《眼科新进展》  2019年10期 988-991   出版日期：2019-10-05   ISSN:1003-5141   CN:41-1105/R
药物毒性角膜病变的研究进展


        药物毒性角膜病变是指局部或全身应用药物，直接或间接导致角膜出现功能或形态上的改变；轻者出现眼部不适，重者可出现角膜损伤导致视力下降。目前对角膜产生毒性作用的药物分为两大类；眼局部药物和全身药物，前者主要包括局部用抗生素，抗真菌药物，表面麻醉剂，抗青光眼药物等，后者包括抗心律失常药物如胺碘酮等。本文就近年报道局部及全身药物所导致角膜病变的研究进展进行综述，以期为临床中此类疾病的诊断和治疗提供帮助。
1　眼局部药物
1.1　抗生素类药物　氟喹诺酮为广谱抗生素，对于革兰阴性和革兰阳性细菌均有很好的抗菌作用，眼科中常用于治疗眼表细菌感染性疾病，但其具有的增强基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase,MMP）的作用有增加角膜穿孔的风险。有报道发现，第三代氟喹诺酮类抗生素司帕沙星的滥用会导致结膜充血、溢泪、畏光，并产生一定的视力损害，裂隙灯检查发现角膜基质层可出现司帕沙星晶体颗粒沉积［1］。Vignesh等［2］报道1例10岁儿童应用第4代氟喹诺酮类抗生素5 g·L-1莫西沙星治疗急性细菌性结膜溃疡，角膜周围出现淤血及角膜水肿等体征，患儿双眼视力由1.0急剧下降至0.05。停止局部使用莫西沙星后视力恢复正常。实验研究证实，莫西沙星能抑制骨胶原Ⅳ的合成，破坏角膜弹力层和角膜上皮细胞的紧密连接。
        Akal等［3］通过分别测定空白对照组、生理盐水组与莫西沙星前房注射组大鼠的角膜组织细胞中活性氧总水平（total oxidant status，TOS）和氧化应激指数（oxidative stress index，OSI），结果显示，空白对照组和生理盐水组的TOS和OSI水平无显著差异，莫西沙星组与空白对照组中TOS和OSI水平差异显著，并且莫西沙星组中外源性凋亡介导因子caspase-3和caspase-8的表达显著高于空白对照组和生理盐水组，推测前房内注射莫西沙星可能激发角膜组织中的氧化应激反应，导致角膜组织损伤。
        Turani等［4］通过培养人角膜缘干细胞进行实验，结果发现广谱抗生素氯霉素(0.5~1.0 g·L-1)和利福平(0.1~0.2 g·L-1)会导致人角膜缘干细胞中的细胞核发生染色体凝聚中间形态，其形态和产生机制与癌症细胞染色质浓缩相似，可阻碍角膜上皮细胞的再生，延迟创口愈合。0.5 g·L-1的氯霉素会导致核浓缩过程中细胞核仁的开放，1.0 g·L-1氯霉素和0.1 g·L-1利福平会抑制角膜缘干细胞纤维状染色质向条带状染色质转化，使细胞分裂周期停滞。0.2 g·L-1利福平干预培养的人角膜缘干细胞会导致细胞核质浓缩，形态多样性增加，可对角膜缘干细胞产生更加严重的影响。
1.2　抗真菌药物　真菌性角膜炎是在发展中国家发病率较高的感染性角膜疾病，极易发展成角膜溃疡，引起如眼内炎、角膜穿孔等严重的眼部并发症，甚至致盲。两性霉素对于真菌性角膜炎的治疗具有显著效果，而频繁滴用则会出现结膜刺激感、流泪、角膜水肿等。长期应用局部抗真菌药物能够导致角膜上皮完整性破坏，Kimakura等［5］观察抗真菌药物对培养的人角膜上皮细胞的毒性作用，发现两性霉素毒性作用最强，其次为匹马霉素、米卡芬净、伏立康唑。
