哌仑西平眼部离子导入治疗近视的药效学研究

作者                            作者单位

戴怡康            上海交通大学医学院附属仁济医院 眼科

大量研究表明，M1受体拮抗剂哌仑西平(pirenzepine，PIR)能够抑制实验性近视的发生和发展，同时这种作用是量效依赖性的。但是由于哌仑西平是水溶性药物，再加上角膜组织和血-房水屏障的存在，局部或全身给药后难以到达眼内组织[1]。离子导入在眼科的应用由来已久，它是运用弱电流使极性的药物分子在电场的促进下透入眼内。本实验应用不同的电流强度进行哌仑西平的眼部离子导入，以观察其对实验性近视的抑制效果，以及可能对眼组织所造成的损伤。

1 材料和方法

1.1 动物 出生后3周的健康断乳花色豚鼠81只(由上海申旺实验动物养殖场提供)，不分性别。所有豚鼠均由复旦大学附属眼耳鼻喉科医院实验动物中心在自然光照明环境下饲养，明暗周期约为12/12 h，照明强度为250 lux左右。饲养环境保持25℃。动物被随机分为9组，每组至少8只。左眼为实验眼，右眼为对照眼。

1.2 主要仪器 游标卡尺(桂林量具刃具厂)：精度为0.02 mm;DTL 2500型电子天平(American Scientific Products);DL-ZⅡ型直流电感应仪(广东汕头市医用设备厂);微量进样器(上海医用激光仪器厂生产)：100 μl。

1.3 实验方法

1.3.1 豚鼠形觉剥夺性近视眼模型的建立 将豚鼠实验眼(左眼)以5-0编织式医用涤纶缝合线褥式缝合眼睑，如缝线被抓脱则及时补缝，眼睑缝合的同时进行给药及离子导入，实验时间持续30 d。对照眼(右眼)开放，不做处理。

1.3.2 动物分组情况 将豚鼠随机分为9组，其中MD为实验眼形觉剥夺诱导近视(monocularly occluded)、Open为实验眼开放不做诱导。

?譹?訛PIR0.1-MD(10只)：离子导入PIR，电流强度为0.1 mA。?譺?訛PIR0.2-MD(10只)：离子导入PIR，电流强度为0.2 mA。?譻?訛PIR0.3-MD(10只)：离子导入PIR，电流强度为0.3 mA。?譼?訛Vehicle0.3-MD(10只)：离子导入不含PIR的滴眼剂，滴眼剂中其余成分相同，电流强度0.3 mA。?譽?訛PIR0.3-Open(9只)：双眼开放，实验眼单纯给予离子导入而不使用滴眼剂，电流强度0.3 mA。?譾?訛Atropine-MD(8只)：实验眼给予1% Atropine滴眼液，每天3次，1次50 ?滋l。?譿?訛PIR-MD(8只)：实验眼单纯给予PIR滴眼剂滴眼，每天3次，1次50 ?滋l。?讀?訛Normal-MD(8只)：实验眼单纯诱导近视，无其他处理。?讁?訛Normal-Open(8只)：双眼均无任何处理。

1.3.3 哌仑西平滴眼剂的制备 哌仑西平滴眼剂的处方以硼酸、硼砂为缓冲介质，适量尼泊金为防腐剂，pH值用NaOH调节，并加入羟丙甲纤维素以增加黏度。制备方法如下：尼泊金加水加热溶解，放冷后加入羟丙甲纤维素，待其溶胀变透明后加入哌仑西平搅拌溶解，放冷，用0.45 μm的微孔滤膜过滤即得。

1.3.4 给药方法 将实验动物固定，实验眼的眼睑毛发剪除。使用微量进样器于结膜囊内滴入哌仑西平滴眼剂50 μl，并防止外溢。正极置于眼睑外，负极置于对侧皮肤，应用电场促进药物透入，每天1次，每次持续20 min。滴眼组给药方法如前述。

1.3.5 检测指标 在实验开始前和结束后均进行散瞳后双眼带状光检影验光，散光以半量等效球镜计算;实验过程中隔日进行裂隙灯显微镜检查;实验结束即刻摘除眼球，分离球周软组织进行低倍显微镜下双眼球前后径测量以及电子天平称取眼球重量。生物测量结束后，随机在电场促透组每组中选择4只豚鼠的实验眼眼球做光学显微镜检查。切片做HE染色。

1.4 统计学方法 本实验所有数据均采用均数±标准差(x±s)表示。组间差别采用方差分析(ANOVA)和协方差分析(analysis of covariance)，组间和组内两两比较采用SNK法。所有统计采用SPSS11.0软件包行双侧检验。

2 结果

2.1 豚鼠眼屈光变化 9个实验组的屈光变化见表1。协方差分析结果显示，在实验结束时诱导近视程度最高的是Normal-MD(单纯诱导近视)组、Vehicle0.3-MD(无有效成分滴眼剂离子导入)组和PIR-MD(单纯哌仑西平滴眼)组3组，分别诱导出(-4.64±1.66)D、(-4.33±3.04)D和(-3.00±0.75)D近视，此3组之间差异无统计学意义(P=0.068)，但和其余各组比较差异有统计学意义(P<0.01)。其余各组诱导近视程度相似(P=0.08)。

2.2 豚鼠眼物理测量差异

2.2.1 眼球前后径见表2 在实验结束时比较实验眼与对照眼的眼球前后径差值，结果显示Normal-MD(单纯诱导近视)组的差值[(0.3±0.1)mm]明显高于其余各组(P<0.01)。而其余各组之间差值的差异无统计学意义(P=0.056)。

