A型肉毒毒素在甲狀腺相關眼病治療中的應用

崔好好,邵 慶

0 引言

甲狀腺相關眼病(thyroid-associated ophthalmopathy,TAO)是一種累及眼瞼、眼外肌、淚腺、眶脂肪等多種眼眶組織的炎癥性疾病。其臨床表現多樣,包括軟組織腫脹、眼瞼退縮、眼球突出、眼球運動受限、復視、壓迫性視神經病變等。TAO多出現于毒性彌漫性甲狀腺腫(Graves病)患者中,研究表明約40%的Graves病患者會發生TAO[1];但此病也可出現于甲狀腺功能減低或正常者中[2]。TAO的病因和發病機制較為復雜,由遺傳、環境、免疫等多種因素共同參與,至今仍未完全闡明。既往研究顯示,TAO發病機制的核心是對促甲狀腺激素受體和機體其他一些蛋白質的免疫耐受缺失,繼而導致自身免疫反應和組織重塑[3]。TAO的治療依據其活動性和嚴重程度有不同的選擇。對于輕度TAO,推薦控制危險因素、補硒、局部治療等方式;對于中-重度TAO,活動期主要采用糖皮質激素沖擊、免疫抑制劑、單克隆抗體等內科治療,非活動期采用緩解眼部癥狀的手術治療[4]。A型肉毒毒素(botulinum toxin type A,BTX-A)是由肉毒桿菌產生的一種神經毒素,能夠可逆性地抑制膽堿能神經末梢釋放乙酰膽堿,阻斷神經沖動的傳導。1984年,Scott[5]首次報道了將BTX-A應用于治療TAO引起的限制性斜視以及眼瞼退縮。隨后陸陸續續有研究證實BTX-A在TAO治療中的臨床價值,特別是對于存在手術禁忌證、缺乏手術時機及手術意愿的TAO患者[6-7]。本文就此類研究的相關進展做一綜述。

1 BTX-A的作用機制

BTX-A屬于肉毒桿菌神經毒素(botulinum neurotoxins,BoNTs)的7種血清型之一,也是在臨床上應用最為廣泛的一種類型。BTX-A已被證明能安全有效地治療各種膽堿能亢進狀態,其適應證包括局灶性痙攣、肌張力障礙、自主神經過度活躍、美容等。BoNTs主要依靠總分子量約150kDa的3個功能結構域發揮作用,N端結構域稱為輕鏈(light chain,LC,約50kDa),其他2個結構域構成重鏈(heavy chain,HC,約100kDa)。LC是一種鋅依賴性蛋白酶,HC則是運載工具,HC的C端結構域(約50kDa)負責識別特定的細胞表面受體,HC的N端結構域(約50kDa)負責將LC遞送至細胞質溶膠中。神經肌肉接頭處的運動神經末梢上存在能與HC的C端結構域特異性結合的細胞表面受體,當其與HC的C端結構域結合后,BoNTs可通過受體介導的內吞作用進入運動神經末梢,由此形成的內體發生酸化并引發BoNTs發生構象變化,使得LC通過內體膜轉移至細胞質中。細胞膜上存在一組被稱為SNARE的特定蛋白,包括syntaxin 1、SNAP-25、VAMP1、VAMP2、VAMP3等,可介導神經元中突觸小泡膜與突觸前膜相融合,使得突觸小泡中的乙酰膽堿能夠釋放至突觸間隙,LC通過特異性地酶切SNARE蛋白阻止這一過程進行,從而阻止神經沖動的傳導,引起肌肉麻痹[8-10]。BTX-A的LC主要酶切SNAP-25蛋白。BoNTs對肌肉的麻痹作用出現于注射后2～4d,并維持8～12wk。

