翼狀胬肉發病機制的研究進展

江華維，劉 霞，王 艷，章敏慧，尹維丹，張利偉

（云南大學附屬醫院/云南省第二人民醫院/云南省眼科醫院/昆明醫科大學第四附屬醫院眼科，云南 昆明 650021）

翼狀胬肉（Pterygium）是角膜鞏膜緣的結膜血管、上皮細胞等異常增殖生長，而后侵襲角膜所致，是人群中常見的眼表疾病。在角膜組織被侵襲的過程中，可引起異物感、角膜散光、視力損害、美容以及眼球運動障礙等嚴重問題[1]。該疾病的特征在于上皮細胞增殖、纖維血管生長、慢性炎癥和顯著的細胞外基質重塑等。翼狀胬肉患病率從沙特阿拉伯地區的0.074%到中國臺灣地區的53%不等[2-3]，其中全世界翼狀胬肉的綜合患病率為12%[3]，有研究表明[4]其患病率隨著年平均紫外線指數的增加而增加。紫外線輻射被認為是導致翼狀胬肉形成的主要環境因素，此外還有氧化應激、炎癥介質、抗細胞凋亡、細胞增殖和免疫調控等機制[5-7]。

到目前為止，翼狀胬肉缺乏有效的藥物治療手段，手術切除仍是唯一有效的治療方法，但術后復發率較高。翼狀胬肉的病因和發病機制非常復雜，至今尚無一種公認的理論。翼狀胬肉發生早期有效控制以及減少手術后復發是臨床需要迫切解決的問題。進一步完善對于翼狀胬肉發病機制的認識，以期尋求新的治療靶點和治療方法，最大程度地預防和降低術后復發率具有較大的臨床意義。

1 紫外線和氧化應激、光毒性

目前傾向于認為翼狀胬肉的發生發展和紫外線的長時間照射有關[8-9]，此外翼狀胬肉組織病理學特征與紫外線損傷后的皮膚類似。紫外線輻射涉及多種生物學效應，包括DNA 損傷，氧化應激以及調控多種促炎細胞因子、基質金屬蛋白酶和生長因子等[10]。

紫外線輻射的有害影響可直接通過紫外線光毒性作用產生，也可以通過形成氧自由基間接產生。氧自由基由超氧陰離子、過氧化氫和過氧亞硝酸鹽等分子組成，可被超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶等酶解毒。氧化應激損傷是指氧自由基損傷細胞的DNA、蛋白質以及脂質，從而導致細胞失去正常生長控制。8-羥基脫氧鳥苷（8-hydroxy deoxyguanosine，8-OHdG）是評估DNA 損傷程度的敏感生物標志物，通過對8-OHdG 的檢測可以評估體內氧化應激損傷以及修復的程度[11]。Josifovska 等[12]報道離體培養的翼狀胬肉細胞中8-OHdG 的表達水平較高，說明其DNA 氧化損傷程度較嚴重。Elgouhary 等[13]研究發現翼狀胬肉樣本中超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶以及總抗氧化劑的酶活性性顯著低于正常結膜樣本。以上研究表明氧化應激在翼狀胬肉的發病機制中發揮作用，其表現在翼狀胬肉組織中抗氧化酶活性降低以及DNA 損傷，從而導致細胞過度生長增殖。

紫外線的光毒性是指紫外線輻射引起角膜緣干細胞功能受損，不能維持角膜緣微環境的穩態，使得結膜血管和成纖維細胞等向角膜中心生長。角膜緣干細胞的缺損可能與紫外線輻射引起的慢性炎癥、角膜上皮異常和Bowman’s 層破裂等有關，而上述因素均可能與翼狀胬肉的發生發展密切相關[14-15]。

2 增殖和凋亡機制

在翼狀胬肉的發生發展過程中，其最重要的特征之一是增殖，結膜成纖維細胞、上皮細胞以及新生血管等過度增殖、凋亡失控，向角膜中心生長，故增殖和凋亡相關蛋白在翼狀胬肉的發生過程中有著重要作用。

2.1 Ki-67

Ki-67（Nuclear related antigen Ki-67）是一種核相關抗原，其功能主要與細胞分裂緊密相關，是測定細胞增殖的重要生物標志物[16]。Mahesh 等[17]研究發現Ki-67 表達量隨著患者翼狀胬肉的持續時間增加而增加，但不隨嚴重程度增加而增加，在翼狀胬肉中發現高水平表達的細胞增殖標志物，證實了細胞過度增殖在翼狀胬肉的進展中起作用。李娟等[18]研究發現，與正常結膜組相比，原發性翼狀胬肉組中Ki-67 表達量顯著增高，此外其在胬肉頭部表達量明顯高于體部和頸部。以上研究均支持了翼狀胬肉增殖特性的觀點。Tagami 等[19]發現結膜鱗狀細胞癌中血小板反應蛋白1 的表達與ki-67 相關，并推測血小板反應蛋白1 可能是該病的潛在分子靶點，此外有學者發現Ki-67 可能是眼部惡性腫瘤分級的敏感標志物[20]。而翼狀胬肉的局部轉移性生長和高復發率均與腫瘤疾病特征類似，其雖然是良性病變，但卻處于腫瘤轉化的病理途徑上[21]，故Ki-67 有沒有可能也是翼狀胬肉的生物標志物呢?血小板反應蛋白1 是否有可能成為翼狀胬肉的治療靶點呢?

