BDNF、IL-37、sCD44在原发性开角型青光眼患者房水中的表达水平及诊断价值▲

陈 果 郭颖卓 王 华

(湖南省人民医院眼视光中心,湖南省长沙市 410000)

青光眼是一种以视神经萎缩、视野缺损为主要特征的不可逆性眼部疾病,原发性开角型青光眼是最常见的青光眼类型,在中老年人群、有家族遗传病史者、长期使用糖皮质激素者中高发,且女性患病率高于男性[1],其主要临床表现为视力下降、眼胀、视野缺损等,严重者可出现失眠,极大影响患者的生活质量[2]。脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)是脑内合成的一种蛋白质,广泛存在于中枢神经系统,具有防止神经元受损、促进神经元再生的生物效应[3];白细胞介素(interleukin,IL)-37是一种具有免疫抑制活性的炎症因子,由单核细胞或树突状细胞分泌,在多种慢性炎症性疾病中具有重要作用[4];可溶性CD44(soluble CD44,sCD44)是一种可溶性蛋白,可通过调节细胞的黏附能力来参与多种细胞的信号转导过程[5]。研究发现,BDNF、IL-37、sCD44在原发性开角型青光眼患者房水中表达异常[6]。目前,三者联合诊断原发性开角型青光眼的价值鲜有文献报道,故本研究分析BDNF、IL-37、sCD44在原发性开角型青光眼患者房水中的表达水平及其诊断价值,现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2019年3月至2020年7月我院收治的45例(45只眼)原发性开角型青光眼患者作为观察组。纳入标准:(1)符合《我国原发性开角型青光眼眼颅压力梯度专家共识和建议(2017年)》[7]中的原发性开角型青光眼诊断标准,即眼压>21 mmHg,青光眼性视野缺损,前房角开放,青光眼性视盘改变(平均杯盘比>0.6或双眼杯盘比差值≥0.2);(2)年龄≥18岁;(3)未见黄斑病变;(4)患者意识清晰,且自愿参与本研究。排除标准:(1)闭角型青光眼患者;(2)合并其他眼部疾病者;(3)既往有眼部手术史者;(4)房水量不足50 μL者;(5)长期使用降眼压药物者;(6)患有心脑血管疾病者;(7)肝、肾、心等脏器功能不全者;(8)患急性感染性疾病、全身慢性炎症性疾病、自身免疫性疾病者。采用视野平均缺损(mean defect of visual field,MD)值评估观察组患者视神经损伤程度[8],根据MD值将观察组分为轻度组24例(24眼)、中度组12例(12眼)、重度组9例(9眼),其中轻度组MD值<6 dB,中度组MD值为6～12 dB,重度组MD值>12 dB。纳入同期收治的白内障患者45例(45眼)作为对照组,纳入标准:(1)符合《白内障基础与临床》中关于白内障的诊断标准[9];(2)年龄≥18岁;(3)既往无视网膜手术、眼内手术史。排除标准同观察组。观察组和对照组的性别、年龄、体质指数、眼压差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性,见表1。

表1 观察组和对照组一般资料的比较

1.2 方法

1.2.1 房水收集方法:在行抗青光眼手术前抽取观察组患者房水。对患者结膜囊进行清洁消毒后使用一次性注射器针头行前房穿刺,从5:00方向进针,针尖朝向7:00方向,缓慢抽取房水0.1 mL,迅速转移至无菌管中,放入-80 ℃冰箱中避光保存待检。对照组患者在未破坏血-房水屏障前抽取房水,具体抽取方法同观察组患者。所有抽取房水的操作均由同一手术医生完成。

1.2.2 BDNF、IL-37、sCD44表达水平的检测方法:水浴加热房水至常温,以3 000 r/min离心10 min(离心半径为8 cm),取上清液。按照ELISA试剂盒说明书的步骤,检测房水BDNF、IL-37、sCD44的表达水平,试剂盒购自上海恒远生物科技有限公司(批号分别为XY-011、FS-E0167、PS-21721),严格按照试剂盒说明书进行操作。

1.3 统计学分析 采用SPSS 26.0软件进行统计学分析。计量资料以(x±s)表示,两组间比较采用两独立样本t检验;计数资料以例数(百分比)表示,比较采用χ2检验。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析房水BDNF、IL-37、sCD44表达水平对原发性开角型青光眼的诊断价值。采用Pearson检验进行相关性分析。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 观察组和对照组的房水BDNF、IL-37、sCD44表达水平的比较 观察组患者的房水IL-37、sCD44表达水平高于对照组,BDNF表达水平低于对照组(P<0.05),见表2。

表2 观察组和对照组房水BDNF、IL-37、sCD44表达水平的比较(x±s)

2.2 不同视神经损伤程度患者房水BDNF、IL-37、sCD44表达水平的比较 重度组患者房水的IL-37、sCD44表达水平高于中度组和轻度组,BDNF表达水平低于中度组和轻度组(P<0.05),见表3。

表3 不同视神经损伤程度患者房水BDNF、IL-37、sCD44表达水平的比较(x±s)

2.3 房水BDNF、IL-37、sCD44表达水平单独及联合诊断原发性开角型青光眼的价值 房水BDNF、IL-37、sCD44表达水平单独诊断原发性开角型青光眼的曲线下面积分别为0.658、0.651、0.673,三者联合诊断原发性开角型青光眼的曲线下面积为0.886,高于BDNF、IL-37、sCD44单独诊断的曲线下面积(Z=3.214,P<0.001; Z=3.249,P<0.001; Z=3.562,P<0.001),见表4、图1。