2 BTX-A治療TAO引起的限制性斜視

TAO患者因眼外肌肥大與纖維化常伴發限制性斜視,由此引起的復視癥狀和外貌改變會嚴重影響患者的生活質量[11]。TAO引起的限制性斜視多可通過手術矯正,然而若患者的病情尚處于活動期,此時斜視度數多不穩定,斜視矯正手術的方案較難制定,術后也易出現斜視復發;此外,若患者存在行眶減壓手術的指征,由于眶減壓手術后眼眶和眼球的相對位置會發生改變,斜視類型與斜視度可隨之改變,故需先行眶減壓手術,等病情穩定后(一般需6mo)再行斜視矯正手術[12]。對于此類需要等待手術時機的患者,更適合采用非手術治療。三棱鏡是緩解斜視引起的復視癥狀的常用非手術治療方法,但由于TAO患者大多同時具有水平和垂直斜視,且斜視度數常超過三棱鏡的矯正范圍,故三棱鏡在TAO斜視治療中通常難以取得令人滿意的效果[13]。而BTX-A的應用為處于病情活動期或需等待手術時機的TAO斜視患者提供了一種治療選擇。

BTX-A治療TAO斜視的原理是BTX-A注射至增粗眼外肌的肌腹中,以降低該條眼外肌對眼球運動的限制,進而改善斜視。可在肌電圖引導下經結膜沿眼外肌走行方向將BTX-A注射入眼外肌肌腹中[5],亦可通過相關解剖學標志和對眼外肌走行的了解,直接經結膜注射,無需肌電圖引導。對于眼球運動受限明顯的TAO斜視患者,若結膜暴露困難,可經眼瞼沿眼外肌走行進行注射[14]。Gair等[15]對接受BTX-A治療的60例TAO斜視患者進行研究發現,BTX-A對于病程較短、斜視度數較小的患者效果較好;Akbari等[16]對20例TAO斜視患者的BTX-A治療效果進行了影響因素分析,結果發現內斜視、較小的斜視度以及較低的旋轉斜視程度與較高的治療成功率有關。盡管多數研究推薦在病程早期應用BTX-A進行治療,但對于病程較長的患者,BTX-A仍可能有效。Duun等[17]報道了8例注射BTX-A的TAO斜視患者,其中1例患者的斜視病程長達2a,結果顯示所有患者的眼球運動均較前改善,復視癥狀也均有減輕。該研究認為BTX-A治療TAO斜視的效果取決于以下3種因素在限制性斜視形成中的作用,即肌肉痙攣、肌肉結構重塑、肌肉纖維化。在TAO病程早期,眼外肌主要表現為炎性反應所致的肌肉痙攣,此時注射BTX-A可使痙攣的眼外肌松弛,患者在融合功能的幫助下可消除或明顯緩解原在位的復視癥狀,此階段BTX-A治療效果較佳。隨著病程的延長,長時間痙攣會導致眼外肌出現結構(包括肌節的數量和排列)重塑,但這一變化仍具有可逆性,此時注射BTX-A消除肌肉痙攣后可使肌肉結構重塑改善,BTX-A治療仍有效。至病程后期,眼外肌因長期痙攣和炎癥會出現纖維化改變,對BTX-A治療將不再有反應。上述斜視病程長達2a的患者,眼外肌可能并未完全纖維化,尚存在肌肉結構重塑的因素,故BTX-A治療后仍有一定的效果。徐海燕等[18]采用超聲對活動期和靜止期TAO患者注射BTX-A后的眼外肌厚度進行評估,結果發現活動期患者的眼外肌厚度在注射后1、3mo均較注射前明顯下降,而靜止期患者的眼外肌厚度注射前后無明顯變化。該研究結果進一步支持了Dunn等[17]的推測,認為活動期患者的眼外肌由于炎癥水腫出現痙攣、厚度增加,BTX-A注射可解除痙攣、降低厚度;靜止期患者的眼外肌主要為纖維化改變,BTX-A注射無法緩解纖維化,故眼外肌厚度無明顯變化。