2.2.2 眼球重量见表3 在实验结束时比较实验眼与对照眼眼球重量差值，结果显示Normal-MD(单纯诱导近视)组、PIR-MD(单纯哌仑西平滴眼)组和Vehicle0.3-MD(无有效成分滴眼剂离子导入)组3组左、右眼重量差值最高[分别为(0.02±0.01)g、(0.01±0.02)g和(0.01±0.02)g]，与除Normal-Open(开放对照)组[(0±0.01)g]之外的各组差异有统计学意义(P<0.01)。

2.3 电场促进哌仑西平透入眼内治疗近视病理研究 除少数豚鼠有结膜轻度充血的情况外，未发现角膜病变以及前房反应或者是晶状体的变化，瞳孔对光反应始终维持正常。在光学显微镜下可见，无论是高电流强度还是低电流强度，均未造成角膜、巩膜、脉络膜、视网膜以及眼睑组织的病理改变(见图1~图4)。图1及图3为高电流离子导入组角膜、视网膜、脉络膜和巩膜的光镜照片，与正常组织(见图2及图4)对照无差异。

3 讨论

3.1 近视动物模型的建立 　本实验同时在9个组别之间进行观察，把各种可能对实验结果产生影响的因素逐一考察。因为阿托品是目前已获公认的抑制近视的有效药物，因此设立了阿托品对照组。在实验开始前双眼基本呈较对称的轻度远视状态。经过30 d的形觉剥夺，我们在Normal-MD组实验眼上诱导出了-4.64 D左右的近视，和Normal-Open组 -0.81 D相比近视程度明显增加;Vehicle-MD组在实验结束时实验眼的近视也增加了-4.33 D，增加程度与Normal-MD组相当，说明滴眼剂中的添加成分与药效无关。

3.2 哌仑西平离子导入的药效 　实验性近视的形成原因是脉络膜变薄，巩膜组织生长加快，眼球变大、变长，与人类近视的发生、发展相似[2]。眼巩膜是从前到后逐步发育成熟的，形觉剥夺主要影响相对较不成熟的后部巩膜，可以造成玻璃体腔体积发生明显增大，眼球的重量随之增加。选择性M1受体拮抗剂哌仑西平能够明显抑制实验过程中玻璃体腔长度和赤道径的延长，抑制眼球体积的过度增大。有资料表明，哌仑西平对于形觉剥夺和离焦点近视模型的作用效果相似[3]。我们的实验结果发现，Normal-MD组实验眼眼球前后径的延长最明显，PIR0.3-MD组眼球前后径的延长最少;进一步称取眼球重量，结果仍然是Normal-MD组眼球的重量增加最明显，PIR0.3-MD组的眼球重量增加最少。屈光检查结果和物理测量的结果相一致，Normal-MD、Vehicle0.3-MD、PIR-MD 3组实验眼的近视诱导程度最高，电场促透的3组在实验结束时的近视性屈光度均较低，与仅使用PIR滴眼剂滴眼相比抑制作用有显著提高。有文献报道，哌仑西平抑制眼球过度增长的作用是量效依赖性的，随着眼内浓度的增加，疗效逐渐提高[4]。离子导入增加哌仑西平的眼部透入，可以明显提高药效，而不同电流强度的导入对药效的影响不明显(P=0.08)。

3.3 哌仑西平离子导入的安全性 M受体拮抗剂可能对视网膜和巩膜具有潜在的毒性作用[5]，此类 药物抑制近视的机制也源于此。在我们的实验中没有发现实验眼有任何病理改变，同时实验眼与对照眼比较也没有发现眼组织结构的变异。以往的研究证明，小鸡玻璃体腔内哌仑西平含量达到2000 μg时会对视网膜产生毒性[5]，而低于1500 μg时是十分安全的。这些数值都是在离体动物实验中得出的，而活体中药物需求量还要高于离体实验。我们所测得的电场促透房水内药物浓度最高仅达到5 μg/ml左右，尽管条件有所不同，但与文献报道的中毒剂量相去甚远。在我们的结果中，PIR0.3-Open组与Normal-Open组在实验结束时实验眼近视程度相当，这也告诉我们电场促透哌仑西平对于正常眼不会产生毒理作用。有人对眼部离子导入的耐受性做过研究，发现人类对持续20 min的3 mA的电流强度有极好的耐受，并且不会发生任何眼部异常表现[6]。哌仑西平离子导入在人眼中的安全性如何，还有待进一步研究。

【参考文献】

[1] 戴怡康，褚仁远. 哌仑西平滴眼剂在兔房水中的药代动力学研究[J]. 眼视光学杂志，2002，4(4)：228-229.

[2] Sherman SM， Norton TT， Casagrande VA. Myopia in the lid-sutured tree shrew[J]. Brain Res，1977，124(1)：154-157.

[3] Cottriall CL， McBrien NA. The M1 muscarinic antagonist pirenzepine reduces myopia and eye enlargement in the tree shrew[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci，1996，37(7)：1368-1379.

[4] Leech EM， Cottriall CL， Mcbrien NA. Pirenzepine prevents form deprivation myopia in a dose dependent manner[J]. Ophthalmic Physiol Opt，1995，15(5)：351-356.

[5] Rickers M， Schaeffel F. Dose-dependent effects of intravitreal pirenzepine on deprivation myopia and lens-induced refractive errors in chicken[J]. Exp Eye Res，1995，61(4)：509-516.