2.2 PCNA

增殖細胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）是DNA 復制和修復過程中輔助DNA 聚合酶δ 的重要蛋白組分，它是一個同源三聚體，包含DNA 并沿其滑動，是一種反映細胞增殖狀態的指標[22]。

有研究[23]發現PCNA 中酪氨酸（Y211）的磷酸化缺失可降低PCNA 在增殖中的功能作用，引發DNA 復制停滯，嚴重時引起復制叉崩塌，進而誘導抗腫瘤炎癥反應，并抑制遠處轉移等；而翼狀胬肉與腫瘤有相似特征，炎癥反應、局部轉移和侵襲均與翼狀胬肉的發生發展緊密相關，那該位點或許有可能成為翼狀胬肉的治療靶點。Das等[24]報道翼狀胬肉上皮細胞的PCNA、TERT 和Cyclin-D1 過表達，表明細胞增殖增加以及角膜緣微環境穩態平衡紊亂，并推測翼狀胬肉的發生發展與角膜緣微環境異常有關。Liang 等[25]研究表明，與正常結膜樣本相比，翼狀胬肉樣本中PCNA 和Ki-67 的陽性率顯著增加，然后通過TUNEL 分析，發現正常結膜上皮層全寬度可見凋亡細胞，而翼狀胬肉中主要見于上皮細胞外層；Ki-67 與細胞的增殖緊密相關，而PCNA 蛋白在DNA 復制和修復過程中起著重要作用，故猜測PCNA 和Ki-67 可能起協同作用，共同促進了細胞過度增殖，在翼狀胬肉中發現高水平的細胞增殖和低水平的細胞凋亡，這證實了抗細胞凋亡和細胞過度增殖在翼狀胬肉的發病機制中起重要作用。

2.3 Cyclin D1

細胞周期蛋白D1（Cyclin D1）主要促進細胞增殖，通過結合并激活有絲分裂G1 期的細胞周期蛋白依賴性激酶4/6，隨后充當有絲分裂傳感器，整合有絲分裂信號和細胞周期進程，從而推動G1 期進入到S 期[26]。有報道稱在翼狀胬肉上皮細胞中，Cyclin D1 以及PCNA 過表達，細胞增殖指數升高，提示細胞增殖增加[24]。一項cAMP 反應元件結合蛋白（the cyclic AMP response elementbinding protein，CREB）在原發性翼狀胬肉中的表達及其與cyclin D1 的相關性的研究中，發現與正常結膜組相比，原發性翼狀胬肉組中CREB 和cyclin D1 的表達顯著增加，且二者呈顯著正相關[27]。以上研究表明細胞周期相關蛋白的過表達與翼狀胬肉細胞增殖增加密切相關，這極大可能促進了翼狀胬肉的發生發展。

2.4 P53

P53 是位于17 號染色體的抑癌基因，主要參與細胞的分化和凋亡，控制細胞的周期。P53 抑癌基因發生突變時，可導致細胞凋亡失控。Mahesh 等[17]報道了P53 表達量隨著患者翼狀胬肉持續時間和嚴重程度的增加而增加，P53 在翼狀胬肉中表達增加并沒有引起細胞凋亡，或許是紫外線輻射對P53 基因具有致突變性，然后P53的這些正常機制功能在翼狀胬肉中失活了。此外Ljubojevi?等[28]研究發現，在翼狀胬肉中P53 蛋白與Ki-67 蛋白的表達呈顯著正相關，翼狀胬肉Ki-67 陽性細胞數顯著高于正常結膜Ki-67 陽性細胞數，提示P53 和Ki-67 共同作用于翼狀胬肉的發生發展。所以P53 的異常表達可能促進了細胞增殖，抑制了細胞凋亡，從而加速了翼狀胬肉的進展。

2.5 Survivin

生存素Survivin 是凋亡抑制蛋白家族的成員，由142 個氨基酸組成，可直接作用于含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase），通過抑 制Caspase-3 和Caspase-7 的活性來阻斷所有刺激誘導的細胞凋亡過程；Survivin 一般只表達于活躍增殖的細胞中，且與促血管生成、細胞轉移、有絲分裂等密切相關[29]。

