角膜新生血管的药物治疗

　　角膜新生血管可造成严重的视力损害甚至失明，也是同种异体角膜移植术后发生排斥反应的高危因素。仅仅在美国，每年就有140万患者出现角膜新生血管，其中12％出现视力损害。目前，角膜新生血管的治疗包括局部滴用糖皮质激素和非甾体类抗炎药物，对新生血管进行电凝、激光光凝和光动力疗法等手术治疗。但这些治疗方法临床效果不甚理想。近年来，以参与新生血管病理机制的分子为靶向的药物，特别是抗血管内皮生长因子药物的研究取得了很大进展，治疗效果也令人鼓舞。本文综述了治疗角膜新生血管药物的现状及其未来可能的研发方向。

　　一、角膜新生血管的病理机制

　　透明、无血管是角膜的重要特征。角膜血供来源于睫状动脉，睫状动脉是眼动脉的分支，其分出并终止于角巩膜缘血管网。角膜无血管状态是由于低水平的血管生成因子和高水平的抗血管生成因子之间达到平衡形成的。在缺氧、缺血、化学烧伤、炎症、感染或外伤等病理情况下导致平衡向血管生成方向偏移，则会出现角膜新生血管。角膜新生血管从角膜缘血管网的毛细血管和静脉发出新生血管芽，可分为基质层新生血管(常与基质角膜炎相关)和血管翳(常与角膜浅层和眼表疾病相关)。虽然角膜新生血管累及多层角膜，但研究发现新生血管区域主要在角膜浅层和基质层前2／3。由于新生血管没有基底膜和周细胞，因此很容易破裂出血，导致角膜水肿或形成永久沉积物降低角膜的透明性，造成视力损害。

　　血管生成因子包括VEGF和成纤维细胞生长因子。其中VEGF在血管发生(从内皮细胞形成新的血管)和血管新生(从已有的血管再形成新的毛细血管)过程中均发挥重要作用。角膜病理过程中，巨噬细胞、白细胞以及角膜上皮和基质细胞VEGF表达显著升高，VEGF通过与酪氨酸激酶受体(如VEGFR-1和VEGFR-2)结合，使内皮细胞发生迁移、增生及形成小管，并且增加了血管通透性。

　　基质金属蛋白酶常被认为是新生血管的另一重要介质。其底物包括了绝大部分的细胞外基质成分，如胶原蛋白、纤维连接蛋白、层黏连蛋白和细胞表面分子。其中以MMP-2和MMP-9与新生血管关系更为紧密旧1，可以破坏角膜上皮和角膜新生血管基底膜的完整性。因此以MMP-2和MMP-9为靶向来抑制角膜新生血管也是很好的治疗方向。

　　目前已知抗血管生成分子有凝血酶敏感蛋白1(thrombospondin-1，TSP-1)、色素上皮源性因子(pigmentepithelium-derivedfactor，PEDF)、血管生成抑制因子和内皮抑素等。TSP是角膜主要的原有血管新生抑制物，通常在Bowman层、内皮细胞和基底层表达。PEDF是另一种眼内原有的抗血管生成因子，存在于视网膜细胞、虹膜和角膜。这些抗血管生成因子通过抑制内皮细胞增生、存活和迁移及形成小管，或者抑制VEGF分泌和降低MMPs的表达来实现抗血管生成的作用。

　　角膜新生血管与炎症密切相关，因此炎症因子在其发病中发挥较大的作用，尤其是白介素1、肿瘤坏死因子α和转化生长因子β。由于这些炎症因子不仅具有成纤维细胞和炎症细胞趋化作用，刺激内皮细胞增生，并能激活很多血管生成因子，如VEGF、碱性成纤维细胞生长因子(basicFGF，bF-GF)的表达，从而又进一步促进了新生血管的发展。因此在角膜新生血管的治疗中，控制炎症有重要作用。

　　二、抗VEGF药物治疗

　　VEGF是新生血管形成过程中一种重要的调控因子，由于肿瘤的生长常伴随不能控制的新生血管生成，因此在肿瘤治疗中尝试应用以VEGF为靶向的抗VEGF治疗。后又逐渐应用于多个临床专业，包括眼科一些疾病。特别是对年龄相关性黄斑变性中新生血管的治疗取得了显著效果，并且已有多个动物实验和临床试验证实了抗VEGF药物对角膜新生血管治疗的有效性。

