关注原发性开角型青光眼视神经保护临床研究的困境

关注原发性开角型青光眼视神经保护临床研究的困境【摘要】原发性开角型青光眼（POAG）为临床常见青光眼类型，是重要的不可逆性致盲眼病，相关领域多年来一直开展与视神经保护相关的基础和临床研究，但临床仍缺少可在POAG诊疗实践中真正发挥视神经保护作用的方法。本文从疾病与病理生理学、研究设计与伦理学、药物与作用机制、转化医学4个层面，分析和总结了POAG视神经保护临床研究面临的问题和困难，并积极探讨可能的应对策略和未来发展方向，旨在为临床开展相关工作提供指导和参考。【关键词】青光眼，开角型；视神经；神经保护；临床研究原发性开角型青光眼（primaryopenangleglaucoma，POAG）为临床常见青光眼类型，是重要的不可逆性致盲眼病，早发现、早治疗是防治其致盲的关键。除使用多种方法（药物、激光、手术）进行降眼压治疗外，相关领域多年来一直开展与视神经保护相关的基础和临床研究，但是临床研究的成效并不显著，尚缺少可在POAG诊疗实践中真正发挥视神经保护作用的方法。其原因在于POAG发病机制的复杂性以及临床实践的局限性，导致开展视神经保护临床研究面临诸多困难，且这些困难相互关联。本文针对当前POAG视神经保护临床研究存在的主要问题，探讨可能的策略和未来的发展方向，旨在为临床开展相关工作提供指导和参考。一、面临的问题和困难归纳和总结目前POAG视神经保护临床研究面临的主要问题和困难，包括以下4个层面。（一）疾病与病理生理学层面1.疾病具有隐匿性和缓慢进行性：POAG的青光眼性视神经损伤（glaucomatousopticneuropathy，GON）进程通常以年为单位，在数年甚至数十年中缓慢发生和发展［1］。这种缓慢的进程导致任何以探讨阻止疾病进展为目的研究，必须持续足够长的时间，通常需要2~5年甚至更久，才可获得具有临床意义的数据和结论。研究周期长造成研究成本、被检者脱落率（失访）等提高，研究团队的稳定性难以维持，并且研究结果滞后，难以快速回应临床发现和诊疗需求。2.疾病具有异质性和多因素性：POAG是一组多基因、多因素性疾病，发病机制涉及眼压、组织细胞老化、遗传易感性、视神经血液供应、颅眼压力梯度、免疫炎性反应、氧化应激、谷氨酸兴奋性毒性、神经营养因子等多种因素［25］；且不同患者的主导因素和病因权重存在不同。例如部分眼压依赖性患者对眼压更为敏感，即使眼压在正常范围，GON也会进展；而部分非眼压依赖性患者主要受视神经血液供应、免疫炎性反应、颅眼压力梯度、遗传易感性等因素驱动，因此临床很难有对各种POAG均有效的“万能”视神经保护药物。在临床研究中，由于很难获得病因相对单一、病变进展风险相当的研究群体，因此针对不同类型POAG的视神经保护药物，在混杂各种类型POAG患者的整个研究群体中，效果被稀释，甚至可能呈现假阴性结果，使得疗效评估困难。3.疾病早期缺乏敏感、特异且被公认的生物标志物：视网膜神经节细胞（retinalganglioncell，RGC）死亡不可逆。有价值的生物标志物应能在RGC大量死亡前或极早期发出信号［6］。目前POAG视神经保护临床研究的终点指标或金标准主要为检测到相关组织细胞结构性或功能性损伤。功能终点指标：标准化自动视野计检查是评价青光眼视功能损伤的金标准，常用指标包括平均缺损、模式标准差、视野指数等。其受被检者的主观因素影响，结果波动大，学习曲线明显，单次检查结果的可靠性较差，且只有在相当数量RGC死亡后，才会出现可重复的视野缺损［7］。结构终点指标：包括眼底图像和相干光层析成像术（opticalcoherencetomography，OCT）检查结果。这些临床研究终点指标的灵敏度不足，且存在学习曲线以及短期和长期波动问题。眼底图像通常不适合作为视神经保护临床研究的主要终点指标。首先，其结果评价主观性较强，定量化困难。对眼底图像进行评估，依赖于检查者的主观判断（如视盘沿形态变化、线状出血、视盘周围视网膜神经纤维层缺损等）［8］，不同检查者间甚至同一检查者在不同时间的判断均可能存在差异，使得评估者内部和评估者间信度不足。虽然可对眼底图像异常进行分级（如0~4级），但这种分级属于半定量，不够精细，不采用特殊技术难以捕捉到研究需要验证的微小渐进性变化。其次，眼底图像的灵敏度不足。在眼底图像中可肉眼观察到变化（如视盘沿丢失、视盘苍白加重），意味已发生了较大量RGC损失（20%~40%），这对于视神经保护临床研究而言过于滞后，无法作为早期灵敏的疗效指标。