程 鈺,吳 潔,朱海峰,程 燕,郝兆芹,陸慧琴,王亞妮
(西安市第一醫(yī)院眼科;陜西省眼科研究所;陜西省眼科學(xué)重點實驗室;陜西省眼科疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心;西北大學(xué)附屬第一醫(yī)院,陜西 西安 710002)
干眼是眼科門診最常見的疾病之一。2017年國際淚膜和眼表協(xié)會(Dry Eye Work shop,DEWS)第二次會議發(fā)布了干眼新共識DEWⅡ。在DEWⅠ共識的基礎(chǔ)上,將干眼重新定義為以淚膜穩(wěn)態(tài)失衡為主要特征并伴有眼部不適癥狀的多因素眼表疾病。其病理生理機制主要是淚膜不穩(wěn)定、淚液滲透壓升高、眼表炎癥和損傷及神經(jīng)感覺異常[1]。角膜神經(jīng)主要由三叉神經(jīng)的終末支-睫狀神經(jīng)發(fā)出[2]。角膜神經(jīng)對保持眼表穩(wěn)態(tài)起到了重要的作用,為角膜提供營養(yǎng)、促進修復(fù)、調(diào)節(jié)感覺[3]。與眼表的炎癥和免疫相關(guān)的細胞有很多種,角膜樹突狀細胞已經(jīng)被證實與干眼的發(fā)病具有重要關(guān)系[4-7]。近來,角膜樹突狀細胞形態(tài)的變化也受到了廣泛關(guān)注,樹突狀細胞體積的增大樹突的增加是其成熟、激活、MHC-II(HLA-DR)表達及抗原提呈能力的體現(xiàn)[8-9]。因此,對干眼患者角膜上皮樹突狀細胞和神經(jīng)纖維的觀察有利于更好的了解干眼的病情。
收集2016年12月至2017年9月在西安市第一醫(yī)院門診就診,確診為干眼的患者共60例(輕度、中度、重度患者各20例,40眼),其中男性25人,女性35人,年齡14~58歲,平均年齡41.5歲。排除干燥綜合征、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等自身免疫性疾病,且患者均無眼部過敏史、過去3個月接觸鏡佩戴史或感染性角膜炎史、屈光手術(shù)史、眼內(nèi)手術(shù)史或糖尿病史。根據(jù)2013年干眼臨床診療專家共識,將所有患者按干眼程度分為輕度、中度和重度三組。輕度:輕度主觀癥狀,無角結(jié)膜熒光素染色;中度:中重度主觀癥狀,有角結(jié)膜熒光素染色,但經(jīng)過治療后體征可消失;重度:中重度主觀癥狀,角結(jié)膜熒光素染色明顯,治療后體征不能完全消失。所有患者均為雙眼發(fā)病,部分患者雙眼嚴(yán)重程度不同歸入不同組內(nèi)。
1.2.1 共聚焦顯微鏡 對所有患者雙眼行角膜共聚焦顯微鏡檢查。采用德國海德堡Retina Tomograph III Rostock Cornea Module(HRT Ⅲ RCM)激光共聚焦顯微鏡。HRT Ⅲ RCM使用波長670 nm的激光光源,放大倍率為800倍,水平及縱向分辨率為1 μm,采集圖像尺寸400×400 μm,實際面積為0.16 mm2。于檢查前在結(jié)膜囊下穹隆部滴1滴10 g/L的鹽酸奧布卡因。檢查在矢狀軸進行,對全部患者進行角膜中央?yún)^(qū)圖像采集,每層至少5張圖片。全部患者未出現(xiàn)檢查并發(fā)癥。
1.2.2 圖像分析 對每一眼選取三張圖片進行分析。圖片選取要求:位于角膜中央?yún)^(qū),基底膜附近,深度約50~70 μm處,能清晰顯示樹突狀細胞及基底層下神經(jīng)纖維,且無褶皺,對比度良好。使用共聚焦顯微鏡軟件自帶的細胞計數(shù)工具對每一幅圖樹突狀細胞進行細胞計數(shù),得出樹突狀細胞密度,取平均值。使用ImageJ圖形分析軟件計算每幅圖中基底層下神經(jīng)纖維的總長度,進而計算出神經(jīng)纖維的密度。
采用SPSS 23.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行分析。Spearman法對樹突狀細胞密度和神經(jīng)纖維密度與干眼程度進行相關(guān)性分析;使用Kruskal-Wallis法對各組之間樹突狀細胞密度及神經(jīng)纖維密度進行差異分析,均具有統(tǒng)計學(xué)意義。
Spearman法,α=0.05,雙尾,P<0.05相關(guān)有顯著性。角膜上皮樹突狀細胞密度與干眼程度之間為正相關(guān)(r=0.293,P=0.001);基底層下神經(jīng)纖維密度與干眼程度之間為負相關(guān)(r=-0.331,P<0.001)。隨著干眼程度加重,角膜上皮樹突狀細胞密度增加,基底層下神經(jīng)纖維密度下降。
