基质金属蛋白酶9在眼表疾病中的作用

Objectives: (1) To explore the role and significance of Matrix Metalloproteinase 9 (MMP-9), a proteolytic enzyme, in various ocular surface diseases of inflammatory, infectious, and traumatic etiology (2), to further elucidate the molecular mechanisms responsible for its overexpression in ocular surface disease states, and (3) to discuss possible targets of therapeutic intervention. Methods: A literature review was conducted of primary sources from 1995 onward using search results populated from the US National Library of Medicine search database. Results: MMP-9 overexpression has been found in in vitro and in vivo models of dry eye disease (DED), corneal ulceration, microbial keratitis, corneal neovascularization, ultraviolet light-induced radiation, and a host of additional surface pathologies. MMP-9 is involved in an intricate signal transduction cascade that includes induction by many proinflammatory molecules including interleukin-1 (IL-1), tumor necrosis factor alpha (TNFa), nuclear factor kappa light chain enhancer of activated B cells (NF-kB), platelet-activating factor, activator protein 1 (AP-1), and transforming growth factor beta (TGF-B). MMP-9 expression is blunted by a diverse array of molecular factors, such as tissue inhibitors of metalloproteinases, cyclosporine A (CyA), PES_103, epigalloccatechin-3-gallate (EGCG), N-acetylcysteine (NaC), ascorbate, tetracyclines, and corticosteroids. Inhibition of MMP-9 frequently led to improvement of ocular surface disease. Conclusions: Novel insights into the mechanistic action of MMP-9 provide potential for new therapeutic modulations of ocular surface diseases mediated by its overexpression. Key Words: MMP-9—Dry eye disease—Wound healing—Microbial keratitis—Neovascularization. (Eye & Contact Lens 2020;46: S57–S63)

Matrix metalloproteinase (MMP), a group ofmore than a dozen zinc-dependent, proteolytic enzymes has been implicated in the pathophysiology of multiple ocular surface diseases.1 These molecules interact with multiple proinflammatory cytokines, signal transduction molecules, and transcription factors to induce changes in the ocular surface in response to externalinsult by causing structural changes in collagenous filaments, in cellular adhesion, and in basement membrane permeability.2–4 These cellular changes influence tissue remodeling, epithelial migration, and vascular proliferation.5–7 Although these enzymes are necessary for wound healing, ocular surface diseases are often associated with their overexpression, which has provided diagnostic utility in ocular surface diseases.8 Although this group of enzymes has been implicated in many systemic diseases, only MMP-9 and its role in various ocular surface diseases will be explored at length here. This topic has been reviewed in the literature previously; however, more recent studies have shed light on the interactions of MMP-9 with other cellular signaling molecules, on clinical agreement in novel diagnostic tests for dry eye, and on possible therapeutic targets for surface diseases involving MMP-9. Most of this work has been performed in both in vitro and in vivo studies in animal models, and further exploration is needed for translation from animal models to clinical care. Through a greater understanding of the molecular mechanisms involved in MMP-9–related ocular surface injury, early diagnosis and optimal management of various ocular surface diseases can become more readily available, and outcomes after ophthalmologic surgery can continue to improve.

目 的 ： （ 1） 探 讨 基 质 金 属 蛋 白 酶 9（ MMP-9） 这 种 蛋 白 水 解 酶 在 各 种 炎 症 性 、 感 染 性 和 创 伤 性 眼 表 疾 病 中 的 作 用 和 意 义 ； （ 2） 进 一 步 阐 明 其 在 眼 表 疾 病 状 态 下 过 度 表 达 的 分 子 机 制 ； （ 3） 讨 论 可 能 的 治 疗 干 预 靶 点 。 方 法 ： 通 过 美 国 国 家 医 学 图 书 馆 的 检 索 数 据 库 ， 对 1995 年 以 来 的 原 始 文 献 进 行 了 综 述 。 结 果 ： 在 干 眼 症 （ DED） 、 角 膜 溃 疡 、 微 生 物 性 角 膜 炎 、 角 膜 新 生 血 管 、 紫 外 线 辐 射 以 及 多 种 其 他 表 面 病 变 的 体 外 和 体 内 模 型 中 均 发 现 了 基 质 金 属 蛋 白 酶 -9（ MMP-9） 的 过 度 表 达 。 MMP-9 参 与 了 一 个 复 杂 的 信 号 转 导 级 联 反 应 ， 其 中 包 括 由 许 多 促 炎 分 子 诱 导 ， 如 白 细 胞 介 素 -1（ IL-1） 、 肿 瘤 坏 死 因 子 α （ TNF-α ） 、 核 因 子 κ B（ NF-κ B） 、 血 小 板 活 化 因 子 、 激 活 蛋 白 1（ AP-1） 和 转 化 生 长 因 子 β （ TGF-β ） 。 MMP-9 的 表 达 受 到 多 种 分 子 因 素 的 抑 制 ， 例 如 金 属 蛋 白 酶 组 织 抑 制 剂 、 环 孢 素 A（ CyA） 、 PES_103、 表 没 食 子 儿 茶 素 没 食 子 酸 酯 （ EGCG） 、 N-乙 酰 半 胱 氨 酸 （ NaC） 、 抗 坏 血 酸 、 四 环 素 类 药 物 和 皮 质 类 固 醇 。 抑 制 MMP-9 通 常 会 导 致 眼 表 疾 病 的 改 善 。 结 论 ： 对 MMP-9 机 制 作 用 的 新 认 识 为 通 过 抑 制 其 过 度 表 达 来 治 疗 眼 表 疾 病 提 供 了 新 的 潜 在 疗 法 。 关 键 词 ： 基 质 金 属 蛋 白 酶 9（ MMP-9） - 干 眼 症 - 创 伤 愈 合 - 微 生 物 性 角 膜 炎 - 新 血 管 生 成 。 （ 《 眼 与 角 膜 接 触 镜 》 2020 年 ； 46 卷 ： S57 - S63 页 ）

基 质 金 属 蛋 白 酶 （ MMP） 是 一 组 由 十 几 种 锌 依 赖 性 蛋 白 水 解 酶 组 成 的 酶 类 ， 已 被 证 实 与 多 种 眼 表 疾 病 的 发 生 发 展 有 关 。 1 这 些 分 子 与 多 种 促 炎 细 胞 因 子 、 信 号 转 导 分 子 和 转 录 因 子 相 互 作 用 ， 以 响 应 外 部 刺 激 而 引 起 眼 表 的 变 化 。通 过 引 起 胶 原 纤 维 、 细 胞 黏 附 以 及 基 底 膜 的 结 构 变 化 而 造 成 损 伤 permeability. 2– 4 这 些 细 胞 变 化 会 影 响 组 织 重 塑 、 上 皮 细 胞 迁 移 以 及 血 管 proliferation. 5– 7 虽 然 这 些 酶 对 于 伤 口 愈 合 是 必 需 的 ， 但 眼 部 表 面 疾 病 常 常 与 它 们 的 过 度 表 达 有 关 ， 这 为 眼 部 表 面 疾 病 的 诊 断 提 供 了 帮 助 8 尽 管 这 一 组 酶 与 许 多 全 身 性 疾 病 有 关 ， 但 本 文 将 重 点 探 讨 基 质 金 属 蛋 白 酶 9（ MMP-9） 及 其 在 各 种 眼 表 疾 病 中 的 作 用 。 这 一 主 题 此 前 已 在 文 献 中 有 所 回 顾 ； 然 而 ， 近 期 的 研 究 揭 示 了 MMP-9 与 其 他 细 胞 信 号 分 子 的 相 互 作 用 、 新 型 干 眼 症 诊 断 测 试 的 临 床 一 致 性 以 及 涉 及 MMP-9 的 眼 表 疾 病 可 能 的 治 疗 靶 点 。 大 部 分 此 类 研 究 均 在 体 外 和 动 物 模 型 的 体 内 研 究 中 完 成 ， 还 需 要 进 一 步 探 索 才 能 将 动 物 模 型 的 研 究 成 果 应 用 于 临 床 治 疗 。 通 过 更 深 入 地 了 解 与 MMP-9 相 关 的 眼 表 损 伤 的 分 子 机 制 ， 各 种 眼 表 疾 病 的 早 期 诊 断 和 最 佳 管 理 将 变 得 更 容 易 实 现 ， 眼 科 手 术 后 的 治 疗 效 果 也 将 持 续 改 善 。

