结膜松弛症泪液学研究进展
结膜松弛症(conjunctivochalasis)是指结膜过度松弛堆积在眼球与下睑缘、内眦、外眦部之间引起眼表泪液学异常,并伴有眼部不适等症状的疾病。结膜松弛症是眼科中常见的疾病。
有关结膜松弛症的文献,在不同的历史时期所关注的问题都有所不同,Daniel Meller等曾经回顾编辑了有关结膜松弛症的文献,根据结膜松弛症的严重程度相关的临床表现为特征将其分为早期、中期、晚期三个阶段:早期的研究(1908~1942)侧重于严重的结膜松弛症导致的眼球暴露的问题。中期(1984~1989)的文献则关注中度结膜松弛症造成泪液清除障碍的问题。晚期(1990~1995)的文献关心的问题则是轻度结膜松弛造成不稳定泪膜,但不能确定结膜松弛症是否与干眼病相关,也不清楚它是否就是病因。近期(1996~2003)的文献主要针对结膜松弛症作一系统的研究,2000年DeQuan Li报告了结膜松弛症与MMPs的过度表达和增生活跃有关。张兴儒课题组于1999年开始对结膜松弛症进行观察,明确了结膜松弛症是造成溢泪的原因之一,手术切除松弛结膜治疗溢泪有效。2001年张兴儒提出了结膜松弛症的新概念以及临床分级标准,并通过放射核素动态显像评估结膜松弛对泪液排泄系统的影响,客观地证实了结膜松弛症中泪液排泄系统功能不全,泪液排泄延缓。
泪膜的稳定性是由脂质层、水液层、黏蛋白层以及泪液动力学等共同维持。结膜松弛症患者松弛结膜堆积在下睑缘影响泪河形成和睑板腺口脂质分泌,不仅使泪液排泄延缓,也使泪膜形成异常。另外,在瞬目时,由于结膜过度松弛,至上睑缘不能正常接触到下睑缘,不能将黏蛋白正常带到眼表,可能影响黏蛋白在眼表的分布,引起泪膜的不稳定。泪液中的有形成分中90%以上为蛋白质,包括酶类和细胞因子,目前已知的泪液蛋白质有60余种。泪液的蛋白质成分在眼表免疫防疫系统中起着重要的作用,包括溶菌酶、各种免疫球蛋白、乳铁蛋白、补体系统等。
一、 结膜松弛症泪液学检查方法
1. Schirmer1试验·用Eaglevision的Color BarTM Schirmer 5 mm×35 mm大小的标准泪液试纸,首段5 mm处反折,置于下睑中外1/3交界处的睑结膜囊内,操作须轻柔以避免引起周围感觉型泪液分泌。
2. 基础Schirmer试验·1%丁卡因滴眼30秒后,以沾湿5%丁卡因棉签置于睑球之间2 min,再用湿棉签吸干余泪,待反应性充血消失(约在局麻后5 min)后置放Color BarTM Schirmer 5 mm×35 mm大小的标准泪液试纸,暗室,规范检查。
3. 泪河测量·利用裂隙灯上的微尺,直接观察测量泪河高度。泪河高度测定受到泪膜性质、泪河量的影响,是相对于下睑缘的测量。是一种简单非侵犯性的测定方法。通过照明一薄的光学切面,测量泪棱镜高度分级。正常范围0.2~0.4 mm。测量技术要点:第一注视眼位,眼睑缘中间光亮度尽量低,必要时可用荧光素钠检查能突出泪棱镜,但用量尽量少,因为荧光素钠检查是侵犯性的,可能影响结果。凡泪河<0.2 mm或泪河出现残缺不全、不规则、断裂、干涸者为异常。
4. 泪膜破裂时间(break up time, BUT)测定·2%荧光素滴眼,规范检查,连续测定BUT三次,取其平均值计算。
5. 荧光素活体染色·BUT测定后,待泪液中荧光素褪色,规范检查,按Bijsterveld评分方法统计。三个区域的总分为0~9分,总分>3分为异常。