图1 房水BDNF、IL-37、sCD44表达水平单独及联合诊断原发性开角型青光眼的ROC曲线图

表4 房水BDNF、IL-37、sCD44表达水平单独及联合诊断原发性开角型青光眼的价值

2.4 观察组患者房水BDNF、IL-37、sCD44表达水平的相关性分析 观察组患者房水中的IL-37表达水平与BDNF表达水平呈负相关性(r=-0.554,P<0.001),BDNF表达水平与sCD44表达水平呈负相关(r=-0.509,P<0.001),IL-37表达水平与sCD44表达水平呈正相关(r=0.571,P<0.001)。

3 讨 论

原发性开角型青光眼是一种视神经退行性疾病,发病率和致盲率均较高,相关调查报告显示其致盲率仅次于白内障[10]。原发性开角型青光眼的发病机制复杂,目前研究认为与年龄、种族、家族史、心血管系统异常等因素相关[11],该病早期无特异性症状,患者就诊率低,发展到晚期可导致失明。因此,及早发现并及时干预对改善原发性开角型青光眼患者的预后具有重大意义[12]。

BDNF主要由神经元合成,具有营养神经元并抑制神经元凋亡、调节视网膜神经元细胞活力的作用,BDNF的作用机制是青光眼视神经保护方面的研究热点之一[13]。研究发现,BDNF的表达具有时空差异性,增加内源性及外源性BDNF的表达水平,可减缓高眼压下的视网膜损伤,从而延缓视野的进一步缺损,对延缓青光眼特征性视神经损伤具有积极意义[14]。另外,有研究发现,青光眼患者经鼠神经生长因子干预后,房水BDNF水平升高,而鼠神经生长因子已经被证实对视神经细胞具有保护作用,因此推测BDNF可能具有保护视神经细胞的作用[15],进一步说明BDNF可促进神经元的再生与修复。研究证实,BDNF在白内障患者房水中的表达水平处于正常范围,与原发性开角型青光眼患者房水中的BDNF表达存在显著差异[16]。因此,通过对比原发性开角型青光眼患者与白内障患者房水中BDNF的表达水平,能体现BDNF对原发性开角型青光眼患者所产生的影响,证实其参与原发性开角型青光眼疾病的发生与发展过程。本研究结果显示,观察组房水BDNF表达水平低于对照组,且重度组患者房水BDNF表达水平低于中度组和轻度组患者(P<0.05),说明BDNF在原发性开角型青光眼患者房水中的表达下调,且随着病情加重,BDNF的表达水平下降更明显,分析原因可能是原发性开角型青光眼患者视神经损伤后,导致BDNF运输受阻,从而降低BDNF对视神经的营养作用,加重患者病情,导致患者视力进一步下降。因此,推测BDNF可能参与原发性开角型青光眼的发病过程。

IL-37是新发现的具有广泛炎症抑制活性的炎症因子,主要由单核细胞和树突状细胞分泌,可通过调节促炎因子和趋化因子的表达,参与机体炎症反应及免疫应答,被激活的IL-37通过抑制促炎性细胞因子的表达来抑制炎症反应[17]。有学者发现,青光眼预后不良患者房水中的IL-37表达水平异常升高,推测IL-37可能影响青光眼患者的预后[18]。本研究结果显示,IL-37在原发性开角型青光眼患者房水中的表达水平升高,而在白内障患者房水中的表达水平处于正常范围,并且IL-37的表达水平与患者视神经损伤的严重程度呈正相关,与既往的研究结果相似[19]。其原因可能是原发性开角型青光眼患者机体内相关促炎因子水平升高,从而诱导IL-37分泌增多,进而加重视网膜炎症损伤,提示IL-37可能参与原发性开角型青光眼的发病过程并可加重其病情。

sCD44属于CD44家族成员之一,是一种跨膜糖蛋白,具有促进细胞的生长、黏附、增殖等作用[20]。研究发现,原发性开角型青光眼患者房水sCD44的表达水平上调,其表达水平升高可增加视野损伤程度[21-22]。本研究结果显示,观察组房水sCD44的表达水平高于对照组,且随着原发性开角型青光眼患者的病情加重,其表达水平也随之升高,表明sCD44水平与原发性开角型青光眼的病情严重程度存在一定的关联性,提示sCD44有望成为原发性开角型青光眼的诊断标志物。

此外,本研究ROC结果显示,房水中BDNF、IL-37、sCD44的表达水平联合诊断原发性开角型青光眼的曲线下面积为0.886,大于三者单独诊断时的曲线下面积(P<0.05),表明联合房水中BDNF、IL-37、sCD44的表达水平或许能够成为诊断原发性开角型青光眼的一种新手段。本研究的相关性分析结果显示,原发性开角型青光眼患者房水中IL-37的表达水平与sCD44的表达水平呈正相关,BDNF表达水平与IL-37、sCD44表达水平呈负相关(P<0.05),说明三者之间存在一定的关联,但具体的关联机制如何还有待进一步研究探讨。

综上所述,原发性开角型青光眼患者房水IL-37、sCD44的表达水平升高,BDNF表达水平降低,三者间存在一定的关联性,且三者联合诊断原发性开角型青光眼的效能较高,有望成为原发性开角型青光眼的诊断标志物。但本研究样本量较小,存在一定局限性,且未对患者的预后进行分析,未来应加大样本量,深入探讨BDNF、IL-37、sCD44的表达水平与原发性开角型青光眼患者预后的关系。