CELLULAR SIGNALING AND REGULATION OF MMP-9 EXPRESSION

The cellular signaling cascade leading to MMP-9 expression is complex and involves a multitude of molecular interactions (Fig. 1). Previous studies, largely using in vitro animal models have identified key molecular factors involved in this process. One such factor is nuclear factor kappa light-chain enhancer of activated B cells (NF-kB), a nuclear transcription factor that has been proven to bind to MMP-9 DNA promoter sites to increase the amount of MMP-9 mRNA. It is has been visualized through immunofluorescence staining in human corneoscleral buttons after conventional penetrating keratoplasty (PK) and in vitro studies involving hybrid reporter gene studies.9,10 NF-kB inhibition has shown to decrease MMP-9 transcriptional activity and limbal epithelial cell growth after surface inflammation or injury.11,12 NF-kB is key in regulating additional cellular signaling factors, such as interleukin-1B (IL-1B) and tumor necrosis factor alpha (TNF-a), that, in turn, affect NF-kB expression, indicating the presence of complex feedback loops that aid in the inflammatory response.13 The incubation of corneal epithelial cell incubation with IL-1B and/or TNF-a in varying concentrations in both the presence and absence of mechanical and chemical stress has demonstrated their upregulation of MMP-9 promoter activity and stimulation of epithelial cell migration. Conversely, their inhibition by antiinflammatory agents and monoclonal antibodies has shown to negate these effects.11–16 These factors have been demonstrated to cause microtubule disassembly-mediated loss of epithelial barrier integrity evidenced by reduction in transendothelial electrical resistance during allograft rejection, apoptosis, and oxidative stress, and the inhibition of MMP-9 in their presence blunts these effects, implicating their upstream regulation of MMP-9.2 Transforming growth factor beta (TGF-B), a hormone-like peptide that is secreted in corneal epithelial cells and ocular surface fibroblasts, stimulates synthesis of connective tissue matrix components in vitro and in vivo and has been shown to induce MMP-9 expression.17 Platelet-activating factor (PAF), a lipophilic mediator of inflammatory reactions normally secreted by platelets, has been found in increased concentrations in corneal epithelial cells after alkali burn and in corneal ulceration.18 MMP-9 promoter binding activity of NF-kB, as well as activator protein 1 (AP1), has been shown to increase in the presence of PAF in in vitro studies of human corneal epithelial cell cultures involving reporter-gene transfection studies and electrophoretic mobility shift assays.19 This effect achieved through rapid phosphorylation of various protein kinases, namely mitogen-activated protein kinase (MAPK) and its subtypes (c-Jun N-Terminal Kinases, JNK; extracellular signaling-related kinases, ERK; and p38 MAPK).19 When incubated with PAF in the presence of various MEK inhibitors, DNA binding activity of specificity protein 1 (SP-1), an MMP-9 inhibitor, increased, PAF-induced induction of MMP-9 was halted, and limbal epithelial outgrowth decreased, indicating the role of activated MEK/ERK in inhibiting inhibitory signals resulting in increased MMP-9 expression.9,13,19 Tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs), which work to prevent conversion of pro–MMP-9 to active MMP-9 and are often found as MMP-9/TIMP complexes, are also upregulated in inflammatory states but display temporal differences in induction from MMP-9.20,21 The degree of MMP-9 induction is up to 100-fold greater from 1 hr to up to 16 hr after corneal insult as TIMP expression begins to increase at 16 hr after corneal insult, indicating the importance of the balance between these two proteins in the presence of inflammation and wound healing.19–22 The use of MAPK inhibitors attenuated the inhibitory effect of TIMP on MMP-9, indicating a negative-feedback relationship between TIMP and MAPK.9 Mitogen-activated protein kinase signaling pathways have also been implicated in the TGF-B–induced upregulation of MMP-9.17 Shirian et al. used computational design to engineer N-Terminal TIMPs, molecules that have been shown tohave specificity toward inhibiting MMP-9 in a yeast model, but such studies have yet to be replicated in animal or human tissues.23 Taken together, these findings demonstrate the intricate balance between proinflammatory and anti-inflammatory factors in the facilitation of wound healing, epithelial migration, and basement membrane remodeling. Understanding of these signaling cascades provides insight into the molecular mechanisms of various ocular surface diseases. Keratitis Sicca Keratitis sicca (KS) is a common disorder of the tear film caused to various degrees by aqueous deficiency, meibomian gland dysfunction, and abnormal lipid production leading to evaporation of the tear film, hyperosmolarity of the tear film, and subsequent ocular surface inflammation.1,24 Keratitis sicca leads to visual impairment due to disruption of the air–tear film interface, which is responsible for most light refraction and can cause corneal ulceration and perforation, in advanced cases, if untreated.1 Experimental KS models have been created in in vitro and in vivo studies in rodents by using desiccating stress and systemic anticholinergic treatment.25,26 Tear fluid and epithelial concentrations of IL-1B and TNF-a, as well as levels of phosphorylated JNK, ERK, and p38MAPK were found to be elevated from 4 hr to 5 days after experimentally induced KS. Concentrations of MMP-9 were found to be elevated in KS models after 5 days of treatment.25 After experimental induction of KS, wild-type (WT) mice showed greater amounts of desquamation of apical corneal cells and corneal epithelial permeability than did MMP-9 knockout (KO) mice.26 The difference between groups was eliminated when MMP-9 KO mice were treated with exogenous MMP-9, implicating MMP-9 as a mediator of ocular surface damage in experimental models of KS. Mori et al.27 synthesized a novel MMP-9 inhibitor, PES_103, which has also been shown to effectively inhibit MMP-9 and to restore a significant amount of physiological tear function in treated mice compared with control mice. Cultures of human corneal epithelial cells (HCECs) in hyperosmolar media of varying osmolarity displayed increased expression of MMP-9 in an osmolarity-dependent fashion.28 Previous incubation of cells with osmoprotectants L-carnitine, erythritol, or betaine was found to differentially suppress MMP-9 induction and inhibit its activation, with L-carnitine containing the strongest suppressive effect. This indicates the potential role of osmoprotectants in protecting surface epithelia from MMP-9–mediated damage in KS.28 Unstimulated tear–fluid analyses of patients with KS have demonstrated elevated MMP-9 activity, which was strongly correlated with clinical DTS severity, symptom scores, a decrease in visual acuity (VA), and surface area of abnormal superficial corneal epithelia.29 The consistent finding of elevated MMP-9 in experimental models of KS and human KS patients, as well as the multifactorial etiology and varied pathophysiologic mechanisms of KS, led to the development of an easy-to-use MMP-9 assay in unstimulated tear samples (InflammaDry), to aid in the diagnosis of KS. InflammaDry test has been developed by rapid pathogen screening to evaluate presence of MMP-9 in tear samples. The assay is considered positive when MMP-9 levels over 40 ng/mL are detected.1,30 Sambursky et al.31 describe the prospective, sequential, masked, multicenter clinical trial used to test agreement between MMP-9 assay results and clinical diagnosis of dry eye disease (DED) in 237 patients. Dry eye diseasediagnosis was defined by decreased tear break-up time, Schirmer testing, fluorescein corneal staining, and ocular surface disease index. A high degree of positive agreement (81%, 127/157 patients) and negative agreement (98%, 78/80 patients) was observed, strengthening the evidence in favor of the use of MMP-9 assay to aid in the diagnosis of DED.30 Good clinical and assay agreement has also been demonstrated in patients with dry eye post–laser in situ keratomileusis (LASIK), providing a method of early diagnosis and management of postoperative DE to improve postoperative outcomes.32,33 InflammaDry assay-positive, symptomatic KS patients have also displayed a more robust clinical and symptomatic improvement after topical cyclosporine application twice daily for 1 month than InflammaDry-negative symptomatic patients.8 These findings indicate that not only is the InflammaDry a suitable, facile test with strong correlation with clinical KS findings, but it is also a good prognostic factor for anti-inflammatory response in KS patients. Santamaria et al. in conjunction with Sino Biological, Inc. developed a compact optical biochip composed of a thin nitrocellulose-sensing surface that has been shown to have a lower limit of detection than the InflammaDry (25, vs. 40 ng/mL, respectively) and can be used with application of a single tear to the sensing surface, as opposed to dabbing a sampling fleece in various locations of the conjunctiva 8 to 10 times or until saturated with tears.30,34 Such technological advancement bodes well for rapid, quantitative analysis of tear fluid MMP-9 and early detection of KS.

细 胞 信 号 传 导 与 基 质 金 属 蛋 白 酶 -9 表 达 的 调 节

导 致 基 质 金 属 蛋 白 酶 -9（ MMP-9） 表 达 的 细 胞 信 号 级 联 反 应 十 分 复 杂 ， 涉 及 众 多 分 子 间 的 相 互 作 用 （ 图 1） 。

