青光眼滤过手术对眼免疫赦免的影响及其机制的实验研究

摘要

青光眼是位列世界第一位的不可逆性致盲眼病。我国非选择性人群的原发性青光眼患病率为0.52％，致盲率为10％。青光眼治疗的主要目的是降低眼压，包括药物治疗、激光治疗、手术治疗，其中青光眼滤过手术仍是目前青光眼治疗的主要手段之一，手术主要通过建立一条新的眼外引流途径，将房水自前房直接或间接(通过房水引流装置)引流至球结膜下间隙(形成滤过泡)，然后经球结膜渗漏到泪膜或由周围组织吸收，从而达到降低眼压以保全视功能的目的。功能滤过泡的维持是青光眼滤过手术成功的标志之一，但滤过手术由于破坏了眼球壁生理结构的完整性，且非生理性滤过泡隆起于眼表，故眼局部组织的结构和功能受到一定的影响。 眼组织结构的完整性对于维持正常视功能具有重要意义，此种组织结构完整性有赖于多种机制，其中最重要的机制之一是眼内免疫赦免机制，而前房相关性免疫偏离(anterior chamber-associated immune deviation，ACAID)是形成和维持眼免疫赦免状态的核心机制。所谓ACAID是指前房引入抗原(人工引入或眼内抗原进入)后所诱发的一种全身性免疫偏离现象，特征性地表现为迟发型超敏反应(delayed-type hypersensitivity，DTH)缺如及诱导出特异性非补体结合抗体和细胞毒性T淋巴细胞的前体细胞，是机体防御眼部特异性和非特异性炎症的一种重要机制。诱导ACAID的机制目前尚不完全清楚，但眼部的局部解剖学因素是其形成的重要因素：由于眼内腔缺乏淋巴管引流，大部分的房水进入眼前节的静脉系统而引流吸收，使前房内抗原绕过局部淋巴结而直接进入脾脏，脾脏取代局部淋巴结直接接受并处理抗原信息，从而诱导产生ACAID特征性的抗原特异性调节性T细胞亚群。目前研究表明，抗原通过小梁网进入静脉途径并直接到达脾脏对于ACAID的诱导起着关键性作用。 与其他类型的器官移植相比，正位角膜移植成功率较高，目前认为主要原因是移植后多数患者出现了ACAID；而针对高危移植受体，如果预先诱导针对移植抗原的ACAID则可延长移植物的存活时间。严重角膜病变合并青光眼是一组十分难于治疗的病例，一般需要进行穿透性角膜移植术，同时及时地控制眼压。近年来多项临床研究显示，青光眼引流管植入术后行角膜移植的患者中，角膜植片的排斥率显著增高。多项对角膜移植联合青光眼引流管植入术的术后的远期效果观察均指出：引流管植入有效地控制了眼压，但是引流管的存在是角膜移植的独立危险因素，在排除了引流管的机械损伤等因素后，植片的免疫排斥率仍有所增高。 综上所述，ACAID是机体的重要免疫赦免机制之一，对于正常视功能的维持具有重要意义，是角膜移植成功率较高的主要机制，眼内抗原大部分随房水进入静脉系统到达脾脏而绕过局部淋巴结对其形成有重要作用。而在青光眼引流管植入患者，角膜移植排斥率显著增高。因此，本课题正是基于上述免疫学的研究进展，结合临床研究结果，我们提出以下假说：青光眼滤过手术破坏了眼局部的解剖结构，有可能使前房内抗原与局部淋巴结接触机会增多而破坏了ACAID的诱导，进而影响了眼部的免疫赦免状态。本课题首先建立青光眼滤过手术的动物模型；然后，通过前房注射抗原进行DTH的诱导和检测，研究青光眼滤过手术是否会对ACAID的诱导产生影响；最后，通过前房注射荧光标记抗原，检测青光眼滤过手术后前房内抗原引流途径的变化，初步揭示其影响机制。 本课题的研究主要分为以下三部分：　　目的：制作大鼠青光眼滤过手术模型，对以往建立的动物模型进行补充，为实验研究提供可靠的动物模型。 方法：雄性SD大鼠10只，全麻固定后，制作以角膜缘为基底的结膜瓣，通过全巩膜隧道穿入前房一25号硅胶管，末端埋于结膜下，连续缝合结膜瓣。术后每天全麻后测双眼眼压，显微镜下观察滤过泡形成情况；同样方法做另外3只大鼠，分别于术后2、5、11 d做组织学检查，观察术后滤过泡区域组织学变化。 结果：通过大鼠前房引流管植入术，可以在结膜下形成良好的滤过泡，术眼眼压明显下降，组织学检查可见明确的结膜下疏松区域，未见前房出血或引流管堵塞等并发症，滤过泡经过7-11 d逐渐瘢痕化。 结论：大鼠前房微管植入术是一个可靠的青光眼滤过手术动物模型，经济实用，为下一步的研究奠定了很好的动物模型基础。 目的： ACAID是眼免疫赦免的核心机制，本研究在青光眼滤过手术动物模型检测ACAID的诱导情况，探讨手术破坏眼局部解剖结构对ACAID的影响，以期初步揭示滤过手术对眼免疫赦免的可能影响。 方法： 动物分为以下四组，进行ACAID诱导： 第一组，ACAID阳性诱导组：大鼠全麻固定后，在解剖显微镜下将牛血清白蛋白(bovine serum albumin，BSA)溶液(5 μl／50μg)注入前房；前房注射后第7 d于大鼠前肢皮下注射BSA(100 μg／200 μl)与等体积弗氏完全佐剂混悬液；7 d后于大鼠右耳廓皮内注射BSA100 μg，左耳廓皮内注射等量无菌磷酸缓冲液，24 h后检测DTH反应。 