此外，结构性改变与功能性改变不完全同步，即在眼底图像中可见的明显变化与视野缺损进展在时间和空间方面并不总是完美对应。眼底图像反映的是视盘宏观改变，无法直接区分RGC轴突丢失、星形胶质细胞增殖、血管变化或结缔组织重塑，而视神经保护药物作用的细胞和分子通路，需要更为精细的检测方法揭示。然而，眼底图像在视神经保护临床研究中具有重要的辅助作用。尽管不宜作为主要终点指标，但在临床研究的部分环节不可或缺。例如研究对象筛查和基线特征描述，确诊GON，排除其他原因造成的视盘异常，确保研究对象在视盘形态方面具有同质性（如均为大视杯或局灶性视盘沿缺损等）。此外，其可用于安全性评估，监测治疗过程中是否出现与研究药物可能相关的其他眼部异常，如视网膜血管阻塞、黄斑水肿、视盘水肿等。因此，眼底图像仅可作为探索性终点指标和辅助证据（注意应使用传统45°眼底图像而不是广角眼底图像），若采用定量化分析技术，则眼底图像表现或可转化为更有价值的探索性指标。OCT主要测量视盘周围固定范围内的视网膜神经纤维层厚度、黄斑区RGC复合体（神经纤维层节细胞层内丛状层）厚度或RGC内丛状层复合体（节细胞层内丛状层）厚度以及视盘本身形态学指标，如视杯大小、视杯深度、视杯容积、视盘沿宽度、视盘沿面积等。虽然测量数据更为客观，但与功能之间的不完全对应性、个体间明显的正常变异以及受近视程度和屈光间质的影响，导致视网膜组织分层的准确性尤为重要，使测量细微的纵向变化充满挑战［910］。此外，对于晚期青光眼OCT检查存在“地板”效应，即视网膜神经纤维层厚度低于50μm时，OCT的灵敏度出现下降现象［11］，其原因为受到残留血管或胶质组织干扰，各种组织厚度变化难以准确捕捉，因此采用OCT随访晚期青光眼的效果并不理想。因此，在视神经保护临床研究中，为了更为准确检测出微小差异，需要严格使用相同设备进行随访，或者扩大样本量和延长观察时间，这将进一步增加研究的难度和成本。（二）研究设计与伦理学层面1.金标准治疗带来的伦理学困境：降眼压是目前唯一被证实且公认的可有效治疗POAG的方法［12］。因此，从伦理学和临床实践出发，所有参与视神经保护临床研究的被检者（包括安慰剂组和对照组）均必须接受充分且个性化的降眼压治疗，将其眼压控制在目标眼压（即理论而言视神经形态和功能损伤不进展的眼压）范围［13］，研究中无法设立空白对照（无降眼压治疗）组。基于此，视神经保护临床研究的疗效不是绝对效果，而是叠加效果，导致相关研究存在疗效评估困难，即在最佳降眼压治疗（强效背景治疗）基础上评估视神经保护药物的附加效果，难度较大。2.安慰剂效应和不良反应引发的设盲困境：安慰剂效应导致的设盲困境多发生在治疗效果高度依赖主观感受且干预措施可产生明显、可察觉反应的研究中。视神经保护药物尤其口服或注射制剂，可能导致全身不良反应，眼部药物制剂可能导致局部刺激感和结膜充血等，使被检者和研究者知情分组情况，从而破坏双盲设计，引入偏倚因素。3.终点指标选择困境：药品监督管理机构如美国食品药品监督管理局、中国的国家药品监督管理局更主张以功能（视野缺损进展）作为主要终点指标，这导致研究难度增加。视野的变化较为缓慢且波动和变异较大；虽然OCT等的结构检查指标敏感、客观且可重复性强，但其与功能变化不完全对应，以其作为单一终点指标长期预测功能预后的可靠性受到质疑，尚需要更多证据［14］。这使研究者陷入两难，以视野作为终点指标，风险高、难度大；以OCT检查结果作为终点指标，可能面临药品监督管理机构不认可。目前的主流方法是使用复合终点指标，或者将结构终点指标作为共同主要终点指标或关键次要终点指标，但这增加了研究和统计的复杂性。4.GON进展者筛选和纳入困境：为了在合理的时间范围内观察到足够的事件（视野缺损进展），必须入选在研究期间最有可能发生GON进展的患者，而如何准确识别GON快速进展者成为难题。依赖既往病历记录包括眼科影像学资料，可能不全面或不准确。不恰当的被检者纳入策略可能导致入选研究的人群无法代表广泛的POAG患者，这将影响研究结果的普适性。（三）药物与作用机制层面1.药物通过组织屏障问题：血视网膜屏障是由内屏障（视网膜毛细血管内皮细胞及其紧密连接）和外屏障（视网膜色素上皮细胞及其紧密连接）共同构成。血视神经屏障是指存在于血液循环与视神经组织之间的一系列选择性通透屏障，包括血管内皮细胞紧密连接、周细胞和星形胶质细胞终足等［15］。有效的视神经保护药物必须能够通过血视网膜或血视神经屏障，到达RGC及其轴突的靶点。许多在体外或动物模型中证明有效的化合物，因无法有效通过这些屏障而对于人类无效。2.