1.3　非甾体抗炎药　非甾体抗炎药多用于角膜炎、虹膜炎、角膜移植术后的眼前节炎症的治疗，主要是通过抑制环氧化酶，减少前列腺素和白三烯的合成，抑制炎症反应。有报道圆锥角膜胶原交联术后不规则使用非甾体抗炎药物奈帕芬胺可导致视力损害和角膜溶解等发生［6］。Li等［7］通过体外实验发现，0.625~1.0 g·L-1普拉洛芬可增加人角膜上皮细胞膜的通透性，导致人角膜上皮细胞皱缩，生长延迟甚至引发凋亡。为比较非甾体抗炎药对角膜毒性的严重程度，Lee等［8］采用体外培养的人角膜上皮细胞，对溴芬酸、普拉洛芬、双氯芬酸、氟米龙等药物的毒性反应进行比较，结果发现溴芬酸和普拉洛芬对角膜上皮细胞的毒性作用小于双氯芬酸和氟米龙。Nagai等［9］研究推测，吲哚美辛的纳米制剂能够通过增加滴眼液渗透性，减少角膜毒性损害的风险。
1.4　糖皮质激素　糖皮质激素在眼科疾病的治疗应用广泛，常用于病毒性角膜炎，基质性角膜炎的治疗；也是白内障术后，眼前节激光治疗后常用药。但长期应用糖皮质激素滴眼液能够导致继发性角膜感染、角膜伤口延迟愈合等并发症。Bernal等［10］临床发现，前房注射地塞米松治疗欧文-加斯综合征，出现角膜内皮水肿，停药后水肿未缓解。最近研究发现糖皮质激素通过抑制神经生长因子（nerve growth factor，NGF）和肿瘤调控因子受体超家族11b（tumor necrosis factor receptor superfamily,member 11b，TNFRSF11b）转录mRNA的表达，从而降低NGF和TNFRSF11b对于角膜上皮的修复作用和对角膜创缘细胞的迁移作用来延迟角膜创伤愈合；此外，糖皮质激素还通过抑制脑神经元影响因子对角膜神经的营养作用来抑制角膜上皮创伤的愈合［11］。泼尼松为眼科临床上常用的合成糖皮质激素，Ryu等［12］通过实验发现，体积分数1%的泼尼松能够诱导角膜上皮细胞中线粒体内活性氧，caspase-3、caspase-9的产生增加，通过激活糖皮质激素受体作用和内源性细胞凋亡途径诱发角膜上皮细胞的凋亡。
1.5　抗青光眼药物　临床中常用的抗青光眼药物包括缩瞳剂、拟肾上腺素类、前列腺素衍生物及碳酸酐酶抑制剂等，其不良反应除了常见的眼调节痉挛、视物模糊、结膜微血管出血等之外，最近发现，长期应用抗青光眼药物能够导致角膜的结构和功能损伤。Beckwith-cohen等［13］研究发现，长期应用碳酸酐酶抑制剂能够导致某种罕见的免疫介导性角膜炎，此类角膜炎对类固醇激素的治疗不敏感。Viswanathan等［14］对121例高眼压眼患者、105例疑似青光眼患者和49例长期青光眼患者进行回顾性研究；Schrems等［15］对187例青光眼病程超过5 a、青光治疗超过3 a的患者进行临床研究。两项研究均发现经前列腺素衍生物滴眼液治疗的患者中央角膜厚度明显变薄；其中，相对于单独应用β受体阻滞剂的患者，单独应用前列腺素衍生物和联合性应用前列腺素衍生物的患者角膜变薄趋势更加明显，中央角膜厚度下降（15.89±13.00）mm。回顾性研究中，单独使用前列腺素衍生物滴眼液的治疗眼，角膜中央厚度每年下降3.1 μm，前列腺素衍生物滴眼液分别联合碳酸酐酶抑制剂、β受体阻滞剂治疗的患者，治疗眼的中央角膜厚度右眼每年下降5.8 μm，左眼每年下降3.8 μm。前列腺素衍生物可通过激活睫状体平滑肌细胞中MMP的作用产生降低眼压的效果，MMP的过度激活会导致病理情况下的角膜进行性变薄，推测局部应用前列腺素衍生物滴眼液所导致的角膜厚度下降与MMP的激活相关。Robciuc等［16］通过培养人的角膜上皮细胞进行体外实验，证实不同种类的抗青光眼药物可在不同程度上导致细胞凋亡。溴莫尼定、布林佐胺、前列腺素、马来酸噻吗洛尔等均可激活内质网应激途径，上调CCAAT序列增强子结合蛋白(CCAAT/enhancer binding protein,C/EBP)同源蛋白，导致细胞凋亡的产生。动物实验推测，与拉坦前列腺素眼液相比，长期应用曲伏前列素滴眼液和多佐胺滴眼液能够减少角膜损伤的发生［17］。