此 前 的 研 究 ， 主 要 利 用 体 外 动 物 模 型 ， 已 确 定 了 参 与 这 一 过 程 的 关 键 分 子 因 素 。 其 中 一 个 因 素 是 核 因 子 κ B（ NF-κ B） ， 这 是 一 种 核 转 录 因 子 ， 已 被 证 实 能 与 基 质 金 属 蛋 白 酶 -9（ MMP-9） 的 DNA启 动 子 位 点 结 合 ， 从 而 增 加 MMP-9 mRNA的 量 。 通 过 免 疫 荧 光 染 色 在 常 规 穿 透 性 角 膜 移 植 （ PK） 后 的 人 角 膜 巩 膜 钮 扣 以 及 涉 及 杂 交 报 告 基 因 研 究 的 体 外 研 究 中 ， 已 观 察 到 其 存 在 。 9,10NF-κ B 抑 制 已 被 证 明 可 降 低 表 面 炎 症 或 损 伤 后 的 MMP-9转 录 活 性 和 角 膜 缘 上 皮 细 胞 的 生 长 。 11,12NF-κ B 在 调 节 其 他 细 胞 信 号 因 子 （ 如 白 细 胞 介 素 -1B（ IL-1B） 和 肿 瘤 坏 死 因 子 α （ TNF-α ） ） 方 面 起 着 关 键 作 用 ， 而 这 些 因 子 反 过 来 又 会 影 响 NF-κ B 的 表 达 ， 这 表 明 存 在 复 杂 的 反 馈 回 路 ， 有 助 于 炎 症 反 应 。 13 在 有 无 机 械 和 化 学 应 激 的 情 况 下 ， 将 角 膜 上 皮 细 胞 与 不 同 浓 度 的 白 细 胞 介 素 -1β （ IL-1B） 和 /或 肿 瘤 坏 死 因 子 α （ TNF-α ） 共 同 培 养 ， 结 果 表 明 它 们 能 上 调 基 质 金 属 蛋 白 酶 -9（ MMP-9） 启 动 子 活 性 ， 并 促 进 上 皮 细 胞 迁 移 。 相 反 ， 通 过 抗炎 症 介 质 和 单 克 隆 抗 体 已 被 证 实 可 消 除 这 些 effects. 11– 16 这 些 因 素 已 被 证 明 会 导 致 微 管 解 聚 介 导 的 上 皮 屏 障 完 整 性 丧 失 ， 表 现 为 同 种 异 体 移 植 排 斥 、 细 胞 凋 亡 和 氧 化 应 激 期 间 跨 内 皮 电 阻 的 降 低 ， 而 它 们 存 在 时 抑 制 基 质 金 属 蛋 白 酶 -9（ MMP-9） 可 减 轻 这 些 影 响 ， 表 明 它 们 对 MMP-9 的 上 游 调 节 作 用 。 2 转 化 生 长 因 子 β （ TGF-β ） 是 一 种 由 角 膜 上 皮 细 胞 和 眼 表 成 纤 维 细 胞 分 泌 的 类 似 激 素 的 肽 ， 在 体 外 和 体 内 均 可 刺 激 结 缔 组 织 基 质 成 分 的 合 成 ， 并 已 被 证 明 可 诱 导 MMP-9 表 达 。 17 血 小 板 活 化 因 子 （ PAF） 是 一 种 通 常 由 血 小 板 分 泌 的 亲 脂 性 炎 症 介 质 ， 在 碱 烧 伤 后 角 膜 上 皮 细 胞 以 及 角 膜 溃 疡 中 其 浓 度 会 升 高 。 18 在 涉 及 报 告 基 因 转 染 研 究 和 电 泳 迁 移 率 变 动 分 析 的 人 角 膜 上 皮 细 胞 培 养 的 体 外 研 究 中 ， 已 表 明 在 存 在 PAF 的 情 况 下 ， NF-κ B 以 及 激 活 蛋 白 1（ AP1） 与 MMP-9 启 动 子 的 结 合 活 性 会 增 强 。 19 这 种 效 应 是 通 过 快 速 磷 酸 化 各 种 蛋 白 激 酶 实 现 的 ， 即 丝 裂 原 活 化 蛋 白 激 酶 （ MAPK） 及 其 亚 型 （ c-Jun N 端 激 酶 ， JNK； 细 胞 外 信 号 相 关 激 酶 ， ERK； 以 及 p38 MAPK） 。 19 当 在 存 在 各 种 MEK 抑 制 剂 的 情 况 下 将 细 胞 与 PAF 共 同 孵 育 时 ， MMP-9 抑 制 剂 特 异 性 蛋 白 1（ SP-1） 的 DNA 结 合 活 性 增 加 ， PAF 诱 导 的 MMP-9 表 达 增 加 被 抑 制 ， 角 膜 缘 上 皮 细 胞 的 生 长 减 少 ， 这 表 明 活 化 的 MEK/ERK 在 抑 制 抑 制 信 号 方 面 起 作 用 ， 从 而 导 致 MMP-9 表 达 增 加 。 9,13,19 金 属 蛋 白 酶 组 织 抑 制 剂 （ TIMPs） 可 阻 止 前 MMP-9 转 化 为 活 性 MMP-9， 通 常 以 MMP-9/TIMP 复 合 物 的 形 式 存 在 ， 在 炎 症 状 态 下 其 表 达 也 会 增 加 ， 但 其 诱 导 时 间 与 MMP-9 存 在 差 异 。 20,21 在 角 膜 损 伤 后 1 小 时 至 16 小 时 ， MMP-9 的 诱 导 程 度 可 增 加 100 倍 ， 而 TIMP 表 达 在 角 膜 损 伤 后 16 小 时 才 开 始 增 加 ， 这 表 明 在 炎 症 和 伤 口 存 在 的 情 况 下 ， 这 两 种 蛋 白 质 之 间 的 平 衡 至 关 重 要 。 healing. 19– 22 使 用 丝 裂 原 活 化 蛋 白 激 酶 （ MAPK） 抑 制 剂 可 减 弱 TIMP 对 MMP-9 的 抑 制 作 用 ， 表 明 TIMP 与 MAPK 之 间 存 在 负 反 馈 关 系 。 9 转 化 生 长 因 子 -β （ TGF-β ） 诱 导 的 MMP-9 上 调 也 与 丝 裂 原 活 化 蛋 白 激 酶 信 号 通 路 有 关 。 17 Shirian 等 人 利 用 计 算 设 计 工 程 化 了 N 端 TIMPs， 这 些 分 子 已 被 证 明 在 酵 母 模 型 中 对 抑 制 MMP-9 具 有 特 异 性 ， 但 此 类 研 究 尚 未 在 动 物 或 人 体 组 织 中 得 到 重 复 。 23 综 合 来 看 ， 这 些 发 现 表 明 了 促 炎 和 抗 炎 因 子 在 促 进 伤 口 愈 合 、 上 皮 细 胞 迁 移 以 及 基 底 膜 重 塑 方 面 存 在 着 复 杂 的 平 衡 。 对 这 些 信 号 级 联 反 应 的 理 解 为 各 种 眼 表 疾 病 的 分 子 机 制 提 供 了 见 解 。

OCULAR SURFACE INJURY AND WOUND HEALING

MMP-9 has the ability to disrupt corneal epithelial barriers, to stimulate epithelial migration and wound healing.1 In vitro and in vivo animal studies of MMP-9 expression after corneal wounding through mechanical epithelial debridement, anterior keratectomy, and lamellar keratectomy wounds demonstrated significantly elevated tear fluid MMP-9 levels from 16 hr after injury up to 7 days. MMP-9 levels returned to basal amounts from 21 to 28 days after injury.6,35–37 Immunoprecipitation studies in animal models have also demonstrated an increased concentration of Beta-4-Integrin (without its ectodomain subunit), a molecule implicated in epithelial cell adhesion to basement membrane, at sites of migrating epithelium after wounding, implicating Beta-4- Integrin binding by MMP-9 as the molecular mechanism for decreased epithelial adhesion after ocular surface injury.38 Elevated MMP-9 has also been found in corneal epithelial and superficial stromal cells in animal models of peripheral ulcerative keratopathy, ulcerative keratitis, and at the flap margin in postLASIK HCECs with flap complications.39,40 TIMP levels, however, remained largely localized to corneal epithelium and super- ficial stroma of intact, nondamaged ocular surface regions.36 MMP-9 levels and chondroitin sulfate (CS) levels have remained elevated at 3-month post-LASIK and were correlated with clinical evidence of ongoing wound healing.41 Animal models undergoing wound healing with and without anti-inflammatory treatment, as well as human patients treated with succinylated collagen bandage lenses showed normalization of MMP-9 levels at day-7 after injury, which correlated with development of multilayered epithelium at wound sites and decreased human patient symptomatology.42–44 The upregulation of MMP-9 after ocular surface trauma, its continued overexpression coupled with clinical signs of ongoing wound healing, as well as reduction in MMP-9 levels after appropriate medical management of ocular surface disease illustrate the pivotal role played by MMP-9 in facilitating corneal wound healing.

