青光眼是一种视神经退行性疾病，是世界范围内导致不可逆性失明的主要原因。目前，还没有治疗方法。唯一被证实的治疗方法是降低眼压，眼压是最重要的危险因素。青光眼滤过手术（GFS）能有效降低眼压。然而，每年约有10%的手术因伤口过度愈合而失败，导致纤维化。GFS 动物模型通常用于开发新的治疗方式。本综述的目的是概述现有的动物模型和抗纤维化候选药物。本综述包括使用GFS动物模型的研究。小型啮齿类动物（如小鼠和大鼠）通常用于研究GFS后的纤维化反应和测试候选药物。由于兔的眼睛更大，因此更适合开发医疗设备。新型药物旨在抑制特定途径，例如使用调节剂、单克隆抗体、水性抑制剂或基因治疗。尽管与抗代谢药物相比，大多数新研究的药物具有更高的安全性，但与MMC相比，在大多数情况下它们的疗效较低。本文综述了目前GFS动物模型和潜在候选药物。未来的研究应侧重于完善现有的动物模型，并使动物研究标准化，以确保不同研究组之间具有更高的重复性和可靠性。后，需要进一步优化新疗法，例如，通过优化剂量、给药途径、应用频率、创建联合疗法或开发用于抗纤维化缓释药物递送系统。

关键词：青光眼  青光眼滤过手术  动物模型 药物  抗纤维化疗法

简介：青光眼是一种视神经病变，其中视网膜神经节细胞 (RGC) 和随后的视神经退化导致进行性和不可逆的视野丧失。青光眼的一个主要危险因素是眼压（IOP）升高。其他风险因素包括年龄、种族、遗传背景和角膜厚度。最常见的青光眼类型是原发性开角型青光眼 (POAG)，其中房水 (AqH) 从眼睛流出受损，导致眼压升高。 其他形式的青光眼包括原发性闭角型青光眼和正常眼压型青光眼。目前，青光眼尚无病因治疗。唯一被证实的治疗方法是降低眼压，这是主要的风险因素。因此，目前的治疗旨在将眼压降低到目标水平，以防止进一步的视野丧失。青光眼是一种慢性疾病，需要在患者一生中进行监测（可能需要调整或加强治疗）。近年来，青光眼治疗策略得到了快速发展，以跟上青光眼发病率的增加。自1990年以来，许多新的外用药物（眼药水）被开发出来。上世纪下半叶开发了几种类型的青光眼引流装置 (GDD)。 然而，小梁切除术这项已有数十年历史但经过多年改进的技术仍然是原发性开角型青光眼切口手术的金标准。 然而，作为第二种选择，GDD 越来越受欢迎。2000年代的第二个十年见证了微创青光眼手术（MIG）的发展。目前，青光眼的治疗通常从局部用药开始，以减少 AqH 的产生或增加 AqH 的流出，以降低 IOP。如果不足以阻止青光眼进展，或者患者无法耐受滴眼液或不遵守治疗方案，可以进行激光手术。当上述治疗方法不足以达到足够低的目标眼压时，选择切口青光眼滤过手术（GFS）。在小梁切除术期间，从前房 (AC) 到结膜下/腱下间隙形成人工通道（或瘘管），使 AqH 流出眼睛并形成过滤“泡”。GDD 通常由管和端板组成，用于将 AqH 从眼睛中分流出去。GDD（例如，常用的 Baerveldt 和 Ahmed 青光眼植入物，或最近推出的 Paul 青光眼植入物）通常由管（通过针道进入 AC）和端板（置于结膜下/腱下空间形成滤过泡）以将 AqH 从眼睛中分流出去。虽然GFS在降低眼压方面非常有效，但由于过度的伤口愈合反应，术后在手术部位形成纤维化，导致滤过泡结疤，这往往会阻碍手术结果。通常需要额外的降低眼压的药物或进一步的手术来控制眼压。为了减少滤过泡的纤维化，术中常用丝裂霉素C（MMC）或5-氟尿嘧啶（5-Fu）等抗代谢药物。结果，GFS 降低眼压的功效增加了 50%。 然而，由于使用抗代谢物，已观察到严重不良事件例如无血管性大疱、大疱渗漏、低眼压或眼内炎的增加。尽管存在这些术后（可能严重）并发症，但MMC目前仍常规用于GFS。然而，尽管使用了抗代谢药物，约10%的GFS手术仍因结膜下形成纤维化组织而失败。因此，由于大量的术后护理和可能危及视力的并发症，临床医生倾向于阻止患者进行手术。最近推出的MIGS程序旨在填补局部用药或激光手术与GFS之间的空白。这些较新的MIGS手术要求更高的安全性、更短的手术时间、更快的恢复，并且需要相对简单的器械。尽管关于MIG治疗效果的证据仍然有限，但研究表明，与小梁切除术或GDDs相比，MIG在降低眼压方面可能没有小梁切除术或GDDs有效。MIGS 引流到腱下的空间导致形成过滤过泡，类似于常见的 GFS 程序，因此，与其他（眼内）MIGS 技术相比，IOP 不能降低到“ 巩膜外静脉压下限。尽管如此，仍然会出现一些术后并发症，如低血压、前房积血和结膜下纤维化。尽管目前有青光眼的治疗选择（局部用药、激光手术、MIGS 或 GFS），但最近的研究表明，大约 10% 的患者在临终时因青光眼而双侧失明。这强调了开发新的治疗方式以改善眼压结果的重要性和未满足的需求。实验室常规使用细胞培养模型、器官培养模型、死后眼睛模型和动物模型（1）研究纤维化反应的病理生理学，（2） 开发新的GFS治疗方法。与人类研究相比，动物模型允许采用更具侵入性的方法（例如摘除眼睛以进行组织学评估），并且可以从疾病开始跟踪进展。在寻找新的治疗方式时使用了不同类型的动物模型。GFS 模型还可用于研究减少 GFS 或 MIGS 后术后纤维化的新手术或药物策略，或研究 GFS 后伤口愈合反应的病理生理学。本文描述了当前的GFS动物模型，并概述了与创新体内GFS治疗相关的当前发展。