BTX-A存在多種制劑,常用的包括保妥適、吉適、衡力等,不同制劑的效果并不相同,且換算關系并不明確。以吉適和保妥適為例,既往文獻推算的換算比例為2.5∶1～4∶1[16,19]。關于TAO斜視患者BTX-A注射劑量的討論伴隨整個斜視治療史延續至今,但直至目前仍無定論。不同研究采用的BTX-A制劑類型各異,注射方式不統一,以致注射劑量存在較大差異,但多在5～15U(保妥適)的范圍內。Scott[5]提出,TAO斜視患者因其眼外肌肥大和纖維化,注射劑量應大于同斜視度的共同性斜視的治療劑量;此外,由于發生了纖維化,眼外肌即使已被BTX-A麻痹,也較難被拮抗肌拉長,因此需要更長的療程。Dunn等[17]在8例患者中應用1.25～5U(研究者配制)的注射劑量,發現注射5U時治療效果較佳且多能保持數月,而注射1.25、2.5U的患者均因眼位不佳接受了2次及以上的注射。Gair等[15]則認為更大的注射劑量會帶來更多的局部并發癥,因此應該選用有效范圍內的最小劑量。Akbari等[16]選擇了較大注射劑量(吉適 25U),但并未發現注射后出現視神經病變等嚴重并發癥。目前尚無研究探討BTX-A注射劑量與眼外肌增粗程度和患者癥狀之間的相關性,考慮到BTX-A的作用具有可逆性、副作用會隨時間自然緩解,且尚未見嚴重并發癥報道,因此臨床上對于斜視程度較大的患者,多酌情選擇較大的注射劑量。

小角度斜視通常僅需單獨應用BTX-A即可獲得較滿意的結果,對于大角度斜視,BTX-A也能起到輔助手術治療的作用。已有研究報道BTX-A能夠減少TAO斜視手術需求以及降低手術量。Granet等[20]對22例患者根據眼眶CT上是否存在眼外肌肥大的表現分別應用了每條眼外肌注射15U或5～10U(保妥適)的治療方案,結果顯示6例患者達到正位或6PD以內的隱斜視,1例患者尚存12PD內斜視,該7例患者均無需手術;另有6例患者的斜視度得到較大改善,明顯降低了斜視手術量。該研究還發現斜視度小于20PD的患者行BTX-A治療的成功率顯著高于斜視度大于20PD的患者,與既往文獻[5,15]中BTX-A更適合治療小度數TAO斜視的結論一致。對于其他類型的斜視,如先天性內斜視、調節性內斜視、外展神經麻痹等,BTX-A同樣能夠降低手術量、提高手術成功率,甚至可取得優于斜視矯正手術的治療效果[21-23]。

一般認為BTX-A阻礙神經沖動傳導的作用能夠維持3mo,但考慮到肌肉麻痹期間發生的肌節改變與肌肉重塑,其效果可能會延長到6mo。但目前尚無研究明確BTX-A治療TAO斜視的療效維持時間及其與注射劑量和次數的相關性。研究者常根據對患者癥狀和體征的判斷決定是否以及何時進行再次注射。Duun等[17]觀察到1例斜視患者在注射時肌電圖信號較弱,癥狀無改善,判斷為注射失敗,僅1wk后就進行了追加注射。Akbari等[16]則觀察患者注射后1mo時斜視度的變化,若降低幅度小于20%,則予二次注射;對于癥狀改善后再次復發的患者,則根據其意愿選擇再次注射或手術治療。Gardner等[24]觀察57例注射過25次以上BTX-A的患者發現,注射間隔時間會隨時間推移而延長,斜視角也會隨時間推移減小。由此可見,BTX-A可反復多次應用,療效維持時間可能隨注射次數增加而逐漸延長,最終可能取得穩定的眼位改善效果。

3 BTX-A治療TAO引起的上瞼退縮

上瞼退縮(upper eyelid retraction,UER)是TAO的主要體征和診斷標準之一,如未及時診治,不僅影響美觀,而且會因瞼裂閉合不全導致結膜與角膜暴露,引發干眼、角膜損傷、結膜炎等,嚴重者可導致暴露性角膜炎,最終威脅視力[1]。UER的發病機制尚不完全清楚,可能與以下3點有關:(1)交感神經過度興奮,刺激Müller肌出現功能亢進;(2)提上瞼肌或Müller肌發生炎癥和退行性改變;(3)當下直肌存在限制時,上直肌的神經沖動將增加以維持眼位,同時提上瞼肌的神經沖動也增加[25]。