6. SPECT检查方法·患者面对γ闪烁摄影仪前正坐,用每10 μl无菌生理盐水含有放射性核素锝(99mTcO-)0.37MBq(1 mci=37 MBq)配制液,用微量注射器轻柔滴于眼球
4外上方结膜上,尽力凝视前方,不要闭眼。立即用闪烁扫描仪连续扫描,连续15 min,每10 s摄影一画面,共计90幅。利用敏感区(region of interest, ROI)测量含有99mTcO-之剂
4量变化情况,制成曲线图进行观察。若泪液排泄系统正常,则剂量浓度会随着时间而有规律递减,若泪液排泄系统异常,则剂量浓度时间曲线图将出现异常。利用曲线图可测得t1/2值(median transit time)即剂量浓度减至原来一半时所需的时间。
SPECT是一种在泪液排泄系统生理状态下的非侵害性检查方法,放射性核素锝(99mTcO-)半衰期为6.3 h,发射能量为140 Ker的单一γ射线而且不伴随β射线,能量较
4低,患者所受的辐射量极小。从其发生器洗脱后不需要加工处理,使用方便。不影响泪道的形成和功能,可显示泪液排泄系统何处有延缓淤积现象,能够提供定量分析指标,具有动态性、生理性,操作简单。
二、 结膜松弛症泪液学研究历程
1. 结膜松弛症泪液成分的改变·项敏泓通过泪液羊齿状结晶试验观察结膜松弛症,从组织病理学角度观察泪液中的黏蛋白表达情况,显示结膜松弛症组泪液中羊齿状结晶明显减少,与正常对照组间比较差异有显著意义(P<0.05),且随着结膜松弛症病程的加重,羊齿状结晶减少明显(P<0.05)。客观证实结膜松弛症泪液中黏蛋白异常是导致结膜松弛症患者泪膜功能异常的重要因素(图2-3)。
羊齿状结晶Ⅰ级(正常对照组)
羊齿状结晶Ⅱ级(正常对照组)
图2-3 泪液羊齿状结晶图
刘祖国等利用H4蛋白芯片结合表面加强激光解析离子化-飞行时间-质谱(surface enhanced laser desorption ionization-time of flight-mass spectrometry, SELDI-TOF-MS)技术,对2例结膜松弛症、5例非干燥综合征水液缺乏型干眼、7例正常对照组的泪液进行蛋白质组分析。14份泪液在分子量为3 954、3 697、4 044、5 177、5 333、7 333、82 000、14 000处均出现蛋白峰,高度不等。在3 320处,1例结膜松弛症和4例正常对照者出现蛋白峰值,而所有干眼患者均无此蛋白峰。在3 375、3 450处,2例干眼和所有正常对照者出现蛋白峰,但结膜松弛症者未出现。在3 515处,1例结膜松弛症、2例干眼和4例正常对照者出现蛋白峰。
H4蛋白芯片结合SELDI-TOF-MS技术检测泪液得到的质谱图重复性较好,结膜松弛症和非干燥综合征水液缺乏型干眼患者泪液中可能有某些蛋白质的缺少,并有可能存在某些特异性蛋白质,需要进一步大样本研究。
张兴儒用Shotgun方法检测泪液蛋白质。结膜松弛症组泪液中共有蛋白质356个,正常人泪液中共有蛋白质352个,两组中有119个蛋白质相同。对泪液中蛋白质按GOA分类后发现结膜松弛症组中出现的部分调节凋亡相关蛋白质、凋亡相关蛋白质及炎症反应相关蛋白质在正常对照组中缺失,并且在结膜松弛症泪液中发现了防御素。结膜松弛症患者泪液中的特异性成分提示结膜松弛症可能与细胞凋亡和炎症有关(图2-4~图2-8)。
