角膜内皮疾病
Fuchs角膜内皮营养不良(FECD):研究最多的适应症。联合后弹力层剥离术(DSO),据报道可促进角膜透明、减少中央角膜厚度并改善视力1)。
大疱性角膜病变(PBK):前房内注射培养的CEC加ROCK抑制剂,11例中有10例术后24周CEC密度达到≥1,000 cells/mm²4)。
虹膜角膜内皮综合征(ICE):RKI对角膜内皮功能障碍的潜在效用已被提出2)。
Rho相关卷曲螺旋蛋白激酶(ROCK)是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,作用于小GTP酶RhoA的下游2)。已鉴定出两种亚型ROCK1和ROCK2,其激酶结构域具有92%的同源性2)。它们在角膜上皮、基质和内皮中均有表达,参与细胞骨架重组、细胞增殖、迁移、黏附和凋亡调节2)。
角膜内皮细胞(CEC)表达ROCK,ROCK抑制剂(RKI)可促进CEC的伤口愈合和再生3)4)。基于这一特性,RKI作为角膜内皮疾病的一种有前景的药理学方法受到关注1)。
临床使用的RKI有利帕舒地尔和奈他舒地尔。两者最初均作为青光眼治疗药物开发,但已证实其促进角膜内皮再生的作用,从而扩展了在角膜疾病中的应用1)2)。
| 药物 | 制剂/用法 | 批准地区 |
|---|---|---|
| 利帕舒地尔 | 0.4%滴眼液,每日两次 | 日本、中国 |
| 奈他舒地尔 | 0.02%滴眼液,每日一次 | 美国、欧洲 |
| Y-27632 | 研究用试剂 | 未获批 |
Y-27632是使用最广泛的研究用RKI,在培养CEC技术和临床前研究中发挥着重要作用3)。
ROCK抑制剂作为青光眼治疗药物,通过提高小梁网和施莱姆管的通透性来降低眼压。然而,角膜内皮细胞中也表达ROCK,抑制ROCK可促进CEC增殖、迁移和粘附,并抑制凋亡3)。通过角膜内皮再生这一不同机制,它们也被应用于角膜疾病。
角膜内皮疾病
Fuchs角膜内皮营养不良(FECD):研究最多的适应症。联合后弹力层剥离术(DSO),据报道可促进角膜透明、减少中央角膜厚度并改善视力1)。
大疱性角膜病变(PBK):前房内注射培养的CEC加ROCK抑制剂,11例中有10例术后24周CEC密度达到≥1,000 cells/mm²4)。
虹膜角膜内皮综合征(ICE):RKI对角膜内皮功能障碍的潜在效用已被提出2)。
围手术期应用
ROCK抑制剂给药后观察到以下临床变化。
ROCK抑制剂被认为在周边角膜仍保留健康内皮细胞储备的病例中最有效1)。对于早期至中度FECD与DSO联合使用,或在白内障手术时保护角膜内皮有用。在严重内皮细胞减少的病例中,角膜移植仍是根本性治疗1)。
当RhoA与GTP结合(活化型)时,与ROCK的Rho结合域结合,通过构象变化激活ROCK2)。活化的ROCK直接磷酸化肌球蛋白轻链(MLC),并通过磷酸化肌球蛋白磷酸酶靶亚基1(MYPT1)抑制肌球蛋白磷酸酶2)。这增强了细胞收缩性、应力纤维形成和黏着斑。
ROCK还激活LIM激酶,后者磷酸化并失活cofilin,抑制肌动蛋白丝解聚2)。
ROCK通过NF-κB促进细胞因子产生和免疫细胞募集。RKI抑制该通路,减轻炎症和纤维化2)。在动物模型中,也有报道抑制角膜新生血管2)。在角膜移植模型中,通过增加调节性T细胞和抑制Th17反应减少排斥反应2)。
利帕舒地尔(Glanatec®)
制剂:0.4%滴眼液。每日两次
