盧云瓊,郭瀟聰,楊延婷,劉 婕,洪 玨,楊 光,張 丹,孔諧和,趙 越,馬曉芃,
干眼(dry eye,DE)是一種多因素疾病,淚膜不穩(wěn)定、淚液高滲透壓、眼表炎癥都可導(dǎo)致不適和視覺(jué)障礙等干眼表現(xiàn)[1]。根據(jù)病因?qū)W分類(lèi)干眼可以被分為水液缺乏型干眼(aqueous deficient dry eye, ADDE)、蒸發(fā)過(guò)強(qiáng)型干眼(evaporative dry eye, EDE)及混合型干眼。其中ADDE和EDE是主要但并非互相排斥的類(lèi)別,流行病學(xué)和臨床證據(jù)表明二者在干眼的發(fā)展過(guò)程中可能同時(shí)存在。
需要注意的是,自2007年起淚膜和眼表協(xié)會(huì)發(fā)布的國(guó)際專(zhuān)家共識(shí)中就將ADDE分為Sj?gren綜合征干眼(Sj?gren syndrome dry eye,SSDE)和非Sj?gren 綜合征干眼(non-Sj?gren syndrome dry eye, NSDE)[2]。二者癥狀、體征相似,但后者發(fā)病年齡較早,病情進(jìn)展也較快。與人Sj?gren綜合征干眼相似,診斷SSDE動(dòng)物模型需要確切的組織學(xué)損傷和免疫失調(diào)表現(xiàn),包括淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)、自身抗體產(chǎn)生、繼發(fā)于上皮凋亡的腺體丟失等[3]。結(jié)合此專(zhuān)家共識(shí)中的分類(lèi)方法,非Sj?gren 綜合征干眼的定義有廣義和狹義之分。廣義的NSDE包括除Sj?gren 綜合征干眼之外的所有干眼類(lèi)型,狹義NSDE為非Sj?gren綜合征水液缺乏型干眼。本綜述對(duì)廣義概念的非Sj?gren綜合征干眼動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P脱芯楷F(xiàn)狀進(jìn)行綜述,以期為非Sj?gren綜合征干眼的實(shí)驗(yàn)研究及機(jī)制研究提供思路。
1.1全身用藥副交感神經(jīng)系統(tǒng)通過(guò)激活淚腺中的毒蕈堿乙酰膽堿受體參與淚液分泌,目前已開(kāi)發(fā)了各種靶向副交感神經(jīng)通路的干眼動(dòng)物模型,這些模型多數(shù)通過(guò)透皮應(yīng)用、皮下注射等方式持續(xù)遞送毒蕈堿受體阻滯劑。氫溴酸東莨菪堿(scopolamine hydrobromide,SCO)是毒蕈堿乙酰膽堿受體的非選擇性拮抗劑,通過(guò)阻斷毒蕈堿ACh受體(mAChR)抑制乙酰膽堿(acetylcholine, ACh)介導(dǎo)的淚腺刺激。
國(guó)外研究者最早通過(guò)滲透泵對(duì)出生6wk的雌性L(fǎng)ewis大鼠進(jìn)行全身性的持續(xù)輸入莨菪堿誘發(fā)干眼,大鼠在17d后均出現(xiàn)了單側(cè)或雙側(cè)角膜炎,結(jié)膜和淚腺中TNF-α、IL-1β和IL-6 mRNA表達(dá)均有所增加[4-5]。還有研究采用皮下注射東莨菪堿氫溴酸鹽造模,每天4次,連續(xù)注射28d,檢查結(jié)果顯示大鼠基礎(chǔ)淚液分泌試驗(yàn)(Schirmer Ⅰ test, SⅠt)測(cè)試值降低,淚腺分泌包含水電解質(zhì)和蛋白質(zhì)的淚液顯著減少,嚴(yán)重降低淚膜穩(wěn)定性,導(dǎo)致淚膜破裂時(shí)間(tear break-up time, BUT)明顯縮短[6]。該團(tuán)隊(duì)近期使用該模型評(píng)估了包含羧甲基纖維素和α-促黑素細(xì)胞激素藥物治療可以改善眼表功能[7]。這種全身性、持續(xù)東莨菪堿誘導(dǎo)的大鼠干眼模型已成為研究干眼的重要工具。以上研究中乙酰膽堿受體阻滯劑的應(yīng)用均減少了模型動(dòng)物的淚液分泌,部分研究結(jié)果該造模方法亦影響淚液中炎癥因子含量及淚膜穩(wěn)定性。
