前列腺素對眼部淋巴管與眼部疾病的研究進展

池華博文，李青松，賈琳琳，符之瑄，許 愿，楊 倩，楊俊倚

(1.上海中醫藥大學附屬普陀醫院眼科，上海 200062 ；2.上海中醫藥大學附屬普陀醫院腫瘤科，上海 200062)

淋巴管由毛細淋巴管匯合而成，其形態結構與靜脈相似，但直徑較小，根據淋巴管的位置，淋巴管可分為淺、深淋巴管，它們貫穿于人體組織中形成了一個血管網絡，從組織中排出組織液，再將液體輸送到血液中[1]。淋巴是維持體內組織體液平衡和免疫的先決條件，而淋巴管生成以及淋巴的形成構成復雜而龐大的脈管網絡，這些得以維持體內水液代謝、脂質及維生素吸收，其中對癌癥轉移和免疫反應等環節起著至關重要的作用[2]。在初始的研究中，人們認為除了結膜外眼睛內缺乏淋巴管;然而隨著領域的進展，在識別淋巴管內皮標志物淋巴管內皮透明質酸受體-1(LYVE-1)或腎小球足突細胞膜黏蛋白和淋巴管生成因子C(VEGF-C)后，都揭示了淋巴管和淋巴管生成在眼部的存在和作用[3]。此外，淋巴管生成在包括角膜移植排斥和眼部腫瘤進展的眼部病理條件中扮演重要角色，眼部淋巴管的穩定是維持眼部健康的關鍵[4]。

1 前列腺素在眼部的傳導

炎性反應主要特征為疼痛、腫脹、紅斑和發熱，前列腺素(PGs)作為炎性反應的一種介質，并在環氧合酶-1(COX-1)和環氧合酶-2(COX-2)的催化下合成，中間產物前列腺素H2(PGH2)通過特定的末端合成酶生成前列腺素和血栓素A2(TXA2)[5]。前列腺素E2(PGE2)是前列腺素的一種形式，與炎性反應、腫瘤生長和血管生成均有關聯，PGE2可以被15-羥基前列腺素脫氫酶(15-PGDH)降解。腫瘤及其相關基質分泌大量血管生成和淋巴管生成生長因子，這些因子作用于血液和淋巴管，能進一步促進癌癥的發生[6]。淋巴管生成因子家族中的生長因子VEGF-C和血管內皮生長因子D(VEGF-D)是由腫瘤分泌的，它們作用于原發腫瘤內及周圍的小淋巴管，也作用于攜帶轉移腫瘤細胞從原發腫瘤到區域淋巴結的較大集淋巴管。有研究表明，VEGF-D通過下調15-PGDH基因導致聚集淋巴管擴張，從而導致轉移增加[7]，這導致PGE2降解的減少以及PGE2受體的集合淋巴管擴張。亦有研究顯示VEGF-C可以誘導COX-2的表達，反之亦然。在治療方面，這可以被COX途徑的拮抗劑抑制，從而減少PGE2的合成量，促使非甾體抗炎藥家族的成員，如阿司匹林，可以拮抗COX介導的PGE2的產生[8]。

內源分泌性前列腺素作為天然產生的前列腺素F2α(PGF2)的衍生物，具有輕微的化學變化。拉坦前列素、屈伏前列素和塔氟前列素被歸類為類前列腺素，是穿透角膜的PGF2的前藥[5]。內源性酯酶將每個前藥轉化為游離酸形式，從而激活FP受體(FP receptor)，FP為前列腺素類受體的一種亞型，這可以使睫狀體放松，以增加鞏膜外鞏膜流出[9]。纖毛肌FP受體的激活導致基質金屬蛋白酶(MMPs)的產生和纖毛肌細胞外基質(ECM)的降解增加[10]，睫狀肌、虹膜根和鞏膜外基質的重建可以減少液體流出的阻力效應。PGAs也可通過常規小梁網途徑增加房水流出，實驗模型和組織學切片顯示，使用拉坦前列素和雙馬前列素后對施萊姆氏管內細胞有著一定的改變[11]。前列腺素主要通過刺激睫狀體中的PGF2受體增加水的流出，也增加了鞏膜外鞏膜的引流[12]。Tam等研究了拉坦前列素對淋巴引流的影響，其研究通過使用高光譜成像方法以顯示一項體內納米示蹤，11只經拉坦前列素治療的小鼠通過進入下頜骨淋巴結，結果測得淋巴引流率為(1.23±1.06)h，11只對照組小鼠的淋巴流出量為(0.30±0.17)h(P>0.05)，前者的淋巴流出量占比更多。這也證明局部前列腺素可以刺激淋巴引流，這表明一些生長因子對淋巴管的生成和現有淋巴管的維持至關重要[13]。