干 性 角 膜 炎

干 燥 性 角 膜 炎 （ KS） 是 一 种 常 见 的 眼 泪 膜 疾 病 ， 由 不 同 程 度 的 泪 液 分 泌 不 足 、 睑 板 腺 功 能 障 碍 以 及 异 常 的 脂 质 生 成 导 致 泪 膜 蒸 发 、 泪 膜 高 渗 以 及 随 之 而 来 的 眼 表 炎 症 所 引 起 。 1, 24 干 燥 性 角 膜 炎 会 因 破 坏 空 气 -泪 膜 界 面 而 造 成 视 力 损 害 ， 该 界 面 负 责 大 部 分 光 线 折 射 ， 若 不 治 疗 ， 在 病 情 严 重 时 还 可 能 导 致 角 膜 溃 疡 和 穿 孔 。 1 在 体 外 和 体 内 实 验 中 ， 通 过 干 燥 应 激 和 全 身 抗 胆 碱 能 治 疗 在 啮 齿 动 物 身 上 建 立 了 实 验 性 干 眼 症 （ KS） 模 型 。 25,26 实 验 性 诱 导 干 眼 症 后 4 小 时 至 5 天 ， 泪 液 和 上 皮 中 IL-1B 和 TNF-a 的 浓 度 以 及 磷 酸 化 JNK、 ERK 和 p38MAPK 的 水 平 升 高 。 在 干 眼 症 模 型 中 ， 治 疗 5 天 后 ， MMP-9 的 浓 度 升 高 。 25 实 验 性 诱 导 干 眼 症 后 ， 野 生 型 （ WT） 小 鼠 的 角 膜 上 皮 细 胞 脱 落 和 角 膜 上 皮 通 透 性 比 MMP-9 基 因 敲 除 （ KO） 小 鼠 更 严 重 。 26 当 给 MMP-9 KO 小 鼠 使 用 外 源 性 MMP-9 时 ， 组 间 差 异 消 失 ， 这 表 明 MMP-9 是 实 验 性 干 眼 症 模 型 中 眼 表 损 伤 的 介 质 。 Mori 等 人 27 合 成 了 新 型 MMP-9 抑 制 剂 PES_103， 该 抑 制 剂 已 被 证 明 能 有 效 抑 制 MMP-9， 并 且 与 对 照 组 小 鼠 相 比 ， 能 显 著 恢 复 治 疗 组 小 鼠 的 生 理 泪 液 功 能 。 在 不 同 渗 透 压 的 高 渗 培 养 基 中 培 养 的 人 角 膜 上 皮 细 胞 （ HCECs） 中 ， MMP-9 的 表 达 呈 渗 透 压 依 赖 性 增 加 。 28 之 前 的 研 究 发 现 ， 用 渗 透 保 护 剂 L- 肉 碱 、 赤 藓 糖 醇 或 甜 菜 碱 预 先 处 理 细 胞 ， 可 不 同 程 度 地 抑 制 MMP-9 的 诱 导 并 抑 制 其 活 化 ， 其 中 L-肉 碱 的 抑 制 作 用 最 强 。 这 表 明 渗 透 保 护 剂 在 保 护 角 膜 上 皮 免 受 KS 中 MMP-9 介 导 的 损 伤 方 面 具 有 潜 在 作 用 。 28 对 患 有 干 眼 症 （ KS） 患 者 的 未 刺 激 泪 液 分 析 表 明 ， 基 质 金 属 蛋 白 酶 -9（ MMP-9） 活 性 升 高 ， 这 与 临 床 干 眼 症 严 重 程 度 、 症 状 评 分 、 视 力 （ VA） 下 降 以 及 角 膜 上 皮 异 常 表 面 积 增 加 密 切 相 关 。 29 干 眼 症 实 验 模 型 和 人 类 干 眼 症 患 者 中 持 续 发 现的 MMP-9 升高，以及干眼症的多因素病因和不同的病理生 理机制，促使开发了一种简便的未刺激泪液样本中 MMP-9 检 测方法 （ InflammaDry） ，以辅助干眼症的诊断 。 InflammaDr y 检测通过快速病原体筛查来评估泪液样本中 MMP-9 的存在。 当检测到 MMP-9 水平超过 40 ng/mL 时，该检测结果被视为 1,3 阳性 。0 Sambursky 等 人 31 描 述 了 一 项 前 瞻 性 、 顺 序 、 盲 法 、 多 中 心 临 床 试 验 ， 该 试 验 用 于 测 试 237 名 患 者 中 MMP-9 检 测 结 果 与 临 床 干 眼 症 诊 断 的 一 致 性 。 干 眼 症诊 断 依 据 泪 膜 破 裂 时 间 缩 短 、 施 墨 试 验 、 荧 光 素 角 膜 染 色 以 及 眼 表 疾 病 指 数 来 确 定 。 观 察 到 高 度 的 一 致 性 ， 阳 性 一 致 率 为 81% （ 127/157 例 患 者 ） ， 阴 性 一 致 率 为 98%（ 78/80 例 患 者 ） ， 这 进 一 步 证 明 了 MMP-9 检 测 有 助 于 诊 断 干 眼 症 。 30 在 激 光 原 位 角 膜 磨 镶 术 （ LASIK） 术 后 干 眼 症 患 者 中 也 证 实 了 良 好 的 临 床 和 检 测 一 致 性 ， 为 术 后 干 眼 症 的 早 期 诊 断 和 管 理 提 供 了 一 种 方 法 ， 以 改 善 术 后 效 果 。 32,33 对 于 InflammaDry 检 测 呈 阳 性 且 有 症 状 的 角 膜 结 膜 炎 （ KS） 患 者 ， 在 每 日 两 次 局 部 使 用 环 孢 素 治 疗 一 个 月 后 ， 其 临 床 和 症 状 改 善 情 况 明 显 优 于 InflammaDry 检 测 呈 阴 性 的 有 症 状 患 者 。 8 这 些 发 现 表 明 ， InflammaDry 不 仅 是 一 种 与 临 床 角 膜 结 膜 炎 发 现 有 强 相 关 性 的 简 便 检 测 方 法 ， 而 且 还 是 角 膜 结 膜 炎 患 者 抗 炎 反 应 的 良 好 预 后 指 标 。 桑 塔 玛 利 亚 等 人 与 赛 诺 生 物 公 司 合 作 开 发 了 一 种 紧 凑 型 光 学 生 物 芯 片 ， 其 由 一 层 薄 薄 的 硝 酸 纤 维 素 传 感 表 面 组 成 ， 检 测 下 限 低 于 InflammaDry（ 分 别 为 25 纳 克 /毫 升 和 40 纳 克 /毫 升 ） ， 并 且 只 需 将 一 滴 眼 泪 滴 在 传 感 表 面 即 可 使 用 ， 而 无 需 像 使 用 InflammaDry 那 样 在 结 膜 的 不 同 位 置 擦 拭 取 样 布 8 到 10 次 ， 直 至 取 样 布 被 眼 泪 浸 湿 。 30,34 这 样 的 技 术 进 步 有 利 于 对 泪 液 中 MMP-9 进 行 快 速 定 量 分 析 ， 并 有 助 于 早 期 发 现 干 眼 症 。

MICROBIAL KERATITIS

Microbial keratitis is a common cause of blindness, is strongly associated with corneal ulceration, and is more common in contact lens users.45 Contact lenses decrease tear-film contact with the ocular surface, predispose to an increased risk of abrasion when handling contacts, and soft contact lenses have been shown to absorb inflammatory mediators to varying degrees.46 Infectious sources can be bacterial, viral, fungal, or amoeba; in most cases, infection is followed by release of cytokines, including TNF-a, IL- 1, neutrophil (PMN) migration, and increased expression of MMP- 9.47–49 Infection of corneal epithelial cells in MMP-9 KO and WT mice with topical Pseudomonas aeruginosa after corneal wounding led to worsening clinical outcome, increased Langerhans cell (LC) count, decreased basement membrane integrity, and increased PMN count in WT mice compared with MMP-9 KO mice.47 Antibody neutralization of MMP-9 in infected mice led to reduction in LC count, reduction in PMN count, and reduction in severity of disease when compared with WT and control mice.47 Similar results have been demonstrated in human primary corneal fibroblasts when cultured with Pseudomonas lipopolysaccharide (LPS), which lead to increased expression of MMP-9 and Toll-Like-Receptor-4, a protein that acts as a sensor for detecting microbial products and initiates innate host defenses against pathogens.45 These effects were amplified in corneal fibroblasts with pre-existing damage and ulceration.45 The pathophysiological mechanisms of fungal keratitis, in comparison, have remained more nebulous. Corneal buttons excised during therapeutic keratoplasty in human patients through fungal keratitis have demonstrated a significant increase in PMN count and MMP-9 activity, suggesting that PMNs play a role in MMP-9 expression in fungal keratitis, likely through their release of inflammatory cytokines.50 In vitro studies in experimental mouse models of fungal keratitis through Fusarium solani infection demonstrated an elevated MMP/TIMP ratio. Younger mice with higher concentrations of TIMP expression were found to have less progressive disease.50 Cyclophosphamide treatment of infected mice was found to decrease corneal PMN counts, as well as blunt and delay the increase in MMP-9 expression.51 Corneal crosslinking has been posited as an adjunctive therapy in fungal keratitis treatment to dampen corneal destabilization, as Aspergillus flavus and Fusarium solani are able to interact with collagen filaments. However, corneal-cross linking in rabbit models of fungal keratitis, alone or in conjunction with topical antifungal treatment, has not been shown to provide a decline in inflammatory findings or MMP- 9 levels similar to medical antifungal treatment.52 Herpes simplex keratitis (HSK), a common immunological disease of the cornea resulting in destructive inflammation and progressive corneal stromal scarring, has been investigated using in vitro and in vivo studies in mouse models and HCECs.49,53,54 Human corneal epithelial cells and mouse corneal epithelial cells, when infected with HSV, demonstrated upregulation of TNF-a and Eye & Contact Lens
Volume 46, Supplement 2, March 2020 MMP-9 IN Ocular Surface Disorders
2020 Contact Lens Association of Ophthalmologists S59 .MMP-9 in a dose-dependent manner, and inhibition of ERK through chemical inhibitors reduced this effect, suggesting ERK stimulation by TNF-a to increase MMP-9 expression.49 After infection with HSV, MMP-9 levels have been shown to increase at 2 days after infection and decrease at 7 days after infection, with immunostaining demonstrating the presence of IL-1, TNF-a, and dense PMN infiltrates in areas of ulceration at postinfection day 14.54 Mice with corneal ulceration on day 14 after infection were treated with amniotic membrane transplant secured by tarsorrhaphy and displayed decreased ulceration, stromal inflammation, inflammatory infiltrates, expression of MMP-9, and increased expression of TIMP-1 when compared with control mice.55 Infection with concomitant administration of short hairpin RNA (shRNA) against MMP-9 gene sequences were shown to decrease severity of herpetic keratitis in in vitro and in vivo mouse studies.53 Vascular endothelial growth factor (VEGF), a potent angiogenic growth factor that acts on vascular endothelial cells, and MMP-9 are upregulated in fibroblasts and macrophages, but not HCECs, after infection with HSV–DNA and HSV–Immunoglobulin G (HSV-IgG) complexes.56 Pretreatment of macrophages with HSV-IgG(Fab’)2 complex was found to reduce MMP-9 production to control levels, indicating the role of macrophages in active secretion of MMP-9 in HSK.56 In addition, treatment of HSV-infected mouse corneal epithelial cells with monoclonal antibodies (mABs) to PMNs was shown to decrease PMN infiltration, MMP-9 levels, and extent of angiogenesis, as was HSV infection in MMP-9 KO mice, and mice treated with TIMP-1.57 Taken together, these findings indicate the role of PMNs and macrophages in upregulation of MMP-9 activity and stimulation of angiogenesis in experimental models of HSK.57

