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1棘阿米巴原虫感染角膜的过程
1.1粘附角膜上皮 棘阿米巴原虫粘附到角膜表面是发生角膜炎的前提条件。研究结果表明，完整的眼表结构是抗棘阿米巴的重要防线。泪膜覆盖在角、结膜表面，是眼表面的第一层保护层，可通过机械冲刷及其抗菌成分如溶菌酶、免疫球蛋白、β溶解素等抑制微生物生长，正常泪膜能有效阻止微生物进入角膜上皮细胞[2]。正常的角膜上皮细胞对棘阿米巴侵袭也有一定的抵抗性，角膜上皮破损通常是建立棘阿米巴动物模型的必备条件。Hurt等[3]发现卡氏棘阿米巴细胞膜表面表达一种大约133 kDa的甘露糖诱导细胞蛋白(MIP133)，MIP133不仅可以促使滋养体与角膜上皮细胞表面甘露糖化蛋白的粘附，还可通过caspase 3依赖途径诱导人类角膜上皮细胞凋亡，之后降解I型和Ⅳ型胶原进入角膜基质。此外，棘阿米巴还可通过与角膜细胞外基质蛋白结合入侵角膜[4]。
1.2滋养体介导的细胞病理效应及其诱导细胞凋亡 体外研究证实[5]，棘阿米巴滋养体可以杀伤正常和恶性的哺乳类细胞。滋养体通过3个相对独立的过程导致角膜上皮细胞的破坏：直接细胞裂解、细胞吞噬和诱导凋亡。棘阿米巴可通过数种机制导致这种细胞病理效应。滋养体直接介导的细胞裂解具有钙依赖性，Ca2+载体A23187可以加速这种效应，钙通道抑制剂可抑制这种效应。滋养体还可诱导其所侵袭的细胞发生凋亡, 体外试验发现肿瘤细胞暴露于滋养体或其培养液中的提取物后, 细胞呈现典型的凋亡过程，主要特征为：靶细胞膜发泡，细胞质／核比率减小、释放凋亡小体和DNA断裂。
1.3滋养体通过产生各种蛋白酶入侵角膜基质层 病原体结合到角膜上皮细胞后，滋养体继续介导细胞病理效应破坏角膜上皮和穿透Bowmans膜。随后，棘阿米巴滋养体释放各种蛋白酶包括：丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶、弹性蛋白酶、胶原裂解酶和纤溶酶原激活物[6]。体外和活体研究表明，丝氨酸蛋白酶对角膜上皮细胞具有明显的致病效应。这些蛋白酶可能有助于滋养体进入细胞外基质和角膜基质层，从而导致棘阿米巴感染的慢性特征。尽管棘阿米巴具有高度的迁移性，并且能产生大量的加速组织浸润的蛋白酶，但滋养体却极少穿越角膜内皮层引起眼内感染[7]。
1.4滋养体也可浸润角膜神经造成放射状角膜神经炎 体外研究显示，滋养体对神经细胞和神经棘起源细胞的提取物具有强烈的趋化反应，但对角膜上皮细胞和基质细胞却无反应。另外，棘阿米巴滋养体可通过直接裂解和凋亡作用杀死神经细胞。滋养体对角膜神经浸润嗜好性以及在体外造成神经细胞广泛裂解的作用可能解释了伴随棘阿米巴角膜炎的剧烈疼痛[7]。
2免疫反应在棘阿米巴角膜炎中的作用
为保护角膜免受外界带来的损害, 免疫反应起着极其重要的作用。机体的免疫系统分为2个部分：由非抗原特异性成分组成的天然免疫(natural immunity)和由抗原特异性成分组成的适应性免疫(adaptive immunity)。天然免疫是保护人类或动物免受病原体侵害的第一道屏障，同时也是适应性免疫应答的桥梁。它对所有病原体的非特异性免疫作用是公认的。它的抗菌物质如防御素、溶菌酶、补体以及非特异性免疫细胞包括中性粒细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞[8]。适应性免疫主要由抗原特异性的T、B淋巴细胞及其抗体分子所组成。
2.1天然免疫 天然免疫中单核吞噬细胞可非特异性地吞噬致病微生物,并作为抗原提呈细胞参与适应性免疫应答。吞噬细胞包括嗜中性白细胞及巨噬细胞等，棘阿米巴原虫感染早期，角膜组织内以巨噬细胞浸润为主，随着病情的发展中性粒细胞成为主要的浸润细胞；实验证实两者都可杀灭棘阿米巴的滋养体和包囊，但机制不同。前者主要是通过吞噬作用，后者是通过激活髓过氧化物酶(MPO)杀灭病原体，其效应是前者的3倍[9]。
