皮质类固醇治疗引起的人眼小梁网超微结构改变
作者:陈晓明
单位:
关键词:
美国医学会眼科杂志中文版980106 Ultrastructural Changes in the Trabecular Meshwork of Human Eyes Treated With Corticosteroids
Douglas Johnson,MD;Johannes Gottanka,PhD;Cassandra Flügel,MD;Friedrich Hoffmann,MD;
Ryusuke Futa,MD;Elke Lütjen-Drecoll,MD
目的:研究人类皮质类固醇性青光眼小梁网的超微结构,并确定原发性开角型青光眼(POAG)在使用皮质类固醇治疗后是否也会发生相同的超微结构改变。
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方法:采用光学显微镜和电子显微镜对5例皮质类固醇性青光眼患者和全身或局部使用皮质类固醇数月至数年的6例POAG患者的小梁网进行研究,均无皮质类固醇引起的眼压升高。
结果:皮质类固醇性青光眼小梁网的细胞外物质与POAG典型的衍生鞘斑截然不同。所有皮质类固醇性青光眼均可见到一种类似基底膜的指纹样排列物质(FBM),这可能是皮质类固醇青光眼的特征性改变。此外,紧靠Schlemm管内壁内皮细胞下,可见致密的细微原纤维物质的异常堆积。这些改变无论是在局部或是在全身使用皮质类固醇者,或在不同年龄患者均类似。在皮质类固醇治疗的POAG,6只眼中仅有3只眼发现少量的细微原纤维物质和FBM物质,而另3只眼未发现这类物质。
结论:皮质类固醇青光眼与POAG眼比较,堆积于小梁网的细胞外物质有所不同。而且长期使用皮质类固醇治疗的POAG眼也并非均出现与皮质类固醇性青光眼所见相同的细胞外物质。
虽然人们对皮质类固醇可引起眼压升高的认识已有40余年,但是对于其引起房水流出阻力增加并使眼压升高的发病机理仍不清楚。在正常人群,少数人用皮质类固醇数周后可引起眼压显著升高,称为激素反应者1,2。在POAG,高达90%的患者属于激素反应者3,4。停用激素后,眼压通常在数周内可降至正常,只有少数人眼压仍持续升高1~4。
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对于皮质类固醇引起眼压升高的人眼小梁网组织学改变方面,已有各种报道,有研究发现小梁网有异常胶原堆积和小梁板层增厚,但其他研究小梁网仅显示极轻微的改变或完全无改变5~11。这些组织学发现的差异可能与皮质类固醇使用的持续时间有关,在6例无组织学改变的患者中,4人用药时间为2个月或少于2个月6,7,9。Rohen等5在2例较长时间使用皮质类固醇患者的小梁网发现有特征性细胞外物质堆积(FBM物质)。其排列如指纹样,类似基底膜。此外,在邻近Schlemm管内壁处有一种致密均质物质5。其他研究者在另2例患者也发现有类似改变10,11。
人眼及小梁细胞培养实验研究表明,皮质类固醇可引起细胞外基质中的蛋白多糖改变12,13;弹性硬蛋白增加和纤维结合素表达14,15;蛋白质分解酶、基质溶解酶活性下降16,17;特殊蛋白质合成异常18;细胞核增大,DNA含量增加19;细胞内肌动蛋白微丝网稳定20;以及吞噬能力下降21,22。
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皮质类固醇引起的眼压升高,在兔、猫和猴动物实验中也被证实,虽然在实验动物眼,未观察到与人眼所见相同的组织学改变23~27。
由于POAG患者激素反应的高发生率,我们很想知道是否皮质类固醇也可在POAG患者引起与无POAG病史的激素反应者所见相同的小梁网细胞外物质。5例诊断为皮质类固醇性青光眼,并需要药物或小梁切除术控制眼压的患者和6例临床诊断为POAG,且全身或局部使用皮质类固醇数月至数年的患者用于研究。在POAG组,无1只眼为皮质类固醇引起的眼压升高。有阳性激素反应的POAG眼未纳入本研究。我们对邻管组织进行定量检测,重点测定细胞外物质,并对7例供体的眼球进行了视神经纤维计数。
患者和方法
所有皮质类固醇性青光眼和POAG均为临床诊断。因为每例患者的经治医生不同,每位医生的诊断标准不同,临床记录也不尽完善。11例患者中,10例有眼压升高,看来这是诊断青光眼的共同临床标准(表1)。除眼压升高外,患者病情严重程度,以及从无明显视神经损害、无视野缺损到有大青光眼杯和弓形暗点而有所不同。因为诊断标准和损害程度的不同,我们对所有供体眼标本进行了视神经纤维计数。这样评价视神经损害更为客观,也更为可靠,可以避免因患者标本来源不同,临床记录不一致所带来的误差。
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皮质类固醇性青光眼
有两类标本:3例标本来源于小梁切除术,2例来源于供体眼。小梁切除术标本取材于Eye Hospital,University of Berlin,Berlin,Germany和Department of Ophthalmology,University Hospital,Kumamoto,Japan。供体眼为Glaucoma Research Foundation,San Francisco,Calif所提供的尸解标本。患者年龄13~80岁,2例局部使用皮质类固醇治疗,3例接受全身皮质类固醇治疗。用药时间为5个月至20余年不等(表1)。
接受皮质类固醇的POAG患者
6例接受皮质类固醇的POAG患者的供体眼为Glaucoma Research Foundation提供的尸解标本。患者平均年龄68.5±6.4岁(表1)。5例全身使用皮质类固醇数月至6年,1例因诊断为轻微的带状疱疹性角膜炎和葡萄膜炎,单眼接受局部皮质类固醇治疗2年(表1)。因为眼球取材于尸解而非手术标本,本组POAG的临床情况多不严重,而且眼间和患者间存在差异(表1)。5例患者病史由经治医生提供,1例患者的医生不明。当病史中使用皮质类固醇的确切时间不清楚时,即使患者的全身疾病所提示的用药时间可能比病史记录时间更长,我们 也以记录为准。患者死亡时,眼压已控制,因此供体眼不考虑为皮质类固醇引起的眼压升高。虽然所有供体临床诊断为POAG,但1只眼在诊断POAG以前已全身应用皮质类固醇2年。
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对 照 眼
以7例未接受皮质类固醇治疗的POAG7只供体眼作为对照。对照组平均年龄为75.1±11.2岁,(范围58~89岁),病情程度自轻至重度,一般选择损害程度与接受皮质类固醇的POAG组类似的供体眼作为对照,本组POAG患者无1例曾接受过激光治疗或滤过手术治疗。虽然有双眼可检测,但我们仅选用右眼分析。此外,7例无眼病历史的正常人的7只供体眼作为正常对照组。正常供体平均年龄(±SD)为78.6±9.7岁(范围61~90岁)。
组 织 处 理
整个眼球从赤道部对剖,再将前半眼球以象限切分为四份楔形组织,用1%三聚甲醛和2%戊二醛混合液固定。病例7264因需用部分小梁组织作生化分析,故仅有二个象限组织可用。小梁标本用Ito溶液固定28。所有组织用系列递增浓度乙醇脱水,环氧树脂包埋,(Araldite 502,Ted Pella,Redding Calif),半薄切片用Richardson法29染色,超薄切片用柠檬酸铅-醋酸铀酰基作对比染色。切片固定于涂层槽栅。用电子显微镜(EM902,Carl Zeiss Inc,Thornwood,NY)检查。所有眼小梁网作矢状切片,1只眼(病例2096)也作了正切切片。
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在球后约2mm处作视神经切片,环氧树脂包埋(Araldite 502),切片厚1μu,甲苯胺蓝染色。
邻管组织(Cribriform region)的定量评价