1.2局部用藥干眼是具有神經(jīng)免疫病理表現(xiàn)的眼表疾病,淚液高滲被認(rèn)為是干眼發(fā)病機(jī)制中的重要因素。在干眼患者中常檢測(cè)到淚液高滲,與疾病嚴(yán)重程度密切相關(guān)。在小鼠雙眼局部施用不同濃度的鹽水及藥物建立高滲眼表模型,可以發(fā)現(xiàn)淚液高滲破壞小鼠眼表黏膜免疫穩(wěn)態(tài),改變眼表免疫微環(huán)境,降低角膜上皮內(nèi)神經(jīng)末梢密度[8]。淚液高滲模型可表現(xiàn)出干眼的病理特點(diǎn),且該模型可更好地模擬干眼患者在惡劣環(huán)境中的間歇性暴露。
有研究每天4次在雄性 Sprague-Dawley大鼠右眼局部施用10%N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)溶液,處理后大鼠淚液分泌量、MUC5AC淚液濃度和結(jié)膜杯狀細(xì)胞數(shù)量顯著減少,因此認(rèn)為局部10% NAC給藥會(huì)引起眼表?yè)p傷和淚膜不穩(wěn)定,該動(dòng)物模型可用于干眼研究,尤其是黏蛋白缺乏癥亞型[9]。伴刀豆球蛋白A(Concanavalin A, Con A)是一種植物來(lái)源的凝集素,已被用于干眼實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷恼T導(dǎo)。淚腺注射Con A可誘發(fā)急性干眼模型,大約1wk后誘導(dǎo)的癥狀消退。有研究采用了在超聲引導(dǎo)下、7~10d重復(fù)多點(diǎn)注射的方法提高模型成功率,此造模方法的改進(jìn)盡可能地規(guī)避了代償、將急性模型轉(zhuǎn)變?yōu)槁阅P蚚10],具有借鑒意義。局部滴用濃度由0.1%~0.5%不等的苯扎氯銨(benzalkonium chloride, BAC)的方法已被廣泛應(yīng)用于干眼動(dòng)物造模。研究發(fā)現(xiàn)BAC處理的大鼠呈現(xiàn)眼表?yè)p傷顯著增加、角膜厚度降低、促炎細(xì)胞因子表達(dá)升高的表現(xiàn)[11]。為了優(yōu)化局部滴注苯扎氯銨造成的兔干眼模型,研究者將苯扎氯銨的濃度從0.1%提高為0.2%以減少原始模型的滴注天數(shù),結(jié)果證明該給藥濃度和劑量可成功誘導(dǎo)兔干眼模型,且比原用方案節(jié)省了2d時(shí)間[12]。還有研究在雌性新西蘭白兔淚腺中注射A型肉毒桿菌毒素,觀(guān)察到了1wk內(nèi)淚液分泌量的減少[13]。以上研究說(shuō)明,局部藥物的應(yīng)用可有效建立干眼動(dòng)物模型。
2.1淚腺切除術(shù)有研究通過(guò)淚腺切除術(shù)(lacrimal gland excision,LGE)建立小鼠水液缺乏性干眼模型,結(jié)果提示LGE可有效誘導(dǎo)小鼠淚液缺乏型干眼,具體表現(xiàn)為淚液分泌減少、角膜上皮病變并伴有眼表炎癥[14]。另一個(gè)切除小鼠淚腺的研究發(fā)現(xiàn)該造模方法形成的干燥壓力引發(fā)了異常的T細(xì)胞應(yīng)答[15]。