2 VEGF系統與眼部淋巴管

淋巴管生成因子家族在血管生成、血管生成和淋巴管生成中起重要作用[14]。目前已知存在淋巴管生成因子A(VEGF-A)、VEGF-B、VEGF-C和VEGF-D與胎盤生長因子(PlGF)、而VEGF-A在哺乳動物血管發育和涉及血管異常生長的疾病中發揮重要作用。最近的臨床研究表明VEGF-A在眼部可以促使新生血管形成,如糖尿病視網膜病變和老年性黃斑變性中使用該抗體都具有一定的療效[15]。VEGF受體家族包括三個成員:血管內皮生長因子受體-1(VEGFR-1)、血管內皮生長因子受體-2(VEGFR-2)和血管內皮生長因子受體-3(VEGFR-3)。VEGF-A結合并激活兩個酪氨酸激酶受體:VEGFR-1和VEGFR-2，但數據顯示VEGF-A與VEGFR-3沒有明顯的結合[16]。VEGFR-3是由VEGF-C和VEGF-D的匹配而成，已經成熟的VEGF-C和人類VEGF-D已知能夠結合并激活VEGFR-2[17]。

各種研究闡明了VEGF-C、VEGF-D、VEGFR-3都參與眼部淋巴的轉移，此外，VEGF-C和-D/VEGFR-3信號通路參與炎性疾病的發生，但眼表血管內皮細胞的信號并不強烈，它們主要依賴RAS通路(Ras signaling pathway)，而RAS通路通常是大多數VEGFR-1和VEGFR-2的主要通路[18]。另一方面,VEGF-1、VEGFR-2衍生信號主要利用蛋白刺激酶C(PLC-19l-PKC)依賴的RAF-MEK-MAP通路促進眼部內皮細胞增殖，這在細胞生長刺激酪氨酸激酶中是獨特的存在[19]。該信號由VEGFR2的一個單獨的自磷酸化位點，即酪氨酸磷酸鹽，現有研究報道已經證實VEGF-C/-D以及VEGFR3信號通路可以利用RAS通道等途徑實現淋巴管的生成[20]。

3 前列腺素與環氧合酶

已知淋巴管生成生長因子在腫瘤相關血管生成和淋巴管生成過程中識別出重要的分子標記[21]。眼部淋巴管生成生長因子也是影響淋巴內皮關鍵，而前列腺素通路基因的表達，提示PG與VEGF-C、VEGF-D信號之間存在交叉，這與炎癥介質水平升高是一致的[22]。PGs是一類生物活性脂類，可在多種人體組織中產生，在發育、組織穩態、炎癥的進展中起到核心作用[23]。PGs參與一系列細胞功能，并被證明是血管舒張的有效誘導物，從而起到血管張力調節的作用[24]。PGs的擴張在動物模型中有表現形式，其中淋巴生成的蔓延情況表明VEGF-C 刺激淋巴管生成和VEGF-D能夠誘導眼部擴張的淋巴管排水,從而增加了前哨淋巴結的轉移負荷[25]。

