结膜松弛症与炎性因子的研究

第三节 结膜松弛症与炎性因子的研究

结膜松弛症可能是多种因素共同参与的结果,包括年龄、炎性反应、下睑缘张力增高、氧化应激、自身免疫等;炎症参与结膜松弛症的发生发展已被逐步证实。

一、 松弛结膜细胞外基质及Tenon囊降解的发现

松弛结膜切除术中发现结膜基质及结膜下Tenon囊菲薄甚至融解消失,球结膜与筋膜、巩膜黏合力明显下降,这可能是结膜松弛症发病的重要原因。张兴儒等用OCT检测发现松弛结膜上皮及固有层变薄,与筋膜层结合疏松,结膜厚度明显低于同龄的正常对照组(图5-2~图5-5)。

组织病理主要表现为:结膜上皮下组织减少、疏松,筋膜萎缩;固有层间质淋巴细胞、浆细胞浸润,弹性纤维明显减少,胶原纤维变性(图5-8,图5-9);共聚焦显微镜表现为上皮层内较多朗格汉斯细胞球,固有层纤维稀疏不规则(图5-6,图5-7);透射电镜发现松弛结膜胶原纤维稀疏、松散,出现灶性融解、缺失;成纤维细胞数量减少,核-质比增大,胞质内有较多扩张的粗面内质网和游离核糖体,胞质外周区较多衣小泡和吞饮泡等超微结构的改变,提示成纤维细胞合成分泌功能异常(图5-10~图5-13)。成纤维细胞可合成分泌胶原纤维、弹力纤维等细胞外基质成分,在合成和调节细胞外基质成分中起重要作用,结膜成纤维细胞功能状态改变可影响结膜细胞外基质成分的平衡和稳定,或与结膜松弛症的发病机制密切相关。

图5-2 右眼松弛球结膜堆积在眼球与下睑缘之间,皱褶明显,超过泪河高度

图5-3 右眼结膜松弛症新月形切除手术后8周,症状消失,松弛结膜消除,泪河恢复

图5-4 结膜松弛症手术前OCT 4000下可见球结膜上皮层高低不平,上皮细胞层与结膜固有层结合疏松,固有层和筋膜变薄,球结膜厚度136 μm

图5-5 对照组:上皮细胞层细胞排列均匀,与基质边界清楚,上皮细胞层厚度48 μm;球结膜固有层组织均匀,与筋膜结合紧密,边界清楚,球结膜厚度为236 μm

图5-6 共聚焦显微镜下结膜松弛症上皮细胞层内有较多的朗格汉斯细胞球(×800,HRT系列)

图5-7 共聚焦显微镜下结膜松弛症球结膜固有层纤维稀疏不规则(×800,HRT系列)

图5-8 结膜上皮细胞鳞状化增生,上皮下组织减少、疏松,筋膜萎缩,结膜与筋膜、巩膜结合疏松(HE×100)

图5-9 对照组结膜上皮层有较多的杯状细胞,固有层与上皮层结合紧密,固有层组织均匀(HE×100)