另有研究通過(guò)單側(cè)切除成年雌性C57BL/6小鼠的淚腺和哈德氏腺建立模型,結(jié)果顯示小鼠淚液量和角膜神經(jīng)末梢密度均減少,且出現(xiàn)了時(shí)間依賴(lài)性的機(jī)械性角膜超敏反應(yīng),并伴有自發(fā)性睫狀神經(jīng)纖維電活動(dòng)的增加,研究者認(rèn)為該模型可能有助于干眼相關(guān)性疼痛治療藥物的開(kāi)發(fā)[16]。
還有研究對(duì)正常成年新西蘭白兔包括下淚腺、眶上淚腺、瞼上淚腺在內(nèi)的所有淚腺進(jìn)行了完整的手術(shù)切除,證實(shí)此種造模方法可以造出嚴(yán)重的兔干眼模型,且通過(guò)持續(xù)8wk的觀(guān)察驗(yàn)證了該模型為慢性干眼模型[17]。
2.2淚腺導(dǎo)管結(jié)扎有研究通過(guò)結(jié)扎淚腺的主要導(dǎo)管建立干眼模型,在麻醉后使用硅膠管將淚腺主要導(dǎo)管和伴行的動(dòng)脈結(jié)扎在一起造成缺血性變化、阻塞淚液的輸布。造模后模型動(dòng)物的淚液分泌量下降,淚腺組織萎縮性變化、質(zhì)量減輕,腺泡數(shù)量顯著下降,導(dǎo)管數(shù)量上升,提示該模型可以誘導(dǎo)干眼的炎癥和增殖過(guò)程[18]。
2.3性激素缺乏模型以Wistar大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,雄性大鼠予口服非那雄胺[1.16mg/(kg·d)]、雌性大鼠行雙側(cè)卵巢切除術(shù)建立大鼠干眼模型,結(jié)果顯示去卵巢誘導(dǎo)大鼠出現(xiàn)了顯著的淚液缺乏,淚膜穩(wěn)定性降低,該模型常用于外用藥物的藥理學(xué)篩選,且該模型有助于了解絕經(jīng)后和雄激素缺乏性干眼的疾病過(guò)程[19]。
3.1干燥環(huán)境應(yīng)激模型現(xiàn)有的干燥應(yīng)激環(huán)境模型涵蓋了干眼的若干特征,包括角膜著染、結(jié)膜杯狀細(xì)胞缺失、CD4+T細(xì)胞浸潤(rùn)結(jié)膜、淚液中細(xì)胞因子增多和眼表上皮凋亡。
研究發(fā)現(xiàn),BALB/c小鼠[20]與C57BL/6J雌性小鼠[21]暴露在相對(duì)濕度為13.1%±3.5%、氣流為2.2±0.2m/s、溫度為22℃±2℃的智能控制環(huán)境系統(tǒng)(intelligently controlled environmental system,ICES)中,會(huì)產(chǎn)生干燥壓力。小鼠眼睛會(huì)顯示出與人類(lèi)干眼相似的表現(xiàn):淚液分泌減少,角膜熒光素染色增加,結(jié)膜上皮鱗狀化生等。且針對(duì)這一模型的后續(xù)研究提示ROS-NLRP3-IL-1β信號(hào)通路可能在環(huán)境誘導(dǎo)的干眼進(jìn)程中起主要作用[22]。
研究人員開(kāi)發(fā)了可控環(huán)境室(controlled-environment chamber,CEC),調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)相對(duì)濕度、溫度及氣流(濕度18.5%±5.1%,氣流15L/min,溫度21℃~23℃),將正常小鼠暴露于CEC中的低濕度、高氣流環(huán)境會(huì)導(dǎo)致淚液分泌、杯狀細(xì)胞密度和干眼相關(guān)眼表體征的顯著改變[23]。