環氧合酶是一種限速酶，在組織中催化花生四烯酸轉化為聚乙二醇。兩種COX亞型現已被鑒定，它們具有不同的功能和組織分布;COX-1在大多數組織中組成性表達，并在維持基礎PG水平上發揮重要作用，而COX-2可在大多數組織中被誘導，在炎性反應和致瘤環境中產生促炎PGs。第三種酶COX-3已被鑒定，但被認為是COX-1的變種，它們是由不同的RNA銜接引起的[5]。COX-2在許多類型的癌癥中上調，已知存在于肺癌、結腸癌、乳腺癌、胰腺癌和頭頸癌[26]。COX-2的生化活性與PGDH平衡，PGDH可以催化谷氨酸脫氫酶(NAD+)依賴性的前列腺素在細胞漿內轉化為無活性的15-羥基坎利酮(15-Hydroxycanrenone )[27]。PGs轉運蛋白(PGT)和多藥耐藥相關蛋白均可調控PGs水平[28]。COX可以催化花生四烯酸轉化為前列腺素H2(前列腺素H2是許多PGs的前體，由特殊的PGs合成酶作用下形成的，在某些癌癥疾病中可以達到上調趨勢)[29]。COX-2的表達與患者預后和生存率有著一定的關聯，盡管COX-2可能是眼部淋巴管增生過程中PGs產生的關鍵因素，但證據也表明COX-1是致病因素，可能是由于其對PGE2濃度的影響[30]。

4 前列腺素在施萊姆氏管中的作用

除了淋巴管，還有一種特殊的血管系統叫做施萊姆氏管，它是水體液排出的主要途徑青光眼手術，如小梁切除術，是為了降低眼壓來減少有失明的風險。有相關手術在眼內里創造了一個新的通道來重新引導房水流出到結膜下間隙，以引導引流的液體被結膜吸收至淋巴管內[31]。亦有研究證明了眼球表面淋巴管在鼻側更密集，這意味著臨床可以選擇鼻側作為青光眼手術部位以改善液體引流[32]。前房眼睛的前房這種特殊的血管結構由單層內皮構成同時具有血管內皮細胞(BECs)和淋巴管內皮細胞特征的細胞。Schlemm管的內壁與小梁網相連，它們通過控制收縮來調節引流速率[33]。Schlemm管內皮細胞是表達淋巴管的主要調節器，它在Schlemm的淚河發展中起關鍵作用。現已有激光照射實驗證實在Schlemm管細胞中加入前列腺素類似物后，通過將Schlemm管細胞暴露于由激光照射的Schlemm管細胞和小梁網細胞構成的介質中，使用兩種前列腺素類似物引起的Schlemm管細胞電導率的增加范圍從4倍(對于拉坦前列素)到16倍(對于屈伏前列素)，這也說明不同前列腺素類似物對Schlemm管細胞電導率影響程度的差異不同，且曲伏前列素對前列腺素F受體親和力最高，而拉坦前列素親和力最低的結果一致[34]。

在激光照射實驗中發現，前列腺素類似物除了調節細胞外基質性質外，還能調節Schlemm管細胞的屏障性質，這一發現代表了一個新的觀察結果[35]。而眼內壓下降會影響激光的作用過程，這些都與前列腺素類似物的介導密切相關,其中部分共同的作用機制會影響Schlemm管細胞的屏障屬性，選擇性激光小梁成形術(SLT)可以直接作用于Schlemm管細胞以增加通透性，或者通過誘導小梁網細胞和Schlemm管細胞釋放細胞因子來發揮其作用[36]。前列腺素類似物可以通過可能激活細胞內信號通路，直接作用于Schlemm管細胞，從而增加Schlemm管細胞屏障的通透性。識別介導SLT作用于Schlemm管以及介導前列腺素類似物作用于Schlemm管細胞的信號通路是細胞屏障的關鍵。所以SLT和前列腺素類似物是否具有共同的作用機制是問題的關鍵[37]。

5 眼部疾病與眼部淋巴管

淋巴管是維持組織的狀態穩定的關鍵，而眼部淋巴管的變化同樣會導致眼部疾病的病理狀態改變。為更好了解眼部淋巴管與眼部疾病之間的關系，現對兩者進行探究以對眼部疾病提供更好的治療方法。