小鼠：小鼠通常用作实验动物。 目前存在几种诱导 GFS 小鼠模型的手术方法。 1998 年描述了第一个结膜下伤口愈合的小鼠模型。在本研究中，将 25 μl 磷酸盐缓冲盐水 (PBS) 注入结膜下空间，以钝性分离结膜。不幸的是，由于没有确保 AqH 流入滤过泡的瘘管，滤过泡的持续时间很短。在术后第 14 天，接受结膜下注射 PBS 的眼睛和对照眼睛之间没有观察到宏观差异。虽然仅用该模型可以研究结膜下伤口愈合反应，但也存在一些缺点，例如滤过泡内缺乏AqH，手术创伤有限。AqH含有几种可能影响伤口愈合反应的生长因子（如血管内皮生长因子）。此外，AqH的流动和静水压也与纤维化的形成有关。2010 年，开发了一种新模型，其中使用针道（改良的小梁切除术）在 AC 中创建瘘管，使 AqH 流入滤过泡。本研究使用缺乏SPARC（一种参与细胞外基质生成和组织的蛋白质）基因的小鼠来评估SPARC沉默对GFS后纤维化形成的影响。SPARC基因敲除小鼠在14天后的滤过泡存在率为87.5%，而对照野生型小鼠的滤过泡存在率为0%。Seet等人验证了该模型，以评估抗纤维化药物的疗效。与对照组相比，75%的眼在术后28天，术后滤过泡存在率为10%，术中使用浸泡在MMC中的海绵在巩膜上涂抹预定的滤过泡位置，将滤过泡存在时间延长至术后28天。总的来说，小鼠模型具有成本效益，分子工具随时可用，易于放置，基因模型随时可用。然而，眼睛的大小限制了小鼠的整体使用，因为临床上常规使用的植入物无法在小鼠上进行研究。 此外，眼睛的大小需要高手术精度才能可靠地诱导这些模型。 小鼠已被用于评估新型抗纤维化疗法和研究结膜下伤口愈合的病理生理学。

