配戴角膜塑形鏡對淚液滲透壓及炎癥因子的影響

唐文婷，李佳倩，周里深，李凡杰，喻 謙

0引言

角膜塑形鏡是一種能有效控制青少年近視進展的非手術治療手段[1]，其安全性一直備受關注，尤其是角膜塑形鏡相關的眼表損傷[2-3]。我們的前期研究證實，配戴角膜塑形鏡不會影響淚液基礎分泌，但會引起淚膜不穩定[4]。但其機制尚不明確，有研究認為可能與缺氧、機械損傷、高滲透壓和炎癥反應有關[2，5]。角膜塑形鏡的機械損傷可能通過誘導淚液蒸發和電解質濃度變化使淚液滲透壓(tear film osmolarity，TFO)增高，高滲會造成細胞脫水等形態學改變，同時激活一系列信號轉導通路，誘發炎癥反應和細胞凋亡，造成和加重干眼[6]。炎癥因子激活后釋放到淚液中，導致角膜上皮和基底神經叢損傷[7]。因此評估淚液炎癥因子的水平對于了解眼表損害很重要。這其中白介素-1β(interleukin 1β，IL-1β)、白介素-6(interleukin 6，IL-6)和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α，TNFα)表達尤為重要[8-9]。本研究將配戴角膜塑形鏡和框架眼鏡的患者對比，研究角膜塑形鏡對患者平均非侵入性淚膜破裂時間(average noninvasive Keratograph tear breakup time，NIKBUTav)、TFO、淚液中IL-1β、IL-6和TNFα的長期影響，以及這些變化在治療停止后是否可逆。

1對象和方法

1.1對象采用前瞻性隨機對照試驗。選取2016-05/2019-02在我院眼科門診收治的88例(均取右眼數據)青少年近視患者，年齡10～18(平均14.03±2.52)歲。入選標準:(1)近3mo內未配戴過角膜接觸鏡或進行過相關治療；(2)無配戴角膜塑形鏡的禁忌證；(3)人種為漢族，全身情況正常，無器質性眼疾及眼部手術外傷史；(4)雙眼最佳矯正視力(LogMAR)≥0.04；(5)屈光度檢查：球鏡度-1.00～-5.00D，順規散光≤-1.5D，逆規散光≤-0.75D；(6)BUT≥10s且10mm/5min≤Schirmer Ⅰ test≤30mm/5min；(7)依從性好，能完成按時治療及隨訪。排除標準：(1)眼部或全身疾病不適宜配戴角膜塑形鏡者；(2)既往曾患干燥綜合征等系統性疾病或用藥史(如激素、抗青光眼、阿托品類藥物等)；(3)近3mo內配戴過角膜接觸鏡；(4)衛生習慣不良，不能配合治療及隨訪者；(5)相關藥物過敏。向所有患者及家屬講解試驗過程、可能出現的并發癥及風險，并告知為兩種治療方案隨機入組，強調角膜塑形鏡組戴鏡1a后需停戴角膜塑形鏡4wk，簽署知情同意書。本研究遵循《赫爾辛基宣言》，經成都醫學院第一附屬醫院醫學倫理委員會審批通過。

1.2方法

1.2.1樣本量計算根據結局指標為連續變量的隨機對照試驗樣本估算公式，假設把握度為80%(即設β=0.20)，檢驗水準α=0.05。根據既往研究結果[6]，預計角膜塑形鏡組與框架眼鏡組淚液滲透壓相差在9mOsm/L以上有意義，標準差為15mOsm/L，兩組試驗人數相同，將參數用PASS11.0軟件輸入，得到n1=n2=35，考慮到20%的失訪率，35/0.8=43.75，每組需44例，總樣本量為88例，均納入右眼進行研究。

1.2.2干預方法入選對象根據隨機原則分為角膜塑形鏡組和框架眼鏡組。角膜塑形鏡組配戴夜戴型角膜塑形鏡，材料為Boston XO，試戴及復查均達到理想適配，每日夜間至少戴鏡8h，使用統一的護理液清洗及浸泡鏡片，在戴鏡前用生理鹽水沖洗掉殘留的溶液，摘戴鏡前使用玻璃酸鈉滴眼液潤滑。隨訪期間若有鏡片破損或劃痕較重則及時更換。框架眼鏡組配戴高分子樹脂框架眼鏡，單焦點非球面鏡片。向所有患者強調試驗過程中不能自行使用眼藥水，以及按時戴鏡、復查的重要性，建立微信群按時提醒并及時解答問題，保證戴鏡的安全性。

1.2.3觀察指標隨訪觀察戴鏡后1、3、6mo，1a及停戴4wk的NIKBUTav、TFO、淚液IL-1β、IL-6和TNFα表達。檢查時間統一為8∶00～10∶00am，且在摘鏡后2h內進行。所有的檢查在25℃恒溫，30%濕度的試驗室內，由同一名經過嚴格培訓及考核的醫師按相同順序檢查，檢查時對其設盲。