在此基礎(chǔ)上,有研究將C57BL/6小鼠暴露于CEC(濕度20%,氣流15L/min,溫度21℃~23℃)誘導(dǎo)干眼模型,并將造模成功的干眼小鼠角膜移植給BALB/c小鼠。該研究發(fā)現(xiàn),干眼小鼠的角膜組織增加了宿主中T細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的炎癥,阻礙了移植物的存活,揭示了角膜供體干眼可能作為角膜移植預(yù)后不良的危險(xiǎn)因素之一[24]。另一研究將CD11c YFP×Thy1 YFP小鼠放置于CEC中,亦誘導(dǎo)出了干眼癥狀,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示眼表神經(jīng)可能在介導(dǎo)干眼的免疫反應(yīng)中起直接作用[25]。
3.2輻照模型電離輻射會(huì)對(duì)位于輻射場(chǎng)的正常組織造成損傷,引起包括淚腺在內(nèi)的腺體組織功能和形態(tài)變化[26]。
研究者將兔子全身麻醉后行眼眶區(qū)域15Gy單劑量輻照,以驗(yàn)證放射性淚腺損傷干眼模型建立法,結(jié)果顯示輻照后兔淚腺分泌功能顯著降低[27]。另一研究以雄性Sprague-Dawley大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,每只大鼠的頭部和頸部接受18Gy單劑量輻射,結(jié)果顯示輻射組大鼠淚腺損傷、角膜上皮明顯變薄,角膜熒光素染色增加[28]。
3.3藍(lán)光照射模型發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)因具有節(jié)能持久的優(yōu)點(diǎn),已被開(kāi)發(fā)為電視、電腦、智能手機(jī)等各種電器中的顯示組件,但存在會(huì)發(fā)出大量藍(lán)光的缺點(diǎn)。眼表是抵御輻射的第一道屏障,極易受到藍(lán)光影響。有研究使用不同波長(zhǎng)的LED以50J/cm2的能量劑量照射C57BL/6小鼠,每天2次,連續(xù)10d。經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn),短波藍(lán)光照射組的小鼠TBUT顯著下降,角膜熒光素染色增加,角膜中IL-1β和IL-6的水平顯著增加[29]。藍(lán)光照射可在動(dòng)物模型中誘導(dǎo)干眼體征,誘導(dǎo)的最低照射劑量和強(qiáng)度仍需進(jìn)一步研究。藍(lán)光危害眼表的機(jī)制涉及氧化應(yīng)激損傷、眼表炎癥和細(xì)胞凋亡[30]。
3.4環(huán)境污染相關(guān)有害化學(xué)物質(zhì)和顆粒物(particulate matter,PM)釋放到大氣中引起的空氣污染對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成了較大威脅,眼睛容易直接受到PM影響。PM暴露可通過(guò)降低淚膜穩(wěn)定性、炎癥和氧化應(yīng)激等多種因素對(duì)角膜上皮細(xì)胞造成損傷。
基于空氣污染可能對(duì)眼表造成的影響,有研究者設(shè)計(jì)了一種氣溶膠暴露系統(tǒng),將大鼠暴露于城市可吸入顆粒物(urban particulate matter,UPM)中,持續(xù)5d,每天持續(xù)5h,結(jié)果表明使用該系統(tǒng)可作為干眼造模的有效方法之一[31]。
