環孢素A 滴眼液治療干眼癥的作用機制和研究進展

曾 潔，周渝姣，張傳寶

(1. 衛生部北京醫院·衛生部臨床檢驗中心生化室，北京 100730; 2. 中國人民解放軍第77100 部隊門診部，重慶 400014)

干眼癥(DES)又稱角結膜干燥癥(KCS)，是由于液性淚液產生減少、黏液分泌異常和瞼板腺功能障礙等各種原因引起的淚液膜液性成分的絕對和相對缺乏，以眼表淚液分布異常、淚液蒸發增加為共同特征的綜合征。干眼癥與多種因素有關，發病率為7.4% ～33.7%，其中50 歲以上女性患病率約為男性的2 倍[1-2]。在某些疾病中，其發病率更高，如在糖尿病患者和風濕性關節炎患者中分別為54.3%和46.7%[3-4]。我國40 歲以上藏族人和高中生出現干眼癥狀的概率分別為52.4%和23.7%[5-6]。干眼癥的傳統治療方法為使用人造眼淚和SmartPlug 淚道栓塞植入。對于斯耶格倫氏綜合征(Sjogren's syndrome)這類與炎癥相關的干眼癥，應使用類固醇或非固醇類消炎藥，如皮質類固醇、四環素、環孢素(cyclosporine)等[7]。1995 年，美國食品藥物管理局(FDA)批準了0.2%環孢素A 眼用油膏(Optimmune)用于治療犬類角結膜干燥癥，2003 年批準了0.05%環孢素A 眼用乳液(RestasisTM)用于人眼干燥癥，目前尚未在我國上市銷售。環孢素A(CsA)滴眼液療效好，且無全身性不良反應，近10 年來在歐美國家臨床得到了廣泛應用。現就CsA 滴眼液的發展歷程、作用機制及治療干眼癥的研究進展等進行簡要介紹。

1 發展歷程

CsA 由11 個氨基酸組成，分子式為C62H111N11O12，相對分子質量為1 202。1970 年，Sandoz 公司首次從光澤柱孢菌(Cylindrocarpon lucidum)和多孔木霉( Tolypocladium inflatum)這2 種真菌中發現了一類新的天然的親脂環肽，稱為環孢素。由多孔木霉分泌的環孢素除了CsA 外，還會產生其他多種環孢素，都有11 個氨基酸，區別在于有1 個或1 個以上的氨基酸不同，如環孢素B 與CsA 的差異就在于2 位上的氨基酸分別是丙氨酸和α-氨基丁酸。環孢素最初的研究目的是用于抗真菌治療，但其抗菌譜窄，沒有實際應用價值。隨后發現，環孢素具有抗淋巴細胞活性的免疫抑制作用，并確認CsA 的免疫抑制作用最強。CsA 能選擇性地作用于脾淋巴細胞，而不影響骨髓細胞數量和干細胞增殖，比硫唑嘌呤(azothioprine)類藥物的毒性小很多，常用于器官移植后排斥反應的治療。山地明(Sandimmune)是美國FDA 批準的第1 個CsA 藥物。CsA 作為一種強效免疫抑制劑，不僅用于器官移植后的免疫抑制治療，還可用于治療多種臨床疾病包括自身免疫病、血液病、腫瘤，以及抗寄生蟲病、抗HCV 治療、抗HIV 治療、治療眼部感染等。

CsA 滴眼液用于治療干眼癥始于對犬類的研究，使用CsA 后能增加犬的眼淚量(≥5 mm/min)。早期臨床發現，在對接受腎移植患者進行免疫治療時，口服CsA 會增加患者的眼淚量。各類臨床試驗也證明，使用CsA 滴眼液能增加患者眼淚量。CsA 是難溶于水的疏水性物質，選擇適宜的基質使其能長時間停留在眼外部組織且無不良反應，是CsA 滴眼液研發的難點。直接使用蓖麻油、玉米油、橄欖油、花生油等油性基質，會有灼燒、紅腫、癢及導致上皮角膜炎等不良反應。有學者研發了一種水包油型微乳，含有甘油、聚山梨醇酯80 和氫氧化鈉等輔料，能加載0.4% 的CsA，室溫穩定性超過9 個月。動物試驗結果表明，上述空白基質未表現出明顯的不良反應，且外用CsA 眼用乳液的安全性高:連續使用0.4%濃度的藥品3 個月，每天用藥3 次，兔CsA 血藥濃度最大為0.721 ng/mL;連續使用6 個月，每天用藥4 次或6 次，兔血藥濃度最大為1.36 ng/mL;連續用藥12 個月，每天6 次，狗最大血藥濃度為0.654 ng/mL。人使用0.05%和0.1%濃度的CsA 眼用乳劑12 個月后，用液相色譜串聯質譜法測定，血藥濃度低于該方法檢測限(0.3 ng/mL)，且在0.1%濃度組用藥3 h 后的最大濃度為0.105 ng/mL[8]。針對該CsA 眼用乳液的Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗表明，該藥在0.05%，0.1%，0.4%濃度水平下均能顯著改善中、重度干眼癥患者的眼部癥狀和體征，且無明顯的局部或全身性不良反應[9-10]。在一項持續3 年的長期臨床研究中，使用0.1%CsA 眼用乳液每次1 滴，每日2 次，未表現出全身性不良反應，局部不良反應表現為眼部出現灼燒感、刺激感和結膜充血，發生率分別為10.9%，3.9%，3.4%[11]。除RestasisTM這個已上市的產品外，增加CsA 的溶解度，提高生物利用度，降低(或減少)局部不良反應的方法有很多，包括設計水溶性前藥及使用脂質體、納米粒等新型藥物制劑等手段。帶正電荷的乳劑能與帶負電荷的角膜上皮細胞相互作用，并在角膜表面長時間停留，對角膜有更好的濕潤作用，相關的Ⅰ期臨床研究正在進行中[12]。

