劉北安,張詠鑫,葉 琳*
(1.暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院,廣東 深圳 518020 ;2.深圳市眼科醫(yī)院,暨南大學(xué)附屬深圳眼科醫(yī)院,深圳市眼病防治研究所,廣東 深圳 518040)
淚液是由淚腺分泌的水樣液體,由多種成分構(gòu)成,如蛋白質(zhì)、糖類、脂類、水和電解質(zhì)等[1]。淚液成分的相對穩(wěn)定是眼部健康的基本前提,而其成分顯著變化會引起一系列眼部疾病。近年來,關(guān)于淚液的研究逐漸成為熱點。有學(xué)者認(rèn)為,可以此為突破口進(jìn)一步探究眼科相關(guān)疾病的診斷及治療。本文從淚液采集、淚液成分檢測方法和淚液成分檢測在眼部疾病診治中的應(yīng)用三個方面闡述淚液檢測的相關(guān)研究進(jìn)展,為眼科臨床工作提供參考。
研究發(fā)現(xiàn),淚液收集方法的選擇關(guān)系著樣本質(zhì)量,因此需要采用合適的收集方法。為了保證樣本質(zhì)量以及研究結(jié)果的可信度,應(yīng)在無刺激、麻醉的條件下收集。目前收集的方法有以下幾種:玻璃微毛細(xì)管采集法、Schimer 試紙收集法和纖維素海綿收集法。進(jìn)行大量淚液成分的檢測時,主要是采用玻璃微毛細(xì)管收集樣本,且此法比較利于后期成分的分析[2]。干眼癥患者由于眼淚少,用玻璃微毛細(xì)管難以收集。對于干眼癥患者、敏感患者和兒童,Schirmer 試紙收集是一種較為簡便而快捷的方法。但是,試紙條離心后所得樣本量較少,離心操作還會引起強(qiáng)烈反應(yīng),引起不必要的分析物稀釋[3]。纖維素海綿是從眼外收集眼淚,對患者刺激小,但某些細(xì)胞因子容易與海綿結(jié)合,在提取過程中造成困難,且這種方法也可能刺激眼淚分泌反射,引起不必要的稀釋。
除了上述收集淚液方法外,王東華教授提出,在淚液采集過程中可使用淚小管吻合術(shù)中的硅膠管,此方法對眼表的刺激最小、淚液采集量較大;但是,尚有不少問題有待解決,如在顯微鏡下采集眼淚時硅膠管的最佳傾斜角度、硅膠管的重復(fù)利用率以及成本問題等。隨著相關(guān)研究的不斷深入,研究人員開始使用眼前接觸尖端(PCT)來獲取樣本。研究人員指出,此方法與使用玻璃毛細(xì)管相比,安全性更高,患者易于接受。除了收集方法的影響,標(biāo)本的保存方法也同樣干擾淚液成分,目前研究認(rèn)為,淚液標(biāo)本的保存溫度包括4℃、-20℃、-70℃以及-80℃(具體根據(jù)用途確定)。
淚液成分檢測包括免疫組分檢測、蛋白質(zhì)組學(xué)檢測及其他分子的檢測。淚液中的免疫組分較為復(fù)雜,比如有腫瘤標(biāo)志物、自身抗體等。而在這些組分中,腫瘤標(biāo)志物、自身抗體、IgE 有較強(qiáng)的特異性,對疾病的治療起著非常關(guān)鍵的作用。需要指出的是,細(xì)胞因子的檢測不能直接診斷疾病,然而臨床醫(yī)師可基于檢測結(jié)果評估患者的免疫狀態(tài),有助于病因分析,為干預(yù)方案的制定提供支持。免疫組分主要成分為蛋白質(zhì),檢驗與蛋白組學(xué)檢測手段類似。隨著質(zhì)譜技術(shù)及蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展,淚液的蛋白質(zhì)檢測也起著越來越重要的作用,為人類研究眼部疾患發(fā)病機(jī)制、進(jìn)行疾病的診治提供依據(jù)。據(jù)文獻(xiàn)報道,淚液中含1543 種蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)對眼部功能的維持具有重要作用,如殺菌保護(hù)作用、參與免疫反應(yīng)、清除脂質(zhì)穩(wěn)定淚膜、濕潤角膜以及為結(jié)膜角膜等提供營養(yǎng),并可加快眼表上皮愈合?,F(xiàn)階段,醫(yī)學(xué)界已經(jīng)提出了眾多檢測淚液蛋白的方法,其中比較常用的是液相多重珠陣列、固相芯片膜微陣列、同位素標(biāo)記相對和絕對定量等[4]。