邻管组织为Schlemm管下组织,即从Schlemm管内壁至最外侧角巩膜小梁板层基底膜这一范围。我们在内皮下区取一315μm2矩形组织块,类似以前研究所用的选材部位30,放大3000倍进行检测。如前所述,该区域位于小梁网滤过道中部,避开了Schlemm管的前、后端。该区域长45μm,从Schlemm管内壁向内测量,自管内壁向内延伸7μm,即进入邻管组织。通过一连接影像分析系统(Quantimed 500,Leica,Cambridge,England)的数字转换板,对选定区域进行扫描。定量检测光学空隙、细胞面积和细胞外物质。我们对三种类型细胞外物质进行鉴别:(1)衍生鞘斑(SD斑);(2)细微原纤维物质;(3)FBM物质(图1~4)。细微原纤维物质为一种致密性物质,Rohen等5称其为“颗粒状均质物质”。细微原纤维物质较正常Schlemm管内壁下的无定形基底膜更为致密且更规则,前者也可与无定形基底膜相互融为一体。因为这种融合,我们将这两种物质一起测量。FBM物质主要位于角巩膜小梁外侧部或邻管组织内侧,并非紧靠Schlemm管内壁。因此,我们在面积为315μm2的内皮下区,以及在从管内壁向角巩膜小梁外侧部板层延伸45μm的整个邻管组织范围内对FBM物质进行了定量测定。 表1 临床资料*
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病例号
年龄(岁)/
性别
眼别
标本
皮质类固醇治疗
眼压(mmHg)
途径
时间
剂量
最高
(用药或停药)
平均
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(用药)
青光眼
治疗时间
皮质类固醇性青光眼患者
2646
13/女
右
左
小梁
小梁
局部
局部
2+年
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2+年
NA
NA
38
36
30
30
2+年
2+年
3102
41/女
NA
小梁
, http://www.100md.com
局部
5月
NA
46
40
5+天
2096
50/男
NA
小梁
全身
20+年
NA
, 百拇医药
37
32
20+年
7264
60/女
右
左
全眼
全眼
全身
5年
强的松15mg/天
28
, 百拇医药
27
15
16
1+月
1+月
159/91-32
80/男
右
左
全眼
全眼
全身
1+年
, http://www.100md.com
强的松20mg/天
27
25
16
16
1年
1年
原发性开角型青光眼患者
87/90-8
68/女
右
左
全眼
, 百拇医药
全眼
全身
8月
强的松40mg/天
30
30
16
16
3年
3年
150/90-18
63/女
右
, 百拇医药
左
全眼
全眼
全身
2+月
强的松20mg/天
34
34
20
22
13年
13年
158/90-20
, 百拇医药
59/男
右
左
全眼
全眼
全身
6年
强的松10mg/天
38
16
28
20
4年
, 百拇医药 无
151/91-24
72/男
右
左
全眼
全眼
局部
无
2年
氟甲脱氧泼尼松龙,4次/天
23
20
, 百拇医药
19
19
4年
4年
163/91-36
74/女
右
左
全眼
全眼
全身
2+年
强的松20mg/天
, 百拇医药
30
34
22
22
5年
5年
164/91-37
75/男
右
左
全眼
全眼
全身
, 百拇医药 2+年
NA
地塞米松,量NA
NA
NA
21
21
NA
NA
POAG患者
(7例)
75.1±11.2…
全眼
, 百拇医药
无
无
无
18-32
17
5-23年
正常对照组
(7例)
78.6±9.7…
全眼
无
无
无
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正常
正常
无
*NA:不详;ND:资料暂缺;…:资料不适用;:估计值;:平均年龄(±标准差)
我们对每一象限组织分别测定,各象限测定值合并为该眼的总体值。
视神经分析
采用改良Repka和Quigley法31对视神经损害进行分析。测定整个视神经横断切片的面积,以最外侧视神经束为外界,不包括鞘膜。标本放大100倍。对每一视神经束进行扫描,但分隔视神经束的结缔组织以及中心视网膜动、静脉面积不计算在内。每一视神经标本分为8个部分,每部分再分为4个标本区,中心、周边各2个区,放大4000倍进行纤维计数。所有病例视神经切片的方位均为未知,因此8个部分划分方法基本上属随机。用各个标本区的平均纤维计数与视神经组织总面积(不包括结缔组织)相乘,计算出总体视神经纤维数的估计值。所有测量由同一人完成(J.G.)
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结 果
皮质类固醇性青光眼
全部5例皮质类固醇性青光眼患者均发现有特征性细胞外FBM物质堆积(图1,上、下,图2)5。不同眼FBM物质堆积量不同,1例患者(病例2646)整个邻管组织和角巩膜小梁外侧部均被FBM物质充满(图2),其他患者则仅有散在性斑片(表2)。正常眼未发现FBM物质。FBM物质主要位于角巩膜小梁外侧部和邻管组织内侧,并非紧靠Schlemm管内壁(图1,上)。FBM物质与小梁板层基底膜接触,该处无小梁细胞。在小梁网前部非滤过区,仅有很少FBM物质。多数小梁细胞呈激活状态,含有大量核糖内质网和线粒体。 (续)表1 临床资料
杯盘比
视野
滴眼剂
, 百拇医药
白内障手术
注
NA
NA
鼻侧阶梯
上弓形暗点
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素
无
无
结膜炎治疗
结膜炎治疗
NA
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ND
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素和醋氮酰胺
无
角膜移植
NA
NA
匹罗卡品,肾上腺素
无
哮喘,双眼激素性白内障
NA
NA
ND
ND
, 百拇医药
β-阻滞剂
β-阻滞剂
无
无
多肌痛
多肌痛
0.8
0.3
上弓形暗点
旁中心暗点
匹罗卡品
匹罗卡品
无
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无
右眼非活动性单疱角膜炎
慢性阻塞性肺病
0.5
0.3
上弓形暗点
下弓形暗点
β-阻滞剂
β-阻滞剂
白内障囊外摘除,后房人工晶体
白内障囊外摘除,后房人工晶体
多肌痛,风湿病
, 百拇医药
激光小梁成型(鼻侧小梁)
0.1
0.1
正常
正常
β-阻滞剂,匹罗卡品
β-阻滞剂,匹罗卡品
无
无
哮喘
NA
0.7
0.3
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上下弓形暗点
上弓形暗点
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素
未用药
无
无
肾移植用强的松无假剥脱综合征
2+
1+
上弓形暗点
正常
β-阻滞剂,匹罗卡品,和氟甲脱氧泼尼松龙
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β-阻滞剂,匹罗卡品
白内障囊内摘除
白内障囊内摘除
右眼带状疱疹性角膜炎和
葡萄膜炎
NA
0.6
0.5
正常
正常
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素
, 百拇医药
无
无
慢性阻塞性肺病
NA
NA
NA
黑蒙
NA
β-阻滞剂
β-阻滞剂
无
无
激素性糖尿病
, 百拇医药
NA
0.3-0.8
正常至
上弓形暗点
β-阻滞剂或β-阻滞剂+匹罗卡品
3眼…
正常
正常
未用药
无…
