Термин «сухой глаз» был предложен в 1950 г. Эндрю де Реттом, хотя до него, в 1933 г., Хенрик Шегрен опубликовал результаты своего исследования и предложил термин «сухой кератоконъюнктивит», для того чтобы дифференцировать кератит, сопровождающийся гиполакримией, от ксерофтальмии, вызванной недостаточностью витамина A [1]. Он описал клинические и патоморфологические изменения в виде отсутствия секреции слезы у пациенток, страдающих ревматоидным артритом, и сделал вывод, что они являются симптомами генерализованного заболевания. Им же было показано, что окрашивание поверхности глаза 1% раствором бенгальского розового у этих больных является диагностическим методом выявления патологических изменений эпителия конъюнктивы и роговицы. Этот метод и сейчас применяют в рутинной практике, хотя все чаще используют в качестве витального красителя лиссаминовый зеленый во избежание возникновения болевых ощущений.
Первоначально синдром сухого глаза (ССГ) определяли как заболевание, ассоциированное с уменьшением водной составляющей слезной пленки. Поэтому и до настоящего времени в качестве скрининговых методов исследования в диагностике ССГ важное место занимают тесты, оценивающие объем слезопродукции: тест Ширмера 1 и 2, определение базальной секреции, тест с хлопчатобумажной нитью, определение клиренса слезной жидкости и осмолярности слезы.
На протяжении последних 50 лет концепция патогенеза ССГ менялась, что влекло за собой создание новых диагностических методов исследования. В конце 1970-х годов, когда в офтальмологической литературе появился термин «глазная поверхность», в цикле работ F.J. Holly [2, 3] была выдвинута и обоснована теория дестабилизации слезной пленки с объяснением механизма возникновения «сухих пятен» на поверхности роговицы. Автор считал липидный слой сложной структурой, состоящей главным образом из липидов низкой полярности, свободных жирных кислот, спиртов, свободных холестеролов, фосфолипидов и небольшого, весьма концентрированного слоя полярных липидов. При открытых глазах поток полярных липидов диффундирует к муциновому слою, причем он многократно возрастает при уменьшении объема водного слоя. Происходящее подавление гидрофильности муцинового слоя приводит к образованию гидрофобных «сухих пятен». Если процесс прорыва полярных липидов повторяется, то «сухая» зона начинает занимать бо`льшую площадь. Корнеальный эпителий в этом случае подвергается внешнему воздействию и медленно дегидрирует, начиная секретировать коллагеназу, атакующую подлежащие ткани. Автор подчеркивал, что причинами подобного патологического состояния могут быть изменения самого муцинового слоя (за счет поражения бокаловидных клеток и, следовательно, дефицита муцина), изменения аппарата век и нарушения процесса мигания, а также возрастание фракции полярных липидов. Последующие исследования J.E. McDonald и S. Brubaker подтвердили предположение F.J. Holly о роли липидов в возникновении «сухих пятен» на поверхности роговицы и развитии эпителиопатии [4]. Это стало началом появления таких диагностических тестов, как проба Норна, предполагающая использование инстилляций 1% флуоресцеина [5]. В настоящее время для получения максимально точных результатов используют неинвазивную оценку стабильности слезной пленки (Non-Iinvasive Break-Up Time — NIBUT). Использование прибора Tearscope-Plus (основанного на методе тиаскопии) позволяет не только визуализировать слезную пленку в отраженных от нее лучах белого света [6], но и определять толщину липидного слоя. С помощью авторефкератотопографа RT-7000 стало возможным фиксировать появление суммарных среднеквадратичных аберраций и аберраций высшего порядка, что является отражением дестабилизированного состояния слезной пленки. Прибор дает возможность определять неинвазивное время разрыва слезной пленки. При этом регистрируют не только время появления первого разрыва, но и распределение разрывов по всей площади слезной пленки, а также наиболее истонченную зону слезной пленки.
Для получения цифровых изображений интерференционной картины слезной пленки в ФГБНУ «НИИГБ им. М.М. Краснова» был сконструирован тиаскоп [7], а с целью объективизации результатов исследования была создана компьютерная программа Lacrima (регистрационный №201061345, 2010), позволяющая оценивать толщину липидного слоя, относительную площадь исследуемой зоны (%) и равномерность распределения липидов (по коэффициенту распределения) (рис. 1). Этот метод исследования является незаменимым для характеристики изменения липидного слоя слезной пленки как на уровне диагностического обследования, так и при последующем мониторинге результатов, а также может служить критерием восстановления продукции липидов на фоне проводимой терапии [8].
Рис. 1. Процентное распределение толщины липидного слоя слезной пленки (а) и компьютерная модель прекорнеальной слезной пленки (б) при синдроме сухого глаза.