眼 表 损 伤 与 伤 口 愈 合

基 质 金 属 蛋 白 酶 -9（ MMP-9） 具 有 破 坏 角 膜 上 皮 屏 障 、 刺 激 上 皮 细 胞 迁 移 和 伤 口 愈 合 的 能 力 。 1 通 过 机 械 性 上 皮 刮 除 、 前 角 膜 切 除 术 和 板 层 角 膜 切 除 术 造 成 角 膜 损 伤 后 ， 对 MMP-9 表 达 进 行 的 体 外 和 体 内 动 物 研 究 显 示 ， 损 伤 后 16 小 时 至 7 天 ， 泪 液 中 MMP-9 水 平 显 著 升 高 。 损 伤 后 21 至 28 天 ， MMP-9 水 平 恢 复 到 基 础 水 平 。 injury. 6,35– 37 动 物 模 型 中 的 免 疫 沉 淀 研 究 还 表 明 ， 在 伤 口 愈 合 过 程 中 上 皮 细 胞 迁 移 部 位 ， β 4 整 合 素 （ 不 包 括 其 外 域 亚 基 ） 的 浓 度 增 加 ， β 4 整 合 素 与 基 底 膜 的 黏 附 分 子 。 这 表 明 MMP-9 与 β 4 整 合 素 的 结 合 是 眼 表 损 伤 后 上 皮 细 胞 黏 附 力 下 降 的 分 子 机 制 。 38 在 周 边 溃 疡 性 角 膜 病 变 、 溃 疡 性 角 膜 炎 的 动 物 模 型 以 及 LASIK 术 后 出 现 瓣 并 发 症 患 者 的 角 膜 上 皮 细 胞 和 浅 层 基 质 细 胞 中 ， 均 发 现 MMP-9 水 平 升 高 。 39,40 然 而 ， TIMP 水 平 主 要 局 限 于 未 受 损 的 完 整 角 膜 上 皮 和 浅 层 基 质 。 36 在 LASIK 术 后 3 个 月 ， MMP-9 水 平 和 硫 酸 软 骨 素 （ CS） 水 平 仍 保 持 升 高 ， 并 与 伤 口 愈 合 的 临 床 证 据 相 关 。 41 在 有 无 抗 炎 治 疗 的 动 物 模 型 伤 口 愈 合 过 程 中 ， 以 及 使 用 琥 珀 酰 化 胶 原 膜 镜 片 治 疗 的 人 类 患 者 中 ， 术 后 第 7 天 MMP-9 水 平 恢 复 正 常 ， 这 与 伤 口 部 位 多 层 上 皮 的 形 成 以 及 人 类 患 者 症 状 减 轻 相 关 。 symptomatology. 42– 44 眼 表 创 伤 后 MMP -9 的 上 调 、 其 持 续 的 过 度 表 达 与 伤 口 愈 合 的 临 床 迹 象 相 关 ， 以 及 在 适 当 的 眼 表 疾 病 治 疗 后 MMP-9 水 平 的 降 低 ， 都 表 明 MMP- 9 在 促 进 角 膜 伤 口 愈 合 中 起 着 关 键 作 用 。

CORNEAL NEOVASCULARIZATION

Corneal neovascularization (CNV), the development of new blood vessels from pre-existing capillaries onto the normally avascular cornea, is a common cause of vision loss and is associated with infection, alkali burn, allograft rejection, and corneal suture placement.58,59 Rat corneas transfected with activated macrophages (elicited by mineral oil lumbar injection and implants into in vitro corneal micropockets) demonstrated increased CNV as well as higher levels of MMP-9 and VEGF expression in treatment rats compared with control groups and normal corneas.58 MMP-9, when added to rat corneal micropockets in vivo, was found to induce VEGF expression and angiogenesis, but neutralizing VEGF antibodies almost completely eliminated the angiogenic response, suggesting interaction between MMP-9 and VEGF in the induction of CNV.59 MMP-9 inhibitors, when introduced to mouse and rat corneas in the presence of recombinant VEGF, displayed decreased angiogenesis and macrophage infiltration. Immunofluorescent VEGF studies have demonstrated the ability of MMP-9 to enzymatically release and activate sequestered VEGF from extracellular matrix preparations, indicating an intricate, bidirectional regulation of angiogenesis between MMP-9 and VEGF.59,60 Transgenic mouse studies have also implicated fibroblast growth factor 2 (FGF2) in angiogenesis by using fusion reporter gene studies to determine that FGF2 stimulates DNAbinding activity of AP-1, but not NF-kB, to MMP-9 promoter genes invading neocapillaries in mouse corneal micropockets.61 Various pharmacologic mechanisms have been posited to inhibit CNV. Curcuminoids, known inhibitors of AP-1 but not NF-kB, resulted in inhibition of MMP-9 and increased angiostatic efficacy when incubated in rabbit corneal cells, suggesting the importance of FGF-2 induction of AP-1 in MMP-9 induction and CNV.61 Ascorbic acid, a known inhibitor of VEGF and MMP-9, decreased VEGF and MMP-9 concentrations, as well as degree of CNV compared with control rabbits when applied topically to rabbit corneal cells with CNV induced by suture placement.62 Epigallocatechin-3-gallate (EGCG), an anti-inflammatory agent present in green tea, has been shown to also reduce MMP-9 and VEGF expression in the presence of TNF-a and has reduced levels of CNV observed after alkali burn; this effect is believed to be mediated by reduction in reactive oxygen species, in corneal tissue damage, and proinflammatory cytokine release.63 The interaction between VEGF and MMP-9 and their resultant induction of angiogenesis, as well as its cessation in the presence of various pharmacological agents, implicate MMP-9 as a significant effector of CNV through AP-1–mediated signaling pathways in animal models. Further studies of these pharmacologic agents in humans may provide insight as to novel therapies for CNV.

微 生 物 性 角 膜 炎

微 生 物 性 角 膜 炎 是 导 致 失 明 的 常 见 原 因 ， 与 角 膜 溃 疡 密 切 相 关 ， 且 在 隐 形 眼 镜 佩 戴 者 中 更 为 常 见 。 45隐 形 眼 镜 会 减 少 泪 膜 与 眼 表 的 接 触 ， 在 处 理 隐 形 眼 镜 时 容 易 造 成 擦 伤 ， 而 且 软 性 隐 形 眼 镜 已 被 证 实 能 不 同 程 度 地 吸 收 炎 症 介 质 。 46感 染 源 可 以 是 细 菌 、 病 毒 、 真 菌 或 阿 米 巴 ； 在 大 多 数 情 况 下 ， 感 染 后 会 释 放 细 胞 因 子 ， 包 括 肿 瘤 坏 死 因 子 -α 、 白 细 胞 介 素 -1、 中 性 粒 细 胞 （ PMN） 迁 移 以 及 基 质 金 属 蛋 白 酶 （ MMP） 表 达 增 加 。 9.47 至 49 在 角 膜 受 损 后 ， 用 局 部 铜 绿 假 单 胞 菌 感 染 MMP-9 基 因 敲 除 （ KO） 小 鼠 和 野 生 型 （ WT） 小 鼠 的 角 膜 上 皮 细 胞 ， 导 致 WT 小 鼠 的 临 床 结 果 恶 化 ， 朗 格 汉 斯 细 胞 （ LC） 数 量 增 加 ， 基 底 膜 完 整 性 降 低 ， 中 性 粒 细 胞 （ PMN） 数 量 增 加 ， 而 MMP-9 KO 小 鼠 则 无 此 现 象 。 47 在 感 染 小 鼠 中 ， 中 和 MMP-9 抗 体 可 使 LC 数 量 减 少 ， PMN 数 量 减 少 ， 疾 病 严 重 程 度 减 轻 ， 与 WT 小 鼠 和 对 照 组 小 鼠 相 比 效 果 显 著 。 47 在 培 养 的 人 角 膜 原 代 成 纤 维 细 胞 中 加 入 铜 绿 假 单 胞 菌 脂 多 糖 （ LPS） 时 ， 也 观 察 到 了 类 似 的 结 果 ， 这 导 致 MMP-9 和 Toll 样 受 体 4（ 一 种 能 检 测 微 生 物 产 物 并 启 动 先 天 性 宿 主 防 御 机 制 对 抗 病 原 体 的 蛋 白 质 ） 的 表 达 增 加 。 45 在 已 有 损 伤 和 溃 疡 的 角 膜 成 纤 维 细 胞 中 ， 这 些 效 应 被 放 大 。 45 相 比 之 下 ， 真 菌 性 角 膜 炎 的 病 理 生 理 机 制 仍 较 为 模 糊 。 在 人 类 真 菌 性 角 膜 炎 患 者 接 受 治 疗 性 角 膜 移 植 手 术 时 切 除 的 角 膜 组 织 中 ， 发 现 多 形 核 白 细 胞 （ PMN） 数 量 显 著 增 加 ， 基 质 金 属 蛋 白 酶 -9（ MMP-9） 活 性 也 明 显 升 高 ， 这 表 明 PMN在 真 菌 性 角 膜 炎 中 可 能 通 过 释 放 炎 症 细 胞 因 子 来 促 进 MMP-9的 表 达 。 50 通 过 感 染 尖 孢 镰 刀 菌 建 立 的 实 验 性 小 鼠 真 菌 性 角 膜 炎 模 型 的 体 外 研 究 显 示 ， 基 质 金 属 蛋 白 酶 /金 属 蛋 白 酶 组 织 抑 制 剂 （ MMP/ TIMP） 比 值 升 高 。 发 现 较 年 轻 的 小 鼠 由 于 TIMP表 达 浓 度 较 高 ， 其 病 情 进 展 较 慢 。 50 对 感 染 小 鼠 进 行 环 磷 酰 胺 治 疗 ， 可 降 低 角 膜 中 PMN的 数 量 ， 并 抑 制 和 延 缓 MMP-9表 达 的 增 加 。 51 有 人 提 出 角 膜 交 联 术 可 作 为 真 菌 性 角 膜 炎 治 疗 的 辅 助 手 段 ， 以 减 轻 角 膜 的 不 稳 定 ， 因 为 黄 曲 霉 和 尖 孢 镰 刀 菌 能 够 与 胶 原 纤 维 相 互 作 用 。 然 而 ， 在 兔 真 菌 性 角 膜 炎 模 型 中 ， 单 纯 进 行 角 膜 交 联 术 或 联 合 局 部 抗 真 菌 治 疗 ， 并 未 显 示 出 与 药 物 抗 真 菌 治 疗 类 似 的 炎 症 表 现 减 轻 或 MMP-9 水 平 下 降 的 效 果 。 52 单 纯 疱 疹 病 毒 性 角 膜 炎 （ HSK） 是 一 种 常 见 的 角 膜 免 疫 性 疾 病 ， 会 导 致 破 坏 性 炎 症 和 进 行 性 角 膜 基 质 瘢 痕 形 成 。 通 过 在 小 鼠 模 型 和 人 角 膜 上 皮 细 胞 （ HCECs） 中 进 行 的 体 外 和 体 内 研 究 对 其 进 行 了 调 查 。 49,53,54 人 角 膜 上 皮 细 胞 和 小 鼠 角 膜 上 皮 细 胞 在 感 染 单 纯 疱 疹 病 毒 （ HSV） 后 ， TNF-α 的 表 达 水 平 均 会 上 调 。 TNF-α 以 剂 量 依 赖 的 方 式 刺 激 MMP-9， 通 过 化 学 抑 制 剂 抑 制 ERK 可 减 轻 这 种 效 应 ， 这 表 明 TNF-α 通 过 刺 激 ERK 来 增 加 MMP-9 的 表 达 。 49HSV 感 染 后 ， MMP-9 水 平 在 感 染 后 2 天 升 高 ， 在 感 染 后 7 天 降 低 ， 免 疫 染 色 显 示 在 感 染 后 第 14 天 溃 疡 区 域 存 在 IL-1、 TNF-α 和 密 集 的 中 性 粒 细 胞 浸 润 。 54感 染 后 第 14 天 出 现 角 膜 溃 疡 的 小 鼠 接 受 羊 膜 移 植 并 用 睑 缘 缝 合 固 定 ， 与 对 照 组 小 鼠 相 比 ， 溃 疡 减 轻 ， 基 质 炎 症 减 轻 ， 炎 症 浸 润 减 少 ， MMP-9 表 达 降 低 ， TIMP-1 表 达 增 加 。 55在 体 外 和 体 内 小 鼠 研 究 中 ， HSV 感 染 同 时 给 予 针 对 MMP-9 基 因 序 列 的 短 发 夹 RNA（ shRNA） 可 减 轻 疱 疹 性 角 膜 炎 的 严 重 程 度 。 53 单 纯 疱 疹 病 毒 （ HSV） -DNA 和 HSV 免 疫 球 蛋 白 G（ HSVIgG） 复 合 物 感 染 后 ， 成 纤 维 细 胞 和 巨 噬 细 胞 中 血 管 内 皮 生 长 因 子 （ VEGF） 和 基 质 金 属 蛋 白 酶 9（ MMP-9） 的 表 达 上 调 ， 但 角 膜 内 皮 细 胞 （ HCECs） 中 未 上 调 。 56用 HSV-IgG（ Fab'） 2 复 合 物 预 处 理 巨 噬 细 胞 可 将 MMP-9 的 生 成 降 低 至 对 照 水 平 ， 表 明 巨 噬 细 胞 在 单 纯 疱 疹 病 毒 性 角 膜 炎 （ HSK） 中 主 动 分 泌 MMP-9。 56此 外 ， 用 抗 多 形 核 白 细 胞 （ PMN） 单 克 隆 抗 体 （ mABs） 处 理 感 染 HSV 的 小 鼠 角 膜 上 皮 细 胞 可 减 少 PMN 浸 润 、 MMP-9 水 平 和 血 管 生 成 程 度 ， HSV 感 染 基 质 金 属 蛋 白 酶 9（ MMP-9） 基 因 敲 除 （ KO） 小 鼠 和 用 组 织 金 属 蛋 白 酶 抑 制 剂 1（ TIMP-1） 处 理 的 小 鼠 情 况 亦 是 如 此 。 57综 上 所 述 ， 这 些 发 现 表 明 PMN 和 巨 噬 细 胞 在 实 验 性 HSK 模 型 中 上 调 MMP-9 活 性 和 刺 激 血 管 生 成 方 面 发 挥 着 作 用 。 57