图5-10 结膜松弛症病例,胶原原纤维稀疏、松散,局部点状变性

图5-11 结膜松弛症病例,成纤维细胞坏死,周边胶原原纤维断裂、扭曲、排列稀疏、松散,部分缺失

图5-12 对照组胶原原纤维排列整齐、紧密,无扭曲、变性、坏死,成纤维细胞核卵圆,胞质细胞器丰富

图5-13 对照组成纤维细胞核卵圆,胞质细胞器丰富,线粒体数量不多,细胞周边有长胞突,周围胶原原纤维整齐排列

二、 结膜松弛症泪液中炎性因子表达异常

松弛结膜堆积在睑缘,内、外眦部之间,形成皱褶,影响泪液流动、分布、排泄,泪河中断,干扰泪液流向,泪湖无法聚泪或松弛结膜堆积在内眦部阻塞泪小点,泪液清除延迟。泪液中炎性反应相关蛋白含量增加,包括IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10;Erdogan等发现IL-6和IL-8在泪液中的含量与结膜松弛症的严重程度呈平行关系,且伴泪液清除延迟的结膜松弛症IL-6和IL-8升高水平更显著,并与泪液清除延缓程度呈高度一致性。张兴儒等研究结膜松弛症泪液蛋白组学发现结膜松弛症泪液中特有的炎性反应蛋白A1AG和S100-A9,A1AG是炎症和组织损伤的急性反应物,通过促进组织因子表达和单核细胞分泌TNF-α参与细胞炎症反应,A1AG和S100-A9共同参与细胞炎性反应;Acera等也发现泪液中炎症及氧化应激的标志蛋白包括S100-A4、S100-A8、S100-A9的表达量增加,三者均可诱导白细胞的迁移和炎性细胞因子合成释放,S100-A4还能上调MMP-9的合成与表达,提示结膜松弛症与炎性因子相关。Acera等检测到结膜松弛症泪液中pro MMP-9含量较正常组明显升高,松弛结膜切除术后1个月结膜松弛症泪液中的pro MMP-9较术前明显减少,结膜松弛症泪液中降解酶增加。张兴儒等检测到结膜松弛症泪液中调节凋亡相关蛋白和凋亡相关蛋白较正常组增加,并且在结膜松弛症泪液中发现了防御素和乳铁蛋白;刘晔翔等发现结膜松弛症结膜组织表达热休克蛋白增加。结膜松弛症泪液的特异性改变提示结膜松弛症发病机制可能与炎性反应相关。

Eszter等发现重度结膜松弛症泪液渗透压较正常对照组、轻中度结膜松弛症组均明显增加。张兴儒课题组对结膜松弛症患者和干眼、单纯白内障患者泪液渗透压的比较分析发现:结膜松弛症组泪液渗透压较单纯白内障对照组明显升高;与干眼组泪液渗透压无显著差异;并对结膜松弛症泪液渗透压与其临床特征之间的相关性分析结果显示:结膜松弛症泪液渗透压与性别(r=-0.056,P=0.769)、年龄(r=0.164,P=0.387)、角膜荧光素染色(r=0.295,P=0.114)、Schirmer Ⅰtest (r=-0.179,P=0.344)无明显相关;结膜松弛症泪液渗透压与分级(r=0.45,P=0.013)呈正相关;结膜松弛症泪液渗透压与OSDI(r=0.601,P<0.001)呈正相关;结膜松弛症泪液渗透压与BUT(r=-0.603,P=0.001)呈负相关。结膜松弛症泪液排泄延迟,泪液在下穹隆结膜蓄积,泪液中的促炎蛋白等泪液成分浓缩,泪液渗透压升高,形成毒性泪液。高泪液渗透压可损伤角膜、结膜上皮细胞;引起泪液高渗透压性应激性免疫反应,从而导致结膜上皮过度表达HLA-DR和MMPs,引起眼表炎症反应,加重结膜松弛症细胞外基质及Tenon囊的降解,并加重原有眼表炎症,形成恶性循环。