Энергоемкий процесс секреции липидов обеспечивается наличием обширной системы кровоснабжения век. Нарушения микрокровотока и микролимфотока играют важную роль в патогенезе хронического блефарита и дисфункции мейбомиевых желез как воспалительного процесса. В ряде работ показано, что нарушения в микроциркуляторном русле могут предшествовать анатомическим изменениям [9]. Это является важным аспектом, поскольку кровеносные и лимфатические микрососуды имеют определенную взаимную ориентацию в пространстве и функционируют кооперативно, а лимфоток служит мощным адаптивным противоотечным фактором при различных видах отека, в частности воспалительного характера [10].
К объективным методам исследования микроциркуляции тканей век относится лазерная доплеровская флоуметрия. Применение этого метода исследования позволило установить подекадные нормативные параметры микроциркуляции кровотока и лимфотока век. Было доказано наличие обратной зависимости между компонентами микроциркуляции: увеличение амплитуды кровотока приводит к уменьшению амплитуды лимфотока [11]. Показано, что наибольшей специфичностью и чувствительностью при определении показателей кровотока обладают коэффициент вариации, нейрогенные и миогенные осцилляции. На основе анализа изменений клинической картины и показателей амплитудно-частотного спектра кровотока и лимфотока кожи век сделано заключение, что при возрастании нейрогенных и/или миогенных осцилляций микроциркуляции на 3% и более проводимая терапия является эффективной [12—14].
В 1995 г. M.A. Lemp было предложено разделить ССГ на две категории: вододефицитную и эвапоративную [15]. Позднее были описаны субтипы вододефицитной формы: ССГ, ассоциированный с синдромом Шегрена и не ассоциированный с синдромом Шегрена (развитие конгенитальной алакримии, хронические неспецифические дакриоадениты при системных заболеваниях и т.д.). Оценкой функционального статуса слезных желез стали такие динамические тесты, как тест Ширмера 1 и 2, определение базальной секреции, тест с хлопчатобумажной нитью, определение клиренса слезной жидкости и осмолярности слезы. Следует заметить, что существенным недостатком теста Ширмера, наиболее используемого в клинической практике, является отсутствие нормативных подекадных показателей. Помимо вышеперечисленных тестов для косвенной оценки слезных желез использовали и биологические тесты на определение уровня основных белков, продуцируемых слезными железами, в слезной жидкости — лактоферрина и лизоцима [16].
Наряду с изучением количественного и качественного состава слезной жидкости представляет интерес возможность исследования и клиническая оценка состояния самой слезной железы, поскольку вышеперечисленные диагностические тесты дают возможность лишь косвенно судить о степени и характере нарушений структурно-функционального состояния органа. Применение современных, технологически усовершенствованных ультразвуковых диагностических систем, позволило существенно повысить разрешающую способность при получении изображения исследуемых тканей. Коллективом авторов была разработана методика пространственного ультразвукового сканирования слезных желез [17]. Используя в качестве экспертного анализируемого критерия размеры слезных желез, асимметрию по сравнению с парным органом, доплерографические и денситометрические показатели, полученные в различных комбинированных пространственных режимах сканирования, авторы продемонстрировали прижизненные морфологические изменения в слезных железах, которые приводили к дисфункции органа при таких заболеваниях, как синдром Шегрена (патент №2309680 от 10.11.07), саркоидоз, IgG4-связанное заболевание [18—20] (рис. 2).
Рис. 2. Эхограмма ультразвукового среза слезной железы (указана стрелкой) в B-режиме серой шкалы (а); D1 — продольный размер, D2 — поперечный размер (б).
Формирование слезной жидкости является многоступенчатым процессом, который можно разделить на три стадии: это продукция «первичного» секрета ацинарными клетками главных слезных желез; формирование «вторичной» слезной жидкости в протоках главных слезных желез; «третичная» модификация состава слезы в конъюнктивальной полости, в которой принимают участие бокаловидные клетки конъюнктивы, крипты Генле, железы Манца, добавочные слезные железы Вольфринга и Краузе и т.д.