ULTRAVIOLET-INDUCED RADIATION

The cornea is able to absorb and detoxify most of the ultraviolet B (UVB) reaching the eye from sunlight exposure, but if the cornea encounters a suprathreshold level of UVB radiation, most commonly from welding, sun exposure at high altitudes, or reflection of light form sand or snow, generation of reactive oxygen species occurs leading to morphological, metabolic, and inflammatory changes in the ocular surface.64 UV radiation has induced upregulation of MMP-9 expression in human skin fibroblasts, but similar effects have not been consistently demonstrated in corneal epithelial cells and stromal fibroblasts. Excess UV radiation and subsequently elevated MMP-9 expression have been implicated in the pathogenesis of climatic droplet keratopathy, an ocular surface disease characterized by progressive anterior stromal opacities of both eyes. Unfortunately, a causal relationship between proinflammatory cytokine release and UV radiation has yet to be definitively established in this condition.65 UVB radiation was not found to induce additional MMP-9 expression in mouse keratinocytes, rabbit epithelial-like corneal cells, and HCECs compared with controls.64,66 Similar effects were seen in a different study in canine epithelial cells (CECs) and canine stromal fibroblasts (CSFs).67 When radiation with identical parameters was applied to CECs and CSFs with chronic superficial keratitis (CSK), however, a timeand dose-dependent relationship between UVB radiation and MMP-9 expression was observed.67 This effect was negated when CECs and CSFs with CSK were pretreated with inhibitors of p38 MAPK, implicating its role in UVB-induced upregulation of MMP-9 in CECs and CSFs with CSK.67 By contrast, treatment of rabbit corneas with trehalose, a nonreducing disaccharide of glucose that is synthesized as a stress response factor, after radiation doses of 2,000 mJ/cm2 (compared with 15 mJ/cm2 in aforementioned studies), showed decreased concentrations of xanthine oxidase, a pro-oxidant molecule, as well as decreased expression of proinflammatory cytokines, MMP-9 expression, and heat shock protein 70 when compared with UVB-radiated control rabbits treated with saline.68 The E. C. Jamerson et al. Eye & Contact Lens
Volume 46, Supplement 2, March 2020 S60 Eye & Contact Lens
Volume 46, Supplement 2, March 2020 discrepancy in MMP-9 expression after UVB radiation seen in the aforementioned studies could be attributed to variability in radiation dosage; given the ability of the cornea to detoxify UV radiation until a particular threshold, it is possible that studies with null results had not radiated with sufficient energy compared to studies with UVB-induced MMP expression (15 vs. 2,000 mJ/cm2). In addition, it is possible that the ocular surface damage present in CSK dampens the ability of the cornea to detoxify harmful UVB radiation and subsequently lowering the threshold necessary to cause inflammation and damage. Further studies are necessary to investigate the relationship between UVB radiation and MMP-9 expression.

角 膜 新 生 血 管 形 成

角 膜 新 生 血 管 （ CNV） 是 指 从 已 有 的 毛 细 血 管 向 通 常 无 血 管 的 角 膜 生 长 出 新 的 血 管 ， 这 是 导 致 视 力 丧 失 的 常 见 原 因 ， 且 与 感 染 、 碱 烧 伤 、 同 种 异 体 移 植 排 斥 反 应 以 及 角 膜 缝 线 置 入 有 关 。 58,59 用 矿 物 油 腰 椎 注 射 和 植 入 体 外 角 膜 微 囊 来 激 活 巨 噬 细 胞 的 转 染 大 鼠 角 膜 ， 与 对 照 组 和 正 常 角 膜 相 比 ， 治 疗 组 大 鼠 角 膜 新 生 血 管 增 多 ， MMP-9 和 VEGF 的 表 达 水 平 也 更 高 。 58 在 体 内 将 MMP-9 加 入 大 鼠 角 膜 微 囊 中 ， 发 现 其 可 诱 导 VEGF 表 达 和 血 管 生 成 ， 但 中 和 VEGF 抗 体 几 乎 完 全 消 除 了 血 管 生 成 反 应 ， 这 表 明 MMP-9 和 VEGF 在 诱 导 CNV 中 存 在 相 互 作 用 。 59 在 存 在 重 组 VEGF 的 情 况 下 ， 将 MMP-9 抑 制 剂 引 入 小 鼠 和 大 鼠 角 膜 ， 发 现 血 管 生 成 和 巨 噬 细 胞 浸 润 均 减 少 。 免 疫 荧 光 VEGF 研 究 表 明 ， MMP-9 能 够 酶 解 并 激 活 从 细 胞 外 基 质 制 备 物 中 隔 离 的 VEGF， 这 表 明 MMP-9 和 VEGF 之 间 存 在 着 复 杂 的 双 向 调 节 作 用 ， 共 同 影 响 血 管 生 成 。 59,60 利 用 融 合 报 告 基 因 研 究 ， 转 基 因 小 鼠 研 究 也 表 明 成 纤 维 细 胞 生 长 因 子 2（ FGF2） 在 血 管 生 成 中 起 作 用 ， FGF2 能 够 刺 激 AP-1 与 小 鼠 角 膜 微 囊 中 新 侵 入 的 毛 细 血 管 的 MMP-9 启 动 子 基 因 的 DNA 结 合 活 性 ， 但 对 NF-κ B 则 无 此 作 用 。 61 已 提 出 了 多 种 抑 制 脉 络 膜 新 生 血 管 （ CNV） 的 药 理 机 制 。 姜 黄 素 类 化 合 物 是 已 知 的 AP-1 抑 制 剂 ， 但 不 是 NF-κ B 抑 制 剂 ， 当 在 兔 角 膜 细 胞 中 培 养 时 ， 可 抑 制 MMP-9 并 增 强 抗 血 管 生 成 效 果 ， 这 表 明 FGF-2 诱 导 的 AP-1 在 MMP-9 诱 导 和 CNV 中 起 重 要 作 用 。 61 维 生 素 C 是 已 知 的 VEGF 和 MMP-9 抑 制 剂 ， 与 对 照 组 兔 子 相 比 ， 当 局 部 应 用 于 因 缝 线 放 置 而 诱 导 CNV 的 兔 角 膜 细 胞 时 ， 可 降 低 VEGF 和 MMP-9 浓 度 以 及 CNV 的 程 度 。 62 绿 茶 中 含 有 的 抗 炎 剂 表 没 食 子 儿 茶 素 没 食 子 酸 酯 （ EGCG） 已 被 证 明 在 TNF-α 存 在 的 情 况 下 也 能 降 低 MMP-9 和 VEGF 的 表 达 ， 并 且 在 碱 烧 伤 后 观 察 到 的 CNV 水 平 降 低 ； 这 种 效 应 被 认 为 是 由 活 性 氧 减 少 、 角 膜 组 织 损 伤 减 轻 以 及 促 炎 细 胞 因 子 释 放 减 少 所 介 导 的 。 63 在 动 物 模 型 中 ， VEGF 和 MMP-9 之 间 的 相 互 作 用 及 其 在 各 种 药 理 学 制 剂 存 在 时 诱 导 血 管 生 成 的 停 止 ， 表 明 MMP-9 通 过 AP-1 介 导 的 信 号 通 路 在 CNV 中 起 着 重 要 的 作 用 。 对 这 些 药 物 在 人 体 中 的 进 一 步 研 究 可 能 会 为 脉 络 膜 新 生 血 管 （ CNV） 的 新 型 疗 法 提 供 见 解 。