除FBM物质外,在邻管组织内也发现有不等量细微原纤维物质。高倍放大下,这些细微原纤维物质由紧密聚集,直径约10nm的细小原纤维所组成,其大致以平行方式排列(图1上,图3)。这些细微原纤维物质显得比正常无定形基底膜(Ⅰ型斑)32更致密和更规则(图4)。这种物质在3例供体4只眼中为最显著的细胞外物质,占总体细胞外物质的84%(表2,图3)。它可引起邻管组织增厚,似乎使一些眼Schlemm管内壁内皮细胞与邻管组织弹力网的纤维连接被分离(图3,上)32。1只眼的系列连续切片也证实整个内皮下区包括邻管组织弹力纤维网之间的空隙均被这种细微原纤维物质充满(图3,下)。在1只眼的1个象限,Schlemm管区也被这种物质填充,使管腔变窄。
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在这些部位,多数筛状细胞包含大量附着于细胞膜致密处的胞浆内微丝。这些细胞部分被基底膜样物质包绕,很象肌纤维母细胞(图3,下)。
小梁板层外观和厚度多为正常,仅有1只眼(病例7264,左眼)在角巩膜小梁外侧部显著增厚,并有细微原纤维物质沉着,但对侧象限小梁板层仍为正常形态。2例供体的2只眼含有比预期更多的SD斑块,其余6只眼SD斑块的数量在正常范围(表2)。
1例供体(病例159/91-32),视神经纤维轴突计数显著减少,与其较重的青光眼损害一致(表2)。 表2 定量分析*
病例号
眼别
邻管组织%
衍生鞘斑
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细微原纤维物质和
无定形基底膜占%
光学空隙
细胞
细胞外物质
邻管组织
细胞外物质
邻管组织
细胞外物质
皮质类固醇性青光眼患者
2646
3102
2096
, 百拇医药
7264
15991-32
右
左
NA
NA
右
左
右
左
44
10
16
9
, 百拇医药
13
7
37
27
44
53
46
52
69
18
39
42
42
37
, http://www.100md.com
38
39
18
75
24
31
9
6
26
8
4
12
14
19
, http://www.100md.com
20
16
69
21
20
16
57
66
33
31
3
25
13
63
, http://www.100md.com
10
9
80
84
9
64
73
84
43
33
原发性开角型青光眼患者
87/90-8
150/90-18
, 百拇医药
158/90-20
151/91-24
163/91-36
164/91-37
右
左
右
左
右
左
右
左
右
, 百拇医药
左
右
左
21
17
17
14
23
29
19
20
28
29
23
, http://www.100md.com
25
54
53
61
54
37
44
53
43
45
46
47
48
25
, http://www.100md.com
30
22
32
40
27
28
37
27
25
30
27
19
22
2
, http://www.100md.com
14
27
22
21
33
19
17
19
24
74
74
10
43
66
, 百拇医药
80
77
86
72
66
63
88
7
8
20
17
11
5
6
, 百拇医药
4
8
9
11
3
26
26
90
52
39
17
23
14
28
, 百拇医药
34
37
12
用皮质类固醇POAG
均数±(标准差)…
21±5
49±1
29±5
20±8
65±22
9±5
35±22
未用皮质类固醇POAG
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均数±(标准差)
(7例)…
33±6
42±8
25
17±4
72
9
36
正常对照组均数
(7例)
40
40
, 百拇医药
20
14
70
6
30
*NA:不详;…:资料不适用
接受皮质类固醇治疗的POAG患者
在6例供体中,3例发现斑片状FBM物质。这种物质出现部位与皮质类固醇青光眼相同,即特征性位于角巩膜小梁板层外侧部。1例(病例156/90-18)在邻管组织内也发现有大量细微原纤维物质,占细胞外物质总量的50%(表2)。小梁细胞显得活跃,含有大量核糖内质网和高尔基复合体。该供体SD斑数量属正常,但比一般POAG患者少(表2)。
, 百拇医药 另2例发现有FBM物质的供体,仅1只眼发现细微原纤维物质增多。该患者因肾移植接受皮质类固醇治疗6年,在使用皮质类固醇治疗2年后,仅右眼诊断POAG;左眼眼压不高,也无视神经损害。本病例经临床检查和仔细超微结构检查均未发现剥脱综合征。组织学检查揭示左眼过去曾有炎症,鼻侧象限小梁部Schlemm管含有大量桥状细胞突以及向内生长的血管。在小梁网间隙可见数个巨噬细胞。与右眼比较,左眼鼻侧象限小梁板层变薄变短,其他三个象限Schlemm管正常,小梁网也为一般POAG外观。定量分析显示双眼均有大量SD斑,符合POAG诊断。左 (续)表2 定量分析*
指纹样基底膜占%
指纹样基底膜,管内壁至角巩膜
小梁外板层,%
神经纤维计数
邻管组织
, 百拇医药
细胞外物质
0
0
3
2
1
0
0
1
0
0
22
15
7
, 百拇医药
0
0
1
0
20
7
10
12
12
1
3
NA
NA
NA
, 百拇医药
NA
NA
NA
202469
353747
0
0
0
2
1
1
0
0
0
, 百拇医药
0
0
0
0
0
0
5
2
3
0
0
0
0
0
, 百拇医药
0
0
1
0
2
2
1
0
0
0
0
0
0
138054
, 百拇医药
778142
764085
692310
NA
739606
378130
507130
667038
NA
494983
454549
0
0+2
, http://www.100md.com
0
541602±207488
0
0
0
482170±230574
0
0
0
996611±66695
眼鼻侧象限小梁网改变可能与眼压未升高有关。
另3例供体,如同过去在POAG所见30,32,可见大量SD斑。但在这3例供体眼,各象限均未发现FBM物质,也无明显的细微原纤维物质堆积。然而,在1例单眼接受局部皮质类固醇治疗的供体者,该眼与对侧眼比较,细微原纤维物质有所增多,但统计学上差异无显著性(23%比14%,P=0.30)。在未接受皮质类固醇的POAG对照组,所有眼均未发现有FBM物质和细微原纤维物质。
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本组12只眼中,有10只眼视神经可用于分析,其神经纤维计数结果从正常到显著减少不等,与临床资料所记录的病情程度一致(表2)。在接受皮质类固醇的POAG患者,平均神经纤维计数是541602±207488,正常对照组为996611±66695,前者神经纤维计数显著减少(P<0.001)。在未接受皮质类固醇的POAG对照组,平均神经纤维计数为482170±230574,也显著低于正常对照组(P<0.001)。
图1 上图,一63岁女性患者(病例156/90-18)右眼Schlemm管(SC)内皮下区的电子显微照片。
该患者为接受全身强的松治疗的POAG患者。照片显示在角巩膜小梁最外侧及其邻近
区有大量类似基底膜的指纹样排列物质(FBM)物质(星号)。在Schlemm管内皮下区也可见
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轻度增多的原纤维物质(箭号)(原物放大3410倍)。下图显示一13岁女性患者(病例2646)左眼
更高倍率放大的FBM物质,该患者为局部用药引起的皮质类固醇性青光眼(原物放大50000倍)
图2 一13岁女性患者(病例2646)左眼角巩膜小梁网的电子显微镜照片,该患者为局部用药引
起的皮质类固醇性青光眼。照片显示小梁网间隙被细胞外物质填充(星号),仅可见很少光学
空隙通道(箭头)。在一些部位,小梁板芯未被小梁细胞完全覆盖(箭号)(原物放大7500倍)
图3 上图,一60岁女性患者(病例7264)右眼通过Schlemm管(SC)内外壁矢状切片的电子显
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微镜照片。该患者为全身用强的松引起的皮质类固醇性青光眼。邻管组织被细微原纤维物