1.6　局部麻醉剂　局部麻醉剂在眼科应用广泛，直接滴用能减轻患者痛觉，利于眼科医师对患者进行手术及角膜异物剔除等操作，并可以通过增加药物浓度、降低融点等方法增加麻醉效力［18］。眼部长期应用局部麻醉剂会导致角膜毒性，有临床报道指出，长期应用体积分数4%利多卡因可导致糖尿病患者出现弥漫性角膜上皮病变。丙美卡因是临床中常用的眼部表面麻醉剂，Wen等［19］研究证实，长期应用丙美卡因会导致角膜渗透压明显增高；还可引发角膜上皮细胞周期停滞在S期，细胞内凋亡小体生成等细胞凋亡现象的产生。此外研究还证实丙美卡因的剂量依赖性和时间依赖性地激活线粒体介导的半胱天冬酶依赖途径，导致细胞凋亡产生。
1.7　贝伐单抗　贝伐单抗是人重组单克隆免疫球蛋白，为血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）抑制剂，抑制新生血管的产生，眼科中常用于年龄相关性黄斑变性、糖尿病性视网膜病变等治疗。有报道指出，局部应用或结膜下注射贝伐单抗后，出现角膜上皮改变和角膜基质溶解等现象；后有研究证实，应用贝伐单抗通过非VEGF途径可导致角膜上皮细胞毒性产生并延迟细胞增殖，此毒性作用受到碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGE）和神经生长因子（nerve growth factor，NGF）的调控［20］。
1.8　五氟尿嘧啶　五氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU）在眼科中用于某些疾病的治疗，例如翼状胬肉、青光眼小梁切割术后等。青光眼小梁切割术后结膜下注射5-FU能够抑制伤口处成纤维细胞增生，有益于术后效果。5-FU能够对角膜上皮产生损伤并导致角膜上皮创伤愈合及角膜缘干细胞增殖延迟。研究发现5-FU通过调控激活caspase-8、caspase-9及线粒体调控凋亡途径，联合p21依赖凋亡途径上调、Bcl-2信号传导通路的下调导致角膜上皮细胞凋亡［21］。
1.9　防腐剂　目前，滴眼液大多含有防腐剂，以延长其使用期限。临床中因防腐剂氯化苯甲氢铵（benzalkonium chloride，BAC）导致的眼部不良反应频发。大量报道指出，防腐剂会对角膜上皮细胞产生毒性作用,其中C12氯化苯甲氢铵对角膜损害较小［22］。长期应用含有防腐剂的滴眼液能够导致泪液分泌量明显下降，泪膜破裂时间明显缩短，角膜上皮细胞密度降低［23］。防腐剂的应用能够抑制连接蛋白43（connexin43,Cx43）和紧密连接闭合小带1（tight junction zonula occludens-1,ZO-1）的基因表达，导致细胞间信号传导下降，使角膜上皮细胞稳态下降［24］。滴眼液中防腐剂能够使角膜上皮细胞中炎症介导和凋亡介导通路pJNK信号表达增加，细胞活性pAkt信号下降，出现角膜损伤［25］。催泪蛋白（lacritin）是由泪腺产生的一种泪液糖蛋白，对角膜上皮细胞具有保护作用，促进角膜上皮细胞增殖，有研究发现其可以对长期应用含有防腐剂的滴眼液所导致的角膜损害进行预防和治疗［26］。局部应用氢化蓖麻油-40（hydrogenated castor oil,HCO-40）、异山梨醇酯-8（polysorbate 80,PS-80）［27］和人自身血清［28］能够缓解防腐剂ABC对角膜上皮细胞的毒性作用。
