【摘要】 视网膜下人工假体是目前关于视网膜色素变性和老年性黄斑变性等视网膜外层退行变性疾病研究中的一种新的治疗方法。它旨在利用植入的微电极器替代变性的光感受器细胞，经光电信号转换，对视网膜内层残留的双极细胞和神经节细胞产生电刺激，进而通过正常的视路在大脑视皮质诱发视觉反应，从而达到恢复视力的目的。然而视网膜下假体植入后视网膜的结构、功能及蛋白表达等可发生一些变化，有学者还发现视网膜下假体植入后一段时间内视网膜的结构和功能得到改善，推测可能有保护作用的参与，但其来源尚不完全明了。本文主要就视网膜下人工假体植入后视网膜的变化作一综述。
【关键词】 视网膜下人工假体 视网膜电图
0引言
视网膜色素变性和老年黄斑变性是全球常见的致盲眼病。目前已知，此类疾病是由于视网膜外层细胞的变性所致，导致光感受器细胞丧失，但是视网膜内层细胞相对保存良好。有报道此类疾病，内核层和神经节细胞层细胞可保存80%和30%[1,2]，这取决于病情的严重性及取样的视网膜区域。由于发病机理仍然不明确，目前缺少有效方法来挽救变性的光感受器细胞。眼内人工假体是目前国际上引人注目的眼科研究领域，该技术涉及眼科学、生物工程学、神经生理学等多学科的最新技术和知识，旨在通过人工装置替代变性的光感受器细胞的功能，实现重建眼内视觉传导通路和恢复视力的目的。目前开发的眼内人工假体主要有视网膜表面型和视网膜下型两种[3,4]。视网膜下人工假体的动物研究始于1997年[4]，它是直接物理替换退化的感光细胞层，基本功能类似于太阳电池。它由一个非常薄的载片及载片上大量装有微电极的微光电二极管组成，被植入到视网膜色素上皮层和视网膜神经感觉层之间，用来把信号传入相对完整的内层视网膜。视网膜下人工假体的作用机制为由微光电二极管接收外界光信息，转变为电脉冲，然后由微电极刺激视网膜内层尚有功能的双极细胞，神经节细胞及其它神经细胞网络结构，信号经自然传送途径处理后再经视神经传入大脑视皮层，使患者获得感知图像的能力。目前美国、德国、日本等国的一些重点研究单位正在积极组织攻关，且已有视网膜下人工假体的一期临床试验[5]。我国目前处于初期阶段。
1视网膜下假体植入后视网膜组织形态学的变化
1.1组织学检查变化
Zrenner等[6]在大鼠视网膜下植入人工假体4mo后，组织学检查显示外核层只有少量胞体残留，光镜下还能看到感光细胞完全消失后萎缩的外丛状层，内核层和内丛状层的厚度没有改变，内核层和神经节细胞层的细胞数目在假体上及其周边无明显改变。8mo后发现神经节细胞层细胞数目增多，Müller细胞胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein, GFAP）表达增加，考虑可能是机体自身的修复反应使胶质细胞增生造成的。Pardue等[7]在猫视网膜下植入人工假体6mo后组织学检查发现假体上视网膜厚度明显变薄，感光细胞层几乎消失殆尽，外核层细胞不同程度丢失，部分只剩1层细胞，内层细胞结构紊乱，而远离假体的周边视网膜与正常视网膜结构相比未见明显异常。分析原因可能与载片的体积相对较大，植入到视网膜色素上皮层与视网膜神经感觉层之间，在局部机械性阻碍和干扰视网膜细胞的营养代谢；或是手术造成的局部视网膜脱离使人工假体上视网膜缺血进而细胞变性所致[79]。此外也有学者考虑此改变是否与载片材料的毒性有关，但有实验将不同材料人工假体植入视网膜下也造成了相似的改变，提示此改变与载片材料无明显关系。而且无论植入电刺激的假体或是无电刺激的假体视网膜结构的变化相似，推测电刺激与视网膜结构变化亦无明显相关性。之后的实验研究有学者发现视网膜下人工假体植入后在短时间内可能对视网膜结构产生保护作用。Pardue等[10]在RCS大鼠眼内植入视网膜下人工假体，8wk后组织学检查示无论假体组是否有电刺激，假体上及假体周围视网膜的感光细胞数目都较伪手术组和无手术组多。随后Pardue等[11]的研究又发现RCS大鼠眼内植入视网膜下假体后，电刺激假体组、无电刺激假体组假体上和假体周围及伪手术组切口旁的感光细胞数量都有所增加，考虑其保护作用可能来源于机械损伤和（或）假体诱导的内源性神经保护作用。