项敏泓等通过ZipTip联合基质辅助的激光解吸质谱(MALDI-2TOF-2MS)方法研究结膜松弛症患者和正常人的泪液中的质谱差异,2组泪液的质谱检测峰在数量上差异无统计学意义(P>0.05),主成分分析结合偏最小二乘法分析显示结膜松弛症组泪液蛋白质表达与正常对照组比较有差异,结膜松弛症组泪液蛋白质表现为“离群”样本,且离群分散度较大的样本为结膜松弛症Ⅳ级的患者。本研究提示结膜松弛症组与正常对照组泪液蛋白质存在差异,尤其在小分子蛋白质方面(图2-9)。
图2-4 结膜松弛症组和正常对照组泪液蛋白质HPLC的基础峰值图
图2-5 结膜松弛症组中低表达的防御素-1(defensin-1)的质谱图
图2-6 按泪液蛋白质生物过程的GOA分类
图2-7 按泪液蛋白质细胞定位的GOA分类
图2-8 按泪液蛋白质分子功能的GOA分类
图2-9 两组泪液蛋白质线性质谱数据的PCA分析图(红色为结膜松弛症组,蓝色为正常对照组)
项敏泓等使用液体芯片-飞行时间质谱技术检测结膜松弛症患者和正常人的泪液样本,绘制蛋白质质谱图,比较2组的差异,筛选出结膜松弛症显著异常表达的蛋白。经ClinProt磁珠纯化、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析及ClinProTools生物信息学软件研究其泪液蛋白表达谱。2组共检测发现了77个蛋白质峰,其中13个蛋白质峰差异有统计学意义(P<0.05)。其中质荷比(m/z)为1 632.48和3 401.87者为差异蛋白质,能较好地鉴别结膜松弛症组和正常对照组。1 632.48在结膜松弛症组中低表达,3 401.87在结膜松弛症组中异常高表达(图2-10,图2-11)。
图2-10 差异蛋白质1 632.48。绿色:结膜松弛组样本;红色:正常对照组样本
A:堆叠图;B:平均谱图
图2-11 差异蛋白质3 401.87。绿色:结膜松弛组样本;红色:正常对照组样本
A:堆叠图;B:平均谱图
2. 结膜松弛症泪液分泌的改变·结膜松弛症造成泪溢的主要原因,一是松弛结膜机械性阻碍了泪液的流向。二是松弛结膜直接堵塞了下泪小点开口处,使泪液排泄障碍。三是松弛结膜早期反射性引起泪液分泌亢进。
1984年Bosniak首次提出结膜松弛症可引起流泪。1986年Don Liu通过对15例结膜松弛症研究后提出,结膜松弛症患者流泪是由于影响泪河形成和(或)堵塞下泪小点开口处而引起。
Wang等观察Ⅲ级鼻侧结膜松弛症11眼与16只正常眼。鼻侧结膜松弛症患者泪液清除延缓,泪液中含有大量炎性细胞因子,包括白细胞介素-1β,肿瘤坏死因子α表达水平升高。结膜杯状细胞密度下降,MUC5AC mRNA表达水平下降。结膜松弛症的发病机制中炎症反应和睑板腺炎起着一定作用。Erdogan-Poyraz等报道结膜松弛症影响泪小点泪液排除可引起溢泪。75例中56例(75%)有溢泪,47例(63%)泪小点被堵塞,54例(72%)荧光素消除试验(FCT)推迟。泪小点堵塞在泪液清除延缓起着重要作用,并导致溢泪。