干眼癥是最常見的一種眼部疾病。本病是多種因素共同作用的結(jié)果,病理特征為淚膜不穩(wěn)定,并伴有多種眼部癥狀。其病因包括淚膜不穩(wěn)定、高滲透性、眼表炎癥損傷以及神經(jīng)感覺異常等。目前已有許多關(guān)于干眼癥的淚液蛋白組學(xué)研究,據(jù)文獻(xiàn)報道干眼癥患者的淚液中蛋白比健康人群多,并指出本病的形成主要與異常蛋白質(zhì)引起的免疫炎癥反應(yīng)有關(guān)。迄今為止,許多研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種干眼癥患者淚液中差異表達(dá)的蛋白質(zhì)。Perumal 等[5]利用蛋白組學(xué)研究方法對健康組和患者組的淚液樣本進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)患者組淚液中S100-A8 蛋白顯著增加,且含有大量的蛋白4、蛋白3 等;同時,與健康組相比,該組樣本中細(xì)胞外糖蛋白、α- 烯醇化酶等含量較少。Zhou 等[6]在干眼癥患者淚液中發(fā)現(xiàn)了多種下調(diào)的蛋白質(zhì),比如載脂蛋白-1、乳鐵蛋白等,以及6 種表達(dá)呈上升趨勢的蛋白質(zhì),其中包括α1酸性糖蛋白1、S100A8/ 鈣粒蛋白、S100A9/ 鈣粒蛋白B。其他研究也證實這些下降的蛋白在干眼癥患者淚液中的含量越少,疾病越嚴(yán)重[7]。Versura 等[8]在總結(jié)前人研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,對比蒸發(fā)過強(qiáng)型干眼患者和正常人淚液蛋白質(zhì)的差異,發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白-1、乳鐵蛋白和親脂蛋白A-C 含量均降低,清蛋白含量上升,而鋅-α2糖蛋白水平維持在恒定狀態(tài)。干眼癥患者淚液中涉及的蛋白質(zhì)改變復(fù)雜多樣,目前尚未有統(tǒng)一的結(jié)論,但不可否認(rèn)的是大部分蛋白質(zhì)的變化與免疫炎癥反應(yīng)有關(guān)。因此,這提示我們,臨床上關(guān)于干眼癥的治療可集中于抗炎及免疫調(diào)節(jié)。
過敏性結(jié)膜炎是一種常見病和多發(fā)病,從本質(zhì)上看,屬于變態(tài)反應(yīng)性疾病。本病的形成與眾多因素有關(guān),一般呈季節(jié)性發(fā)作??蓪⑵溥M(jìn)一步細(xì)分為巨乳頭性結(jié)膜炎、春季角結(jié)膜炎等。已有多位學(xué)者發(fā)現(xiàn),此病患者的淚液成分會發(fā)生變化。其中比較具有代表性的研究是,Li 等[9]發(fā)現(xiàn)患者淚液樣本中總蛋白濃度及部分淚液蛋白含量增多,其中脂蛋白相關(guān)磷脂酶A2的含量增加較明顯。Leonardi 等[10]發(fā)現(xiàn)春季角結(jié)膜炎患者淚液樣本的組分也會發(fā)生顯著變化,其中血清白蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白含量較健康組多,且差異顯著;由此得出的結(jié)論是,淚液蛋白升高的程度與眼病嚴(yán)重程度相關(guān),同時其轉(zhuǎn)鐵蛋白、血紅素、乳球蛋白β 表達(dá)明顯增加。研究發(fā)現(xiàn),過敏性結(jié)膜炎患者淚液樣本中組分較正常人更高的還有嗜酸細(xì)胞陽離子蛋白、IgE等[11]。許多研究還顯示,過敏性結(jié)膜炎患者淚液樣本中IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IL-13、γ 干擾素、TFN-α 的濃度均有不同程度的增高[12]。有人發(fā)現(xiàn),春季角結(jié)膜炎患者淚液中MMP-1、MMP-9 的水平和活性明顯增加[13]。總而言之,大量實驗表明過敏性結(jié)膜炎患者淚液中促炎細(xì)胞因子的數(shù)量較正常人更多,故而在干預(yù)時要以遠(yuǎn)離變應(yīng)原和抗炎治療為主。