如前所述,眶減壓手術需先于斜視矯正手術進行;由于斜視矯正術后眼瞼位置會發生相應改變,故斜視矯正術后需再隔6mo,且停止藥物或其他保守治療的情況下再考慮行眼瞼手術[26]。因此,手術治療UER的時機有時較難尋覓,且在等待手術期間,角膜與結膜持續處于暴露狀態,患者常有明顯眼部不適,甚至出現嚴重并發癥。此外,部分TAO患者的UER具有隨時間自然緩解的傾向。研究發現,37%患者的上瞼位置可于UER出現后1a內恢復正常,49.4%于2a內恢復正常[27]。因此與直接手術相比,采用注射諸如曲安奈德、肉毒毒素、填充劑等暫時性措施更為明智。大量研究表明BTX-A對絕大多數UER具有良好的治療效果。Scott[5]認為BTX-A對于多數UER可作為首選治療,但若患者存在上瞼遲滯,提示其提上瞼肌已發生纖維化,此時BTX-A的治療效果可能不佳。Uddin等[28]首次應用在瞼結膜面從瞼板上緣進針將BTX-A注入結膜下的注射方法,結果顯示所有患者的UER均有改善,且無垂直斜視等并發癥出現。相較于經皮注射,結膜下注射的優勢在于對眼輪匝肌和上直肌的影響更小,從而減少了并發癥的可能,此后的研究也多采取結膜下注射。

BTX-A治療UER的注射劑量尚無定論,多數研究采用的劑量為2.5～10U(保妥適或衡力)。Morgenstern等[29]對18例活動期TAO患者的UER進行BTX-A治療(保妥適 2.5～10U),結果顯示17例(94.4%)患者上瞼位置明顯下降,同時也發現3例患者對側眼出現上瞼位置抬高,分析認為BTX-A對治療活動期TAO患者的UER具有確切療效,對側眼上瞼抬高可能是由于疾病進展,也可能是由于注射眼行BTX-A治療后,支配其上瞼抬起的神經沖動增加,根據Hering法則,對側眼的神經沖動也同等增加,從而發生對側眼上瞼位置增高。因此進行單側眼治療時應及時評估對側眼的瞼緣高度。韓媛媛等[30]對17例(眼)患者進行注射治療(衡力 2.5～10U),其中16例(94%)患者的UER有明顯改善。盡管目前的研究多顯示BTX-A治療UER的有效率達90%以上,但因多數研究缺乏對照組,考慮到部分TAO患者的UER具有自然緩解的趨勢,尚不清楚上瞼位置降低是否完全歸功于BTX-A,因此BTX-A治療的實際有效率或許低于文獻報道。另外,目前尚無研究明確BTX-A注射量與上瞼位置降低量之間是否存在劑量效應關系。Castaeda等[31]對兩組活動期TAO患者分別注射5U和10U(保妥適)的BTX-A,發現注射后第4wk兩組患者上瞼位置均較注射前明顯降低,但兩組間無明顯差異。對于相同的注射劑量,不同個體的上瞼位置降低量也不盡相同。研究認為BTX-A對UER的改善程度與上直肌群是否增粗有關[30]。另有研究采用超聲生物顯微鏡對提上瞼肌-Müller肌復合體的厚度進行測量,并未發現BTX-A治療UER的效果與提上瞼肌-Müller肌復合體的厚度具有相關性,與年齡、性別、甲狀腺病史、癥狀持續時間、BTX-A注射劑量也無相關性,但與上瞼退縮值是否大于3mm有關[32]。故對于上瞼退縮值大于3mm的患者,酌情增加BTX-A注射劑量可能效果更佳。與TAO斜視類似,目前仍無研究關注BTX-A治療UER的療效維持時間,臨床上多通過結合BTX-A的藥效時間和患者的癥狀和體征決定是否以及何時再次注射。