有研究同樣基于污染物對(duì)眼表的影響制備干眼模型,從環(huán)境監(jiān)測(cè)站獲得PM2.5樣本,制備成5mg/mL濃度的PM2.5滴眼液,每天滴眼4次,建立了用于干眼研究的新型動(dòng)物模型[32]。另一研究以5周齡雄性Sprague-Dawley大鼠為觀(guān)察對(duì)象,將UPM溶解在磷酸鹽緩沖鹽水中制備滴眼液滴眼,動(dòng)態(tài)觀(guān)察不同造模時(shí)間點(diǎn)眼表的損傷及修復(fù)情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)短期應(yīng)用UPM后動(dòng)物模型角膜表面損傷、淚膜穩(wěn)定性下降,且PM暴露持續(xù)加重角膜損傷,在一定時(shí)間后無(wú)法自發(fā)恢復(fù)[33]。
臨床流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)干眼經(jīng)常發(fā)生在患有抑郁癥和/或焦慮癥的患者身上。為了證實(shí)抑郁癥在干眼中的作用,有研究建立了大鼠抑郁癥模型并觀(guān)察到抑郁組大鼠淚液分泌顯著減少,角膜組織及淚液中IL-1β、TNF-α 的水平升高。因此研究者認(rèn)為抑郁癥可通過(guò)減少淚液分泌和誘發(fā)眼表炎癥而導(dǎo)致干眼[34]。
糖尿病也是干眼患病的相關(guān)因素,患有糖尿病的個(gè)體通常在感覺(jué)減退(神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)性角膜炎)的情況下出現(xiàn)上皮病變[35]。GK(Goto-Kakizaki)大鼠是2型糖尿病 Wistar大鼠的自發(fā)模型。GK大鼠表現(xiàn)出淚液分泌減少、角膜感覺(jué)降低和角膜上皮傷口愈合速度延遲的特征[36]。
2007年DEWS報(bào)告中的干眼病分類(lèi)中將“眨眼頻率低”列為干眼內(nèi)環(huán)境的影響因素之一,眨眼對(duì)淚膜及眼表完整性具有重要意義。研究證明,在每日完成視覺(jué)任務(wù)期間(如視頻顯示終端工作、凝視閱讀、操作顯示器、手持視頻游戲等)記錄到眨眼頻率下降[4]。結(jié)合現(xiàn)代社會(huì)視頻終端對(duì)干眼發(fā)病的影響,有研究通過(guò)誘導(dǎo)淚液動(dòng)力學(xué)、眨眼頻率的變化建立了角膜上皮疾病的大鼠干眼模型,誘發(fā)了與人類(lèi)相似的異常淚液動(dòng)力學(xué)和淺表點(diǎn)狀角膜病變[37]。
睡眠是所有動(dòng)物普遍存在的基本生理需求,睡眠不足與干眼發(fā)病的關(guān)系已受到重視。研究者通過(guò)自制裝置建立睡眠剝奪(sleep deprivation,SD)的小鼠模型,隨著SD時(shí)間延長(zhǎng),角膜熒光素染色評(píng)分逐漸增加,呈現(xiàn)進(jìn)展性的角膜上皮損傷;伴隨角膜敏感性增加、淚液分泌量下降,結(jié)膜杯狀細(xì)胞密度降低;淚液成分分析顯示兩種乙酰膽堿和多巴胺在SD期間顯著降低。研究還發(fā)現(xiàn)在終止造模后14d內(nèi),SD 造模10d引起的眼表和淚腺變化可以恢復(fù)到相對(duì)正常的狀態(tài)[38]。通過(guò)人為干預(yù)動(dòng)物模型的行為模式,可建立干眼動(dòng)物模型。