质充满(星号),这些物质将Schlemm管内 壁内皮细胞与连接纤维分开(箭号)。在邻近Schlemm
管外壁处,也可见轻度增多的原纤维物质(箭头)和细胞(原物放大2750倍)。中图。一63岁女性
患者(病例156/90-18)左眼高倍率放大的Schlemm管内皮下区的细微原纤维物质(星号),这些物
质将Schlemm管内壁内皮细胞(E)与连接纤维分开(箭号)(原物放大23800倍)。该患者为接受全身
强的松治疗的POAG。下图,一50岁男性患者(病例2096)Schlemm管内壁区倾斜切片的电子显微
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隙被略成平行排列的原纤维物质充满,筛状细胞含有大量附着于致密细胞膜区的胞浆内微丝
(箭号),并被不完整的基底膜样物质包绕(箭头)(原物放大36400倍)
图4 一59岁男性患者(病例158/90-20)左眼Schlemm管(SC)内皮下区的电子显微镜照片。该患
者为接受全身皮质类固醇治疗的POAG。除可见衍生鞘斑物质外,还可见到少量细微原纤维
物质和无定形基底膜(箭号)(原物放大4950倍)
评 论
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我们的发现与过去的研究结果一致,即皮质类固醇性青光眼小梁网细胞外物质明显不同于POAG所见5,10,11。本组皮质类固醇性青光眼,无论是局部还是全身使用皮质类固醇,也无论患者是儿童还是成人,结果均相同。在全部5例皮质类固醇性青光眼,均可见到特征性FBM物质。在3例供体的4只眼,邻管组织内的细胞外物质主要为异常细微原纤维物质。而在正常对照组没有发现这类物质。
因为POAG患者激素反应率很高,我们曾预期所有皮质类固醇治疗的POAG患者均会出现改变。但是在接受皮质类固醇治疗的6例POAG患者中,仅有3例被证实其小梁网有皮质类固醇反应的组织学改变。其可能原因是:研究样本偏少:对POAG供体选择可能有偏因,因为该组无1例表现有皮质类固醇引起的眼压升高。皮质类固醇给药途径,眼内药物浓度可能引起有一定作用。6例POAG患者中,5例为全身用药,仅1例局部用药。POAG患者激素反应率很高的结论,多出于对局部使用皮质类固醇的观察3,4。虽然全身使用皮质类固醇也会使眼压升高,但确切的发病率尚不清楚。由于皮质类固醇的眼内浓度较低,估计发病率不会太高33,34。
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另一个可能影响小梁网对皮质类固醇反应的因素是用药期限。用药数周后即出现眼压升高为激素反应者,但在停药数周内眼压升高常自行消失。这样一种急性可逆性眼压变化不大可能是结构性成分(如基底膜、胶原)的迅速合成和随后又降解,而可能为蛋白多糖或其他细胞外间质可溶性成分的转变12~18,35。随着用药时间延长,皮质类固醇性青光眼也可出现结构上的异常改变。这种结构性改变较为恒定,可以解释为什么有些患者停用皮质类固醇后眼压仍居高不下。皮质类固醇的用药时间和细胞外物质数量之间的相关关系,也可解释不同研究所得出的不同结果。有报道对10例患者进行组织学检查,其中6例未发现任何改变5~11,该6例患者中,4例仅接受了2~8周或短期皮质类固醇治疗,如1只眼为恶性黑色素瘤,在眼球摘除前短期使用皮质类固醇6,7,9,另1例未发现组织学改变的患者,缺少电子显微镜报告8,在发现有组织学改变的4例患者,其接受皮质类固醇治疗时间为数月~5年5,10,11。
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在皮质类固醇性青光眼以及在3例POAG所发现的FBM物质与基底膜类似。FBM物质主要出现于角巩膜小梁外侧部和邻管组织内侧,在接近Schlemm管内壁处仅可见少量FBM物质。FBM物质多与小梁细胞密切相关,形态上尤如小梁细胞所产生。与这些发现一致的是小梁细胞显得增大,活性增加,含有生发良好的核糖内质网和高尔基复合体。
另一种异常细胞外物质为细微原纤维物质,主要出现在Schlemm管内壁之下。这种物质堆积量不等,量少时为散在斑片,量大时似乎可将邻管组织纤维连接腱与Schlemm管内壁细胞分离。细微原纤维物质与正常基底膜以及内壁下的纤维物质相邻,有时甚至两者相互融合成一体。因此,我们在测量细微纤维物质时也将基底膜一起计入。在正常对照组眼和未曾用皮质类固醇的POAG对照眼,这类纤维物质仅占所测邻管区的6%~9%,占细胞外间质的30%~36%。皮质类固醇所引起的眼部改变,细微纤维物质明显增多,甚至可占细胞外间质的90%。如此大量的细胞外物质位于Schlemm管内壁下,很可能就是引起房水外流受阻的原因。有些眼可见位于纤维物质中的小梁细胞变形,如同肌纤维母细胞,胞浆内含有大量与肌动蛋白相似的微丝,聚集在细胞膜处,而且被一个不完整的基底膜包绕。正常仅在年轻人该部位的小梁细胞内可见到平滑肌肌动蛋白,而且这些细胞也无基底膜围绕36。本研究中老年眼也出现了肌纤维母细胞样细胞,表明长期皮质类固醇治疗可能引起细胞转化。由于这些细胞外物质已被固定,未能作免疫组化检查。
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在本研究两组患者邻管组织的其他超微结构也值得注意。POAG患者的SD斑物质数量可增
多30,32。本组6例POAG供体中,有5例(包括1例病史简略的患者)发现SD斑物质增多。本组患者病情并不很严重,无1人需要激光治疗或滤过性手术,因此本组患眼SD斑物质(17%)比过去所报道的那些需作小梁切除术的POAG眼(22%)少30。然而,1例POAG患者(病例156/90-18),SD斑物质的数量正常或更少。该患者在诊断POAG时眼压为25~34mmHg,但仅用贝特舒(Betoptic,Alcon Laboratories Inc.Fort Worth,Tex)滴眼,眼压即可满意控制。该眼视野正常,视乳头无病理凹陷,视神经纤维计数为正常下限。虽然眼压升高可能是早期POAG,但无视神经损害,有些医生不诊断本例患者为POAG。
POAG患者激素反应频率很高,然而为什么并非所有接受过皮质类固醇的POAG患者都会出现与皮质类固醇性青光眼患者相同的组织学改变?因样本太少,难以澄清这个问题。然而,有3种可能性:(1)很可能在全身用药时眼内浓度低,而不足以引起皮质类固醇反应;(2)急性激素反应性眼压升高的同时,可因用抗青光眼药物使眼压升高程度不明显。而且可引起结构改变的长期持续性眼压反应,在频率上和遗传模式上可能不同于短期反应;(3)POAG患者对皮质类固醇的反应可能与正常人群无本质上的差别,只是在POAG,预先存在的小梁网异常使其更易发生激素反应。在小梁网渗透功能良好的正常眼,少量新产生的细胞外物质,无论是蛋白多糖、基底膜、或是胶原,均不会对通畅的正常房水流出通道产生明显阻力。如果小梁外流通道已遭损害,如POAG,房水外流情况已较差,很少量新形成的细胞外物质即足以阻塞剩余的房水外流通道,引起眼压升高。对接受皮质类固醇的正常眼进行组织学研究将有助于进一步阐明这一问题。From the Department of Ophthalmology, Mayo Clinic and Mayo Foundation, Rochester, Minn (Dr Johnson); the Department of Anatomy, Institute of Anatomy, Erlangen (Drs Gottanka, Flugel, and Intien Drecoll), and the Eye Hospital, University Clinic Benjamin Franklin, Berlin (Dr Hoffmann), Germany; and the Department of Ophthalmology, NTT Kyushu Hospital, Kumanoto-shi, Japan (Dr Futa).