除BTX-A外,UER的局部治療用藥還包括皮質類固醇曲安奈德和填充劑透明質酸等。相較于曲安奈德,BTX-A的優勢在于起效更為迅速,注射方式更簡便,其副作用如上瞼下垂、復視、斜視等具有可逆性,而曲安奈德具有升高眼壓、影響胃腸道、升高血壓和血糖等一系列副作用,增加患者的心理負擔。BTX-A的不足之處在于維持時間不夠長久,并且由于BTX-A的作用機制是通過減弱提上瞼肌復合體的功能以降低上瞼高度,患者治療后常有眼瞼沉重感。而曲安奈德能夠同時減輕目標肌肉和眶周組織的炎癥水腫,因此治療后患者常有睜眼輕松感[33-34]。Hassan Hussien等[35]對比BTX-A與透明質酸治療UER的效果,結果顯示二者在10wk內對患者上瞼位置的改善程度無明顯差異,但10wk以后,BTX-A作用逐漸消退,透明質酸的作用則更為穩定持久。此外,BTX-A單次注射成本較曲安奈德更高,不具有價格優勢。

在歐美人群中,TAO引起的眼瞼退縮常見于上瞼,因此治療策略多關注UER,但不同種族的流行病學有些許差異。研究發現,在中國中-重度TAO患者中發生下瞼退縮的比例約19.77%,高于歐美人群,因此研究者認為對于亞洲人群,下瞼退縮也應被納入診斷標準[36]。目前下瞼退縮多采取手術治療,BTX-A在下瞼退縮中的應用尚待探究。

4 BTX-A注射的并發癥

BTX-A注射最常見的并發癥是眼瞼下垂,此外還可能導致垂直斜視、欠矯過矯、眼球穿通傷、視神經病變、瞳孔強直等[37]。BTX-A需以溶液形式給藥,因此即使注入目標肌肉,也可彌散至周圍組織從而引起并發癥。一項關于BTX-A治療先天性內斜視的Meta分析發現,注射后發生眼瞼下垂的概率為27%,發生垂直斜視的概率為12%,且與患者年齡和注射劑量無關[38]。這兩種副作用一般都是暫時的,會隨著BTX-A作用的消退而消失[39]。然而,對于存在UER的TAO患者,上瞼下垂恰好能夠改善過分開大的瞼裂。TAO斜視患者注射BTX-A后早期出現過矯多提示遠期眼位較好,但少數患者可能會一直處于過矯狀態[40]。Leung等[41]曾報道1例67歲的TAO患者注射BTX-A引起眼球穿通傷,患者全身麻醉后非肌電圖引導下接受7.5U(保妥適)、總體積為0.15cm3的BTX-A注射,注射后即刻出現注射眼瞳孔散大至8mm,眼內壓升至50mmHg,急性房角關閉;當即予降眼壓處理,術后1wk發現鼻上方視網膜裂孔,行激光光凝,術后2wk瞳孔和視力恢復至基線。分析認為瞳孔散大的原因是BTX-A進入玻璃體腔引起的眼壓升高所致,而BTX-A本身對視網膜無毒性。視神經病變是BTX-A引起的罕見嚴重并發癥,目前僅有個案報道。注射BTX-A前患者的視力、色覺、視野和瞳孔均正常,但注射后出現了視神經病變的表現,口服皮質類固醇治療后基本恢復至基線狀態[42-43]。瞳孔強直僅在BTX-A治療兒童內斜視中報道過1例,TAO患者中目前尚無相關報道。

5 小結與展望

既往研究多注重BTX-A對TAO的對癥治療,最近BTX-A的應用方面有了新的突破。TGF-β是一種多功能細胞因子,通過其跨膜受體絲氨酸/蘇氨酸激酶激活細胞質中的Smad蛋白。其中,Smad2和Smad3被TGF-β受體Ⅰ型磷酸化,隨后分別與Smad4形成異質復合物,進而促進成纖維細胞分化為肌成纖維細胞,并合成Ⅰ型和Ⅲ型膠原以及纖維連接蛋白。Qi等[44]發現BTX-A能夠抑制TGF-β刺激的TAO眼眶成纖維細胞中Smad2的磷酸化,從而改善成纖維細胞的過度活化、抑制其增殖以及減少細胞外基質的沉積。這提示BTX-A可用于緩解眶內軟組織腫脹和眼外肌纖維化的可能性,或有助于從根源減輕TAO的限制性因素,為病因治療提供了新思路。已有研究利用BTX-A抑制成纖維細胞增殖的功能,將其用于減少術后瘢痕以及病理性瘢痕的形成[45-47]。