1.2.3.1 NIKBUTav檢查暗室環境下，使用Keratograph 5M眼表綜合分析儀在患者第2次瞬目后(告知患者勿眨眼，堅持數秒)，設備自動計算并記錄。每眼連續測量3次取平均值。

1.2.3.2 TFO檢查用TearLab Osmolarity系統測量，每眼連續測量3次取平均值。在每次測量之前都使用單劑量生理鹽水校準。測量時囑患者頭向后外側傾斜，眼睛向上注視，用測試芯片在下瞼中外1/3結膜囊處收集50nL淚液，注意避免接觸眼表。當測試筆指示燈熄滅即提示淚液收集成功，將測試筆迅速安置于系統機座上，儀器可直接顯示TFO數值。

1.2.3.3淚液炎癥因子水平檢測囑患者數次瞬目后，用50μL校準毛細玻璃管，同上采集淚液樣本。每例患者在5min內收集15μL的淚液。本研究僅使用流速為2～10μL/min的樣本，以避免刺激性淚液分泌所引起的稀釋效應。立即轉移至微量離心管后低溫離心，取上清液于-80℃超低溫冰箱保存備用。使用ELISA試劑盒檢測淚液IL-1β、IL-6和TNFα的濃度。先用每個ELISA試劑盒附帶的樣品校準劑校準，再按照試劑盒說明完成檢測。

2結果

2.1納入研究患者一般情況比較試驗過程中，角膜塑形鏡組有5例(11%)、框架眼鏡組有4例(9%)退出試驗。退出原因為角膜塑形鏡組1例度數增加，不再適配，1例學業重無法保證8h睡眠，2例不按時復查、失訪，1例復查時無法獲得IL-1β數據。框架眼鏡組2例不按時復查、失訪，2例度數增加，要求轉戴角膜塑形鏡。完成隨訪的角膜塑形鏡組及框架眼鏡組患者基本情況比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。

表1 納入研究患者一般情況比較

2.2角膜塑形鏡組戴鏡前后各項指標比較角膜塑形鏡組NIKBUTav及淚液TNFα戴鏡后6mo，1a、停戴后4wk與戴鏡前相比差異均有統計學意義(P<0.001)。TFO戴鏡后1、3、6mo，戴鏡1a與戴鏡前相比差異均有統計學意義(P<0.001)，且都在正常范圍內(以316mOsm/L為標準[10])。淚液IL-1β及淚液IL-6戴鏡3、6mo，1a與戴鏡前相比差異均有統計學意義(P<0.001)，見表2。

表2 角膜塑形鏡組戴鏡前后各項指標比較

2.3兩組患者治療1a后各項指標比較治療1a后，角膜塑形鏡組NIKBUTav低于框架眼鏡組,差異有統計學意義(t=-9.368，P<0.001)，角膜塑形鏡組TFO、IL-6、TNFα高于框架眼鏡組，差異均具有統計學意義(P<0.01)；而兩組患者淚液中IL-1β差異無統計學意義(t=1.967，P=0.053)，見表3。

表3 兩組患者治療1a后各項指標比較

2.4角膜塑形鏡組戴鏡后并發癥情況隨訪1a，角膜塑形鏡組發生0級角膜上皮損傷1例(3%)，3d內好轉，Ⅰ級角膜上皮損傷2例(5%)，Ⅱ級角膜上皮損傷1例(3%)，未中止戴鏡，予以玻璃酸鈉滴眼(每日3～4次)，1wk內角膜上皮痊愈。無Ⅲ、Ⅳ級角膜上皮損傷發生。角膜塑形鏡組患者主訴眼干不適6例(15%)。

3討論

角膜塑形鏡引起的壓迫效應使角膜結構發生顯著變化和淚液再分布，機械損傷可引起淚液滲透壓變化和炎癥因子上調，從而激活一系列的炎癥反應，引起細胞凋亡、杯狀細胞減少以及黏蛋白的改變等，造成淚膜不穩定和眼表損傷，從而又加劇淚液滲透壓的升高，形成惡性循環。因此，淚液滲透壓及炎癥因子表達與角膜塑形后的眼表損傷及干眼等關系密切，但目前鮮少有詳細的研究。以往有關炎癥因子在隱形眼鏡配戴者及干眼患者淚液中的報道顯示，TNFα、IL-1β、IL-6、IL-8、白三烯B4(LTB4)、基質金屬蛋白酶-9(MMP-9)等發生了改變[11-12]。TNFα和IL-1β參與角膜表面損傷后的細胞外基質重塑，催化上皮基底膜成分的裂解，IL-6刺激角膜上皮遷移，還能誘導基質金屬蛋白酶的表達，且這三者檢測方法相對簡便有效[8-9]。故本研究使用ELISA方法來檢測TNFα、IL-1β、IL-6進行研究。