药物靶向性递送问题：即使药物能够进入眼内，如何将其高效、持久递送至特定RGC亚型或受损的视神经部位，也是一个挑战。例如玻璃体腔注射药物，虽可使药物易于到达视网膜和视神经，但注射频率较高、存在感染风险等，导致被检者依从性降低；口服或肌肉注射药物，能否高效递送药物至视网膜和视神经，尚缺乏证据，且可能出现系统性不良反应等。3.药物作用机制单一性和疾病复杂性问题：多数视神经保护药物仅针对细胞死亡通路中的单一环节（如凋亡、氧化应激）［2，46］。然而，POAG的RGC死亡涉及凋亡、坏死、轴突运输障碍、氧化应激、免疫炎性反应等多个并行且相互关联的通路。阻断某个通路，细胞死亡可能通过其他旁路继续进行，导致单靶点药物的治疗效果有限。这要求未来研究应聚焦多靶点联合疗法。（四）转化医学层面动物模型与人类之间存在较大差异。多数青光眼动物模型（如高眼压模型、视神经钳夹或横断模型）不能完全模拟人类POAG的慢性、多因素致病过程［16］。在急性视神经损伤模型中有效的视神经保护药物，可能在人类POAG慢性病程中完全无效。二、未来的研究策略和方向解决POAG视神经保护临床研究的诸多问题，首先需要更加深入阐明POAG的致病因素和发病机制，并针对患者或被检者个体，明确GON的发生原因，只有这样才能更加严谨而精准设计临床研究方案。然而，目前关于POAG发病机制，尤其GON发生机制的研究结论尚不明确，这方面的工作仍任重道远。目前和未来POAG视神经保护临床研究策略可向以下方向发展：（1）精准分层被检者纳入标准：利用基因分型（如MYOC、OPTN、WDR36、CYP1B1、CAV1/CAV2等）［5，17］、特定生物标志物［如房水生物标志物热休克蛋白27、白细胞介素、内皮素1、microRNA（miR）1433p、miR125b5p、miR1260b等］［1819］、功能或结构风险特征（如视盘损伤初始部位、视野缺损初始模式、眼压升高程度等）［20］，精准筛选最有可能对研究药物有反应的患者亚群。该策略有望应对POAG的异质性和多因素性难题。（2）定量化分析眼底图像：人工智能和图像分析技术进步，使眼底图像的作用潜力得到重新挖掘。人工智能模型可定量分析视盘及盘沿、视网膜血管等参数，计算视盘沿面积、视杯与视盘直径比值、血管弯曲度等多维、连续定量特征。利用算法可较用人眼更精确、可重复检测微小的纵向变化，从而构建更为敏感的生物标志物。通过使用海量眼底图像进行训练，人工智能模型可识别与未来视野缺损进展风险高度相关的细微变化［21］。该策略有望弥补传统阅读眼底图像方法主观性强、难以捕捉微小进展的不足。（3）开发更为敏感的终点指标：可考虑应用无创性视觉电生理［22］和相干光层析血管成像术［23］的检查指标，并探索新的成像技术，如自适应光学OCT可观察单个RGC［24］，以及心理物理学检查技术，如倍频视野检查、运动位移视野检查［25］、蓝黄视野检查［26］、可频繁使用的家用电子视野检查等；也可采用蛋白组学或代谢组学方法，检测血液或房水的生物标志物，以期更早、更灵敏、更精确捕捉POAG的进展。该策略有望突破在病理生理学层面POAG缺乏早期、敏感且被公认生物标志物的局限性。（4）拓展多靶点联合疗法：探索同时作用于不同通路（如降眼压、抗氧化、神经营养）的药物组合（鸡尾酒疗法）［27］。该策略有望解决在药物和作用机制层面目前视神经保护药物作用单一问题。（5）开展适应性临床试验：允许在研究过程中根据中期分析结果调整研究方案（如调整药物剂量、调整被检者人群），从而提高研究效率和成功率。该策略有望克服视神经保护临床研究设计层面的困难。（6）研发新型药物递送系统：针对药物靶向性递送问题，可鼓励开发视神经保护药物的缓释植入剂、纳米颗粒载药技术等［2829］，以提高药物在靶组织中的浓度和持续时间。（7）探索新的干预时机：针对GON进展者筛选和纳入问题，可适当考虑拓展干预时机。不仅关注延缓GON进展，更前瞻性关注预防GON，即对高风险人群（如高眼压症、可疑青光眼、高度近视眼等群体）启动视神经保护治疗。综上所述，POAG的视神经保护临床研究，是与慢性、复杂性疾病进行的持久战和精准战，其核心在于如何在漫长、异质且已有标准治疗的基础上，通过更为精准分层患者，使用更为灵敏的检查工具，设计更为高效的研究，从而成功检测、识别和证明附加的、作用细微但至关重要的视神经保护效应。参考文献[1]WeinrebRN,AungT,MedeirosFA.Thepathophysiologyandtreatmentofglaucoma:areview[J].JAMA,2014,311(18):1901-1911.DOI:10.1001/jama.2014.3192.