2.1.1巨噬细胞 巨噬细胞显著影响棘阿米巴性角膜炎的病程。体外研究表明，巨噬细胞对棘阿米巴滋养体具有趋化和杀伤作用。虽然未活化的静止的巨噬细胞可诱导滋养体以形成包囊，但是干扰素IFNγ和棘阿米巴的特异性抗体显著提高了巨噬细胞杀死滋养体的能力，这表明可以在体内激活巨噬细胞清除滋养体[10]。虽然巨噬细胞对完整的囊肿不产生趋化反应，但最近研究表明，巨噬细胞对包囊溶解液表现出积极的趋化反应，并能够在体外通过细胞吞噬功能杀死囊肿。在建立的棘阿米巴角膜炎动物模型中，在感染的早期可见显著的多形核白细胞和巨噬细胞等炎性细胞渗出, 并和模型角膜炎的严重程度和炎症反应相关。在中华仓鼠和猪发生的棘阿米巴角膜炎是一种急性自限性疾病。中华仓鼠的角膜感染大约l4～21d消失[11]。然而，在感染角膜前去除结膜的巨噬细胞，那么角膜炎将会变为慢性、进行性疾病。动物实验已经证明采用反复结膜下注射含有二氯亚甲基二磷酸的脂质体, 选择性地消耗结膜巨噬细胞显著影响棘阿米巴角膜炎的发病率、严重程度和病程, 脂质体组发病率高于对照组,且炎症更剧烈，病程更长[12]。此外，在早期感染时，激活的巨噬细胞可以防止阿米巴的传播和入侵，同时减少滋养体渗透到角膜基质内转化为包囊的机会。Hassan等[13]研究发现重复结膜下注射脂质体载刀豆蛋白A（concanavalin A/ ConA）刺激T细胞上清（含IFNγ），激活结膜巨噬细胞，可以使角膜棘阿米巴滋养体感染率急剧下降，并减轻棘阿米巴性角膜炎的严重性，缩短病程,防止这种疾病变成慢性病。这些成果有力的表明，巨噬细胞作为抗角膜感染的第一道防线，在控制棘阿米巴角膜炎的发病和病程中发挥重要作用。Daniel等[14]通过向中国仓鼠角膜浅层注射乳胶微粒, 观察乳胶微粒治疗对棘阿米巴角膜炎的发病率及严重程度的影响，并研究乳胶微粒保护角膜抗棘阿米巴角膜炎机制。结果表明，乳胶微粒治疗并不影响滋养体粘附到角膜上皮，也不能保护角膜上皮细胞或基质细胞免受滋养体对其的裂解作用。耗竭嗜中性粒细胞没有消除乳胶珠微粒的保护作用，而耗尽结膜巨噬细胞却消除了乳胶微粒的保护作用。感染的第4d，乳胶微粒诱导巨噬细胞浸润角膜达到高峰。这说明了角膜内注射乳胶微粒有显著诱导抗棘阿米巴性角膜炎的作用，而这些作用大部分是依赖巨噬细胞介导的。乳胶微粒诱导角膜上皮细胞产生很多趋化因子如：MCP1，巨噬细胞炎性蛋白(MIP)1α，IL1β，IL8使巨噬细胞迁移到角膜中央，杀死滋养体。这些结果再次强调了巨噬细胞在抗棘阿米巴性角膜炎的重要作用[15]。巨噬细胞杀死滋养体主要是通过吞噬作用，其用来杀伤病原体使用的细胞毒性效应分子还没有明确定义。据报道，作为活化巨噬细胞产生细胞毒性效应分子，L 精氨酸氮氧化产生的一氧化氮（NO）发挥了重要作用。未活化的静止的巨噬细胞产生NO很少，然而激活的巨噬细胞产生高水平的NO。而NO可通过诱导棘阿米巴原虫凋亡而发挥其抗棘阿米巴感染作用[16]。
2.1.2嗜中性粒细胞 对人和动物病变角膜的组织学检查显示：在病变区存在大量的嗜中性粒细胞。体外研究发现，人和大鼠的嗜中性粒细胞可以杀伤棘阿米巴滋养体。活体研究也发现，嗜中性粒细胞影响棘阿米巴角膜炎的病程。抑制嗜中性粒细胞向感染角膜的迁移可以引起中华仓鼠棘阿米巴角膜炎的严重恶化。正常中华仓鼠的棘阿米巴角膜炎大约3～4wk内自发性消退。其消退过程与角膜产生巨噬细胞炎症蛋白(MIP2)相一致。结膜下注射抗MIP2抗体可以抑制嗜中性粒细胞向感染棘阿米巴的角膜发生迁移。另外，与未处理组相比，使用抗MIP2抗体处理的中华仓鼠迅速发生角膜损害。其感染的消散比较缓慢。与此相反，在棘阿米巴滋养体感染前角膜内注射MIP2可以诱导嗜中性粒细胞的浸润，角膜炎显著缓解，病变消退[17]。
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