5.1青光眼：青光眼是致盲的主要原因，全世界已有8 000多萬人患有青光眼。由于房水引流受損而引起的眼壓升高是青光眼發生的主要危險因素。現已有研究[38]證明血管生成素(ACE-2)信號通路的遺傳破壞會導致患者出現高眼壓、視乳頭腫大和青光眼癥狀等的典型特征，其中包括視網膜神經節變性和視力喪失，但通過單獨表達ANGPT1或ANGPT2可以使眼部進行引流[39]。此外，淋巴細胞中叉頭框C2蛋白(FOXC2)的缺失會導致ACE-2的下調，這提示了FOX-C突變患者眼部缺陷的機制，以此證明了血管生成素在淋巴內皮中的重要性[40]。眼部缺乏淋巴角膜緣的毛細血管也會導致眼壓急劇增加以及青光眼，而使用VEGF-C或ACE-2激動劑促進淋巴管生成是青光眼有效療法之一；當藥物治療不能達到適當的眼壓降低且發生不良反應時，可以實施眼部激光或切口手術，激光小梁成形術降低眼壓誘導生物改變小梁網，導致水流出增加[41]。盡管在大多數患者中可以實現大量的眼壓降低，但效果隨著時間的推移效率逐漸降低，據統計，全球手術失敗率每年約占比10%[42]。若在使用激光和藥物治療的情況下，眼壓控制仍然過高(特別對于開角型青光眼的晚期病例)，應考慮進行聯合晶狀體摘除術，當晶狀體相關機制占主導地位時，尤其在嚴重白內障損害視力的情況下，也可以進行晶狀體摘除[43]。最后，青光眼引流植入可用于與開角型青光眼相似的慢性角閉合性青光眼患者(當小梁切除術無法控制眼內壓時)，或可以用于小梁切除術失敗風險高的患者[44]。

5.2眼表疾病：角膜是少數積極維持無血管狀態的組織之一，不存有血液和淋巴管。然而，一些疾病會導致病理性角膜邊緣和淋巴管生成，病理性血液和淋巴管進入角膜不僅降低透明度，視力甚至失明，而且隨后角膜移植后的移植物排斥反應率也有顯著的增加[45]。而靜息角膜緣淋巴管芽和炎性反應引起的角膜淋巴管生成會隨著年齡的增長而減少，有研究顯示年齡較大小鼠的淋巴管生成能力較低，它們的淋巴血管系統對炎性條件的反應能力較低，這些數據部分解釋了年輕與老年患者角膜移植結果不均等的原因，也說明了角膜淋巴系統在炎性刺激后也表現出很大的可塑性[46]。帶血管的人角膜的組織學分析顯示，炎性損傷后淋巴管的變化與老化時間呈負相關，此外，所有角膜新生血管形成時間少于3個月的角膜均可檢測到淋巴管，而有角膜新生血管形成史的角膜則不存在淋巴管，沒有出現在淋巴管角膜和角膜新生血管形成的時間超過60個月,這些數據均表明回歸的角膜淋巴脈管系統也在人類系統[47]。

角膜移植的成功率與角膜淋巴管內血管的形成有一定的關系，其中主要是淋巴管一定程度介導了角膜移植，后續所發生的免疫反應[48]。亦有臨床研究表明在無淋巴管的血管受體中，移植的角膜存活率與無血管的受體床中相同；若受體床內存在淋巴管，則移植存活率明顯降低，這一研究提示淋巴管生成對移植物排斥反應更為重要[49]。

5.3干眼綜合征：眼部干燥綜合征是已知的干眼病之一，研究表明，血小板反應蛋白(TSP-1)基因敲除小鼠會產生出自身免疫性疾病干燥綜合征的表現，這些老鼠在6個月大的時候就會出現干眼癥臨床癥狀不僅會出現角膜上皮出現特征性缺損，淚腺被免疫細胞浸潤，而且淋巴管會自發生長并隔離在角膜中央，甚至可以從角膜的一側延伸到另一側[50]。淋巴管的延遲孤立生長的原因在于TSP-1的免疫調節特性TSP-1與巨噬細胞表面的細胞相結合，從而抑制腫瘤生長因子(TGF-β)誘導的VEGF-C和VEGF-D的表達，因此，TSP-1的缺失導致這些生長因子隨著時間和年齡的增長而連續積累，由多種機制維持的淋巴管生成特權就失去了[51]。TSP-1缺失不僅導致角膜VEGF-C的表達增加，還導致促炎細胞因子即單核細胞趨化蛋白在更早的時間點表達增加。隨著單核細胞趨化劑的增加，研究表明，在已經處于更年輕年齡的TSP-1缺失小鼠的角膜中有更多的巨噬細胞，這導致了淋巴管生成前生長因子隨著時間的推移而釋放的放大作用[52]。研究還表明，硫酸肝素蛋白多糖可以結合VEGF和成纖維細胞生長因子2(FGF-2)，從而抑制其促炎以及血管生成作用[53]。