[2]JuWK,PerkinsGA,KimKY,etal.Glaucomatousopticneuropathy:mitochondrialdynamics,dysfunctionandprotectioninretinalganglioncells[J].ProgRetinEyeRes,2023,95:101136.DOI:10.1016/j.preteyeres.2022.101136.[3]EvangelhoK,MogilevskayaM,Losada-BarraganM,etal.Pathophysiologyofprimaryopen-angleglaucomafromaneuroinflammatoryandneurotoxicityperspective:areviewoftheliterature[J].IntOphthalmol,2019,39(1):259-271.DOI:10.1007/s10792-017-0795-9.[4]TribbleJR,HuiF,QuinteroH,etal.Neuroprotectioninglaucoma:mechanismsbeyondintraocularpressurelowering[J].MolAspectsMed,2023,92:101193.DOI:10.1016/j.mam.2023.101193.[5]ShenJ,WangY,YaoK.Protectionofretinalganglioncellsinglaucoma:currentstatusandfuture[J].ExpEyeRes,2021,205:108506.DOI:10.1016/j.exer.2021.108506.[6]Corral-DomengeC,delaVillaP,MansillaA,etal.Toolsandbiomarkersforthestudyofretinalganglioncelldegeneration[J].IntJMolSci,2022,23(8):4287.DOI:10.3390/ijms23084287.[7]Gonzalez-HernandezM,delaRosaMG,delaVegaRR,etal.Long-termfluctuationofstandardautomaticperimetry,pulsarperimetryandfrequency-doublingtechnologyinearlyglaucomadiagnosis[J].OphthalmicRes,2007,39(6):338-343.DOI:10.1159/000109997.[8]李建军,徐捷,王亚星,等.眼底图像配准检测青光眼视神经损伤变化[J].中华眼科杂志,2021,57(3):237-240.DOI:10.3760/112142-20210103-00001.[9]LeungCK.Opticalcoherencetomographyimagingforglaucoma:todayandtomorrow[J].AsiaPacJOphthalmol(Phila),2016,5(1):11-16.DOI:10.1097/APO.0000000000000179.[10]孙兴怀,戴毅.合理应用相干光层析成像术检测青光眼性视神经损伤[J].中华眼科杂志,2018,54(11):801-805.DOI:10.3760/cma.j.issn.0412-4081.2018.11.001.[11]TomitaR,RawlykB,SharpeGP,etal.Progressivechangesintheneuroretinalrimandretinalnervefiberlayeringlaucoma:impactofbaselinevaluesandflooreffects[J].Ophthalmology,2024,131(6):700-707.DOI:10.1016/j.ophtha.2023.12.032.[12]JayaramH,KolkoM,FriedmanDS,etal.Glaucoma:nowandbeyond[J].Lancet,2023,402(10414):1788-1801.DOI:10.1016/S0140-6736(23)01289-8.