表1 角膜上皮樹突狀細胞及神經(jīng)纖維密度與干眼程度相關(guān)性分析
注:相關(guān)性在0.01水平上顯著(雙尾)
Kruskal-Wallis法,α=0.05,雙尾,P<0.05相關(guān)有顯著性。不同程度干眼患者角膜上皮樹突狀細胞密度總體差異有統(tǒng)計學(xué)意義(H=11.502,
P=0.003),兩兩比較,中度組、重度組高于輕度組,均有顯著性;基底層下神經(jīng)纖維密度總體差異有統(tǒng)計學(xué)意義(H=13.157,P=0.001),兩兩比較,重度組低于輕度組,均有顯著性。
表2 輕度、中度及重度干眼角膜上皮樹突狀細胞及基底下神經(jīng)纖維密度差異分析
注:*表示與輕度組比較,P<0.05
圖像尺寸400×400μm,放大倍率為800倍。圖A輕度干眼患者基底層下神經(jīng)纖維走形平滑,箭頭所示為樹突狀細胞,數(shù)量較少且胞體較?。粓DB重度干眼患者基底層下神經(jīng)纖維密度下降、迂曲、分支增多,箭頭所示為樹突狀細胞,胞體較大、樹突增加且數(shù)量較多;圖C使用ImageJ軟件追蹤神經(jīng)纖維;圖D根據(jù)追蹤軌跡計算神經(jīng)纖維長度;圖E共聚焦顯微鏡自帶細胞計數(shù)軟件進行細胞計數(shù)。
近年來,角膜共聚焦顯微鏡在角膜眼表疾病診治中得到了廣泛應(yīng)用,它可以在細胞水平觀察角膜,能夠?qū)崟r的觀察到角膜上皮樹突狀細胞和神經(jīng)纖維的影像,并且已經(jīng)被證明和免疫組織化學(xué)的結(jié)果一致[10-11]。本次研究中我們對干眼患者角膜上皮樹突狀細胞及神經(jīng)纖維密度進行定量分析,可以更準(zhǔn)確的反應(yīng)干眼的程度和疾病的狀態(tài)。因為它的無創(chuàng)性,可以多次檢查,動態(tài)觀察干眼的病情變化。
干眼眼表炎癥是基于免疫異常的非感染性炎癥[12]。固有免疫和適應(yīng)性免疫均參與干眼的病理生理過程。目前研究表明,干眼患者角膜上皮樹突狀細胞的形態(tài)、數(shù)量、樹突的數(shù)目均存在著較大的變化。角膜上皮樹突狀細胞,是一種專業(yè)的抗原提呈細胞,在角膜免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著重要作用。除免疫細胞外,趨化因子、白細胞介素等細胞因子在干眼免疫中也起到了重要的作用。白介素6可由活化的樹突狀細胞分泌,干眼患者淚液中白介素6、白細胞介素17A和轉(zhuǎn)化生長因子β均顯著升高,且與眼表的各項參數(shù)具有相關(guān)性[13]。角膜上皮樹突狀細胞的形態(tài)和密度可以從一定程度上反映眼表的炎癥情況。神經(jīng)感覺異常是干眼發(fā)病的新機制之一,傳入神經(jīng)將眼表炎性因子刺激、滲透壓變化等信息傳遞到中樞,傳出神經(jīng)支配瞬目及眼表腺體的分泌[14]。炎癥可以使神經(jīng)敏感性增加[15],炎癥和神經(jīng)損害是一組惡性循環(huán),但具體的發(fā)病機制尚不明確。
此次研究中,我們得到的結(jié)論與上述研究結(jié)果基本符合。隨著干眼程度的加重角膜上皮樹突狀細胞的密度增加,基底層下神經(jīng)纖維密度下降。從一定程度上說明了炎癥程度和干眼程度的相關(guān)性,炎癥加重的同時神經(jīng)損害也加重。但此次收集的數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布,可能與樣本量較小、選擇偏差和未嚴(yán)格限制入組年齡區(qū)間有關(guān)。既往研究報道,角膜基底層下神經(jīng)纖維密度以每年0.9%的速度線性下降[16],所以在后期研究中應(yīng)將年齡因素加入考察指標(biāo)中。在研究中,我們還發(fā)現(xiàn)干眼程度增加,樹突狀細胞不僅密度增加,活化的比率、胞體體積、樹突數(shù)目均增加;同時隨著干眼程度增加,基底層下神經(jīng)纖維不僅密度下降,而且走形迂曲分支增多。這些結(jié)果提示,炎癥可能導(dǎo)致角膜神經(jīng)支配減少,免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)具有潛在的相互作用[17]。
綜上所述,干眼患者角膜上皮樹突狀細胞密度和基底層下神經(jīng)纖維的密度與干眼嚴(yán)重程度之間存在顯著相關(guān)性。角膜共聚焦顯微鏡能觀察角膜上皮樹突狀細胞和神經(jīng)纖維并定量分析,為干眼的診斷和嚴(yán)重程度評估提供依據(jù)。