特点:非选择性ROCK1/ROCK2抑制剂。2014年在日本获批用于青光眼和高眼压症3)。快速角膜渗透,角膜内作用约6小时2)
角膜应用:用于促进DSO术后角膜透明化。利帕舒地尔治疗的患者在DSO术后3、6、12个月时ECD高于对照组1)
奈他舒地尔(Rhopressa®)
制剂:0.02%滴眼液。每日一次
特点:双重作用药物,兼具ROCK1/ROCK2抑制和去甲肾上腺素转运体(NET)抑制2)。在美国和欧洲获批用于青光眼治疗
临床试验:在FECD患者的安慰剂对照双盲试验中,报告了中央角膜厚度的显著减少和BCVA的显著改善1)。
Descemet膜剥离术(DSO)是去除中央Descemet膜,期望通过周边健康CEC迁移实现内皮再生的术式3)。联合ROCK抑制剂可促进CEC迁移,加速角膜透明化1)。
在DSO + ROCK抑制剂联合疗法的研究中,DSO + 利帕舒地尔组(23例)中22例实现了角膜透明化1)。与DSO单独组(9例)相比,RKI组透明化显著更快,BCVA和中央角膜厚度改善也显著1)。
Kinoshita等人开创性的临床试验中,实施了将添加Y-27632的培养人CEC注入前房的细胞疗法4)。研究对象为11例大疱性角膜病变患者,术后24周时10例患者的CEC密度达到≥1,000 cells/mm²4)。11例中10例的角膜水肿改善至≤630 μm4)。2年随访期间,无免疫反应,角膜透明度保持良好3)。
FECD患者的白内障手术是角膜内皮损伤的高风险病例,70%的患者后续需要角膜移植1)。围手术期给予RKI可改善ECD并减少中央角膜厚度1)。一项针对48只眼的随机试验显示,与对照组相比,RKI组的ECD和中央角膜厚度有显著差异1)。
对于早期至中度的FECD患者,DSO联合ROCK抑制剂治疗可实现角膜透明,部分病例可延迟或避免角膜移植1)。但对于伴有严重CEC减少的进展期病例,角膜移植(EK)仍是根本性治疗1)。ROCK抑制剂也是解决供体角膜短缺的细胞疗法的重要组成部分4)。
在FECD角膜内皮中,ROCK信号过度激活,导致细胞收缩性增加,增殖和迁移能力下降1)。氧化应激、线粒体功能障碍以及异常蛋白质/RNA加工参与其中,进展为caspase-3依赖性凋亡1)2)。
ROCK活性增强还参与细胞外基质(ECM)异常。FECD内皮细胞异常分泌胶原等基质蛋白,在Descemet膜上沉积为guttae1)。ROCK抑制可抑制这种病理性ECM产生1)。
RKI松弛肌动球蛋白收缩,促进细胞伸展。通过上调细胞周期蛋白D激活G1/S期进程,诱导CEC增殖3)。Ripasudil刺激Rac1,上调Snail和Vimentin,显著增强CEC运动性2)。这可将通常静止的角膜内皮转化为修复表型2)。
Y-27632有助于建立无动物源性病原体的CEC培养体系3)。添加RKI可使CEC产量增加1.96至3.36倍3)。已证实可增强细胞-基质粘附、促进增殖、提高存活率并改善冻存效果3)。
ROCK抑制剂在角膜疾病中的应用正在迅速扩展。除利帕舒地尔和奈他舒地尔外,具有更高选择性的新型ROCK抑制剂(如ITRI-E-212、NRL-1049)正在开发中2)。ROCK2选择性抑制剂有望提高组织特异性并减少脱靶效应2)。
缓释制剂(纳米载体、原位凝胶系统)的开发也在推进,可减少给药频率并实现慢性角膜疾病的长期应用2)。
培养CEC联合ROCK抑制剂的细胞疗法被视为克服全球供体角膜短缺的创新方法3)4)。多项临床试验正在进行中,期待未来的长期安全性和有效性数据1)。