大鼠：大鼠已被用作眼部伤口愈合的模型。在大鼠模型中，Sherwood等人比较了两种类型的GFS模型：巩膜瘘手术、套管植入术、硅胶管植入AC的管分流手术。在术后第3天用针道封闭并记录任何阶段的滤过泡失败是困难的，而通过硅胶管流出的滤过泡在术后8至13天失败。管分流手术模仿某些手术，这些手术通常用于接受分流植入 AC 的人类患者。与小鼠类似，大鼠是一种经济高效的模型，分子工具随时可用，而且大鼠的饲养相对容易。尽管眼睛更适合不同类型的手术，但仍需要高超的手术技能才能在 GFS 模型中获得可靠的结果。 GFS 大鼠模型可用于研究 GFS 失败的病理学，帮助寻找新的抗纤维化药物和开发新的生物医学设备。

兔：兔是GFS的成熟模型。兔是目前最常用的GFS动物模型。众所周知，兔有强烈的结膜下纤维化反应。在没有使用抗代谢药物的情况下，兔的滤过泡衰竭大约在术后10-14天内发生。使用 MMC 等抗代谢物可将滤过泡存在时间延长至 40-60 天。在兔上进行了几种类型的GFS，包括套管植入（22号）、长管青光眼装置植入以及小梁切除术和MIG的几种适应性。在大多数情况下，新型手术干预可从兔转化为临床应用。 兔温顺，眼睛结构大，与非人类灵长类动物相比在伦理上更可行。兔模型可用于开发新型生物医学设备、新的抗纤维化疗法、评估手术适应的有效性，以及涉及GFS后结膜纤维化分子机制的研究。不幸的是，微阵列等分子工具并不容易获得，与小鼠和大鼠相比，它们在分子研究中的适用性受到限制。

其他动物：多年来，其他动物也被用于研究GFS，包括仓鼠、犬科动物和非人灵长类动物。就犬科动物和非人灵长类动物而言，这些动物的眼睛比兔大。然而，高昂的成本、饲养要求、有限的易操作性、有限的可用性以及伦理问题，促使人们倾向于使用兔和啮齿类动物进行研究。有趣的是，兽医也开始用 GFS 治疗患有青光眼的宠物，为研究动物 GFS 程序提供了一种独特的方法。小鼠和大鼠主要用于分子研究，而仓鼠已用于研究血管紧张素 II（一种影响血压/眼压的激素）的形成。 研究表明，仓鼠、犬科动物和非人类灵长类动物的眼睛中具有糜酶活性，可通过血管紧张素 II 激活各种细胞因子。然而，与小鼠和大鼠一样，眼睛的大小限制了这类动物模型的使用。

每年，大约10%的GFS手术因滤过泡纤维化和随后的瘢痕形成而失败。目前，金标准是在GFS期间应用MMC或5-FU。然而，在使用抗代谢药物后，经常会出现严重的并发症，如眼内炎、滤过泡渗漏和角膜内皮细胞丢失。这些并发症通常是由于MMC和5-FU的非选择性，导致毒副作用。因此，需要一种毒性副作用小、疗效可预测性高的新型抗纤维化药物。

讨论：目前正在寻找治愈或减少青光眼发病的新治疗方案。为了适应这些治疗的需要，体内模型是研究中非常宝贵的工具。体内模型用于开发新的治疗方法（如安全性和有效性评估）、关于纤维化反应的病理生理学研究，或用于研究对现有方法的手术适应，几种动物物种已用于GFS模型。所有现有的动物模型最终都会导致术后失败，因为在动物上遇到了广泛的伤口愈合反应。还使用了小型啮齿动物，例如小鼠、大鼠和仓鼠。 尽管小型啮齿动物成本较低，但它们眼睛的较小限制了他们的应用。

结论：多种动物已被用于研究 GFS。 小鼠和大鼠等小型啮齿动物更适合研究 GFS 后的纤维化反应并测试候选药物。 由于与人眼的相似性，兔眼是最适合开发医疗器械的体内替代品。此外，候选药物也可以在兔上进行测试。 尽管如此，与小鼠或大鼠相比，检测技术不太常见。 此外，动物研究的标准化将提高不同研究组实验的可靠性和可重复性。目前，抑制特定途径的新药通常在动物模型中进行测试。 尽管这些通常提供更高的安全性，但在大多数情况下，MMC 或 5-FU 具有更高的抗纤维化功效。 因此，应优化新药剂量、给药途径、应用频率以及潜在的联合疗法或开发新的药物递送系统以提高其疗效。

原文出自：Animal models and drug candidates for use in glaucoma filtration surgery: A systematic review - ScienceDirect