KERATOCONUS

Keratoconus (KC) is a common corneal dystrophic disorder characterized by corneal stromal thinning and apical corneal scarring, resulting in increased high-order aberrations that impact visual performance.69 Epithelial cells in KC have demonstrated increased tear levels of TNF-a, IL-6, and MMP-9 compared with healthy controls.69 Application of topical CyA drops has been found to acutely reduce expression of TNF-a and IL-6 mRNA but has been found to reduce expression of MMP-9 only after 6 months of topical CyA treatment. These patients displayed greater reduction in corneal curvature assessed by post-treatment topography, as well as greater arrest of disease progression than healthy controls.69 KC patients with positive InflammaDry assay and concomitant allergy symptoms were also found to have significantly lower corrected distance VA and higher keratometric values than KC patients with allergy symptoms that had negative InflammaDry assays. This advocates for the use of MMP-9 assays as a prognostic factor in KC patients with allergies.70 Taken together, these findings implicate the role of MMP-9 in KC disease progression, as well as its use as a prognostic indicator of disease progression in KC. In addition, CyA remains a promising therapeutic intervention whose clinical efficacy should be investigated in future replication studies with larger sample sizes.

紫 外 线 诱 导 辐 射

角 膜 能 够 吸 收 并 解 毒 大 部 分 来 自 阳 光 照 射 的 中 波 紫 外 线 （ UVB） ， 但 如 果 角 膜 受 到 超 阈 值 水 平 的 UVB 辐 射 ， 最 常 见 的 情 况 是 来 自 焊 接 、 高 海 拔 地 区 的 阳 光 照 射 或 沙 子 或 雪 的 反 射 ， 就 会 产 生 活 性 氧 物 质 ， 从 而 导 致 眼 表 的 形 态 、 代 谢 和 炎 症 变 化 。 64 紫 外 线 辐 射 已 诱 导 人 皮 肤 成 纤 维 细 胞 中 MMP-9 表 达 上 调 ， 但 在 角 膜 上 皮 细 胞 和 基 质 成 纤 维 细 胞 中 尚 未 有 类 似 效 应 的 一 致 性 证 明 。 过 量 的 紫 外 线 辐 射 以 及 随 之 升 高 的 MMP-9 表 达 与 气 候 性 滴 状 角 膜 病 变 的 发 病 机 制 有 关 ， 这 是 一 种 以 双 眼 角 膜 前 基 质 进 行 性 混 浊 为 特 征 的 眼 表 疾 病 。 遗 憾 的 是 ， 在 这 种 情 况 下 ， 促 炎 细 胞 因 子 释 放 与 紫 外 线 辐 射 之 间 的 因 果 关 系 尚 未 得 到 明 确 证 实 。 65 与 对 照 组 相 比 ， UVB 辐 射 未 在 小 鼠 角 质 形 成 细 胞 、 兔 上 皮 样 角 膜 细 胞 和 人 角 膜 上 皮 细 胞 （ HCECs） 中 诱 导 出 额 外 的 MMP-9 表 达 。 64,66 在 另 一 项 针 对 犬 上 皮 细 胞 （ CECs） 和 犬 基 质 成 纤 维 细 胞 （ CSFs） 的 研 究 中 也 观 察 到 了 类 似 的 效 果 。 67 然 而 ， 当 对 患 有 慢 性 浅 表 性 角 膜 炎 （ CSK） 的 CECs 和 CSFs 应 用 相 同 参 数 的 辐 射 时 ， 却 观 察 到 了 UVB 辐 射 与 MMP-9 表 达 之 间 存 在 剂 量 和 时 间 依 赖 性 关 系 。 67 当 患 有 CSK 的 CECs 和 CSFs 在 接 受 辐 射 前 用 p38 MAPK 抑 制 剂 进 行 预 处 理 时 ， 这 种 效 应 被 消 除 ， 这 表 明 p38 MAPK 在 UVB 诱 导 的 CECs 和 CSFs 中 MMP-9 的 上 调 中 起 作 用 。 67 相 比 之 下 ， 用 海 藻 糖 （ 一 种 葡 萄 糖 的 非 还 原 性 二 糖 ， 作 为 应 激 反 应 因 子 合 成 ） 处 理 兔 角 膜 ， 其 辐 射 剂 量 为 2000 毫 焦 耳 /平 方 厘 米 2（ 与 上 述 研 究 中 的 15 毫 焦 耳 /平 方 厘 米 2相 比 ） ， 结 果 显 示 黄 嘌 呤 氧 化 酶 （ 一 种 促 氧 化 分 子 ） 的 浓 度 降 低 ， 促 炎 细 胞 因 子 、 MMP-9 表 达 以 及 热 休 克 蛋 白 70 的 表 达 也 低 于 用 生 理 盐 水 处 理 的 紫 外 线 B 辐 射 对 照 组 兔 。 68 上 述 研 究 中 观 察 到 的 紫 外 线 B 辐 射 后 MMP-9 表 达 的 差 异 可 能 归 因 于 辐 射 剂 量 的 不 同 ； 鉴 于 角 膜 在 达 到 特 定 阈 值 前 能 够 解 毒 紫 外 线 辐 射 ， 可 能 那 些 结 果 为 阴 性 的 研 究 使 用 的 辐 射 能 量 （ 15） 与 观 察 到 紫 外 线 B 诱 导 MMP 表 达 的 研 究 （ 2000） 相 比 不 足 。 此 外 ， CSK 中 存 在 的 眼 表 损 伤 可 能 会 削 弱 角 膜 解 毒 有 害 紫 外 线 B 辐 射 的 能 力 ， 从 而 降 低 引 发 炎 症 和 损 伤 所 需 的 阈 值 。 有 必 要 开 展 进 一 步 的 研 究 来 探 究 紫 外 线 B 辐 射 与 MMP-9 表 达 之 间 的 关 系 。

PHARMACOLOGIC AGENTS OF INTEREST

Doxycycline, a tetracycline antibiotic with anti-inflammatory properties, has been shown to inhibit JNK, ERK, and p38MAPK signaling pathways and, along with methylprednisolone, has been shown to produce significant decreases in MMP-9 and prevent relapse of recurrent epithelial erosion.71–73 By contrast, nerve growth factor (NGF), a neuropeptide that plays a pivotal role in migration, differentiation, and survival of epithelial cells has been shown to induce faster wound healing, increased cellular proliferation, and upregulated expression of MMP-9 and Beta-4- Integrin.74 The seemingly contrasting ideas that both suppression and induction of MMP-9 can accelerate wound healing in isolated circumstances is indicative of the intricacy of the MMP-9 signaling cascade, much of which still remains unclear, and of the delicate balance necessary between signaling molecules for proper corneal wound healing. Pharmacologic agents such as nalbuphine, N-acetylcysteine, EDTA, and CS have been shown to inhibit MMP-9 expression in vitro but have not elicited clinically significant responses in wound healing time, extent of epithelial migration, or surface areaof wounded corneal tissue. This indicates that they are, at best, weak therapeutic agents in modulating tissue destruction and accelerating corneal wound healing.75–77 Ketorolac, a nonsteroidal anti-inflammatory agent has been shown to delay wound healing in the presence of corneal ulcers in rats induced by sodium hydroxide, but MMP-9 levels were unchanged from controls, implicating additional mechanisms in the physiology of wound healing.78