當(dāng)前飲食結(jié)構(gòu)改變對(duì)預(yù)防和治療干眼的作用已越來(lái)越受重視,而飲食結(jié)構(gòu)失衡作為干眼發(fā)病危險(xiǎn)因素也得到了很多關(guān)注。眾所周知,高脂飲食可導(dǎo)致身體多系統(tǒng)功能障礙。因此,有研究用小鼠模型研究了高脂飲食(high-fat diet,HFD)對(duì)眼表的影響,證實(shí)了HFD 通過(guò)激活氧化應(yīng)激和誘導(dǎo)眼表細(xì)胞凋亡引發(fā)小鼠干眼樣眼表?yè)p傷,包括角膜上皮屏障功能障礙與角結(jié)膜上皮鱗狀上皮化生等[39]。對(duì)高脂飲食實(shí)驗(yàn)小鼠模型的進(jìn)一步病理研究表明,HFD會(huì)引起淚腺的病理生理變化和功能失代償[40]。
年齡與干眼患病率之間的強(qiáng)相關(guān)性已被證實(shí)[41]。有研究評(píng)估了三個(gè)不同年齡組的C57BL/6 小鼠,結(jié)果表明衰老有誘發(fā)小鼠干眼的跡象,其特征是角膜不規(guī)則性增加、角膜屏障破壞和結(jié)膜杯狀細(xì)胞的密度降低。將衰老小鼠的CD4+T細(xì)胞過(guò)繼轉(zhuǎn)移給RAG1敲除小鼠后使其出現(xiàn)干眼癥狀,說(shuō)明衰老小鼠會(huì)自發(fā)形成自身反應(yīng)性T細(xì)胞[42]。
很多研究采用兩種或兩種以上的方法組合造模,其中包括通過(guò)東莨菪堿(scopolamine,SCP)抑制全身毒蕈堿乙酰膽堿受體的全身阻斷作用抑制淚液的產(chǎn)生,同時(shí)加大環(huán)境氣流量增加淚液蒸發(fā),這是一種被廣泛采用的模型[43]。該模型干眼程度較重,具備淚腺萎縮和幾乎無(wú)淚腺分泌等特征。
為了比較淚液缺乏型干眼的不同模型,有研究同時(shí)實(shí)施了SCP注射、CEC暴露、和淚腺切除等幾種不同的造模方法。結(jié)果表明CEC與SCP皆可有效地誘導(dǎo)有明顯癥狀的干眼。相比之下,SCP抑制外分泌功能導(dǎo)致的淚液缺乏更顯著,而CEC對(duì)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞功能損害更明顯[44]。
流行病學(xué)調(diào)查顯示,干眼嚴(yán)重影響患病人群的視覺(jué)相關(guān)生活質(zhì)量,造成的負(fù)擔(dān)高于常見(jiàn)的影響視力的眼部疾病[45]。2017年國(guó)際淚膜與眼表協(xié)會(huì)國(guó)際干眼工作組(TFOSDEWS)發(fā)布的報(bào)告指出,50歲以上人群的干眼患病率為5%~30%[46]。且隨著視頻終端使用的增加,將有越來(lái)越多的人受其影響,目前尚缺乏可穩(wěn)定控制癥狀的治療手段。因此,不但要更新對(duì)干眼致病危險(xiǎn)因素、病因和病理機(jī)制的認(rèn)知,更需要不斷革新治療策略,而現(xiàn)階段這些任務(wù)都需要借助動(dòng)物模型才能完成。
動(dòng)物模型可以模擬在任何體外模型中都難以實(shí)現(xiàn)的人體復(fù)雜性,不僅有助于更深入地了解人類(lèi)疾病的致病機(jī)制,且有助于探索候選治療方法與藥物,在人類(lèi)疾病研究中發(fā)揮的重要作用是不可替代的。鼠、兔模型在干眼研究中應(yīng)用最為廣泛,前者有培育成本相對(duì)較低、能夠創(chuàng)建基因敲除模型的優(yōu)點(diǎn),且相關(guān)實(shí)驗(yàn)試劑市場(chǎng)化程度較高,方便實(shí)驗(yàn)人員研究信號(hào)通路傳導(dǎo)相關(guān)因子。