　　近些年应用和研究较多的抗VEGF药物包括贝伐单抗(Avastin)和雷珠单抗(Lucentis)。贝伐单抗是一种新型的抗VEGF人源化单克隆抗体，最先被美国FDA批准作为结肠癌用药，后续很多研究证实其对动物和人的角膜新生血管都有治疗作用。Papathanassiou等对7个临床试验和18个动物实验进行meta分析，发现局部滴用和结膜下注射贝伐单抗均显著减少新生血管面积，且临床试验结果表明局部滴用比结膜下注射更有效。雷珠单抗是贝伐单抗同一公司研制的抗VEGF人源化单克隆抗体片段，研究发现其与贝伐单抗对于新生血管性年龄相关性黄斑变性的治疗作用相当。目前这两种抗VEGF抗体的临床效果令人鼓舞，但是药物的安全性仍需商榷。虽然眼部使用剂量比全身小了很多，但是仍有出现高血压、蛋白尿、心肌梗塞的可能。玻璃体注射给药的副作用有视网膜色素上皮脱离、突然视力下降、损伤晶状体、玻璃体出血、眼压急剧升高等。结膜下和局部滴药也常出现结膜下出血，反复角膜上皮缺损等副作用。副作用常与药物用量和用药时间相关。

　　哌加他尼(Macugen)是美国FDA首个批准用于治疗新生血管性年龄相关性黄斑变性的抗VEGF用药。由于只与VEGFl65亚型结合，因此其作用比贝伐单抗和雷珠单抗弱。但减少了副作用，安全性相对较高，因此可考虑将其作为抗VEGF维持阶段治疗。目前尚无其用于角膜新生血管治疗的文献报道。

　　VEGFtrap，由VEGFR-1的第2段和VEGFR-2的第3段与人IgGFc片段组合而成，是目前亲和力最高的VEGF阻断剂，可与VEGF-A全部亚型结合。VEGFtrap还能增加抗血管生成因子的反应性，延长作用时间。玻璃体注射VEGFtrap后第79天的作用与雷珠单抗注射后第30天持平。Oliveira等通过建立bFGF诱导角膜新生血管模型观察VEGFtrap对角膜新生血管的作用。研究发现，在第4天和第7天，对照组新生血管面积分别为(1.05&plusmn;0.12)mm2和(1.53±0.27)mm2，显著高于VEGFtrap用药组，后者分别为(0.24±0.11)mm2和(0.35±0.16)mm2(P<0.05)。未来还应开展VEGFtrap和贝伐单抗的有效性和安全性比较的研究来证实对于角膜新生血管，VEGFtrap可能比贝伐单抗具有更好的效果。

　　其他抗VEGF治疗策略包括干扰RNA(siRNA)干扰VEGF基因表达。siRNA是双链RNA片段，可穿过细胞膜抑制转录后过程。由于具有细胞内与细胞外双重作用，因此它的作用可能优于抗VEGF抗体。研究表明VEGFsiRNA不仅可以降低缺氧所致的人角膜细胞VEGFmRNA合成和VEGF蛋白分泌，并且结膜下和角膜基质内注射均能抑制鼠角膜新生血管。

　　针对VEGF信号通道各个步骤研究不同的抗VEGF药物，目前，已有研究开始关注VEGF受体激活的酪氨酸酶通道。帕唑帕尼(Votrient)就是其中一种。Amparo等开展了一项20例患者20只角膜新生血管患眼局部滴用帕唑帕尼的前瞻性研究，进行了安全性和有效性观察。他们的研究表明0.5％帕唑帕尼局部滴眼具有较好的安全性，不引起任何明显的眼部和全身副作用。滴眼3周后，角膜新生血管面积和新生血管长度均减少；随访12周视力无明显下降。另有研究表明酪氨酸酶抑制剂通过阻滞VEGF受体可以提高鼠角膜移植成功率。

　　三、抗生素治疗

　　多西环素(Doxycycline)

　　系一种广谱抑菌的四环素类抗生素，高浓度时具有杀菌作用。数个研究已证实其对大鼠角膜新生血管具有治疗作用。另有研究发现0.1％多西环素局部滴眼通过降低MMPs、VEGF表达和iNOS、IL-1B产物不仅可以减少角膜新生血管长度和面积，还可提高贝伐单抗对角膜新生血管的治疗作用和减少其副作用的发生心。

　　米诺环素(Minocycline)

　　系一种广谱抗菌的四环素类抗生素，抗菌谱与四环素相近，但具有高效和长效性质，抗菌作用在四环素类中最强。研究发现腹腔注射米诺环素60mg／kg，每日2次，持续14天可显著抑制大鼠碱烧伤诱导新生血管的生成，可能是由于降低血管生成因子、炎症因子和MMPs水平，加速了角膜上皮缺损恢复的缘故。

　　四、免疫抑制剂治疗

　　环孢素

　　临床应用于角膜移植排斥反应及激素性青光眼、疱疹病毒角膜炎和其他需要减少糖皮质激素用量的情况。对T淋巴细胞具有高度特异性并能抑制细胞免疫反应，可能通过抑制IL-2以发挥抗角膜新生血管作用。但有研究发现，对角膜移植排斥出现新生血管抑制效果不明显，并且可能出现全身毒性和角膜沉积物等副作用，因此限制了其广泛应用。