1.10　动植物毒物　水螅毒素通过抑制细胞膜钠钾泵ATP酶作用对机体产生伤害。曾有报道接触水族箱珊瑚后出现水螅毒素相关角膜病变。Farooq 等［29］通过对7例水螅毒素相关角膜病变患者进行回顾分析，指出患者眼部接触毒素后出现点状角膜、角膜溶解、角膜穿孔等角膜病变，症状较轻者经一般治疗可缓解，严重者需角膜移植治疗。
        柳叶马利筋中含有多强心苷类物质，可用于支气管炎、肿瘤及炎症等疾病。眼部接触柳叶马利筋的汁液可使角膜出现基质水肿，伴上皮损伤、角膜弹力层褶皱、视力下降。局部长期应用抗菌素、激素等，视力可恢复正常。Mikkelsen 等［30］研究指出，马利筋汁液中强心苷类物质可通过结合α1亚族对钠-钾ATP酶活性产生抑制作用，引发角膜细胞水肿。马利筋中的孕烷苷抑制钠-钾ATP酶活性及产生角膜上皮毒性物质可导致视力下降。地塞米松可增加α1酶活性，增强其表达，解除强心苷类对钠-钾ATP酶的抑制作用，缓解角膜损伤。
2　全身药物
        一些系统性药物可以导致角膜损伤，其中包括抗癌药物、胺碘酮、维甲酸等，其对眼部所产生的药物毒性有眼部不适症状、视力下降等。
2.1　胺碘酮　胺碘酮为Ⅲ类抗心律失常药物，最初作为抗心绞痛药物被发现，现临床主要应用于阵发性和持续性心律失常。其对身体的很多组织和器官具有毒性作用，包括肺组织、甲状腺组织、皮肤和神经系统等。胺碘酮对眼部损伤表现为角膜旋涡状病变，血液中的胺碘酮及其代谢物通过泪膜和角膜缘血管网到达角膜，渗入细胞溶酶体，与细胞中脂质结合，使角膜中央部的基质层出现脂质沉积。裂隙灯下表现为弥散状云翳，共聚焦显微镜下发现角膜上皮斑点，组织病理学观察到角膜上皮细胞和角膜基质细胞胞质空泡形成，超微结构病理学发现角膜细胞溶酶体中多层包涵体和膜状碎片形成［31］，旋涡状角膜病变极少导致视力变化，少数可出现虹视［32］。旋涡状角膜病变大多发生于长期药物应用［33］，但Turk等［34］曾报道低剂量短期服用胺碘酮，裂隙灯下观察发现双眼旋涡状角膜病变，患者停用胺碘酮一段时间后旋涡状角膜病变消退。因此临床如需长期服用胺碘酮时应注意保持更低的剂量以减少角膜损害的产生。患者因需服用胺碘酮而出现重度角膜病变可局部应用1 g·L-1的玻璃酸钠滴眼液和1300 U·mL-1的肝素钠进行缓解，防止病变进一步恶化［35］。药物毒性旋涡状角膜病变和法布里病中眼部改变在临床表现上多相似，临床工作中需鉴别［36］。
2.2　派姆单抗　派姆单抗为人源化单克隆抗体，阻断PD-1和其配体，治疗难治性转移性肿瘤及肺癌。Hsiao等［37］发现，2例应用派姆单抗进行同种异型外周血干细胞移植后复发性白血病治疗的患者，出现不同程度角膜上皮缺损，共聚焦显微镜显示角膜上皮细胞有炎症细胞浸润且传统治疗不能缓解。
3　展望
        随着临床中眼局部药物和全身药物种类的日益增加和用药途径的转变，由药物所导致的新的角膜损伤还将继续出现。而药物所导致的角膜损伤症状和机制尚需临床医生进一步甄别和研究。了解各种药物对角膜的损伤及其病变的治疗，对临床中各种角膜病变的诊断、鉴别诊断和治疗具有重要的意义，能极大地改善患者的预后。