后者的平均壽命更長(zhǎng)且眼體積更大,其淚腺的組織結(jié)構(gòu)特征與人類(lèi)更為相似[47],都具備圓形或卵圓形、間質(zhì)疏松、漿細(xì)胞豐富的腺泡腔[48]。因此對(duì)淚腺組織形態(tài)變化較為敏感的干眼研究,兔模型可能是更好地選擇。兔的眨眼頻率較低,外用藥物在角膜前的停留時(shí)間較長(zhǎng),因此在進(jìn)行藥物暴露量評(píng)估的時(shí)候需要考慮該因素[49]。犬眼體積較大,故可以便捷地直接使用人類(lèi)臨床研究中的診斷方法,如淚液滲透壓測(cè)量法、Schirmer測(cè)試、結(jié)膜印跡細(xì)胞學(xué)檢測(cè)法等[50]。因此在具體實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中,可考慮上述動(dòng)物模型特性結(jié)合實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行選擇。
自第一個(gè)干眼模型問(wèn)世以來(lái),干眼模型的造模方法不斷發(fā)展,包括藥物的使用、神經(jīng)阻斷、淚腺切除術(shù)等,還有降低、削弱淚腺功能的淚腺導(dǎo)管結(jié)扎、輻照等方法。
藥物的使用方式包括全身給藥以及眼表局部用藥等,不僅涉及具體藥物的藥理作用,也關(guān)乎給藥方式引發(fā)的藥物代謝、淚膜動(dòng)力學(xué)作用差異。全身給藥模型中,應(yīng)用最廣泛的是東莨菪堿阻斷毒蕈堿ACh受體模型,該模型與水液缺乏型干眼的臨床表現(xiàn)和發(fā)病機(jī)制較為相似。局部給藥使用較多的藥物是BAC,通過(guò)制成0.1%~0.2%濃度不等的滴眼液局部滴用,造成大鼠、小鼠、兔等動(dòng)物模型的眼表炎癥及損害,因其具備侵入性、傷害性較小的優(yōu)點(diǎn),也已被廣泛用于干眼造模[11-12, 51-52]。
手術(shù)造模以淚腺切除為主,對(duì)淚腺部分或完全切除,或?qū)I腺的主要導(dǎo)管進(jìn)行結(jié)扎。亦有對(duì)動(dòng)物進(jìn)行去勢(shì)手術(shù)造成激素的變化,誘發(fā)激素相關(guān)性干眼的造模方法。前者直接造成淚液分泌的減少,形成以水液缺乏為主的干眼。后者與內(nèi)分泌系統(tǒng)在眼表與生理性別相關(guān)差異中發(fā)揮的作用有關(guān)。DEWS Ⅱ的生理性別、社會(huì)性別和激素報(bào)告指出,雄激素缺乏與水液缺乏和蒸發(fā)過(guò)強(qiáng)型干眼均有關(guān)[53],因此針對(duì)激素水平變化開(kāi)發(fā)的干眼模型具有混合型干眼的特點(diǎn)。
外源性損害造模方法與流行病學(xué)因素結(jié)合較為緊密,探索例如低空氣濕度、高氣流量、輻射、藍(lán)光照射、香煙煙霧環(huán)境[54]等干眼危險(xiǎn)因素對(duì)眼表的影響。低濕度、高氣流量的受控環(huán)境室加快了淚液的蒸發(fā),與睡眠剝奪模型、視頻顯示終端工作模型等行為模式造模方法相似,較符合蒸發(fā)過(guò)強(qiáng)型干眼的特點(diǎn)。目前研究可明確高脂飲食干眼模型淚腺功能的損害,符合水液不足型干眼的特點(diǎn)。
年齡相關(guān)性干眼小鼠模型表現(xiàn)出的干眼改變很難局限性地歸結(jié)于水液不足或蒸發(fā)過(guò)強(qiáng),因此混合型干眼可能是該模型較為合理的歸類(lèi)。組合模型一般采取淚腺功能破壞加上環(huán)境和個(gè)體行為促成眼表高滲性,包括諸如環(huán)境濕度、溫度、風(fēng)速在內(nèi)的外在因素和諸如眨眼頻率、瞼裂大小、注視位置、全身性藥物對(duì)淚液分泌的影響等個(gè)體因素。