三、 结膜松弛症TSG-6、PTX3、MMPs表达上调及炎性因子的影响

张兴儒课题组及Ping等在研究抗炎因子TSG-6、PTX3对结膜松弛症成纤维细胞表达MMP-1和MMP-3的调控作用中发现:① 组织免疫荧光染色显示TSG-6在结膜松弛症结膜基质层和Tenon囊中的表达明显高于正常组;PTX3在正常结膜基质、Tenon囊均不表达,但在结膜松弛症结膜基质及Tenon囊明显表达。② 体外培养结膜成纤维细胞,检测结膜松弛症成纤维细胞表达TSG-6明显高于正常组;PTX3仅在结膜松弛症成纤维细胞中表达。③ 炎性因子TNF-α、IL-1β明显上调:结膜松弛症和正常结膜成纤维细胞表达TSG-6、PTX3。结膜松弛症泪液中炎性因子水平升高或可解释结膜松弛症结膜组织及成纤维细胞TSG-6和PTX3的高表达,TSG-6和PTX3可能在结膜松弛症眼表发挥抗炎作用;体外培养的结膜松弛症成纤维细胞胞质内、外均可检测到act MMP-1,而正常结膜成纤维细胞仅在胞质内表达pro MMP-1,在加入炎性因子TNF-α或IL-1β刺激后,两组的成纤维细胞表达act MMP-1、act MMP-3均明显上调。因此Ping推测结膜松弛症成纤维细胞的act MMP-1呈内在性上调表达,而正常组则需要外源性加入促炎因子(TNF-α或IL-1β)刺激后才能表达。④ 分别用TSG-6 SiRNA、PTX3 SiRNA干扰结膜松弛症组、正常组结膜成纤维细胞,发现TSG-6 SiRNA、PTX3 SiRNA均可使结膜松弛症和正常结膜成纤维细胞表达MMP-1、MMP-3明显上调;因此Ping认为TSG-6、PTX3在结膜松弛症中可干扰MMP-1和MMP-3的表达,并抑制MMP-1和MMP-3的活化而发挥抗炎作用,进一步提示TSG-6和PTX3或在结膜松弛症眼表发挥抗炎作用。

不论在结膜松弛症还是正常成纤维细胞中,炎性因子均可使TSG-6、PTX3、MMP-1和MMP-3表达上调,而结膜松弛症泪液存在高浓度的炎性因子,提示炎性反应或通过调控TSG-6、PTX-3、MMP-1和MMP-3四个基因的表达,引起其在转录、翻译水平表达失衡,降解酶合成增加,酶活性增强,引起细胞外基质降解,参与结膜松弛症的发病过程。MMPs在结膜松弛症中发挥着重要作用,尤其是活化型,但是目前对结膜松弛症中MMPs的活化机制知之甚少,炎性因子是如何参与MMPs的活化过程,MMPs的活化是通过哪条途径,又是哪些因素促发这一途径等问题均有待进一步研究。

四、 炎性因子与结膜松弛症发病不相关的研究

Norihiko研究松弛结膜组织、正常结膜组织及炎症反应阳性标本:蚕食性角膜溃疡、眼类天疱疮、碱烧伤的结膜组织,免疫荧光检测CD3、CD4、CD8、CD68、HLA-DR、中性粒细胞弹性蛋白酶,结果结膜松弛症组炎性细胞标记物检出率与正常组相似,明显低于阳性对照组,故Norihiko认为炎症在结膜松弛症发病机制中的作用或可忽略;Watanabe等对松弛结膜组织进行病理学观察,发现中性粒细胞、淋巴细胞的数量可忽略不计;Francis的病例中仅13.8%的松弛结膜组织病理存在炎症表现。

但是Erdogan认为上述学者的研究标本都不是来源于结膜松弛症的早期,而是以弹性纤维降解为主要病理表现的晚期,炎性反应则可能在相对早期阶段通过促发MMPs的活化而发挥作用,并引起结膜细胞外基质降解导致结膜松弛症。Ward认为结膜松弛症组织中虽未检测到明显的炎性细胞浸润,但结膜松弛症泪液中炎性因子明显较正常组高,泪液中高水平的炎性细胞因子或可促发NF-κB途径调节的寂静型炎症反应,其表现为组织内炎性因子含量增多,而炎性细胞缺如。

松弛球结膜堆积在睑缘、内、外眦部之间,中断泪河,泪液清除延迟,泪液中炎性因子等积聚,泪液渗透压升高,结膜组织的机械摩擦等因素进一步加重原有的眼表炎症,而眼表炎症的加重或使结膜松弛症进一步恶化。国内外诸多研究表明,结膜松弛症眼表伴有不同程度的角膜炎、睑板腺炎、干眼症以及相关的诸多眼表炎症,炎症或伴随结膜松弛症的发生发展。