有一項研究[30]發現原發性和復發性翼狀胬肉組的抑癌蛋白P53 以及生存素Survivin 表達均顯著高于正常結膜組，但原發性翼狀胬肉組和復發性翼狀胬肉組的P53 和Survivin 表達無統計學差異，并證實了Survivin 和P53 表達之間的顯著相關性。Survivin 過表達導致抗凋亡活性增加，誘導細胞過度增殖，在翼狀胬肉的發病機制和進展中發揮重要分子作用，提示翼狀胬肉可能是通過抗凋亡機制發生和進展的，Survivin 或許可作為治療翼狀胬肉的靶點。

2.6 Bcl-2/Bax

B 細胞淋巴瘤2 蛋白（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）是人體內由Bcl-2 基因編碼的抗凋亡蛋白，Bax 蛋白是由Bax 基因編碼的一種凋亡激活蛋白。Bax 與Bcl-2 同屬Bcl-2 蛋白家族，但二者作用截然相反，Bcl-2 抑制細胞凋亡，而Bax 則促進細胞凋亡，Bax 可與Bcl-2 形成異二聚體，可降低Bcl-2 的抗凋亡作用，是否促進或抑制細胞凋亡取決于兩蛋白的比例關系，若Bcl-2 過度表達，則此時Bcl-2 起主導作用，細胞凋亡被抑制，相反若Bax 過度表達，則促進細胞凋亡。有研究[31]發現與正常結膜組織相比，翼狀胬肉上皮細胞的基底上皮層可見明顯的Bcl-2 表達，高表達的Bcl-2 可抑制細胞凋亡，促進細胞增殖。另外，有報道[32]稱翼狀胬肉與正常結膜組相比，Bax 蛋白的表達量顯著降低，而Bcl-2 蛋白的表達量顯著升高，則此時細胞凋亡被抑制，凋亡與增殖平衡穩態被打破，這可能也是翼狀胬肉發生發展中重要的抗細胞凋亡機制。

3 生長因子

3.1 VEGF

VEGF 是眼科疾病中最常見的生長因子之一，是一種重要的促血管生成活性的生長因子，對內皮細胞具有促有絲分裂和抗凋亡作用，增加血管通透性，促進細胞遷移等。翼狀胬肉是一種纖維血管增生性病變，其細胞過度增殖、血管新生與VEGF 的高表達緊密相關。Dong 等[33]在翼狀胬肉組織中同時檢測信號轉導和轉錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）、HIF-1α 以及VEGF 的表達水平，發現與正常結膜相比，STAT3、HIF-1α、VEGF 在翼狀胬肉中高表達，其在晚期翼狀胬肉組織中的表達較靜止期翼狀胬肉組織更顯著。Elgouhary等[13]發現翼狀胬肉組織中抗氧化酶活性顯著降低和VEGF 水平顯著升高，提示氧化應激和VEGF可能在翼狀胬肉的發病機制中發揮作用。Martín-López 等[34]報道翼狀胬肉組織的血管網絡和細胞外基質中高水平VEGF-A 的存在可能對該病理組織中的血管生成產生重大影響。VEGF 表達增加可誘導較多的新生血管，從而影響結膜細胞的正常代謝，促進結膜細胞向角膜中心過度增殖生長。Malozhen 等[35]在翼狀胬肉治療中使用抗VEGF 藥物作為輔助治療，發現其是減少術后炎癥、纖維血管增生和復發的安全方法，但這一療法并沒有得到廣泛認可，后續仍需要驗證。

3.2 TGF-β

轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）是一個類結構相關蛋白家族，由TGF-β、激活素/抑制素和骨形態發生蛋白組成。TGF-β家族控制著許多細胞功能，包括增殖、凋亡、分化、上皮-間質轉化和遷移。在腫瘤的早期階段，TGF-β 通過抑制細胞周期進程和促進細胞凋亡而表現出腫瘤抑制作用；然而，在晚期階段，TGF-β 發揮腫瘤促進作用，增加腫瘤細胞的侵襲和轉移[36]?；蛟STGF-β 在翼狀胬肉早期和晚期的作用與腫瘤疾病相似。有研究發現酸性且富含半胱氨酸的蛋白質（secreted protein acidic and rich in cysteine，SPARC）敲低后通過Smad2/3 通路減弱了TGF-β1 誘導的人翼狀胬肉成纖維細胞纖維化作用[37]。Bianchi 等[38]在翼狀胬肉上皮和間質細胞中觀察到TGF-β 的適度表達，然而在正常結膜中TGF-β 的免疫標記很弱。這或許是因為在翼狀胬肉中TGF-β 促進成纖維細胞增殖、遷移和血管生成等。