周蓓等观察Ⅲ级以上单纯CCh患者11例(21眼)和伴有水液缺乏的CCh患者4例(6眼),单纯CCh患者手术前泪溢和视物模糊及分泌物增多发生率分别为52.38%和71.43%,这与多余的结膜明显堆积在眼球与下睑缘、内外眦部之间,全部或部分挤占下泪河,阻碍了泪液流向泪湖,甚至直接堵塞了下泪小点开口,导致泪液排泄障碍,泪液清除延缓有关,松弛的结膜反射性引起泪液分泌亢进也使泪溢加重。另外,泪液清除延迟也伴有的黏性泪液清除率的延迟,黏液聚集;泪液清除率延迟导致炎性细胞因子的产生,眼表长期炎性分泌物增多,加上下泪河上方形成的凸起异位泪河造成视物干扰、视物模糊、分泌物增多也成为CCh的主要症状。并推测松弛结膜堆积在下睑缘影响睑板腺分泌脂质,导致脂质屏障功能障碍,泪膜稳定性下降,泪液蒸发过快。本研究患者大部分伴有点状、线状角膜上皮缺损,在单纯CCh组几乎都出现在下方角膜非暴露区、结膜松弛区、接近睑缘区域,而伴有水液缺乏型干眼(ATD)的CCh组患者角膜上皮缺损除上述区域外在暴露的睑裂区最多。泪河半月板的中断或消失,使松弛结膜上方的泪膜不稳定,加上多余的结膜在瞬目时机械性刺激角膜表面或睑缘,造成微小损伤,角膜结膜荧光素点状、线状染色。王晓春等研究发现结膜松弛症患者泪膜破裂时间明显短于健康对照组,结膜松弛症患者角膜荧光素染色得分明显高于健康对照组,研究证实了结膜松弛症患者眼表和泪液的改变。
为了观察结膜松弛症与溢泪的关系,张兴儒等通过对24例结膜松弛症与溢泪关系的研究,提出结膜松弛症引起溢泪的原因主要是:① 松弛结膜机械性地阻碍了泪液的流向。② 松弛的结膜直接堵塞了下泪小点开口处,使泪液排泄障碍。③ 松弛结膜刺激眼表,早期反射性引起泪液分泌亢进。新月形手术切除松弛结膜后患者溢泪明显改善。
张兴儒对结膜松弛症组与对照组各20例(40眼)的泪液学观察,结膜松弛症组与对照组Schirmer 1试验和基础Schirmer试验比较,差异均无显著意义,在基础Schirmer试验中,结膜松弛组基础泪液分泌(8.70±5.05)mm较对照组(10.45±4.19)mm少。虽然差异无显著意义,但t值1.68,已接近统计学意义。结膜松弛症泪液学改变可能是以基础泪液减少为主,但也存在反射泪液分泌增多的因素,可能是松弛结膜刺激眼表和睑缘引起反射泪液分泌增多。在临床上也观察到部分结膜松弛症患者早期出现流泪,后期不流泪,可能是后期已经耐受了松弛结膜的刺激和(或)角膜、结膜的知觉敏感度下降,使反射性泪液分泌减少和(或)反射性泌泪功能失代偿使反射泪液分泌减少。
结膜松弛症组与对照组泪膜破裂时间比较,差异有显著意义(P<0.05)。可能是松弛结膜堆积在下睑缘影响泪河使泪膜形成异常,松弛结膜堆积在下睑缘也可能影响睑板腺分泌口分泌脂质,引起泪膜中脂质异常,造成泪液成分异常、泪液脂质层功能减退、泪液易蒸发、泪膜破裂时间缩短。在瞬目时,由于结膜过度松弛,上睑缘不能正常接触下睑缘,可能影响黏蛋白在眼表的分布,不能将黏蛋白正常带到眼表,黏液缺乏易影响泪膜的稳定性,引起泪膜的不稳定,BUT下降。松弛结膜堆积在眼球与下睑缘及内、外眦部之间,形成皱褶,突出于眼表曲面,影响泪液的流动和泪河的形成。结膜松弛症组泪河异常者较对照组多,差异有显著意义(P<0.01)。结膜松弛症手术后与对照组比较,差异无显著意义(P>0.05)。手术切除松弛结膜后泪河得到明显改善。
为了观察结膜松弛症与溢泪的关系,张兴儒等选择24例46眼结膜松弛成皱褶夹在眼球与下睑缘之间,阻碍泪河形成和(或)堵塞下泪小点开口处,造成患者溢泪的病例进行系统观察,新月形手术切除松弛结膜后患者溢泪明显改善,术后8周,患者自觉溢泪治愈者达39.1%,改善者39.1%,总有效率78.2%,室内观察溢泪治愈者78.2%,随着时间的延长,疗效提高,提出手术切除松弛结膜治疗溢泪疗效显著的论点。
三、 结膜松弛症泪液排泄的改变