Arch Ophthalmol 1997;115∶375-383
严 密 校
参 考 文 献
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单位:
关键词:
美国医学会眼科杂志中文版980106 Ultrastructural Changes in the Trabecular Meshwork of Human Eyes Treated With Corticosteroids
Douglas Johnson,MD;Johannes Gottanka,PhD;Cassandra Flügel,MD;Friedrich Hoffmann,MD;
Ryusuke Futa,MD;Elke Lütjen-Drecoll,MD
目的:研究人类皮质类固醇性青光眼小梁网的超微结构,并确定原发性开角型青光眼(POAG)在使用皮质类固醇治疗后是否也会发生相同的超微结构改变。
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方法:采用光学显微镜和电子显微镜对5例皮质类固醇性青光眼患者和全身或局部使用皮质类固醇数月至数年的6例POAG患者的小梁网进行研究,均无皮质类固醇引起的眼压升高。
结果:皮质类固醇性青光眼小梁网的细胞外物质与POAG典型的衍生鞘斑截然不同。所有皮质类固醇性青光眼均可见到一种类似基底膜的指纹样排列物质(FBM),这可能是皮质类固醇青光眼的特征性改变。此外,紧靠Schlemm管内壁内皮细胞下,可见致密的细微原纤维物质的异常堆积。这些改变无论是在局部或是在全身使用皮质类固醇者,或在不同年龄患者均类似。在皮质类固醇治疗的POAG,6只眼中仅有3只眼发现少量的细微原纤维物质和FBM物质,而另3只眼未发现这类物质。
结论:皮质类固醇青光眼与POAG眼比较,堆积于小梁网的细胞外物质有所不同。而且长期使用皮质类固醇治疗的POAG眼也并非均出现与皮质类固醇性青光眼所见相同的细胞外物质。
虽然人们对皮质类固醇可引起眼压升高的认识已有40余年,但是对于其引起房水流出阻力增加并使眼压升高的发病机理仍不清楚。在正常人群,少数人用皮质类固醇数周后可引起眼压显著升高,称为激素反应者1,2。在POAG,高达90%的患者属于激素反应者3,4。停用激素后,眼压通常在数周内可降至正常,只有少数人眼压仍持续升高1~4。
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对于皮质类固醇引起眼压升高的人眼小梁网组织学改变方面,已有各种报道,有研究发现小梁网有异常胶原堆积和小梁板层增厚,但其他研究小梁网仅显示极轻微的改变或完全无改变5~11。这些组织学发现的差异可能与皮质类固醇使用的持续时间有关,在6例无组织学改变的患者中,4人用药时间为2个月或少于2个月6,7,9。Rohen等5在2例较长时间使用皮质类固醇患者的小梁网发现有特征性细胞外物质堆积(FBM物质)。其排列如指纹样,类似基底膜。此外,在邻近Schlemm管内壁处有一种致密均质物质5。其他研究者在另2例患者也发现有类似改变10,11。
人眼及小梁细胞培养实验研究表明,皮质类固醇可引起细胞外基质中的蛋白多糖改变12,13;弹性硬蛋白增加和纤维结合素表达14,15;蛋白质分解酶、基质溶解酶活性下降16,17;特殊蛋白质合成异常18;细胞核增大,DNA含量增加19;细胞内肌动蛋白微丝网稳定20;以及吞噬能力下降21,22。
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皮质类固醇引起的眼压升高,在兔、猫和猴动物实验中也被证实,虽然在实验动物眼,未观察到与人眼所见相同的组织学改变23~27。
由于POAG患者激素反应的高发生率,我们很想知道是否皮质类固醇也可在POAG患者引起与无POAG病史的激素反应者所见相同的小梁网细胞外物质。5例诊断为皮质类固醇性青光眼,并需要药物或小梁切除术控制眼压的患者和6例临床诊断为POAG,且全身或局部使用皮质类固醇数月至数年的患者用于研究。在POAG组,无1只眼为皮质类固醇引起的眼压升高。有阳性激素反应的POAG眼未纳入本研究。我们对邻管组织进行定量检测,重点测定细胞外物质,并对7例供体的眼球进行了视神经纤维计数。
患者和方法
所有皮质类固醇性青光眼和POAG均为临床诊断。因为每例患者的经治医生不同,每位医生的诊断标准不同,临床记录也不尽完善。11例患者中,10例有眼压升高,看来这是诊断青光眼的共同临床标准(表1)。除眼压升高外,患者病情严重程度,以及从无明显视神经损害、无视野缺损到有大青光眼杯和弓形暗点而有所不同。因为诊断标准和损害程度的不同,我们对所有供体眼标本进行了视神经纤维计数。这样评价视神经损害更为客观,也更为可靠,可以避免因患者标本来源不同,临床记录不一致所带来的误差。
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皮质类固醇性青光眼
有两类标本:3例标本来源于小梁切除术,2例来源于供体眼。小梁切除术标本取材于Eye Hospital,University of Berlin,Berlin,Germany和Department of Ophthalmology,University Hospital,Kumamoto,Japan。供体眼为Glaucoma Research Foundation,San Francisco,Calif所提供的尸解标本。患者年龄13~80岁,2例局部使用皮质类固醇治疗,3例接受全身皮质类固醇治疗。用药时间为5个月至20余年不等(表1)。
接受皮质类固醇的POAG患者
6例接受皮质类固醇的POAG患者的供体眼为Glaucoma Research Foundation提供的尸解标本。患者平均年龄68.5±6.4岁(表1)。5例全身使用皮质类固醇数月至6年,1例因诊断为轻微的带状疱疹性角膜炎和葡萄膜炎,单眼接受局部皮质类固醇治疗2年(表1)。因为眼球取材于尸解而非手术标本,本组POAG的临床情况多不严重,而且眼间和患者间存在差异(表1)。5例患者病史由经治医生提供,1例患者的医生不明。当病史中使用皮质类固醇的确切时间不清楚时,即使患者的全身疾病所提示的用药时间可能比病史记录时间更长,我们 也以记录为准。患者死亡时,眼压已控制,因此供体眼不考虑为皮质类固醇引起的眼压升高。虽然所有供体临床诊断为POAG,但1只眼在诊断POAG以前已全身应用皮质类固醇2年。
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对 照 眼
以7例未接受皮质类固醇治疗的POAG7只供体眼作为对照。对照组平均年龄为75.1±11.2岁,(范围58~89岁),病情程度自轻至重度,一般选择损害程度与接受皮质类固醇的POAG组类似的供体眼作为对照,本组POAG患者无1例曾接受过激光治疗或滤过手术治疗。虽然有双眼可检测,但我们仅选用右眼分析。此外,7例无眼病历史的正常人的7只供体眼作为正常对照组。正常供体平均年龄(±SD)为78.6±9.7岁(范围61~90岁)。
组 织 处 理
整个眼球从赤道部对剖,再将前半眼球以象限切分为四份楔形组织,用1%三聚甲醛和2%戊二醛混合液固定。病例7264因需用部分小梁组织作生化分析,故仅有二个象限组织可用。小梁标本用Ito溶液固定28。所有组织用系列递增浓度乙醇脱水,环氧树脂包埋,(Araldite 502,Ted Pella,Redding Calif),半薄切片用Richardson法29染色,超薄切片用柠檬酸铅-醋酸铀酰基作对比染色。切片固定于涂层槽栅。用电子显微镜(EM902,Carl Zeiss Inc,Thornwood,NY)检查。所有眼小梁网作矢状切片,1只眼(病例2096)也作了正切切片。
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在球后约2mm处作视神经切片,环氧树脂包埋(Araldite 502),切片厚1μu,甲苯胺蓝染色。
邻管组织(Cribriform region)的定量评价
