四環素類藥物治療非感染性眼表疾病的研究進展

劉明之，肖啟國

非感染性眼表疾病是一類由非感染性病因引起的眼表疾病，如免疫性、代謝性疾病及化學物質引起化學傷等，眼表慢性炎癥、新生血管形成及眼表鱗狀上皮化生是其共同的病理改變。四環素類藥物除了具有廣譜抗菌作用外還有抗炎、抗新生血管、抑制淋巴管形成及炎癥性鱗狀上皮化生等作用，因而其在非感染性眼表疾病的應用越來越受到重視。本文就四環素類藥物在非感染性眼表疾病的研究進展進行綜述。

1四環素類藥物抑制眼表炎癥反應

很多非感染性眼表疾病例如干眼、粘膜類天皰瘡、Stevens-Johnson綜合征、和角膜化學傷/熱灼傷、翼狀胬肉等通常表現為眼表的慢性炎癥。炎癥是許多非感染性眼表疾病的基本病理過程及核心發病機制，可以破壞淚膜的穩定性，觸發眼表炎癥及免疫的循環反應，促進眼表新生血管形成、鱗狀上皮化生，推動疾病不停地發展，同時炎癥也是引起眼部紅、癢、疼痛、干澀等眼部不適癥狀甚至導致視力障礙的主要原因。已有研究證實四環素類藥物能有效治療眼表炎癥性疾病，例如瞼板腺功能障礙(Meibomianglanddisease,MGD)[1, 2]、復發性角膜糜爛[3, 4]、后部瞼緣炎[5]等。目前關于四環素類藥物抑制眼表炎癥反應的機制主要為以下方面：1)抑制IL-1β、IL-6、TNF-α等炎癥因子的產生。ZhenZhang等[6]研究發現0.1%的多西環素能顯著減少角膜IL-1β、IL-6、TNF-α、MMP-9、巨噬細胞炎性蛋白-2及中性粒細胞趨化因子等炎癥因子的產生從而顯著改善苯扎氯胺誘導的小鼠干眼的眼表炎癥。付馨余等[7]研究發現多西環素能顯著抑制角膜堿燒傷大鼠TNF-α及IL-1的表達。(2)抑制基質金屬蛋白酶(matrixmetalloproteinases，MMPs)活性。某些炎性介質有促進MMPs表達的作用，而MMPs能降解細胞外基質，細胞外基質和基膜的降解可進一步加重炎性細胞的浸潤范圍，從而加重炎性反應。Hyun-SeungKim等[8]的研究發現多西環素能顯著抑制TGF-β1誘導的MMP-9的產生和Smad、c-Jun、JNK、ERK和p38MAPK信號通路的活性。這一發現表明多西環素抑制TGF-β1誘導的MMP-9的產生和活性可能是通過Smad和MAPK信號通路。眼紅斑狼瘡是一種主要影響瞼緣的慢性炎癥性疾病。MarkoM??tt?等[9]的研究發現眼紅斑狼瘡患者的淚液中MMP-8水平增高，服用多西環素后MMP-8水平顯著下降，并且主觀癥狀明顯減輕，表明多西環素能通過抑制MMP-8的表達減輕炎癥反應。3)誘導炎癥細胞凋亡。細胞凋亡是一種由多種基因調控的細胞自主有序的死亡,對清除損傷細胞有積極的作用。有研究表明多西環素能下調堿燒傷大鼠角膜NF-κB、bcl-2基因的表達，表明四環素類藥物可能通過誘導炎癥細胞凋亡發揮抗炎作用[10]。

2四環素類藥物抑制角膜新生血管形成

2.1角膜新生血管形成機制 生理狀態下角膜透明無血管，在某些病理狀態如炎癥、堿燒傷等病理因素的刺激下，血管滲透性增加，炎性細胞發生聚集和遷移，內皮細胞激活并遷移到細胞外間質并增殖，進而形成新的管腔。MMPs能降解細胞外基質成分，促進血管內皮細胞向受損部位遷移，在新生血管形成過程中是最主要的促血管生成因子[11]。MMP-1源于角膜，能夠降解I、II、III型膠原[12]。MMP-2和MMP-9也被稱為明膠酶A和明膠酶B，它們能降解IV型膠原，而IV型膠原能形成絲狀結構和基底膜，在促進新生血管形成中起重要作用。另外，還有研究表明MMPs能釋放生物學物質激活細胞外的血管內皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)[13-15]。VEGF是主要的促血管生成因子之一,可刺激血管內皮細胞通透性改變,引起血管內皮細胞遷移和增殖。

2.2四環素類藥物抑制角膜新生血管形成的機制 目前研究認為，四環素類藥物抑制角膜新生血管形成的主要機制是抑制MMPs活性。四環素能與MMPs酶活性中心的金屬離子Zn2+結合形成螯合物，競爭性抑制MMPs與Zn2+結合的催化活性位點，從而阻斷MMPs降解膠原等細胞外基質，進而抑制新生血管的形成。也有觀點認為四環素類藥物抑制角膜新生血管的機制與抑制眼表炎癥反應有關[16]。有研究發現對角膜堿燒傷小鼠模型腹腔注射高劑量米諾環素(60mg·kg-1)可顯著抑制堿燒傷誘導的小鼠角膜新生血管形成，并且角膜VGEFR1、VEGFR2、bFGF等促血管生成因子明顯減少，這表明四環素類藥物可能通過下調促血管生成因子及其受體的表達抑制角膜新生血管形成[17]。多西環素聯合貝伐單抗治療能有效減少單獨應用貝伐單抗引起的角膜潰瘍加重、角膜愈合延遲等副作用[18]。將來在臨床上有望將兩種藥物聯合應用從而在發揮最大治療效果的同時減少副作用的發生。

