根據引起弱視的病因,常見的弱視可分為:斜視型弱視、屈光不正型弱視、屈光參差型弱視及形覺剝奪型弱視,其中以形覺剝奪型弱視治療效果最差.
弱視的發病機制十分復雜,目前弱視發病機制的分子神經生物學研究方面取得了一些進展,尤其弱視發展中各級神經元間突觸連接的可塑性變化的理論為治療效果差的形覺剝奪性弱視提供了新的治療契機.
基于此,本工作使用氟西汀粉劑,配置合適濃度,使用新生貓制作形覺剝奪型弱視模型,采用視覺誘發電位檢測,觀察視覺誘發電位\\(P- VEP\\)峰的潛伏期和波幅的變化,來評估氟西汀治療形覺剝奪弱視模型貓的療效.
材料和方法
實驗動物及分組 健康清潔級新生貓\\(出生2 周,性別不限\\)18 只和母貓 3 只,新生貓出生時常規體檢無異常眼疾;隨機分為正常對照組 3 只,形覺剝奪組貓\\(5 組,每組 3 只,共15只\\).
建模:眼瞼縫合操作[1]:自內眥到外眥剪除上下瞼緣1.5mm,皮膚及皮下行分層水平褥式縫合,封閉瞼裂,點左氧氟沙星眼液,每日3 次,共 7 天.正常對照組:不行眼瞼縫合.
幼貓均在正常同等環境下散養,在進行視覺誘發電位前剪開縫合眼,并再次點左氧氟沙星眼液 3 次.所有幼貓用美多麗眼液擴大瞳孔,行視網膜檢影,矯正屈光.12周后形覺剝奪弱視貓模型建成,開始使用氟西汀\\(Fluoxetine\\)藥粉\\(濃度:20μmol/l,2mg/kg\\)給貓灌胃,每天 1次,連續 4 周.
視覺誘發電位檢測采用德國 Roland 公司生產的 RETIScan3.20 視覺電生理儀,P- VEP波形圖中的 P 波,及其前、后出現的 2 個的N1 和 N2 波,主要以 P 波的潛伏期及波幅為分析指標.分別在使用氟西汀 4 周后、8 周后、12 周后、16 周后、20 周后行貓的視覺誘發電位檢測.P- VEP記錄[1]:幼貓經氯氨酮\\(15mg/kg\\)腹腔麻醉,剃凈幼貓額部、枕部及右耳背毛,在電屏蔽暗室內進行實驗.采用自制鋼針電極,將引導電極插入枕骨中線凹陷正上方 2cm 處顱骨下,參考電極置于鼻根部上方 lcm 處皮下,接地電極為右耳尖,單極引導.作用電極與參考電極間阻抗<5KΩ;采樣時間 250ms,波形進行 128 次疊加平均.
數據分析:分析時用 RETIScan 3.20 自帶程序分析 N1P1,N2P2 波的潛伏期及波幅.有關數據用 RETIScan 3.20 自帶程序分析處理后,將初步分析結果輸入 Excel,統計分析采用SPSS ll.0 軟件.采用 t 檢驗,以 P < 0.05 為有統計學意義.
結 果
正常貓 P- VEP 分析\\(表 1\\)
正常貓單眼 P- VEP,由 1 個明顯的正波 P波和其前較小的負波 N 波組成,P 波波幅均大于 N 波. P 波的波形及出現的時間較恒定,N波變異較 P 波大,通常記錄不到 N2 波.本實驗正常對照組PVEP 定量分析表明,P 波的平均 潛 伏 期 為 48.33 ±3.51ms, 平 均 波 幅 為55.69±3.52μV.
單眼剝奪貓 P- VEP 分析\\(表 1\\)
本實驗組單眼形覺剝奪貓 P- VEP 定量分析 表 明 ,P波 的 潛 伏 期 延 長 , 平 均 值 為58.23±4.62ms,波幅增加,平均值為 38.24±2.96μV.組間比有統計學意義\\(P < 0.05\\).喂氟西汀治療后單眼剝奪貓圖形視覺誘發電位分析\\(表 2、表 3\\).