圆 锥 角 膜

圆 锥 角 膜 （ KC） 是 一 种 常 见 的 角 膜 营 养 不 良 性 疾 病 ， 其 特 征 为 角 膜 基 质 变 薄 和 角 膜 顶 点 瘢 痕 形 成 ， 导 致 高 阶 像 差 增 加 ， 从 而 影 响 视 觉 表 现 。 69 圆 锥 角 膜 患 者 的 上 皮 细 胞 与 健 康 对 照 组 相 比 ， 泪 液 中 肿 瘤 坏 死 因 子 α （ TNF-α ） 、 白 细 胞 介 素 - 6（ IL-6） 和 基 质 金 属 蛋 白 酶 -9（ MMP-9） 水 平 升 高 。 69 局 部 使 用 环 孢 素 A滴 眼 液 已 被 发 现 可 迅 速 降 低 TNF-α 和 IL-6的 mRNA表 达 ， 但 仅 在 局 部 使 用 环 孢 素 A滴 眼 液 治 疗 6个 月 后 才 可 降 低 MMP-9的 表 达 。 这 些 患 者 在 治 疗 后 的 角 膜 地 形 图 评 估 中 显 示 出 角 膜 曲 率 显 著 降 低 ， 且 疾 病 进 展 的 抑 制 程 度 也 优 于 健 康 对 照 组 。 69 还 发 现 ， InflammaDry检 测 呈 阳 性 且 伴 有 过 敏 症 状 的 圆 锥 角 膜 患 者 ， 其 矫 正 远 视 力 （ VA） 显 著 低 于 InflammaDry检 测 呈 阴 性 但 伴 有 过 敏 症 状 的 圆 锥 角 膜 患 者 ， 且 角 膜 曲 率 值 更 高 。 这 表 明 MMP-9检 测 可 作 为 伴 有 过 敏 症 状 的 圆 锥 角 膜 患 者 的 预 后 因 素 。 综 上 所 述 ， 这 些 研 究 结 果 表 明 MMP-9 在 角 膜 基 质 营 养 不 良 （ KC） 疾 病 进 展 中 的 作 用 ， 以 及 其 作 为 KC 疾 病 进 展 预 后 指 标 的 潜 力 。 此 外 ， 环 孢 素 A （ CyA） 仍 是 一 种 有 前 景 的 治 疗 手 段 ， 其 临 床 疗 效 应 在 未 来 的 重 复 研 究 中 进 行 更 大 样 本 量 的 验 证 。 感 兴 趣 的 药 物 制 剂 多 西 环 素 是 一 种 具 有 抗 炎 特 性 的 四 环 素 类 抗 生 素 ， 已 被 证 明 能 够 抑 制 JNK、 ERK 和 p38MAPK 信 号 通 路 ， 与 甲 泼 尼 龙 一 起 使 用 时 ， 已 被 证 明 能 显 著 降 低 MMP-9 的 水 平 ， 并 防 止 复 发 性 上 皮 损 伤 的 再 次 发 作 erosion. 71– 73 相 比 之 下 ， 神 经 生 长 因 子 （ NGF） 是 一 种 在 上 皮 细 胞 迁 移 、 分 化 和 存 活 中 起 关 键 作 用 的 神 经 肽 ， 已 被 证 明 能 促 进 伤 口 更 快 愈 合 、 增 加 细 胞 增 殖 ， 并 上 调 MMP-9 和 β 4 整 合 素 的 表 达 。 74 在 特 定 情 况 下 ， 抑 制 和 诱 导 MMP-9 均 可 加 速 伤 口 愈 合 这 一 看 似 矛 盾 的 观 点 表 明 ， MMP-9 信 号 级 联 反 应 的 复 杂 性 仍 有 许 多 未 解 之 谜 ， 同 时 也 表 明 在 角 膜 伤 口 愈 合 过 程 中 ， 信 号 分 子 之 间 需 要 保 持 微 妙 的 平 衡 。 诸 如 纳 布 啡 、 N-乙 酰 半 胱 氨 酸 、 乙 二 胺 四 乙 酸 （ EDTA） 和 壳 聚 糖 （ CS） 等 药 物 在 体 外 实 验 中 已 被 证 实 能 够 抑 制 MMP-9 的 表 达 ， 但 在 伤 口 愈 合 时 间 、 上 皮 细 胞 迁 移 范 围 或 受 损 角 膜 组 织 的 表 面 积 等 方 面 并 未 表 现 出 显 著 的 临 床 效 果 。 这 表 明 它 们 在 调 节 组 织 破 坏 和 加 速 角 膜 伤 口 愈 合 方 面 充 其 量 只 是 作 用 微 弱 的 治 疗 药 物 。 healing. 75– 77酮 洛 芬 ， 一 种 非 甾 体 抗 炎 药 ， 在 由 氢 氧 化 钠 诱 导 的 角 膜 溃 疡 大 鼠 模 型 中 已 被 证 实 会 延 缓 伤 口 愈 合 ， 但 MMP-9 水 平 与 对 照 组 相 比 没 有 变 化 ， 这 表 明 在 伤 口 愈 合 的 生 理 过 程 中 存 在 其 他 机 制 。 78

DISCUSSION

MMP-9 is implicated in a multitude of ocular surface diseases. While the exact signaling cascade triggering its activation has yet to be completely elucidated, a few key players have been identified to alter expression of MMP-9. NF-kB, IL-1, TGF-B, and PAF are proinflammatory mediators that have shown to increase expression of MMP-9 in response to mechanical ocular surface injury, chemical injury, and infection. These effects are mediated by various isoforms of MAPK. Tissue inhibitors of metalloproteinases work to inhibit MMP-9, and the MMP-9/ TIMP balance is crucial in determining the degree of collagen proteolysis in a particular cellular environment. MMP-9 overexpression has been observed in KS, post-LASIK DED, corneal ulceration, microbial keratitis, CNV, UVB radiation, and keratoconus. The InflammaDry MMP-9 point-of-care assay has proven useful in quantitative diagnosis of KS and in prognostication of disease progression in KC patients, and additional biotechnologies have been developed to detect MMP-9 levels with lower detectable limits and decreased tear volume. However, these devices have yet to be used in the United States, and their clinical efficacy has yet to be validated. Pharmacologic modulators of MMP-9 expression have been tried with varying degrees of success. Doxycycline and methylprednisolone have been shown to effectively reduce MMP-9 levels and provide a clinical reduction in corneal erosions, and cyclosporine A has been proven effective in reduction of disease progression in KC patients. ECGC and trehalose have shown to blunt inflammatory responses mediated by reactive oxygen species. N-acetylcysteine has been shown to inhibit MMP-9 in vitro, but varying success has been reported as to its ability to affect wound healing and epithelial remodeling in in vitro studies. Nalbuphine and EDTA have been shown to inhibit MMP-9 in vitro but have not demonstrated any notable effect on wound healing and epithelial remodeling. Future studies regarding the effects of these pharmacologic agents on MMP-9 and clinical signs of wound healing are necessary to continue improving therapeutic options in patients with ocular surface disease.

讨 论

针 对 基 质 金 属 蛋 白 酶 -9（ MMP-9） 表 达 的 药 物 调 节 剂 已 进 行 了 尝 试 ， 但 效 果 不 一 。 多 西 环 素 和 甲 泼 尼 龙 已 被 证 明 能 有 效 降 低 MMP-9 水 平 ， 并 在 临 床 上 减 少 角 膜 糜 烂 ； 环 孢 素 A 已 被 证 实 能 有 效 减 缓 圆 锥 角 膜 患 者 的 病 情 进 展 。 表 没 食 子 儿 茶 素 没 食 子 酸 酯 （ EGCG） 和 海 藻 糖 已 被 证 明 能 抑 制 由 活 性 氧 介 导 的 炎 症 反 应 。 N-乙 酰 半 胱 氨 酸 在 体 外 实 验 中 已 被 证 实 能 抑 制 MMP-9， 但 在 体 外 研 究 中 其 对 伤 口 愈 合 和 上 皮 重 塑 的 影 响 效 果 不 一 。 纳 布 啡 和 乙 二 胺 四 乙 酸 （ EDTA） 在 体 外 实 验 中 已 被 证 实 能 抑 制 MMP-9， 但 对 伤 口 愈 合 和 上 皮 重 塑 未 显 示 出 显 著 效 果 。 未 来 有 必 要 开 展 更 多 研 究 ， 探 讨 这 些 药 物 对 MMP- 9 的 影 响 以 及 对 眼 部 表 面 疾 病 患 者 伤 口 愈 合 临 床 症 状 的 作 用 ， 以 不 断 改 进 治 疗 方 案 基质金属蛋白酶 9（ MMP-9）与多种眼表疾病有关。虽 然触发其活化的具体信号级联尚未完全阐明，但已确定有几 种关键因子可改变 MMP-9 的表达。核因子 κ B（ NF-κ B） 、白 细胞介素 1（ IL-1） 、转化生长因子 β（ TGF-β ）和血小板活 化因子 （ PAF）等促炎介质已被证实会在眼表机械损伤、化 学损伤和感染时增加 MMP-9 的表达。这些效应由多种丝裂原 活化蛋白激酶 （ MAPK）异构体介导。金属蛋白酶组织抑制 剂可抑制 MMP-9， MMP-9 与组织抑制剂之间的平衡对于确 定特定细胞环境中胶原蛋白的蛋白水解程度至关重要。在干 眼症 （ KS） 、激光原位角膜磨镶术后干眼症 （ DED） 、角膜 溃疡、微生物性角膜炎、脉络膜新生血管 （ CNV） 、紫外线 B 辐射和圆锥角膜中均观察到 MMP-9 过度表达 。 InflammaDr y MMP-9 点对点检测法已被证明在定量诊断干眼症和预测圆 锥角膜患者疾病进展方面很有用 ，此外还开发了其他生物技 术来检测 MMP-9 水平，其检测限更低且所需泪液量更少。然 而，这些设备尚未在美国投入使用，其临床疗效也尚未得到 验证。 。

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参 考 文 献

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