为了客观评估结膜松弛症对泪液排泄系统的影响,利用99mTc-SPECT检查-动态观察结膜松弛症泪液排泄系统。
1. 动物实验·不同浓度放射核素99mTcO4-滴兔眼SPECT显像及对球结膜损伤的安全性研究。
李青松等首先通过动物实验对21只新西兰白兔滴5 μCi/0.01 ml、10 μCi/0.01 ml、50 μCi/0.01 ml、100 μCi/0.01 ml、500 μCi/ 0.01 ml、1 mCi/0.01 ml 6种不同浓度核素99mTcO-进行泪道显像,并将球结膜进行
4光镜及电镜观察,寻求并确定了10 μCi/0.01 ml放射核素99mTcO-无论从显
4像清晰程度还是从对细胞的损害而言都是所应选择的最低安全有效浓度,可用于临床结膜松弛症泪液排泄系统的研究(图2-12)。
图2-12 放射性核素99mTcO4-(10 μCi/0.01 ml)兔眼泪道显像
用5 μCi/0.01 ml、10 μCi/0.01 ml、 50 μCi/0.01 ml、100 μCi/0.01 ml、500 μCi/ 0.01 ml、1 mCi/0.01 ml 6种不同浓度放射性核素99mTcO-滴兔眼,检测99mTcO-SPECT
44显像;并通过用泪道栓子阻塞兔眼泪小管来建立结膜松弛症泪小点阻塞的动物模型,对照分析不同浓度99mTcO-滴眼兔眼球
4结膜光镜和电镜的组织病理学变化。
在预定的几种浓度中,用5 μCi/0.01 ml浓度放射性核素99mTcO-滴于兔眼颞上方
4结膜,泪道显像图像模糊;10 μCi/0.01 ml浓度放射性核素99mTcO-滴兔眼颞上方结膜,
4泪道即清晰显像。50 μCi/0.01 ml及更大浓度99mTcO-兔眼泪道亦显像清晰,与10 μCi/
4 0.01 ml浓度99mTcO-显像无明显差异。
4
组织病理学观察10 μCi/0.01 ml浓度99mTcO-的兔眼球结膜上皮细胞无损伤(图
4 2-13,图2-14),超微电镜观察与正常兔眼球结膜上皮细胞层次结构无明显差异。但50 μCi/0.01 ml、100 μCi/0.01 ml、500 μCi/ 0.01 ml、1 mCi/0.01 ml浓度99mTcO-对兔眼球结
4膜都有不同程度的损伤(图2-15~图2-18)。
图2-13 99mTcO4-(10 μCi/0.01 ml)浸润的球结膜显示局部纤维较短细,排列疏松(HE染色,×100)
图2-14 99mTcO4-(100 μCi/0.01 ml)浸润的球结膜显示上皮细胞退变脱落,排列紊乱,纤维细胞明显
减少,纤维断裂呈颗粒状(HE染色,×200)
图2-15 99mTcO4-(10 μCi/0.01 ml)浸润的结膜上皮细胞有4层结构,其表层可见微绒毛数量少(透射电镜,×4 800)
图2-16 99mTcO4-(100 μCi/0.01 ml)浸润的结膜见3层复层上皮细胞,部分上皮细胞内出现网状板层
样结构(透射电镜,×4 800)
图2-17 99mTcO4-(1 mCi /0.01 ml)浸润的结膜复层上皮细胞深层脱落,仅残留1~2层复层上皮细胞,细胞间隙增大,表面大量细胞碎片(透射电镜,×4 800)
图2-18 99mTcO4-(1 mCi /0.01 ml)浸润的结膜成纤维细胞大部分坏死融解,胶原原纤维密集排列(透射电镜,×4 800)
10 μCi/0.01 ml浓度放射性核素99mTcO-显像清晰,与50 μCi/0.01 ml及更大浓度