邻管组织为Schlemm管下组织,即从Schlemm管内壁至最外侧角巩膜小梁板层基底膜这一范围。我们在内皮下区取一315μm2矩形组织块,类似以前研究所用的选材部位30,放大3000倍进行检测。如前所述,该区域位于小梁网滤过道中部,避开了Schlemm管的前、后端。该区域长45μm,从Schlemm管内壁向内测量,自管内壁向内延伸7μm,即进入邻管组织。通过一连接影像分析系统(Quantimed 500,Leica,Cambridge,England)的数字转换板,对选定区域进行扫描。定量检测光学空隙、细胞面积和细胞外物质。我们对三种类型细胞外物质进行鉴别:(1)衍生鞘斑(SD斑);(2)细微原纤维物质;(3)FBM物质(图1~4)。细微原纤维物质为一种致密性物质,Rohen等5称其为“颗粒状均质物质”。细微原纤维物质较正常Schlemm管内壁下的无定形基底膜更为致密且更规则,前者也可与无定形基底膜相互融为一体。因为这种融合,我们将这两种物质一起测量。FBM物质主要位于角巩膜小梁外侧部或邻管组织内侧,并非紧靠Schlemm管内壁。因此,我们在面积为315μm2的内皮下区,以及在从管内壁向角巩膜小梁外侧部板层延伸45μm的整个邻管组织范围内对FBM物质进行了定量测定。 表1 临床资料*
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病例号
年龄(岁)/
性别
眼别
标本
皮质类固醇治疗
眼压(mmHg)
途径
时间
剂量
最高
(用药或停药)
平均
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(用药)
青光眼
治疗时间
皮质类固醇性青光眼患者
2646
13/女
右
左
小梁
小梁
局部
局部
2+年
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2+年
NA
NA
38
36
30
30
2+年
2+年
3102
41/女
NA
小梁
, http://www.100md.com
局部
5月
NA
46
40
5+天
2096
50/男
NA
小梁
全身
20+年
NA
, 百拇医药
37
32
20+年
7264
60/女
右
左
全眼
全眼
全身
5年
强的松15mg/天
28
, 百拇医药
27
15
16
1+月
1+月
159/91-32
80/男
右
左
全眼
全眼
全身
1+年
, http://www.100md.com
强的松20mg/天
27
25
16
16
1年
1年
原发性开角型青光眼患者
87/90-8
68/女
右
左
全眼
, 百拇医药
全眼
全身
8月
强的松40mg/天
30
30
16
16
3年
3年
150/90-18
63/女
右
, 百拇医药
左
全眼
全眼
全身
2+月
强的松20mg/天
34
34
20
22
13年
13年
158/90-20
, 百拇医药
59/男
右
左
全眼
全眼
全身
6年
强的松10mg/天
38
16
28
20
4年
, 百拇医药 无
151/91-24
72/男
右
左
全眼
全眼
局部
无
2年
氟甲脱氧泼尼松龙,4次/天
23
20
, 百拇医药
19
19
4年
4年
163/91-36
74/女
右
左
全眼
全眼
全身
2+年
强的松20mg/天
, 百拇医药
30
34
22
22
5年
5年
164/91-37
75/男
右
左
全眼
全眼
全身
, 百拇医药 2+年
NA
地塞米松,量NA
NA
NA
21
21
NA
NA
POAG患者
(7例)
75.1±11.2…
全眼
, 百拇医药
无
无
无
18-32
17
5-23年
正常对照组
(7例)
78.6±9.7…
全眼
无
无
无
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正常
正常
无
*NA:不详;ND:资料暂缺;…:资料不适用;:估计值;:平均年龄(±标准差)
我们对每一象限组织分别测定,各象限测定值合并为该眼的总体值。
视神经分析
采用改良Repka和Quigley法31对视神经损害进行分析。测定整个视神经横断切片的面积,以最外侧视神经束为外界,不包括鞘膜。标本放大100倍。对每一视神经束进行扫描,但分隔视神经束的结缔组织以及中心视网膜动、静脉面积不计算在内。每一视神经标本分为8个部分,每部分再分为4个标本区,中心、周边各2个区,放大4000倍进行纤维计数。所有病例视神经切片的方位均为未知,因此8个部分划分方法基本上属随机。用各个标本区的平均纤维计数与视神经组织总面积(不包括结缔组织)相乘,计算出总体视神经纤维数的估计值。所有测量由同一人完成(J.G.)
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结 果
皮质类固醇性青光眼
全部5例皮质类固醇性青光眼患者均发现有特征性细胞外FBM物质堆积(图1,上、下,图2)5。不同眼FBM物质堆积量不同,1例患者(病例2646)整个邻管组织和角巩膜小梁外侧部均被FBM物质充满(图2),其他患者则仅有散在性斑片(表2)。正常眼未发现FBM物质。FBM物质主要位于角巩膜小梁外侧部和邻管组织内侧,并非紧靠Schlemm管内壁(图1,上)。FBM物质与小梁板层基底膜接触,该处无小梁细胞。在小梁网前部非滤过区,仅有很少FBM物质。多数小梁细胞呈激活状态,含有大量核糖内质网和线粒体。 (续)表1 临床资料
杯盘比
视野
滴眼剂
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白内障手术
注
NA
NA
鼻侧阶梯
上弓形暗点
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素
无
无
结膜炎治疗
结膜炎治疗
NA
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ND
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素和醋氮酰胺
无
角膜移植
NA
NA
匹罗卡品,肾上腺素
无
哮喘,双眼激素性白内障
NA
NA
ND
ND
, 百拇医药
β-阻滞剂
β-阻滞剂
无
无
多肌痛
多肌痛
0.8
0.3
上弓形暗点
旁中心暗点
匹罗卡品
匹罗卡品
无
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无
右眼非活动性单疱角膜炎
慢性阻塞性肺病
0.5
0.3
上弓形暗点
下弓形暗点
β-阻滞剂
β-阻滞剂
白内障囊外摘除,后房人工晶体
白内障囊外摘除,后房人工晶体
多肌痛,风湿病
, 百拇医药
激光小梁成型(鼻侧小梁)
0.1
0.1
正常
正常
β-阻滞剂,匹罗卡品
β-阻滞剂,匹罗卡品
无
无
哮喘
NA
0.7
0.3
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上下弓形暗点
上弓形暗点
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素
未用药
无
无
肾移植用强的松无假剥脱综合征
2+
1+
上弓形暗点
正常
β-阻滞剂,匹罗卡品,和氟甲脱氧泼尼松龙
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β-阻滞剂,匹罗卡品
白内障囊内摘除
白内障囊内摘除
右眼带状疱疹性角膜炎和
葡萄膜炎
NA
0.6
0.5
正常
正常
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素
β-阻滞剂,匹罗卡品,肾上腺素
, 百拇医药
无
无
慢性阻塞性肺病
NA
NA
NA
黑蒙
NA
β-阻滞剂
β-阻滞剂
无
无
激素性糖尿病
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NA
0.3-0.8
正常至
上弓形暗点
β-阻滞剂或β-阻滞剂+匹罗卡品
3眼…
正常
正常
未用药
无…