5.4眼部腫瘤：在眼惡性腫瘤中也發現腫瘤相關淋巴管生成，其中包括結膜黑色素瘤、結膜癌和睫狀體黑色素瘤以及眼外擴張，其主要作用是將腫瘤細胞轉運到引流淋巴管以促進腫瘤擴散。而淋巴管的生長是一些腫瘤(如皮膚惡性黑素瘤)淋巴源性轉移的第一步，雖然周圍淋巴管生成與瘤內淋巴管生成的作用仍有爭議，但作為腫瘤轉移的決定性危險因素的作用現已確定[54]。由于淋巴管生成似乎是皮膚黑色素瘤轉移的一個重要方面，經研究發現在一系列的葡萄膜黑色素瘤患者中，約有一半的患者發現了淋巴管生成的VEGF-C及其受體VEGFR-3的共同表達，但與正常對照組的眼睛一樣，不能識別眼內淋巴管。后得出結論是VEGF-C在沒有可能進入淋巴管的情況下(即在閉眼內)并不能誘導淋巴管生成[55]。現已有一種新的聯合抗血管生成和抗淋巴管生成療法，比如特異性的抗淋巴管生成療法可以適用于發生眼外擴張的葡萄膜黑色素瘤患者，以防止腫瘤的淋巴管擴散到局部淋巴結[56]。而眼內腫瘤相關淋巴管在睫狀體黑色素瘤眼外擴張中可能具有重要的功能意義，它們在增殖的過程中，可以成為癌細胞侵襲的目標。

5.5眼底病：眼底疾病部位包括視網膜、視盤和脈絡膜，眼底的病變與玻璃體的改變有著密切的關系。視網膜中央動脈阻塞通常與嚴重視力喪失和視力預后差有關。視網膜中央動脈閉塞發生在視網膜中央動脈完全或部分閉塞，隨后視網膜缺血。這類疾病基本是繼發于栓塞事件，很少是由血栓引起的，少數情況下，血管炎或創傷可能是病因[57]。Brett Malbin等對6例急性視網膜中央動脈阻塞通患者(平均年齡69.33歲)的6只眼進行最佳矯正視力分析，結果顯示靜脈注射PGE1可顯著改善急視網膜中央動脈阻塞通患者的視力，且耐受性好，不良反應少[58]；炎性反應和免疫細胞調節脈絡膜新生血管，也可能成為老年性黃斑變性的治療靶點。Shintaro Nakao等研究了黃斑變性動物模型眼球內部的淋巴管生成，并用激光在動物體內產生了脈絡膜新生血管，結果顯示激光誘導的新生血管并不主要依賴于獲得性免疫，眼底損傷也不影響周圍神經系統，免疫細胞已到達局部子宮頸上皮細胞的未知途徑，盡管內部不存在淋巴管。但免疫細胞也有極大的可能進入視神經腦膜的淋巴管，其中確切的機制還尚不清楚[59]。

6 展望

眼部淋巴管的臨床價值及其在相關疾病中的重要作用已越來越被人們所了解，對它全面而詳細的研究將有助于我們對相關疾病的發病原因、病程進展及病勢變化有一個清晰而全面的認識，從而有助于疾病的最終治療。眼部淋巴管的重要作用為青光眼、眼部腫瘤以及干眼綜合征的患者帶來了新的治療希望。尤為重要的是眼部淋巴管在青光眼濾過手術后房水重吸收方面中的重要作用已逐漸為人們所了解，而前列腺素類藥物的臨床應用又促進了眼部淋巴管的增生，因此，對前列腺素類藥物與青光眼濾過手術的研究具有重要的臨床意義，這將為青光眼的治療創造一種全新的方式，從而極大提高青光眼患者的治療效率，并最終改善青光眼患者的生活質量。相信隨著人們對眼部淋巴管的不斷深入研究，越來越多的臨床發現將不斷涌出，并將為眼科疾病的治療帶來新的方法與希望。