治療 4 周、8 周后,P 波的潛伏期稍縮短,波幅稍增加,組間比較無統計學意義.治療12周后,P 波潛伏期縮短,波幅增加,與治療前、后組之間相比有統計學意義\\(P < 0.05\\),但仍低于正常對照組貓.治療 16 周、20 周后,P波潛伏期進一步縮短及波幅進一步增加,與未經治療組相比有統計學意義\\(P < 0.05,n=3\\).
討 論
弱視是常見眼病,患病率約為 3%,我國目前人口 14 億,兒童弱視患者估計達 3 千萬,為數相當可觀.若弱視治療未愈,對這些兒童將來的學習和求職生涯產生巨大的影響,對這些家庭造成不必要的壓力.在弱視的發病機制研究中,主要有"中樞病因學說"與"外周病因學說"."中樞病因學說"認為,弱視患者的主要受損部位在視皮層.
由于各種原因使視覺信息傳入減少,致視皮層雙眼性神經元發育障礙,視功能發育延遲而發生弱視."外周病因學說"認為,弱視是由于視網膜X型神經節細胞未受到足夠刺激所致.兩種學說相互聯系,互為補充."中樞病因學說"的直接的電生理依據是弱視眼的P- VEP 以及多導 P- VEP 的 P 波振幅明顯下降,伴或不伴隨潛伏期的延長[2]."外周發生學說"的電生理依據是弱視眼僅損害了對高空間頻率刺激的反應能力[3].
單眼瞼縫合是研究發育期形覺剝奪效應的一種有價值的實驗方法,能夠藉此研究弱視動物模型的視覺電生理特征.弱視病理生理研究提示: 弱視眼 P- VEP 的異常源自視皮層對圖形運動感覺及邊界對比效應敏感的神經元的功能異常.但在單眼形覺剝奪貓的健眼,其P- VEP 的 P 波潛伏時與振幅隨刺激空間頻率的變化關系并不明顯,Sclarll 等認為即使經長期的形覺剝奪后,皮層殘留的抑制性突觸連接仍可保持其形態和功能的完整性.本課題組采用德國Roland公司生產的 RETIS-can3.20 視覺電生理儀記錄人類視覺誘發電位一般有的 N1、P1、N2 三個波,其中 P100潛伏期一般為 95~105ms,波幅 10~15μV.但本實驗記錄到的正常對照組貓的 P- VEP 與人類的不同,一般只能采集到 N1、P1 兩個波,P 波的潛伏期平均為48.33 ±3.51ms,波幅平均55.69±3.52μV.
本課題組收集臨床弱視患兒,發現其P- VEP出現潛伏期延長及波幅降低[4].本實驗在單眼形覺剝奪模型貓記錄到的剝奪眼P- VEP與人類弱視眼 P- VEP 的變化具有相同趨勢.P 波潛伏期平均為 58.23±4.62ms,較正常對照組貓延長9.9ms,與正常對照組相比有統計學意義.
波幅平均 38.24±2.96μV,較正常對照組貓降低 17.45μV,也有統計學意義.這些實驗結果表明,在視覺發育關鍵期行單眼瞼縫合,剝奪形覺后,確實成功塑造出弱視動物模型.形態學與生理學的研究已經證實[5],單眼形覺剝奪的效應主要發生在視中樞.
