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干眼是眼科门诊中最常见的疾病,在我国发病率为15-35%。多数患者为轻度干眼,可通过滴用润滑剂(传统人工泪液)缓解。但中重度干眼患者,润滑剂疗效不理想。疾病进展可导致角膜溃疡、角膜新生血管等并发症,引起视力不可逆损害,严重影响患者生活质量,给家庭和社会造成负担。与泪小点栓子、湿房镜等治疗手段相比,眼表局部用药对患者而言是最方便的,也是最容易接受的。临床上常用的滴眼制剂包括润滑剂、环孢霉素、非甾体类消炎药和激素等,效果和种类都很有限,且存在各种副作用,目前尚无能完全还原泪液成分的滴眼制剂。泪膜结构精细,覆盖于眼表,其形态功能与干眼发病密切相关。泪膜中含有多种活性因子,如表皮生长因子EGF及维生素A等,但当前市售润滑剂均不含有此类成分。随着制药工业的进步,润滑剂的理化性质与人眼表泪膜已十分接近,而生理活性因子的缺失,是导致润滑剂疗效仍不理想的主要原因。因此,本人博士研究生阶段的系列研究,基于动物模型上的干眼活体药物筛选系统和机制探讨方法,践行新型人工泪液的概念,在本身存在于泪液的数种活性因子及其它成分接近的生物制剂中,通过临床观察筛选出相对理想的药物,并进行病理及生化水平验证。药物筛选方法的建立及标准化,有益活性因子的探索,新型人工泪液概念的践行,利于今后在该领域进行广泛深入而又切合实际的进一步研究。结合制药工业,可将实验室成果快速应用于临床,造福广大患者。
本系列研究采用苯扎氯铵诱导的小鼠干眼动物模型。苯扎氯铵是滴眼液中最常用的防腐剂之一。许多研究均证实,该防腐剂具有一定眼表毒性,长期使用可造成眼表异常,例如干眼、过敏反应等。曾有学者报道滴用苯扎氯铵可制作兔干眼模型,但由于兔抗体种类少,限制了该模型的机制研究和应用。我们团队将此改良,制作出苯扎氯铵诱导的小鼠干眼模型,成功发表论文并获得国际认可。本次药物筛选系列研究再次证明该模型稳定有效,具有极大的实用价值。
第一章表皮生长因子对苯扎氯铵诱导的小鼠干眼模型的治疗作用及其机制
目的:探讨表皮生长因子(EGF)对苯扎氯铵(BAC)诱导的小鼠干眼模型的治疗作用及其机制。
方法含EGF的滴眼液(3纳克/天)治疗BAC诱导的小鼠干眼,于治疗第2、4、6天观察相关临床指标:泪膜破裂时间、角膜荧光素染色、炎症指数及泪液分泌量。治疗6天后收集眼球及眶周组织,并做下列检测:组织学染色,TUNEL试验评价细胞凋亡,PAS染色标记结膜杯状细胞,免疫染色观察角膜Ki-67、EGF受体及MUC1表达情况,并通过Western blot检测EGF受体和p-ERK的表达水平。
结果 EGF滴眼液使治疗第2、6天的泪膜破裂时间长于对照组,使第4、6天的角膜荧光素染色评分低于对照组,对炎症指数及泪液分泌量无明显影响。免疫荧光染色及Western blot均显示,EGF滴眼液可使角膜EGF受体表达量增高。同时,EGF还导致上皮细胞中ERK自体磷酸化水平升高、上皮Ki-67阳性细胞增加、TUNEL阳性细胞减少。此外,EGF可显著增加结膜杯状细胞数量,并维持干眼状态下角膜上皮MUC1的表达水平。
结论眼表滴用EGF溶液可改善干眼的临床表现,维持泪膜稳定,保护眼表上皮。EGF滴眼液有望用于干眼的临床治疗。
第二章羊膜提取液对苯扎氯铵诱导的小鼠干眼模型的治疗作用及其机制
目的:探讨羊膜提取液对苯扎氯铵诱导的小鼠干眼动物模型的治疗作用及机制。
方法苯扎氯铵诱导建立小鼠干眼动物模型后,使用不同剂量(1.5或3微克/天)的羊膜提取液对干眼小鼠行局部滴眼治疗6天,观察的临床指标包括泪膜破裂时间、角膜荧光素染色、炎症指数及泪液分泌试验。于第6天收集眼组织标本行以下病理及生化检测:角膜H&E染色、TUNEL试验观察角膜上皮细胞凋亡、PAS染色计算杯状细胞数量、免疫标记法观察与鳞状上皮化生相关的角蛋白K10及在细胞分裂期出现的Ki-67,并用Western blot检测角膜K10、TNF-α、IL-1β及IL-6的蛋白表达水平,用定量PCR观察TNF-α基因表达变化。
结果羊膜提取液可显著延长干眼小鼠的泪膜破裂时间、降低角膜荧光素染色评分及炎症指数。羊膜提取液还可减少干眼状态下的角膜炎症细胞浸润、K10表达及TNF-α、IL-1β、IL-6水平,减少结膜杯状细胞丢失,减少角膜上皮的TUNEL阳性细胞,增加角膜Ki-67阳性细胞数量。
结论羊膜提取液可通过稳定泪膜、维持角膜上皮完整、抑制眼表炎症而减轻干眼的临床表现,并使出现的病理改变得到逆转。羊膜提取液有望用于伴有病理改变的中重度干眼的临床治疗。