科學家探明乾眼高發與霧霾相關機制
近日,浙江大學醫學院附屬第二醫院眼科中心教授姚克、研究員傅秋黎團隊和浙江省疾病預防控制中心陳志健在霧霾相關性眼表疾病發病機制領域取得突破,相關研究論文發表在《眼表》上。這是繼團隊在環境科學領域高影響力期刊《環境污染》上圍繞霧霾相關性眼表疾病連續發表3篇系列論文之後取得的又一成果。
大氣污染嚴重時,乾眼等眼表疾病發病率明顯升高
乾眼是眼科門診最常見的眼病,發病率高達21%-30%,其臨床症狀主要包括眼疲勞、乾澀、疼痛、流淚、異物感、燒灼感等,給人們的日常生活帶來了許多困擾與不便。近年來,我國干眼發病率逐年攀升,且表現出一定的季節性,即秋冬季較春夏季更為高發,這背後的罪魁禍首究竟是什麼呢?眼表作為眼球的第一道屏障,直接與外界相接觸,極易受到大氣污染物的損傷,而秋冬季又往往是霧霾的高發季節,那麼這兩者之間是否存在關聯呢?
為了解答這一疑問,浙二眼科中心自2015年起與浙江疾控中心合作開展了一系列臨床大數據研究,結果發現大氣污染與乾眼、結膜炎等眼表疾病的發病的確存在密切聯繫。這是全球範圍內首次針對每一位眼表疾病患者與其所暴露的大氣污染狀態之間的相關性分析。研究結果顯示,粒徑≤2.5 μm的細顆粒物(PM2.5)等主要大氣污染物與乾眼、結膜炎的發病密切相關,其中與乾眼的相關性在秋冬季尤為顯著,由此證實了霧霾正是引起乾眼等眼表疾病高發的原因之一。
由於致病原因的特殊性,霧霾相關性眼表疾病的發病機制也有別於其他常見的眼表疾病。但由於目前國際上對霧霾相關性眼表疾病的具體發病機制缺乏深入的認識,臨床醫生難以對症下藥,常規治療往往收效有限。因此,倘若能夠明確霧霾造成乾眼、結膜炎等眼表疾病的具體病理過程,並找到其中發生異常的關鍵信號通路與分子,“揪出其幕後黑手”,將對今後霧霾相關性眼表疾病的藥物研發與臨床治療具有重大意義。
為此,浙二眼科中心與浙江疾控中心展開緊密合作,圍繞霧霾主要成分PM2.5對角膜的損傷作用及其具體機制進行了長期深入的基礎研究,在體外證實了PM2.5能夠影響人角膜上皮細胞的活性、增殖能力及自噬水平,並首次闡明了細胞自噬在PM2.5引起人角膜上皮細胞損傷過程中的關鍵作用。
在《眼表》上發表的這項研究是上述前期研究的進一步延續與拓展。研究團隊一方面採用轉錄組測序,全面闡釋了PM2.5引起人角膜上皮細胞功能障礙的分子機制。另一方面通過PM2.5持續處理大鼠角膜構建了PM2.5暴露大鼠模型,在動物體內證實了PM2.5可導致大鼠淚液分泌顯著減少,並造成角膜上皮明顯損傷,這一發現既進一步印證了團隊前期的臨床研究結果,也為後續霧霾誘髮乾眼等眼表損傷的機制研究提供了可靠而理想的平台。基於前述自噬相關研究及轉錄組測序結果,團隊借助細胞模型和動物模型首次揭示了PAI-2在PM2.5誘導角膜細胞自噬過程中的關鍵作用,提示PM2.5很可能是通過PAI- 2調控了細胞自噬,從而導致角膜損傷。
這項研究為霧霾相關性眼表疾病的臨床治療提供了潛在藥物靶點,推動本領域向著基礎研究成果轉化為臨床應用的目標邁進了一大步。今後,浙二眼科中心還將在前期研究的基礎上繼續深入探索其疾病病理機制,並篩選有效的候選藥物,以期為廣大患者帶來福音。
相關論文信息:https://10.1016/j.jtos.2020.06.003