淚液滲透壓受多種因素影響，如溫度濕度、空氣流速、反射性流淚等，在其測量中，恒定的試驗環境和儀器校正很重要，儀器測量的重復性亦非常重要。傳統的電導法和冰點降低法間接推算淚液滲透壓，過程繁瑣，干擾因素多，誤差大[13]。TearLab Osmolarity系統采用一次性淚液取樣測試芯片，在1s內采集40～50nL淚液，對眼表刺激極微，實時測量直接讀數，整個過程耗時約2min。當采用316mOsm/L為診斷閾值時，該系統的敏感度為73%，特異度為90%，陽性率為85%[10]。在本試驗中每次測量之前都進行校準，后對儀器的重復性進行測量，顯示重復測量偏差值在1mOsm/L左右。

本研究結果表明，配戴角膜塑形鏡后NIKBUTav在6mo，1a時降低最為明顯，停戴4wk后部分恢復，這與楊立等[14]、劉爽等[15]、Na等[16]的結果一致，但后三者均未研究停戴角膜塑形鏡后NIKBUTav的變化趨勢。Wang等[17]認為戴鏡后各時間點與戴鏡前相比BUT無差異，原因可能為兩者檢查方法不同(Keratograph 5M眼表綜合分析儀vs傳統檢查方法)，也可能為使用的角膜塑形鏡類型不同。

目前角膜塑形鏡對TFO及炎癥因子表達影響的研究較少。本研究發現TFO于戴鏡后1mo升高最為明顯，其后保持穩定，但均在正常范圍內，戴鏡1a停戴4wk后TFO降低至戴鏡前水平，說明其具有可逆性，這與Nieto-Bona等[18]的結果基本一致，但后者的研究時間點僅為戴鏡后1、12mo。石迎輝等[19]認為在戴鏡后3、6mo TFO持續升高，但后者試驗對象配戴的是半硬性角膜接觸鏡，也并未寫明試驗室條件及是否使用統一的清洗液，兩試驗觀察時間點不同(1、3、6mo，1avs3、6mo)，TFO檢測方法也不同(TearLab Osmolarity系統vsVAPRO 5520露點滲透壓儀)，且本試驗TFO采用連續測量3次取平均值進行分析。

配戴角膜塑形鏡后3mo淚液IL-1β升高最為明顯，其后保持穩定，戴鏡1a停戴4wk后淚液IL-1β恢復至戴鏡前水平。Na等[16]認為IL-1β戴鏡后各時間點與戴鏡前相比無差異，但后者試驗對象配戴的是硬性透氣性角膜接觸鏡(rigid gas permeable contact lens, RGPCL)，兩試驗IL-1β檢測方法也有所差異(淚液標本ELISA試劑盒檢測vs結膜脫落細胞行免疫標記熒光染色)。

配戴角膜塑形鏡3mo后淚液IL-6持續升高，1a停戴4wk后恢復至戴鏡前水平。這與Yang等[20]、González-Pérez等[21]的結果一致，但后兩者均未觀察停戴角膜塑形鏡后IL-6的變化，González-Pérez等[21]只研究了1a時間點的對比，并未研究詳細變化趨勢。本研究與Na等[16]認為IL-6戴鏡后各時間點與戴鏡前相比無差異不同，但后者試驗對象配戴RGPCL，兩試驗IL-6檢測方法不同(淚液標本ELISA試劑盒檢測vs結膜脫落細胞行免疫標記熒光染色)。

配戴角膜塑形鏡6mo后淚液TNFα持續升高，1a停戴4wk后部分恢復。目前未檢索到有關配戴角膜塑形鏡對淚液TNFα的影響研究。

本研究發現角膜塑形鏡組治療1a后的NIKBUTav明顯低于框架眼鏡組，這與楊立等[14]、Gu等[22]的結果一致。TFO、淚液中IL-6和TNFα值明顯高于框架眼鏡組，而淚液中IL-1β角膜塑形鏡組雖然高于框架眼鏡組，但差異無統計學意義。TFO的結果與Nieto-Bona等[18]的結果一致，后者為54例研究對象的回顧性分析。淚液IL-6表達結果與González-Pérez等[23]的研究一致。淚液IL-1β和TNFα表達未檢索到角膜塑形鏡與框架眼鏡的對比研究。

淚液高滲透性主要與淚液水樣層和脂質層功能障礙有關，而淚膜不穩定還包括黏蛋白層功能障礙，本試驗未做單獨研究。本試驗的另一個局限性是樣本量尚不足夠，未根據屈光度、年齡詳細分組，也未對比不同材料及類型的角膜接觸鏡，在后續的研究中應進一步完善。

綜上，配戴角膜塑形鏡后NIKBUTav、TFO、IL-1β、IL-6及TNFα均有不同程度變化，停戴后具有可逆性，這些客觀檢查指標在角膜塑形鏡的安全性評估、眼表損傷的機制及嚴重程度分級、臨床隨訪追蹤方面有重要作用，值得進一步研究。