甲狀腺相關(guān)性眼病(thyroid associated ophthal mopathy,TAO)是由甲狀腺功能障礙引起的自身免疫性疾病,是成人常見的眼眶病。近年來,為更好地評估TAO 的活動性及分層,許多學(xué)者對TAO 患者的淚液進(jìn)行分析。有人經(jīng)過一系列檢測發(fā)現(xiàn)在TAO患者的淚液樣本中有多種細(xì)胞因子的表達(dá)升高,如IL-1β、IL-2、IL-6、IL-18 和TFN-α。Huang 等[14]在研究中發(fā)現(xiàn),活動期TAO 組淚液中IL-6、IL-8 的水平明顯高于靜止期TAO 組及正常對照組;活動期TAO 組與靜止期TAO 組TNF-α 的水平均明顯高于正常對照組;與正常對照組相比,活動期TAO 組的IL-17 水平更高,靜止期TAO 組的IL-2 水平更高。Song 等研究發(fā)現(xiàn),TAO 患者淚液中CD40、CD40 配體、IL-21、IL-6 和巨噬細(xì)胞炎癥蛋白3α 的表達(dá)增加,而GM-CSF、IL-1SRI 和IL-13 表達(dá)下降。Chen等研究發(fā)現(xiàn)TAO 患者眼淚樣本中含量較正常人更高的組分有IL-15 和IL-17。Cai 等也展開了類似研究,并發(fā)現(xiàn)靜止期IL-7 的含量最高,活動期則恰好相反。由此得出的結(jié)論是,IL-7 在眼表免疫平衡中扮演著重要角色。以上研究表明,炎癥損傷是TAO 眼表病變的主要誘發(fā)因素。此外,江利紅等[15]發(fā)現(xiàn)TAO 患者淚液中的溶菌酶數(shù)量較正常人更多,同時乳鐵蛋白水平上調(diào)。由此得出,它們可能參與了TAO 的炎癥反應(yīng)。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,氧化應(yīng)激反應(yīng)可引起組織損傷,加速炎癥的進(jìn)展。Aass 顯示,TAO 患者淚液中有多種蛋白的水平失調(diào),這些蛋白可能有助于更好地了解TAO。尤其是溶菌酶C、催淚蛋白、抗白蛋白酶和鋅結(jié)合α2- 糖蛋白1 的上調(diào)提示淚腺會參與TAO 的發(fā)病。以上研究結(jié)果提示,TAO 患者的淚液成分可以幫助人們更好地揭示本病的形成原理、可作為早期疾病診斷的生物標(biāo)志物,并啟發(fā)我們探索新的TAO 治療方案。
圓錐角膜(keratoconus,KC)是我國重要的致盲性眼病之一,危害性較大。該病的病因復(fù)雜,治療困難,預(yù)后效果差。有研究指出,探討用于KC 早期診斷的生物標(biāo)志物將對臨床干預(yù)本病有重要意義。You 等[16]研究發(fā)現(xiàn),KC 患者淚液中糖蛋白類分泌型卷曲相關(guān)蛋白-1(secreted frizzled-related-protein-1,SFRP-1)的水平顯著降低。Jun 等[17]發(fā)現(xiàn)KC 患者淚液中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]發(fā)現(xiàn)KC 患者淚液中角蛋白Ⅱ型細(xì)胞骨架1、血清清蛋白、免疫球蛋白γ-1、載脂蛋白A1 等的表達(dá)減少,與此同時,樣本中溶菌酶C、脂蛋白的表達(dá)增加,因此推測這些蛋白與KC 的形成有關(guān)。Pannebaker 等[19]做了更進(jìn)一步的研究,結(jié)果表明,KC 患者M(jìn)MP-1 的表達(dá)增加,推測一些特征性蛋白質(zhì)也參與了KC 的發(fā)生和發(fā)展,但是這些蛋白如何作用于KC 的發(fā)生和發(fā)展仍需要進(jìn)一步探討。