TAO患者常伴眼壓升高,其機制包括鞏膜上靜脈壓增高導致房水回流障礙、眼外肌壓迫眼球壁、黏多糖在小梁網和眼外肌沉積、激素類藥物的應用、眼表暴露繼發前房炎癥等[48]。TAO最常累及的眼外肌是下直肌,因此在向上注視時眼球最易受到纖維化的眼外肌壓迫,眼壓明顯高于第一眼位。Kikkawa等[49]首次報道了BTX-A對眼壓的影響,發現BTX-A對第一眼位眼壓的降低作用有限,但能明顯改善向上注視時的眼壓,并且這種改善效果的持續時間能夠超過BTX-A的作用時間。眶減壓手術、斜視矯正手術、眼眶放療、局部降眼壓藥物都能夠直接或間接降低眼壓,因此BTX-A并不作為常規的降眼壓療法。但對于Bell征陽性的TAO患者,BTX-A可能有助于防止其睡眠時出現眼壓過高;對于下直肌增粗明顯的患者,BTX-A也可能具有一定的意義。

BTX-A是治療眉間皺紋的常用方法[50]。伴上瞼退縮的TAO患者通過眉間肌過度活動輔助閉合眼瞼并由此產生眉間皺紋。有學者嘗試在明顯伴有皺眉肌亢進的TAO患者中應用BTX-A,發現所有患者注射后均能維持4～6mo的眉間區平坦,且所有患者均對外貌改善表示滿意[50]。介于TAO患者因疼痛、眼球運動障礙、視物模糊和外貌變化有沉重的社會心理健康負擔[51],BTX-A在美容方面的作用可能緩解對外貌要求較高的患者的心理負擔,提升其生活質量。

眼球突出、眼瞼退縮、上瞼遲滯、眨眼頻率降低、限制因素導致的Bell征不明顯等多種因素使得TAO患者常伴有干眼,此前研究多通過BTX-A注射改善UER的方法緩解干眼[52]。新近研究發現,在上、下眼瞼的鼻側注射BTX-A也可顯著改善干眼的癥狀和體征,其可能的機制為:(1)通過麻痹眼輪匝肌以降低淚液泵的功能,從而減少淚液引流;(2)通過降低眨眼時眼瞼對眼球的壓力,從而減少角結膜上皮的摩擦損傷;(3)BTX-A具有降低淚液中血清素水平的作用,可減輕干眼患者的眼痛癥狀[53-54]。

隨著生物—心理—社會醫學模式的發展,現代醫療越來越注重患者的主觀感受。研究顯示,TAO嚴重影響患者的生活質量[55],對于激素沖擊效果不佳的患者,手術治療因指征嚴格常常不能及時緩解癥狀。BTX-A治療則填補了這一空缺,且因其作用的暫時性與可逆性,往往不會留下永久的器質性改變,也避免了對后期手術產生負面影響。在治療效果持續期間,BTX-A能夠有效緩解TAO的各種癥狀與體征,提升患者的生活質量,降低社會心理健康負擔。此外,BTX-A治療可能使患者免于手術,從而避免了手術造成的創傷和可能并發癥,是值得繼續開發的領域。對于全身情況不佳、存在手術禁忌證、缺乏手術意愿的患者,BTX-A的應用將為其提供一種安全的選擇。然而,BTX-A療效的影響因素、注射劑量如何選擇、療效的維持時間、再次注射的時機等問題尚未被完全闡明,有待進一步研究探索,以期為臨床上應用BTX-A治療TAO提供更多理論依據和實踐指導。