第二组，ACAID阴性对照组：大鼠前房内注入无菌磷酸缓冲液，其他操作同上，作为阴性对照。 第三组，滤过手术组：行青光眼滤过手术大鼠，术后2 d观察无前房出血等并发症，方法同(1)进行ACAID诱导。 第四组，假手术组：进行与滤过手术同样的操作，但不形成功能性外引流，ACAID诱导方法同上。 结果： DTH检测结果显示，阳性对照组大鼠右耳廓未出现明显的红肿，其耳廓肿胀数值与阴性对照组差异明显(P<0.001)，说明ACAID模型诱导成功。滤过手术组大鼠右耳廓可见明显红肿，其耳廓肿胀数值与阳性对照组比较有明显差异(P<0.001)，即DTH未受抑制，说明青光眼滤过手术影响了ACAID的诱导。而假手术组动物右耳廓未见明显红肿，与阳性对照组无明显差异(P>0.05)。 结论：行青光眼滤过手术大鼠不能正常诱导ACAID，说明滤过手术后眼免疫赦免状态发生了改变。而假手术组动物诱导ACAID能力是正常的，说明除了手术创伤等因素以外，前房与结膜下间隙的沟通是影响ACAID诱导的主要因素。 目的：拟通过研究青光眼滤过手术后前房内抗原的引流及分布的改变，探讨局部淋巴结及脾脏在其中的作用，初步揭示青光眼滤过手术影响免疫赦免的机制。 方法： (1)制作颈部淋巴结切除动物模型，检测青光眼滤过手术后ACAID诱导的情况。 (2)前房注射荧光标记抗原(FITC—Dextran)，在前房注射后第1、3、5、7及12 d进行青光眼滤过手术动物与正常动物脾脏及颈部淋巴结取材，制作冰冻切片，对荧光标记抗原在不同组织中的分布进行定性观察，比较滤过手术动物与正常动物间的不同。 (3)利用流式细胞技术，检测不同时间点脾脏、淋巴结中FITC+细胞百分数的变化和不同，对前房抗原在不同组织的分布进行定量检测，比较滤过手术动物与正常动物组间的不同。 结果： (1)在颈部淋巴结切除动物，青光眼滤过手术后抗原特异性的DTH受到抑制，ACAID诱导能力恢复正常。 (2)前房注射抗原后，可观察到荧光抗原在脾脏及淋巴结的分布，脾脏中荧光抗原主要位于脾小结的周围，而颈部淋巴结主要位于被膜下髓窦。各时间点在脾脏和淋巴结的分布方式未见明显不同；滤过手术动物与正常动物间未见明显不同。 (3)滤过手术大鼠，在前房注射后第1 d颈部淋巴结FITC阳性细胞百分数(-x±SD：2.96±0.67％)明显高于正常大鼠(1.57±0.4.8％)(P=0.001.)，而其它时间点两组间差异不明显。在青光眼滤过手术动物，前房注射后第5d(4.3±0.40)及第7d(2.01±0.25)脾脏FITC阳性细胞百分数明显低于正常动物(8.47±0.15，4.23±0.02)(P<0.001)。 结论：颈部淋巴结在青光眼滤过手术影响眼免疫赦免中起重要的作用。对前房内荧光标记抗原在淋巴器官的定量研究发现，滤过手术动物颈部淋巴结荧光阳性细胞百分数较正常动物显著增高，在ACAID诱导的关键时期，脾脏阳性细胞百分数较正常明显降低，提示可能这两方面都有参与其影响机制。 小结： 本课题研究发现，青光眼滤过手术影响了ACAID的正常诱导，而在假手术动物中，ACAID的诱导能力是正常的，说明前房与结膜下间隙的沟通是影响ACAID诱导的主要因素。通过颈淋巴结切除动物模型中滤过手术后ACAID的检测，发现其诱导能力又恢复正常，说明颈部淋巴结在其影响过程中起重要作用。为了进一步探讨其影响机制，我们通过前房注射荧光标记抗原，检测滤过手术后前房内抗原引流途径的变化。研究发现，前房内抗原在注射后不同时间点分布于脾脏及颈部淋巴结，定性观察滤过手术大鼠与正常大鼠间差别不大，而进一步通过流式细胞仪定量观察发现，在正常大鼠，前房注射后第5 d到达脾脏的抗原数量有明显的上升趋势，而颈部淋巴结中抗原数量一直保持较低水平；在滤过手术动物中，注射后第5 d脾脏抗原数量并未发现有明显的上升趋势，而在注射后第1 d到达淋巴结中抗原数量较正常动物有显著增加。以上结果提示我们，滤过手术后在ACAID的诱导关键期，脾脏的抗原数量较正常动物有所减少，而颈部淋巴结的抗原数量较正常动物有所增多。本研究通过动物实验证实青光眼滤过手术后眼免疫赦免状态受到了影响，为临床上青光眼滤过手术后眼免疫相关性疾病的诊断和治疗提供了新的思路和理论基础。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩写词汇表

声明

引 言

第一部分青光眼滤过手术模型的建立

1.1材料和方法

1.2结果

1.3讨论

第二部分青光眼滤过手术对ACAID诱导的影响

2.1材料与方法

2.2结果

2.3讨论

第三部分青光眼滤过手术对前房抗原引流的影响

3.1材料和方法

3.2结果

3.3讨论

全文总结

展 望

参考文献

附 图

附 录

致 谢