3四環素類藥物抑制淋巴管形成

淋巴管系統在正常生理狀態下有多種功能，包括維持體液平衡，免疫監視，脂質吸收和炎癥的處理。在正常情況下，角膜沒有血管及淋巴管。然而，多種病理機制會誘導角膜淋巴管生成，例如角膜慢性炎癥，角膜化學傷及角膜移植。角膜淋巴管生成涉及到淋巴管內皮細胞的增殖、遷移、粘附、細胞外基質的相互影響。Hai-TaoDu等[19]的研究發現MMP-2和MMP-9的特異性阻斷劑SB-3T能抑制大鼠角膜縫線誘導的淋巴管形成，這表明MMPs能促進角膜淋巴管形成。LonghuiHan等[20]研究發現多西環素能顯著抑制炎癥誘導的淋巴管生成，同時伴隨著VEGF-C信號通路顯著下調、巨噬細胞浸潤減少及炎癥因子表達減少、MMPs的活性被抑制，表明四環素類藥物抑制眼表淋巴管形成的機制可能與抑制VEGF-C信號通路、巨噬細胞的功能及MMPs的活性有關。

4四環素類藥物抑制鱗狀上皮化生

鱗狀上皮化生常發生于眼表慢性炎癥浸潤期，是多種眼表炎癥性疾病包括干眼的顯著特征[21]。慢性炎癥易引起眼表上皮信號通路的激活從而導致鱗狀上皮化生。YehuiTan等[22]發現在空氣暴露培養的結膜組織炎癥和鱗狀上皮化生模型中β-catenin出現顯著核易位，以及P-β-catenin顯著下調，預示著Wnt信號通路在結膜炎癥性鱗狀上皮化生過程中被激活。鱗狀上皮化生也可能引起分泌淚液的細胞缺乏從而反過來加重炎癥反應。異常分化是鱗狀上皮化生的重要特征，常常導致由非角化復層鱗狀上皮向非分泌型角化上皮的轉變。上皮特異性K10蛋白的出現、Pax6的低表達及柱狀細胞丟失都表明上皮細胞失去了其分泌功能并且已經被鱗狀上皮細胞所替代[22, 23]。QiguoXiao等[24]通過在氣-液交界面培養人結膜組織8天以上建立體外結膜炎癥和鱗狀上皮化生模型研究米諾環素對炎癥和鱗狀上皮化生的影響。通過免疫印跡法檢測K10、MUC5AC及Pax6，發現K10低表達及Pax6良好表達，MUC5AC維持在低水平，IL-1β、TNF-α和MMP-9的表達降低，表明米諾環素能抑制IL-1β、TNF-α和MMP-9等炎癥因子的表達和鱗狀上皮化生。

5四環素類藥物在眼表疾病中的臨床應用及效果評價

目前四環素類藥物在眼科主要用于治療蒸發過強型干眼、嚴重MGD及伴有酒渣鼻或繼發角結膜病變的患者，且取得了較好的效果，但是尚缺乏一級證據支持使用。Lee等[25]進行了一項隨機、前瞻性試驗評估米諾環素對60位有MGD的病人的影響。在本次實驗中，研究者們對接受人工淚液或人工淚液聯合米諾環素(50mgbid)治療的患者評估其眼表疾病指數評分、淚膜破裂時間，Schirmer試驗、角膜熒光染色、超聲生物顯微鏡檢查瞼緣和瞼板腺。口服米諾環素的患者所有測量指標均比僅使用人工淚液的患者明顯改善。Zandian,M等[5]比較了局部使用阿奇霉素滴眼液和口服多西環素治療后部瞼緣炎的癥狀和體征改善情況，結果發現口服多西環素和局部使用阿奇霉素滴眼液對后部瞼緣炎在改善主觀癥狀上有相似的效果。然而，多西環素在改善客觀癥狀例如眼表熒光著色、瞼板腺開口阻塞上比阿奇霉素更有效。口服多西環素或米諾環素已經被英國眼科學家作為治療慢性MGD處方中的一部分，但是其推薦劑量目前還未達成一致意見，MichaelJ.Doughty[1]回顧性分析了多西環素和米諾環素治療MGD的效果極其在血液和組織中的藥物動力學，發現這兩種抗生素在治療MGD時相對較低劑量(100mg的多西環素或者50mg的米諾環素)即可有效。未來在四環素類藥物治療眼表疾病的合適劑量上還有待進一步研究。

6問題與展望

目前四環素類藥物雖然在體外實驗及動物實驗中取得了較好的效果，但是在臨床上的研究及應用還比較局限。由于全身使用四環素藥物會產生皮膚病并發癥(包括光敏反應和皮膚損傷)、胃腸道副作用(嘔吐、腹瀉、消化不良)、影響骨和牙齒生長等不良反應，為避免大劑量四環素類藥物對人體產生的毒副作用，將其制作成合適濃度的滴眼液或眼膏可能更理想，但是由于四環素類藥物呈酸性、水溶性及角膜穿透性不佳且見光易分解變質，因此將其制成合適的眼用劑型還有待研究。