視覺系統的正常發育明顯受環境因素的影響.氟西汀作為選擇性5- HT再攝取抑制劑\\(Selective sero-tonin reuptake inhibitor,SSRI\\)其作用機制是阻斷 5- HT的再攝取,使神經突觸間隙中可供生物利用的 5- HT 增多,從而增強 5- HT 能神經元傳遞作用.SSRI 通過使位于 5- HT神經末梢突觸前膜上的 5- HT 自身受體敏感性降低,從而使每次神經沖動時釋放的 5- HT 量增多.事實上,5- HT 是一部分興奮性中間神經元的主要神經遞質,5- HT 還可以調節或促進目的性運動反射.長期應用氟西汀不僅可上調 5- HT受體,還可促進 5- HT 遞質的功能改善,從而通過改善神經運動功能來促進腦損傷后的功能再塑.我們采用氟西汀灌胃發現:治療后的形覺剝奪弱視貓潛伏期逐漸縮短,波幅逐漸增高,以氟西汀治療12 周后 P 波潛伏期最短,成比組有統計學意義.MaYa 課題組[6]在 4 周內喂給一些模擬人類弱視的老鼠每日劑量的氟西汀,成年老鼠的視覺獲得部分恢復.研究發現經治療的鼠的視覺中樞活動活躍,同時還顯示它們的表現和視力正常的老鼠一樣,似乎表明氟西汀可以使成年大鼠腦中與視覺有關的神經元回復到它們年輕時的更具可塑性的狀態,并且即使大腦處于成年期,也能使其從某些類型的視覺損害中康復.
有關作用機理的推測:認為氟西汀通過改善大腦神經元可塑性狀態而發揮療效,這使得視知覺系統發育自身眼-腦間的合理聯系,能夠增加大腦神經細胞的可塑性理論的研究-即這些大腦神經細胞能夠建立或打破他們之間的突觸聯系,這就像是在準確視力的基礎下進行的神經線路連接過程.
該項發現提示大腦可塑性是這個過程的關鍵部分,有助于治療弱視.以往的研究一直認為視皮層可塑性只存在于幼年動物視覺發育關鍵期內,但近幾年來的研究使我們逐漸認識到成年動物視皮層仍然存在著一定程度的可塑性,當外界視覺環境發生改變時,這種可塑性可能會被再激活并表現出來,這樣的視皮層可塑性在動物實驗和人類的醫療實踐中都有表現[7- 9].
通過該實驗發現,氟西汀治療形覺剝奪弱視模型貓能使其視覺誘發電位 P 波潛伏期縮短,波幅增加,并具有統計學意義,其變化過程類同于人類弱視兒童P- VEP 的 P 波的潛伏期和波幅的變化趨勢.下一步我們將探索氟西汀的最佳濃度,期望能為臨床治療弱視提供新的治療手段.
參 考 文 獻
1. 高建華,張東果 ,郭守一,等.視覺剝奪對幼貓圖形視覺誘發電位的影響.眼視光學雜志,2002,4\\(4\\):233.
2. Chen JY, Hood DC, Odel JG, et al.The effect of retinalabnormalities on the multifocal visual evoked potential.Inves-tigative ophthalmology & visual science,2006,47\\(10\\):4378.
3. Brendan T, Barrettt, Arthur Bradley.Understanding theNeural Basis of Amblyopia. Neuroscientist,2004,10:106.
4. 殷小龍,毛歡文,魯純葆,等 . 弱視兒童圖形視覺誘發電位的分析 . 江西醫學院學報,2002,42\\(6\\):158.
5. Trachtenberg JT,Trepel C. Rapid extragrenular plasticity inthe absence of thalamocortical plasticity in the developingprimary visusl cortex . Science,2000,287\\(5460\\):2029.
6.MaYa Vetencourt JF,Viegi A et al. The antidepressant fluox-etine restores plasticity in the adult visual Cortex.Science,2008,320\\(5874\\):385.
7. Kaas JH. Plasticity of sensory and motor maps in adult mam-mals. Annual review of neuroscience,1991,14:137.
8. Gilbert CD. Adult conical dynamics.Physical review,1998,78\\(2\\):467.
9. Tagawa Y,Kanold PO,Majdan M,et a1. Multiple periodsof functional ocular dominance plasticity in mouse Visualcortex.Nature Neuroscience,2005,8\\(3\\):380.