[13]SihotaR,AngmoD,RamaswamyD,etal.Simplifying"target"intraocularpressurefordifferentstagesofprimaryopen-angleglaucomaandprimaryangle-closureglaucoma[J].IndianJOphthalmol,2018,66(4):495-505.DOI:10.4103/ijo.IJO_1130_17.[14]AhmedOM,WaisbourdM,SpaethGL,etal.Improvementinstructureandvisualfunctioninpatientswithglaucoma:thepossiblekeytobettertreatment?[J].SurvOphthalmol,2021,66(4):644-652.DOI:10.1016/j.survophthal.2020.12.004.[15]HuangTL,WenYT,ChangCH,etal.Earlymethylprednisolonetreatmentcanstabilizetheblood-opticnervebarrierinaratmodelofanteriorischemicopticneuropathy(rAION)[J].InvestOphthalmolVisSci,2017,58(3):1628-1636.DOI:10.1167/iovs.16-21017.[16]ChenS,ZhangX.Therodentmodelofglaucomaanditsimplications[J].AsiaPacJOphthalmol(Phila),2015,4(4):236-241.DOI:10.1097/APO.0000000000000122.[17]YadavM,BhardwajA,YadavA,etal.Moleculargeneticsofprimaryopen-angleglaucoma[J].IndianJOphthalmol,2023,71(5):1739-1756.DOI:10.4103/IJO.IJO_2570_22.[18]ReinehrS,Mueller-BuehlAM,TsaiT,etal.Specificbiomarkersintheaqueoushumourofglaucomapatients[J].KlinMonblAugenheilkd,2022,239(2):169-176.DOI:10.1055/a-1690-7468.[19]MartinezB,PeplowPV.MicroRNAsasbiomarkersinglaucomaandpotentialtherapeutictargets[J].NeuralRegenRes,2022,17(11):2368-2375.DOI:10.4103/1673-5374.338989.[20]HeijlA,BengtssonB,HymanL,etal.Naturalhistoryofopen-angleglaucoma[J].Ophthalmology,2009,116(12):2271-2276.DOI:10.1016/j.ophtha.2009.06.042.[21]王亚星,薛灿灿,李建军.眼科人工智能研究存在的主要问题及对策[J].眼科,2021,30(2):81-84.DOI:10.13281/ki.issn.1004-4469.2021.02.001.[22]Al-NosairyKO,HoffmannMB,BachM.Non-invasiveelectrophysiologyinglaucoma,structureandfunction-areview[J].Eye(Lond),2021,35(9):2374-2385.DOI:10.1038/s41433-021-01603-0.[23]BraunM,SainiC,SunJA,etal.Theroleofopticalcoherencetomographyangiographyinglaucoma[J].SeminOphthalmol,2024,39(6):412-423.DOI:10.1080/08820538.2024.2343049.[24]HammerDX,KovalickK,LiuZ,etal.Cellular-levelvisualizationofretinalpathologyinmultiplesclerosiswithadaptiveoptics[J].Inv