除FBM物质外,在邻管组织内也发现有不等量细微原纤维物质。高倍放大下,这些细微原纤维物质由紧密聚集,直径约10nm的细小原纤维所组成,其大致以平行方式排列(图1上,图3)。这些细微原纤维物质显得比正常无定形基底膜(Ⅰ型斑)32更致密和更规则(图4)。这种物质在3例供体4只眼中为最显著的细胞外物质,占总体细胞外物质的84%(表2,图3)。它可引起邻管组织增厚,似乎使一些眼Schlemm管内壁内皮细胞与邻管组织弹力网的纤维连接被分离(图3,上)32。1只眼的系列连续切片也证实整个内皮下区包括邻管组织弹力纤维网之间的空隙均被这种细微原纤维物质充满(图3,下)。在1只眼的1个象限,Schlemm管区也被这种物质填充,使管腔变窄。
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在这些部位,多数筛状细胞包含大量附着于细胞膜致密处的胞浆内微丝。这些细胞部分被基底膜样物质包绕,很象肌纤维母细胞(图3,下)。
小梁板层外观和厚度多为正常,仅有1只眼(病例7264,左眼)在角巩膜小梁外侧部显著增厚,并有细微原纤维物质沉着,但对侧象限小梁板层仍为正常形态。2例供体的2只眼含有比预期更多的SD斑块,其余6只眼SD斑块的数量在正常范围(表2)。
1例供体(病例159/91-32),视神经纤维轴突计数显著减少,与其较重的青光眼损害一致(表2)。 表2 定量分析*
病例号
眼别
邻管组织%
衍生鞘斑
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细微原纤维物质和
无定形基底膜占%
光学空隙
细胞
细胞外物质
邻管组织
细胞外物质
邻管组织
细胞外物质
皮质类固醇性青光眼患者
2646
3102
2096
, 百拇医药
7264
15991-32
右
左
NA
NA
右
左
右
左
44
10
16
9
, 百拇医药
13
7
37
27
44
53
46
52
69
18
39
42
42
37
, http://www.100md.com
38
39
18
75
24
31
9
6
26
8
4
12
14
19
, http://www.100md.com
20
16
69
21
20
16
57
66
33
31
3
25
13
63
, http://www.100md.com
10
9
80
84
9
64
73
84
43
33
原发性开角型青光眼患者
87/90-8
150/90-18
, 百拇医药
158/90-20
151/91-24
163/91-36
164/91-37
右
左
右
左
右
左
右
左
右
, 百拇医药
左
右
左
21
17
17
14
23
29
19
20
28
29
23
, http://www.100md.com
25
54
53
61
54
37
44
53
43
45
46
47
48
25
, http://www.100md.com
30
22
32
40
27
28
37
27
25
30
27
19
22
2
, http://www.100md.com
14
27
22
21
33
19
17
19
24
74
74
10
43
66
, 百拇医药
80
77
86
72
66
63
88
7
8
20
17
11
5
6
, 百拇医药
4
8
9
11
3
26
26
90
52
39
17
23
14
28
, 百拇医药
34
37
12
用皮质类固醇POAG
均数±(标准差)…
21±5
49±1
29±5
20±8
65±22
9±5
35±22
未用皮质类固醇POAG
, http://www.100md.com
均数±(标准差)
(7例)…
33±6
42±8
25
17±4
72
9
36
正常对照组均数
(7例)
40
40
, 百拇医药
20
14
70
6
30
*NA:不详;…:资料不适用
接受皮质类固醇治疗的POAG患者
在6例供体中,3例发现斑片状FBM物质。这种物质出现部位与皮质类固醇青光眼相同,即特征性位于角巩膜小梁板层外侧部。1例(病例156/90-18)在邻管组织内也发现有大量细微原纤维物质,占细胞外物质总量的50%(表2)。小梁细胞显得活跃,含有大量核糖内质网和高尔基复合体。该供体SD斑数量属正常,但比一般POAG患者少(表2)。
, 百拇医药 另2例发现有FBM物质的供体,仅1只眼发现细微原纤维物质增多。该患者因肾移植接受皮质类固醇治疗6年,在使用皮质类固醇治疗2年后,仅右眼诊断POAG;左眼眼压不高,也无视神经损害。本病例经临床检查和仔细超微结构检查均未发现剥脱综合征。组织学检查揭示左眼过去曾有炎症,鼻侧象限小梁部Schlemm管含有大量桥状细胞突以及向内生长的血管。在小梁网间隙可见数个巨噬细胞。与右眼比较,左眼鼻侧象限小梁板层变薄变短,其他三个象限Schlemm管正常,小梁网也为一般POAG外观。定量分析显示双眼均有大量SD斑,符合POAG诊断。左 (续)表2 定量分析*
指纹样基底膜占%
指纹样基底膜,管内壁至角巩膜
小梁外板层,%
神经纤维计数
邻管组织
, 百拇医药
细胞外物质
0
0
3
2
1
0
0
1
0
0
22
15
7
, 百拇医药
0
0
1
0
20
7
10
12
12
1
3
NA
NA
NA
, 百拇医药
NA
NA
NA
202469
353747
0
0
0
2
1
1
0
0
0
, 百拇医药
0
0
0
0
0
0
5
2
3
0
0
0
0
0
, 百拇医药
0
0
1
0
2
2
1
0
0
0
0
0
0
138054
, 百拇医药
778142
764085
692310
NA
739606
378130
507130
667038
NA
494983
454549
0
0+2
, http://www.100md.com
0
541602±207488
0
0
0
482170±230574
0
0
0
996611±66695
眼鼻侧象限小梁网改变可能与眼压未升高有关。
另3例供体,如同过去在POAG所见30,32,可见大量SD斑。但在这3例供体眼,各象限均未发现FBM物质,也无明显的细微原纤维物质堆积。然而,在1例单眼接受局部皮质类固醇治疗的供体者,该眼与对侧眼比较,细微原纤维物质有所增多,但统计学上差异无显著性(23%比14%,P=0.30)。在未接受皮质类固醇的POAG对照组,所有眼均未发现有FBM物质和细微原纤维物质。
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本组12只眼中,有10只眼视神经可用于分析,其神经纤维计数结果从正常到显著减少不等,与临床资料所记录的病情程度一致(表2)。在接受皮质类固醇的POAG患者,平均神经纤维计数是541602±207488,正常对照组为996611±66695,前者神经纤维计数显著减少(P<0.001)。在未接受皮质类固醇的POAG对照组,平均神经纤维计数为482170±230574,也显著低于正常对照组(P<0.001)。
图1 上图,一63岁女性患者(病例156/90-18)右眼Schlemm管(SC)内皮下区的电子显微照片。
该患者为接受全身强的松治疗的POAG患者。照片显示在角巩膜小梁最外侧及其邻近
区有大量类似基底膜的指纹样排列物质(FBM)物质(星号)。在Schlemm管内皮下区也可见
, 百拇医药
轻度增多的原纤维物质(箭号)(原物放大3410倍)。下图显示一13岁女性患者(病例2646)左眼
更高倍率放大的FBM物质,该患者为局部用药引起的皮质类固醇性青光眼(原物放大50000倍)
图2 一13岁女性患者(病例2646)左眼角巩膜小梁网的电子显微镜照片,该患者为局部用药引
起的皮质类固醇性青光眼。照片显示小梁网间隙被细胞外物质填充(星号),仅可见很少光学
空隙通道(箭头)。在一些部位,小梁板芯未被小梁细胞完全覆盖(箭号)(原物放大7500倍)
图3 上图,一60岁女性患者(病例7264)右眼通过Schlemm管(SC)内外壁矢状切片的电子显
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微镜照片。该患者为全身用强的松引起的皮质类固醇性青光眼。邻管组织被细微原纤维物