2 治療干眼癥的作用機制

2.1 免疫抑制

CsA 有免疫抑制作用，能抑制T 淋巴細胞的活化、分化，主要作用于鈣調磷酸酶(CaN)/NF-AT 途徑，其機制為:CsA 選擇性地與T 細胞內的親環素A(CyPA)相結合，所形成的CsA-CyP 復合物作用于CaN，使CaN 去磷酸化活性失活，抑制胞漿NF-AT核內轉移，從而抑制包括白細胞介素2(IL-2)在內的多種細胞因子基因的轉錄激活，抑制T 細胞的分化、活化。干眼癥患者接受0.05%CsA 滴眼液治療6 個月后，結膜上皮細胞CD3+，CD4+，CD8+細胞及CD11a和HLA-DR 細胞數量顯著降低(P ＜0.05)[13]。Baudouin 等[14]的研究也證明，HLA-DR+結膜細胞數量在治療3，6，12 個月后顯著下降，從初始的(61.67 ±29.54)%分別降到了(39.03 ±29.54)%，(39.45±33.06)%，(30.55±29.40)%。使用CsA 后白細胞介素4、白細胞介素5、白細胞介素17A、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、干擾素γ(IFN-γ)和嗜酸性粒細胞趨化因子等細胞因子在眼淚中的濃度都顯著降低(P ＜0.05)[15]。還有報道稱，CsA 還能通過作用于JNK 和p38 信號通路發揮免疫抑制作用，并希望通過對該抑制作用的探究，尋找新的免疫抑制位點[16-18]。

2.2 抗細胞凋亡

CsA 有抑制細胞凋亡作用。CsA 與親環素D 結合形成復合物，能抑制線粒體膜通透性轉換孔開放(mPTP)，防止膜間蛋白如細胞色素C、核酸內切酶等釋放入胞漿，從而抑制細胞凋亡或壞死。Gao 等[19]在早期的動物研究中發現，CsA 治療Sj gren 型KCS時，能抑制淚腺腺泡細胞和結膜上皮細胞凋亡，并促進淋巴細胞凋亡;CsA 治療后，p53 蛋白免疫活性降低而bcl-2 水平升高。CsA 滴眼液的抗凋亡作用主要針對結膜上皮細胞，病理小鼠經CsA 處理后，球結膜和瞼結膜上皮細胞凋亡數量遠遠低于未經干預的對照組(P ＜0.01)，且活化的凋亡蛋白酶caspase-3 水平也低于對照組(P ＜0.01);這種抗凋亡作用在角膜上皮細胞中并不明顯[20]。

2.3 促杯狀細胞水平上升或功能恢復

杯狀細胞的功能是合成、貯存和分泌黏蛋白，結膜杯狀細胞位于結膜上皮層，主要分泌分子量大的凝膠形成型黏蛋白MUC5AU[21]。黏蛋白是高度糖基化的親水性大分子蛋白質，是淚膜的重要成分，起穩定淚膜保護眼表的作用。黏蛋白分泌量的減少和糖基化的改變，是干眼癥發病機制中的中間環節，也是干眼癥的結果之一[22]。Moore 等[23]通過切除淚腺建立了犬角結膜干燥癥模型，2% CsA 連續用藥4 周，上皮細胞內黏蛋白濃度顯著增加(P ＜0.05)，結膜炎癥狀得到緩解，說明在不受淚腺作用的影響下，CsA 對恢復結膜杯狀細胞黏蛋白分泌功能有作用，這可能是CsA 治療干眼癥的重要因素。Wang 等[24]對患有慢性移植物抗宿主病患者的干眼癥治療結果也證明了這一觀點，0.05% CsA 治療后杯狀細胞密度和MUC5AU 數量顯著升高(P ＜0.05)，MUC5AU mRNA 表達也顯著增加(P ＜0.05)。

