濃度可以不同程度抑制LECs的增殖，并且主要阻滯于增殖的S期[21]。咖啡酸苯乙酯(CAPE)是一種主要存在于蜂膠中的有效化合物，明確具有抗氧化、抗炎功能，已在許多國家被普遍用作藥物和補劑，而作用于眼部表現(xiàn)出具有抑制LECs增殖的功能，并且對周圍組織相對安全。然而，葡萄籽提取物、葉黃素和魚油這類抗氧化的天然藥物對體外的PCO卻沒有影響[22]。這種現(xiàn)象可能與細胞對活性氧濃度的依賴性有關(guān)，在過低或者過高濃度活性氧的環(huán)境下均無法使LECs的生物學行為發(fā)生改變，但明確了減輕前房炎癥反應(yīng)對PCO的發(fā)展有抑制作用。

2.4 抗細胞外基質(zhì)作用

整合素是一種介導細胞與細胞外基質(zhì)(ECM)之間黏附作用的跨膜蛋白，能夠調(diào)控包括EMT在內(nèi)的多種細胞行為。去整合素可以競爭性抑制整合素的配體，阻斷細胞外基質(zhì)與細胞內(nèi)調(diào)節(jié)因子的信號傳導，以此降低細胞的遷移能力及纖維性PCO的發(fā)生率[23]。另外，有研究在豬眼模型中使用具有不同共價結(jié)合肽的納米纖維水凝膠置換術(shù)后前房的細胞外環(huán)境，培養(yǎng)3周后觀察LECs的形態(tài)和 α-SMA 的表達，結(jié)果加入代表黏附基序的細胞外基質(zhì)肽的納米水凝膠組中LECs發(fā)生的EMT最少[24]。

2.5 其他藥物

紫外線可引起LECs異常增殖、凋亡及壞死，特定類型的納米材料同樣具有促細胞凋亡、死亡的毒性作用，我國研究發(fā)現(xiàn)在紫外線與氧化鋅的協(xié)同作用下，體外的LECs細胞內(nèi)Ca2+濃度明顯升高，通過破壞細胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)，并最終通過Ca2+依賴信號通路促進細胞死亡[25]。熱休克蛋白90(HSP90)作為一種分子伴侶，在蛋白的穩(wěn)定和降解中起著重要作用,抑制HSP90功能導致其靶蛋白降解。17AAG是HSP90 N端抑制劑，實驗使用17AAG抑制HSP90-EGFR信號通路，發(fā)現(xiàn)在體內(nèi)外都不同程度上抑制了晶狀體上皮細胞的增殖和PCO的發(fā)生[26]。許多研究使用基因分子技術(shù)篩選出在PCO進程中起到關(guān)鍵作用的細胞與基因，然后通過使用相關(guān)抑制劑針對性預(yù)防PCO的發(fā)生、發(fā)展取得了一些進展。有新研究發(fā)現(xiàn)晶狀體中的肌成纖維細胞來源于Myo/Nog細胞，在兔白內(nèi)障手術(shù)中，實驗組通過注射與3DNA 納米載體偶聯(lián)的 G8抗體(G8∶3DNA∶Dox)特異性誘導晶狀體Myo/Nog細胞死亡。與對照組的80%相比，術(shù)后28 d實驗組只有9%發(fā)生較明顯的PCO，并且在眼球標本的睫狀突和角膜中觀察到脫靶效應(yīng)[27]。

盡管Nd∶YAG 激光后囊膜切除術(shù)能有效治療PCO，改善患者視覺功能，但仍然存在發(fā)生并發(fā)癥的風險。因此，在白內(nèi)障手術(shù)中進行預(yù)防或處理尤為關(guān)鍵。通過分子生物學技術(shù)篩選出與其密切相關(guān)的基因序列，將更深入探明PCO復雜的發(fā)生機制。單克隆抗體等靶向治療、基因治療在術(shù)中的使用有高效、針對性強、對周圍組織毒害作用小等優(yōu)勢，可能將成為今后研究的主要方向。隨著手術(shù)技術(shù)和器材的優(yōu)化，PCO發(fā)生率逐漸減低，但至今尚未能完全防止其發(fā)生，還需眼科工作者進一步研究，最大程度減少 PCO的發(fā)生發(fā)展。