质充满(星号),这些物质将Schlemm管内 壁内皮细胞与连接纤维分开(箭号)。在邻近Schlemm
管外壁处,也可见轻度增多的原纤维物质(箭头)和细胞(原物放大2750倍)。中图。一63岁女性
患者(病例156/90-18)左眼高倍率放大的Schlemm管内皮下区的细微原纤维物质(星号),这些物
质将Schlemm管内壁内皮细胞(E)与连接纤维分开(箭号)(原物放大23800倍)。该患者为接受全身
强的松治疗的POAG。下图,一50岁男性患者(病例2096)Schlemm管内壁区倾斜切片的电子显微
, 百拇医药 照片,该患者为全身用药引起的皮质类固醇性青光眼。在内皮下区,邻管组织的筛状细胞间空
隙被略成平行排列的原纤维物质充满,筛状细胞含有大量附着于致密细胞膜区的胞浆内微丝
(箭号),并被不完整的基底膜样物质包绕(箭头)(原物放大36400倍)
图4 一59岁男性患者(病例158/90-20)左眼Schlemm管(SC)内皮下区的电子显微镜照片。该患
者为接受全身皮质类固醇治疗的POAG。除可见衍生鞘斑物质外,还可见到少量细微原纤维
物质和无定形基底膜(箭号)(原物放大4950倍)
评 论
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我们的发现与过去的研究结果一致,即皮质类固醇性青光眼小梁网细胞外物质明显不同于POAG所见5,10,11。本组皮质类固醇性青光眼,无论是局部还是全身使用皮质类固醇,也无论患者是儿童还是成人,结果均相同。在全部5例皮质类固醇性青光眼,均可见到特征性FBM物质。在3例供体的4只眼,邻管组织内的细胞外物质主要为异常细微原纤维物质。而在正常对照组没有发现这类物质。
因为POAG患者激素反应率很高,我们曾预期所有皮质类固醇治疗的POAG患者均会出现改变。但是在接受皮质类固醇治疗的6例POAG患者中,仅有3例被证实其小梁网有皮质类固醇反应的组织学改变。其可能原因是:研究样本偏少:对POAG供体选择可能有偏因,因为该组无1例表现有皮质类固醇引起的眼压升高。皮质类固醇给药途径,眼内药物浓度可能引起有一定作用。6例POAG患者中,5例为全身用药,仅1例局部用药。POAG患者激素反应率很高的结论,多出于对局部使用皮质类固醇的观察3,4。虽然全身使用皮质类固醇也会使眼压升高,但确切的发病率尚不清楚。由于皮质类固醇的眼内浓度较低,估计发病率不会太高33,34。
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另一个可能影响小梁网对皮质类固醇反应的因素是用药期限。用药数周后即出现眼压升高为激素反应者,但在停药数周内眼压升高常自行消失。这样一种急性可逆性眼压变化不大可能是结构性成分(如基底膜、胶原)的迅速合成和随后又降解,而可能为蛋白多糖或其他细胞外间质可溶性成分的转变12~18,35。随着用药时间延长,皮质类固醇性青光眼也可出现结构上的异常改变。这种结构性改变较为恒定,可以解释为什么有些患者停用皮质类固醇后眼压仍居高不下。皮质类固醇的用药时间和细胞外物质数量之间的相关关系,也可解释不同研究所得出的不同结果。有报道对10例患者进行组织学检查,其中6例未发现任何改变5~11,该6例患者中,4例仅接受了2~8周或短期皮质类固醇治疗,如1只眼为恶性黑色素瘤,在眼球摘除前短期使用皮质类固醇6,7,9,另1例未发现组织学改变的患者,缺少电子显微镜报告8,在发现有组织学改变的4例患者,其接受皮质类固醇治疗时间为数月~5年5,10,11。
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在皮质类固醇性青光眼以及在3例POAG所发现的FBM物质与基底膜类似。FBM物质主要出现于角巩膜小梁外侧部和邻管组织内侧,在接近Schlemm管内壁处仅可见少量FBM物质。FBM物质多与小梁细胞密切相关,形态上尤如小梁细胞所产生。与这些发现一致的是小梁细胞显得增大,活性增加,含有生发良好的核糖内质网和高尔基复合体。
另一种异常细胞外物质为细微原纤维物质,主要出现在Schlemm管内壁之下。这种物质堆积量不等,量少时为散在斑片,量大时似乎可将邻管组织纤维连接腱与Schlemm管内壁细胞分离。细微原纤维物质与正常基底膜以及内壁下的纤维物质相邻,有时甚至两者相互融合成一体。因此,我们在测量细微纤维物质时也将基底膜一起计入。在正常对照组眼和未曾用皮质类固醇的POAG对照眼,这类纤维物质仅占所测邻管区的6%~9%,占细胞外间质的30%~36%。皮质类固醇所引起的眼部改变,细微纤维物质明显增多,甚至可占细胞外间质的90%。如此大量的细胞外物质位于Schlemm管内壁下,很可能就是引起房水外流受阻的原因。有些眼可见位于纤维物质中的小梁细胞变形,如同肌纤维母细胞,胞浆内含有大量与肌动蛋白相似的微丝,聚集在细胞膜处,而且被一个不完整的基底膜包绕。正常仅在年轻人该部位的小梁细胞内可见到平滑肌肌动蛋白,而且这些细胞也无基底膜围绕36。本研究中老年眼也出现了肌纤维母细胞样细胞,表明长期皮质类固醇治疗可能引起细胞转化。由于这些细胞外物质已被固定,未能作免疫组化检查。
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在本研究两组患者邻管组织的其他超微结构也值得注意。POAG患者的SD斑物质数量可增
多30,32。本组6例POAG供体中,有5例(包括1例病史简略的患者)发现SD斑物质增多。本组患者病情并不很严重,无1人需要激光治疗或滤过性手术,因此本组患眼SD斑物质(17%)比过去所报道的那些需作小梁切除术的POAG眼(22%)少30。然而,1例POAG患者(病例156/90-18),SD斑物质的数量正常或更少。该患者在诊断POAG时眼压为25~34mmHg,但仅用贝特舒(Betoptic,Alcon Laboratories Inc.Fort Worth,Tex)滴眼,眼压即可满意控制。该眼视野正常,视乳头无病理凹陷,视神经纤维计数为正常下限。虽然眼压升高可能是早期POAG,但无视神经损害,有些医生不诊断本例患者为POAG。
POAG患者激素反应频率很高,然而为什么并非所有接受过皮质类固醇的POAG患者都会出现与皮质类固醇性青光眼患者相同的组织学改变?因样本太少,难以澄清这个问题。然而,有3种可能性:(1)很可能在全身用药时眼内浓度低,而不足以引起皮质类固醇反应;(2)急性激素反应性眼压升高的同时,可因用抗青光眼药物使眼压升高程度不明显。而且可引起结构改变的长期持续性眼压反应,在频率上和遗传模式上可能不同于短期反应;(3)POAG患者对皮质类固醇的反应可能与正常人群无本质上的差别,只是在POAG,预先存在的小梁网异常使其更易发生激素反应。在小梁网渗透功能良好的正常眼,少量新产生的细胞外物质,无论是蛋白多糖、基底膜、或是胶原,均不会对通畅的正常房水流出通道产生明显阻力。如果小梁外流通道已遭损害,如POAG,房水外流情况已较差,很少量新形成的细胞外物质即足以阻塞剩余的房水外流通道,引起眼压升高。对接受皮质类固醇的正常眼进行组织学研究将有助于进一步阐明这一问题。From the Department of Ophthalmology, Mayo Clinic and Mayo Foundation, Rochester, Minn (Dr Johnson); the Department of Anatomy, Institute of Anatomy, Erlangen (Drs Gottanka, Flugel, and Intien Drecoll), and the Eye Hospital, University Clinic Benjamin Franklin, Berlin (Dr Hoffmann), Germany; and the Department of Ophthalmology, NTT Kyushu Hospital, Kumanoto-shi, Japan (Dr Futa).
Arch Ophthalmol 1997;115∶375-383
严 密 校
参 考 文 献
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