1.2 OCT和FA检查变化
Vlker等[12]用OCT观察猫视网膜下型人工假体上视网膜厚度发现：第1只猫观察到51d，假体上视网膜厚度到17d时无明显变化，之后到51d渐渐下降。其余两只猫在99d时视网膜的厚度与第1只猫51d时基本相同，而后直到470d视网膜厚度渐降。FA显示血管无异常，无荧光素渗漏。这种变化与上述组织学检查观察到的视网膜变薄相一致。
2视网膜下假体植入后视网膜的功能变化
Pardue等[10]在RCS大鼠眼内植入视网膜下人工假体，视网膜电图检查发现术后b波振幅有所下降，但术后4～6wk电刺激假体组的b波振幅比无电刺激假体组、伪手术组、无手术组高30%～70%，8wk时与对照组相比无明显差别。这说明电刺激假体组在术后可短暂保护视网膜功能。随后Pardue等[11]又发现RCS大鼠眼内植入视网膜下人工假体后，无电刺激假体组在术后6，12，14wk的视网膜电图检查显示了视网膜功能的短暂保护，因此推测假体在一定时间内可对视网膜功能产生保护作用，推测其来源为：假体产生的电刺激、手术机械刺激和(或)是假体异物本身等诱导机体内源性神经保护途径发挥作用。机制可能是通过诱导机体产生内源性神经保护相关蛋白表达增加，加强神经元突触与视网膜色素上皮层的联系，而视网膜色素上皮层被认为是神经营养因子的一个来源。但以上研究结果亦提示手术的机械损伤和（或）是植入假体本身诱导的内源性保护作用有限，可能只能在短时间内发挥明显的保护作用。
Pardue等[13]进行了5a视网膜下人工假体植入后视网膜功能学研究，视网膜电图检查显示假体植入眼的b波振幅较对侧对照眼的b波振幅最大下降15%，而这种下降早些时间就已出现，表明长时间假体植入后并不会进一步损害视网膜的功能，提示了假体良好的生物兼容性。
3视网膜下假体植入后视网膜蛋白的变化
Pardue等[7]用免疫组织化学等方法研究了视网膜下人工假体植入后视网膜中一些蛋白的变化。
3.1 GFAP
正常视网膜GFAP多分布在胶质细胞，Pardue发现视网膜下假体上视网膜的Müller细胞GFAP水平上调。有报道视网膜脱离后2d便可激活Müller细胞，而缺血，感光细胞退化等也会引起GFAP的表达增高。推测视网膜下人工假体植入所造成的局部视网膜脱离，缺血及阻碍脉络膜对内层视网膜的营养可能都参与了GFAP的增高。
3.2 Na+K+ATPase
细胞的正常代谢需要Na+K+ATPase，在健康猫视网膜的外节、双极细胞、丛状细胞层及神经节细胞层等均有Na+K+ATPase表达。在假体上视网膜及其周围除由于外层细胞丢失造成的Na+K+ATPase减少，Na+K+ATPase表达正常。
3.3谷氨酸盐
谷氨酸盐可分布于感光细胞内节及胞核，此外亦分布在神经节细胞层。视网膜下假体植入后感光细胞丢失，只能见到不同数目的谷氨酸盐标记的感光细胞核，除内层视网膜外其余各层表达都有减少。
3.4氨基乙酸
氨基乙酸阳性细胞的密度随着距离假体越远越小，相比之下，假体上面的氨基乙酸阳性细胞数增加。
3.5γ氨基丁酸
γ氨基丁酸（gammaaminobutyric acid, GABA）正常分布在丛状细胞层，无长突细胞和水平细胞中。假体上面GABA总的水平是下降的，部分原因可能是在这个位置缺乏外丛状层和水平细胞。
对比上述研究，有学者发现假体上视网膜蛋白表达的改变与之前研究发现的感光细胞退行变性视网膜中蛋白的变化相似，推测假体上视网膜蛋白的变化是由于视网膜细胞变性所致。
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