Balasubramanian 等研究發(fā)現(xiàn),KC 患者眼淚中組織蛋白酶B 的水平會升高3 倍多,而聚合免疫球蛋白受體的數(shù)量則明顯減少,纖維蛋白原α 鏈的水平明顯下降,抑素s 和胱抑素SN 的含量也顯著降低。有研究人員指出,角蛋白1 型細(xì)胞骨架14 僅存在于KC 患者的眼淚中。他們認(rèn)為淚液中蛋白質(zhì)的變化(即蛋白酶抑制劑含量的降低以及蛋白酶含量增多)可反映KC 所涉及的分子機(jī)制,為KC 的治療及預(yù)防提供指導(dǎo)。Shetty 等發(fā)現(xiàn)KC 患者淚液中MMP-9 和IL-6 水平較高,并提出環(huán)孢素A 可用于治療KC。Sorkhabi 等發(fā)現(xiàn)KC 患者淚液中IL-10 的水平明顯低于對照組,而IL-6、IL-1β、IFN-γ 則明顯增加,表明KC 的發(fā)病機(jī)制可能涉及復(fù)雜的慢性炎癥事件。以上關(guān)于KC 淚液分析的研究都為KC 的診斷和治療提供了新的思路,但是具體的治療方案仍需要大量的實驗論證。
青光眼是不可逆性失明的重要影響因素,早期診斷仍缺乏有效途徑。Pieragostino 等[20]在研究中發(fā)現(xiàn),與正常對照組相比,未接受治療原發(fā)性開角型青光眼(POAG)患者的淚液中有25 種上調(diào)蛋白。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),這些蛋白直接參與了炎癥反應(yīng)、自由基清除等過程。經(jīng)前列腺素類似物(PGA)治療后,POAG 患者的淚液中有12 種上調(diào)蛋白被下調(diào)。Roedl等[21]發(fā)現(xiàn),POAG 患者淚液中同型半胱氨酸含量較正常人更多,這表明淚液中同型半胱氨酸含量較高可能是青光眼發(fā)生的危險因素。Ghaffariyeh 等[22]對正常眼壓性青光眼(normal-tension glaucoma,NTG)和健康對照組淚液中的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brainderived neurotrophic factor,BDNF)進(jìn)行測定發(fā)現(xiàn),相比于健康對照組,NTG 患者淚液中BDNF 的含量較低,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義;由此可見,眼淚中的BDNF 可能是早期檢測NTG 的有效生化標(biāo)志物。Wong 等通過鑒定124 種淚液蛋白發(fā)現(xiàn),長期使用抗青光眼藥物的患者(藥物治療組)與非藥物治療組比較,S100-A9、S100-A8 的水平顯著增加,干預(yù)時間不足一年患者的淚液樣本中脯氨酸豐富蛋白4 的含量較少。此外還發(fā)現(xiàn),患者若使用局部抗青光眼藥物1年以上,其眼表發(fā)生炎癥反應(yīng)的概率更高,這一研究結(jié)論對青光眼的干預(yù)具有重要意義。
綜上所述,淚液成分檢測可用于多種眼部疾病的病因研究、輔助診斷、治療和治療監(jiān)測,進(jìn)而改善患者的生活質(zhì)量。需要指出的是,盡管目前部分眼科疾病的淚液成分檢測仍缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),但隨著蛋白質(zhì)組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)與代謝組學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展以及相關(guān)研究的不斷深入,淚液成分檢測有望成為眼科疾病診療的重要步驟。淚液成分檢測有著許多優(yōu)點,如淚液標(biāo)本采集無創(chuàng)、所需淚液樣本少、檢測準(zhǔn)確性高、檢測速度快、操作簡便、經(jīng)濟(jì)可靠等。因此,淚液成分檢測有良好的臨床應(yīng)用前景,值得在臨床上大力推廣。