499mTcO-显像清晰度无明显差异,病理学无明显改变,为用于结膜松弛症泪道显像的最低
4安全浓度。
2. 临床实验·结膜松弛症泪液排泄系统99mTc-SPECT动态显像临床研究。
用动物实验所得的99mTcO-的最低安全有效浓度10 μCi/0.01 ml对24例40眼结膜松弛症
4患者(分组每级各10眼)进行动态显像,其中16眼手术切除松弛结膜后再次SPECT显像并观察泪溢情况改善。结果显示随着结膜松弛程度的加重即分级的增加,泪液排泄时间延长即t1/2值(median transit time)增大,Ⅲ、Ⅳ级与正常对照组t1/2值差异有显著性(P=0.000 1),Ⅲ、Ⅳ级与Ⅰ、Ⅱ级t1/2值之间有显著性差异。手术前与手术后t1/2值差异有显著性(P=0.000 1)。客观地评价结膜松弛症对泪液排出的影响。客观地证实了结膜松弛症患者泪液排泄延缓,并且随着病情的严重程度即分级的增加,患者泪液排泄时间延长即t1/2值增大,放射性核素99mTcO4-最低安全浓度10 μCi/0.01 ml眼泪道显像可进行临床辅助诊断。结膜松弛症患者手术后99mTc-SPECT示泪液排泄恢复正常,可作为Ⅲ、Ⅳ级结膜松弛症患者手术疗效的评估方法(图2-19)。
图2-19 结膜松弛症患者检查中睑裂外泪液溢出
张兴儒等通过99mTcO-动态显像观察结膜松弛症对泪液排出的影响,结果显示结膜松
4弛症组t1/2值(292±198)明显大于对照组(110±38),差异有显著性(t=3.58,P<0.01)。结膜松弛症组手术后t1/2值(245±115)s较术前明显缩短(356±189)s,差异具有非常显著性。结膜松弛症时泪液排泄系统功能不全,泪液排泄延缓,手术切除松弛结膜后解除了对泪液排泄系统的影响。结膜松弛症患者松弛结膜堵塞下泪小点时下泪小点不显影,但上泪小点、泪囊显影,说明上泪小点仍然有排泪功能,上、下泪小管功能存在协同作用,故我们常见泪液分泌正常的部分下泪小管堵塞的患者平时无泪溢现象(图2-20~图2-23)。
图2-20 正常泪道显像情况
图2-21 左眼Ⅱ右眼Ⅲ结膜松弛症泪道显像情况
图2-22 左眼Ⅲ级右眼Ⅳ级结膜松弛症泪道显像情况
图2-23 右眼Ⅲ级结膜松弛症术后泪道显像情况
相对客观地证实了结膜松弛症中泪液排泄系统功能不全,泪液排泄延缓。手术切除松弛结膜后解除了对泪液排泄系统的影响,患者的泪溢症状显著改善,室内观察溢泪改善,裂隙灯荧光素滴眼摄影动态观察泪河流动也支持上述结果。
从核医学角度客观证实结膜松弛症患者的发病机理主要为松弛结膜阻塞泪小点,造成泪液排泄障碍,影响泪液流动。
胡琳君等用99mTcO-动态SPECT显像研究结膜松弛症与对照组各8例(16只眼),结
4膜松弛症组按新月形切除松弛结膜,比较两组患者t1/2值和结膜松弛症组手术前后的t1/2值。结膜松弛症组tl/2值(290±187)s明显大于对照组tl/2值(122±43)s,差异有统计学意义(P<0.01)。结膜松弛症组手术后tl/2值(206±103)s较手术前(290±187)s明显缩短,差异具有统计学意义(P<0.01)。这是一种在泪液排泄系统生理状态下的非侵害性检查方法,可显示泪液排泄系统何处有延缓淤积现象,能够提供定量分析指标,利用99mTc-SPECT检查进行临床诊断和手术疗效的评价,相对客观地证实了结膜松弛症中泪液排泄系统功能不全、泪液排泄延缓。