　　雷帕霉素(Rapamycin，RAPA)

　　系一种新型大环内酯类免疫抑制剂。具有较好的抗排斥作用，且与环孢素A和FK506等免疫抑制剂具有良好的协同作用。动物实验表明，其通过降低IL-6和TGF-β1表达对碱烧伤角膜新生血管具有抑制作用。

　　五、糖皮质激素和非甾体类抗炎药治疗

　　局部使用糖皮质激素是目前临床角膜抗炎症和抗新生血管的标准治疗。研究表明糖皮质激素的抗新生血管作用主要是通过抑制多个炎症因子和促炎症细胞因子表达的抗炎症效应获得。但该药常有发生后囊膜下白内障及眼压升高继发青光眼等严重副作用。近年来，新型糖皮质激素如乙酸阿奈可他(Anecortaveacetate)由于糖皮质激素活性较低，副作用较少，成为值得期待的眼部新生血管疾病的治疗药物。乙酸阿奈可他通过抑制内皮细胞产生促MMPs，减少明胶酶A和B表达，抑制VEGF导致内皮细胞增生和小管形成等发挥抑制作用。动物实验表明局部滴用0.1％或l％乙酸阿奈可他基本可完全控制角膜新生血管。但仍需更多的研究证明该药物的安全性和有效性，才有望将其应用于临床。

　　非甾体类抗炎药被广泛应用于眼表疾病的治疗。通过抑制环氧合酶(COX-1和COX-2)活性达到抑制内皮细胞增生、迁移等抗血管生成作用。选择性COX-2抑制剂可以明显减少前列腺素E2(PGE2)分泌，进一步研究表明，其与非选择COX抑制剂吲哚美辛均可抑制角膜新生血管，并且作用相当。但是非甾体类抗炎药对角膜新生血管的作用常被认为在新生血管初期VEGF大量表达前起作用，等VEGF大量表达后，其抑制新生血管的作用则不再明显。

　　六、其他抗角膜新生血管药物

　　一些抗肿瘤药物也被研究发现具有新生血管治疗作用，如新型多靶向性的抗肿瘤药物索拉非尼(sorafenib)以及甲氨蝶呤等。还有一些植物提取成分，如雷公藤、姜黄素、青蒿素等也被研究发现具有抑制角膜新生血管的作用。具有抗氧化作用的维生素C局部使用也被证明有抑制角膜新生血管的作用。

　　七、展望

　　近几年关于抗VEGF的药物逐渐从动物实验进展到临床研究，并不断被证明对于一些角膜新生血管有较好的治疗作用。但是也有研究指出贝伐单抗在新生血管出现时期发挥作用，但对于新生血管生成后的增生阶段无效。VEGF是角膜新生血管过程中重要的血管生成因子，但并不是唯一因素，因此我们还可以针对其他因子进行抗新生血管药物的研究。Canstatin系最近发现的一种能抑制新生血管生成和肿瘤生长的血管生成抑制因子，有研究通过连续14日对碱烧伤诱导新生血管的大鼠行每日腹腔注射重组canstatin蛋白5mg／kg或10mg／kg，发现治疗组VEGF和TNF-α等表达明显下降，角膜新生血管显著抑制。

　　由于炎症与新生血管密切相关，因此针对炎症因子的药物也可能成为潜在的抗新生血管治疗药物。因福利美(Infliximab)，系一种肿瘤坏死因子抑制剂(TNF-α单克隆抗体)，已被证实具有角膜新生血管抑制作用。Kim和Chung使用因福利美对缝线诱导角膜新生血管的兔每t3点眼2次，1周后发现1mg／ml、2mg／ml、4mg／ml三种不同浓度对比阴性对照组，均使得TNF-α信使RNA和VEGF表达下降，有效减少角膜新生血管面积。我们研究通过建立大鼠缝线诱导角膜新生血管模型，发现饱和氢气水局部滴眼通过调控炎症因子和VEGF表达等有抑制大鼠角膜新生血管的作用。

　　也有一些研究人员在尝试应用新的策略治疗角膜新生血管，如使用一种肝细胞生长因子来源的多肽(H-RN)，通过诱导内皮细胞凋亡和细胞周期停滞而阻止内皮细胞的增生、迁移和小管形成。通过使用CCR3信号拮抗剂干扰单核细胞趋化因子(MCP-1和MCP-3)的mRNA表达和巨噬细胞侵润抑制角膜新生血管作用。

　　随着角膜新生血管病理机制研究的不断深入，相信会有越来越多分子靶向的药物被开发。理想的治疗不仅是以血管生成因子为靶向控制角膜新生血管，而且还应试图恢复角膜血管豁免机制，预防进一步的新生血管化。