2017年DEWS的定義與分類(lèi)報(bào)告中指出,水液缺乏型干眼主要與影響淚腺的疾病有關(guān),而蒸發(fā)過(guò)強(qiáng)型干眼則與影響眼瞼(如瞼板腺功能障礙和眨眼異常)或眼表(如黏蛋白缺乏相關(guān)或配戴角膜接觸鏡)的疾病有關(guān)[1]?!把装Y惡性循環(huán)”是干眼發(fā)病過(guò)程中的核心驅(qū)動(dòng)因素,包括淚膜不穩(wěn)定、淚液滲透壓過(guò)高、角膜/結(jié)膜細(xì)胞凋亡和眼表炎癥。內(nèi)在和外在因素都會(huì)對(duì)眼表造成壓力,從而加速循環(huán),進(jìn)而加劇干眼[55]。正因?yàn)楦裳壑芏鴱?fù)始、自我持續(xù)的特性,淚液量和質(zhì)的缺陷并存并不罕見(jiàn)。一旦進(jìn)入惡性循環(huán),繼之而來(lái)的淚膜不穩(wěn)定、高滲透壓和炎癥便會(huì)帶來(lái)更多的不良改變。且隨著干眼的進(jìn)展,任一形式的干眼均可能出現(xiàn)蒸發(fā)過(guò)強(qiáng)的特征。這常常使水液缺乏和蒸發(fā)過(guò)強(qiáng)的發(fā)病機(jī)制之間不易區(qū)分,呈現(xiàn)混合型干眼的表現(xiàn)。
基于我們對(duì)動(dòng)物模型的認(rèn)知,并不存在可以囊括全部干眼特征的完美動(dòng)物模型。無(wú)論何種病因?qū)е?,干眼的發(fā)聲發(fā)展都會(huì)使淚膜完整性及穩(wěn)定性喪失,促使眼表炎癥和角膜上皮損傷。因此,眼表上皮細(xì)胞的凋亡損傷、結(jié)膜杯狀細(xì)胞的缺失、眼表炎癥的發(fā)生,以及淚液分泌量、角膜熒光素染色、角結(jié)膜知覺(jué)、角膜規(guī)則性等檢查的陽(yáng)性評(píng)估結(jié)果,可以作為非Sj?gren綜合征干眼模型鑒定的參考標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)有的干眼動(dòng)物模型,推動(dòng)了對(duì)干眼發(fā)病機(jī)制和治療方法的深入研究。干眼發(fā)病機(jī)制的不斷進(jìn)展,又能指導(dǎo)干眼模型的開(kāi)發(fā)和建立,促進(jìn)對(duì)干眼認(rèn)識(shí)與治療。但目前的干眼動(dòng)物模型仍存在一些問(wèn)題:(1)現(xiàn)有的干眼模型多是在急性處理?xiàng)l件下構(gòu)建的,而臨床上的干眼大多是慢性病程,這要求我們對(duì)模型的穩(wěn)定性和急/慢性進(jìn)一步研究和規(guī)范;(2)與造模方式和造模時(shí)間有關(guān),各種干眼模型的嚴(yán)重程度不一,目前尚無(wú)針對(duì)動(dòng)物模型干眼嚴(yán)重程度分級(jí)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此,需要對(duì)干眼模型的建立和驗(yàn)證進(jìn)行更加系統(tǒng)的研究,不斷探索、改進(jìn)檢測(cè)方法。發(fā)揮動(dòng)物模型優(yōu)勢(shì),指導(dǎo)干眼的臨床診療,建立標(biāo)準(zhǔn)、避免不必要的重復(fù)和浪費(fèi)是未來(lái)干眼動(dòng)物模型研究的目標(biāo)之一。