4 炎癥和免疫機制

目前多數研究表明在翼狀胬肉組織中存在大量免疫細胞，這提示眼表炎癥和免疫調控在翼狀胬肉中扮演重要的角色。Awdeh 等[39]證實在翼狀胬肉中存在大量CD4 和CD8 淋巴細胞，而正常結膜對照組未發現淋巴細胞浸潤，這也表明翼狀胬肉的發生發展是有免疫機制參與調控的慢性炎癥病變，并推測局部免疫調節劑可能會在該病治療中起到輔助作用。Turan 等[40]在對原發性翼狀胬肉和正常球結膜組織樣本進行組織病理學分析時，發現原發性翼狀胬肉中的上皮細胞、血管內皮細胞和炎癥細胞顯著升高。除了眼表局部炎癥外，最近的研究還評估了翼狀胬肉與全身炎癥的關系，血液學炎癥指標-中性粒細胞與淋巴細胞的比率（neutrophil-to-Lymphocyte Ratio，NLR）是評估全身炎癥狀況的常用參數，Belviranli 等[41]報道稱翼狀胬肉組NLR 顯著高于對照正常人組，這表明翼狀胬肉患者的NLR 增加可能是全身炎癥的指標。人β-防御素在先天和適應性免疫中起重要作用，主要在上皮細胞中表達以應對感染，提供了抵御入侵微生物的第一道防線，Abubakar 等[42]研究發現與正常結膜組相比，翼狀胬肉組的人β-防御素1 和4 顯著高表達和上調，這也佐證了翼狀胬肉是有炎癥和免疫介導調控的病變，但具體的調控機制尚不清楚。

白細胞介素（interleukins，ILs）是一組分泌蛋白和信號分子，在炎癥中起著至關重要的作用，有大量研究發現白細胞介素與翼狀胬肉發生發展密切相關。Tiong 等[43]研究發現翼狀胬肉組的IL-17 和IL-23 均顯著高于正常結膜組。Zidi 等[44]在分析翼狀胬肉患者淚液和血清中IL-17A、IL-6、IL-10 和一氧化氮的表達情況時，發現所有患者淚液和血清中IL-6、IL-17A 和NO 的產生與翼狀胬肉中的炎癥浸潤、NOS2、NF-κB 和Bcl-2 表達密切相關，其結果表明翼狀胬肉疾病的局部炎癥和抗凋亡過程之間存在一定關系，可導致組織損傷和細胞增殖增強。Yoo 等[45]在研究血清IgE與翼狀胬肉之間關聯時，發現翼狀胬肉患者的血清中IgE 顯著增加，并且血清總IgE 濃度升高與翼狀胬肉獨立相關。以上研究表明翼狀胬肉的發病機制復雜，炎癥免疫調控機制可能與細胞增殖和抗細胞凋亡共同影響翼狀胬肉的進展。

5 基質金屬蛋白酶

基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是一個蛋白水解酶家族，參與細胞外基質中各種蛋白質的降解，對細胞外基質的破壞和重塑有重要作用[46]?；|金屬蛋白酶抑制劑（tissue inhibitors of metalloproteinases，TIMPs）與多數基質金屬蛋白酶結合并抑制其活性。長期以來，這兩組蛋白在翼狀胬肉發病機制中的作用一直是研究的重點。翼狀胬肉細胞產生的基質金屬蛋白酶具有溶解Bowman’s 層的能力，可促進間質成纖維細胞的生長。Tsai 等[47]報道82 例翼狀胬肉標本中MMP-9、MMP-10 和TIMP-1 的免疫陽性率分別為35.4%、34.1%和72.0%，此外TIMPs 敲低的翼狀胬肉上皮細胞侵襲和遷移能力增強，這表明MMP-9 和MMP-10 可能促進翼狀胬肉的形成，而TIMPs 抑制翼狀胬肉的侵襲和遷移。另外，Cui 等[48]研究發現人類抗原R（hu-antigen R，HuR）對MMP-9 的轉錄后調控有助于IL-1β 誘導的翼狀胬肉成纖維細胞遷移和侵襲。MMP 和TIMP 之間平衡破壞可能是翼狀胬肉發生和進展的原因。

6 小結

翼狀胬肉是由多種機制參與的眼表疾病，確切發病機制較為復雜，尚不明了。在該疾病的進展中發現了許多增殖凋亡蛋白、炎性細胞因子、生長因子和基質金屬蛋白酶等，它們在多種生物學過程中發揮作用，并通過相互作用促進翼狀胬肉的發生和發展。上述因子參與翼狀胬肉的確切機制還有待進一步研究，其潛在的分子治療靶點或許是未來新的有效治療方法，期待翼狀胬肉的預防、治療和降低復發在將來可以取得較大進展。