2.4 增加眼淚流量

CsA 治療后，眼淚分泌試驗(Schirmer's Test)結果顯著改善。CsA 增加眼淚流量的機制:CsA 刺激淚腺感覺神經末梢釋放神經遞質P 物質，并通過P 物質激活毒蕈堿受體，增加眼淚分泌[25];增加水通道蛋白3 的表達量及其轉運水的能力，以增加眼淚量，后者與細胞內環磷酸腺苷(cAMP)濃度有關[26]。CsA 能增加細胞內環磷酸腺苷水平，活化蛋白激酶A，后者催化水通道蛋白的絲氨酸磷酸化，從而增加膜對水的通透性。這些研究表明，CsA 增加眼淚流量不是單純地刺激眼表的催淚作用。

3 治療干眼癥的臨床研究

3.1 干眼癥癥狀緩解程度的評價

CsA 滴眼液在干眼癥方面的相關臨床研究，除了上文提到的安全性、有效性等常規臨床評價，對干眼癥癥狀緩解程度的評價也是臨床關注的重要方面。Stonecipher 等[27]研究發現，32%的KCS患者使用0.05%CsA 滴眼液7 d 后癥狀得到緩解，60%患者治療30 d 后減少了人造眼淚的使用[27]。CsA 較人造眼淚的療效要好，分別有94%和68%的患者在治療12 個月后癥狀得到緩解[28]。而且，對于某些人造眼淚治療3 個月無效的干眼癥患者，改用CsA后角膜和結膜知覺敏感度都有提高[29]。比較CsA 滴眼液和淚管封閉治療，前者能提升眼表的長期健康，后者起效快，二者聯合治療效果最佳[30]。對于肝移植且患有家族性淀粉樣多發性神經病變的患者，干眼癥癥狀經人造眼淚和淚腺封閉治療無效，采用CsA滴眼液治療能顯著改善干眼癥癥狀且無任何不良反應[31]。然而，Yüksel 等[32]通過印跡細胞學技術發現，CsA 滴眼液對重度干眼癥療效不佳。

3.2 移植物抗宿主病(GVHD)患者干眼癥的療效

CsA 滴眼液治療1 個月，杯狀細胞密度和MUC5AC mRNA 表達增加(P ＜0.05);對于人造眼淚治療3 個月無效的患者，改用CsA 治療3 個月后，淚膜破裂時間等指標明顯改善(P=0.002)[33];治療過程中未發現明顯的不良反應[34]。

3.3 格雷夫斯病患者干眼癥的療效

Gürdal 等[35]評價了CsA 滴眼液使用前后的眼表疾病指數、結膜細胞凋亡指數、結膜MMP-9 表達水平等干眼癥相關指標，認為CsA 能改善格雷夫斯病患者的干眼癥狀，抑制結膜上皮細胞凋亡和抑制MMP-9 表達[35]。但Altiparmak 等[36]的臨床試驗卻認為，單獨使用人造眼淚的療效優于CsA 和人造眼淚聯合用藥，前者Schirmer 試驗和淚膜破裂時間結果都優于后者(P=0.004，P=0.021)。

3.4 0.05%CsA 滴眼液使用的臨床建議

對于重度干眼癥患者，應增加每日用藥次數，如每日4 次[37]。雖然有4%慢性干眼癥患者經CsA 滴眼液治療，停藥1 年以上未出現復發[38]，但大多數患者停藥后干眼癥病程會向前發展[39]，對于已停藥的患者，可用CsA 滴眼液進行第2 次治療。醫生應叮囑患者長期堅持使用，一般來說，治療干眼癥需要連續用藥6 個月以上，應告知患者出現刺激感等反應是正常的，這種感覺會隨著使用時間增加而減少[40]。CsA 滴眼液除了用于干眼病，還可用于多種眼表疾病的治療，如后部瞼緣炎、眼紅斑痤瘡、春季角結膜炎、特應性角結膜炎、急性角膜移植排斥、結膜移植物抗宿主病等[41]。

4 結語

干眼癥的發病因素多且在女性中發病率高，CsA 滴眼液通過免疫抑制、抗細胞凋亡、增加杯狀細胞密度和黏蛋白分泌水平以及增加眼淚流量等方式，能有效治療各種類型的干眼癥。臨床前動物試驗、Ⅱ期臨床試驗、Ⅲ期臨床試驗均證明了CsA 滴眼液的安全性和有效性。相對于類固醇類藥物來說，CsA 雖然起效較慢，但卻無全身性不良反應且局部不良反應小，安全性高，可長期使用。國家食品藥品監督管理總局只批準了一種環孢素類外用制劑，即華北制藥的環孢素滴眼液，適用于與糖皮質激素聯合應用預防角膜移植術后免疫排斥反應。國內尚無直接用于治療干眼癥等眼表疾病的環孢素類外用藥物，迫切需要研發能滿足CsA 溶解性好、生物利用度高、眼表停留時間長、不良反應小、穩定性好等條件的有關制劑，并作進一步的臨床研究，填補國內該類藥物的空白，為眼科臨床醫生和眼病患者提供幫助。

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