В конце 1970-х годов была разработана методика оценки состояния эпителия конъюнктивы и бокаловидных клеток — импрессионная цитология [21]. Методика позволяет охарактеризовать три основные популяции клеток конъюнктивы: эпителиальные, бокаловидные и воспалительные. Существовавшее ранее мнение о том, что эпителиальные клетки являются лишь покровными, было опровергнуто. В ряде исследований было показано, что эпителиальные клетки конъюнктивы являются непосредственными участниками различных биологических реакций, в том числе воспалительного процесса [22]. Физиологическая функция бокаловидных клеток заключается в производстве растворимых муцинов, которые поступают в водно-муциновый слой слезной пленки, определяя ее защитную и регулирующую роль. Отсутствие бокаловидных клеток является отличительным признаком ССГ [23]. Метод импрессионной цитологии позволяет определять плотность бокаловидных клеток и стадию плоскоклеточной метаплазии при ССГ. Воспалительные клетки, выявляемые при цитологическом исследовании, включают дендритные клетки, известные своей иммунокомпетентной ролью, популяции лимфоцитов, эозинофилы и даже микроорганизмы. Анализ этих популяций клеток, их плотности и модификаций дает ценную информацию о состоянии глазной поверхности. Оценивая плотность эпителиальных, бокаловидных клеток, диаметр межклеточных пространств, наличие и характер экссудата, бактерий, воспалительных клеток, патологических включений в ядре или цитоплазме, ядерно-цитоплазматическое отношение, можно определить степень и стадию изменений эпителия конъюнктивы по типу сухого глаза: компенсированную, субкомпенсированную и декомпенсированную [24] (рис. 3).
Рис. 3. Импрессионная цитология. Стадия декомпенсации.
а — полное отсутствие бокаловидных клеток в поле зрения, выраженные дистрофические изменения эпителиоцитов с появлением зерен кератогиалина в цитоплазме; б — расширение межклеточных пространств с выраженной десквамацией поверхностных эпителиоцитов и появлением бесклеточных зон с разной степенью лейкоцитарной инфильтрации; в — присоединение бактериальной инфекции. Окраска по Романовскому—Гимзе, ув. 40.
Кроме того, метод импрессионно-цитологического исследования является объективным доказательством оценки эффективности проводимой терапии ССГ. Примером может служить его использование при применении новой модели лечебной контактной линзы, насыщенной 0,05% циклоспорином А, в алгоритме комплексного лечения тяжелой формы сухого кератоконъюнктивита аутоиммунной этиологии. Появление бокаловидных клеток в конъюнктиве свидетельствует об уменьшении воспалительного процесса на глазной поверхности [25]. Преимуществами метода импрессионной цитологии по сравнению с общепринятым взятием соскоба с конъюнктивы являются его малоинвазивность, простота выполнения, возможность многократного воспроизведения, отсутствие необходимости применения анестетиков, которые могут повлиять на изначальное состояние эпителиального пласта [26, 27].
Сохранение гомеостаза глазной поверхности обусловлено тесным механизмом взаимодействия между эпителием глазной поверхности и слезной пленкой, находящимся под контролем нервной регуляции. Новой генерацией приборов с высокой степенью разрешения для морфологической оценки глазной поверхности стал лазерный сканирующий конфокальный микроскоп, оснащенный роговичным модулем (Confoscan, Nidek, Japan, Corneal Module of the HRT- II, Heidelberg Engineering). С помощью этого метода исследования можно выявить изменения эпителиального слоя роговицы, установить наличие и количество дендритных клеток, плотность, длину, толщину нервных волокон. Результаты лазерной сканирующей микроскопии роговицы in vivo коррелируют с гистопатологическими изменениями при ССГ (рис. 4) [28].
Рис. 4. Данные конфокальной микроскопии.
а — повышенная десквамация эпителиоцитов; а, б, в — полиморфизм эпителиальных клеток; в — отек в слое крыловидных клеток; г — увеличение количества клеток Лангерганса в базальном слое эпителия; д — повышенная извитость суббазальных нервов, лейкоцитарная инфильтрация в базальном слое эпителия; е — отек передней стромы; ж — микродепозиты в строме; з — задняя строма; и — дегенеративные изменения эндотелия.
Кроме этого, данный метод исследования позволяет в естественных условиях в режиме реального времени оценить состояние пальпебральной конъюнктивы, эпителия краев век, устьев мейбомиевых желез, диаметр ацинусов, ацинарную плотность, наличие перигландулярного воспаления, перигландулярного фиброза (рис. 5). Разработанный метод оценки морфофункционального состояния век применим в качестве объективного критерия эффективности внутрипротокового зондирования мейбомиевых желез, обеспечивающего увеличение продукции липидов и стабилизацию слезной пленки [29].
Рис. 5. Данные лазерной сканирующей конфокальной микроскопии век.
а — секреторная рефлективность устья мейбомиевой железы; б — уменьшение числа клеток поверхностного эпителия края века; в — наличие воспалительных клеток в пальпебральной конъюнктиве; г, д — гетерогенность интерстиция и стенки ацинуса, неравномерность формы ацинуса; е — атрофия мейбомиевых желез с обширным фиброзом.
Следует подчеркнуть, что эпителий роговицы и слезная пленка тесно связаны друг с другом как с анатомической, так и с физиологической точки зрения. Муцины в составе слезной пленки, продуцируемые бокаловидными клетками конъюнктивы, связаны с гликокаликсом на поверхности эпителиальных клеток, они обеспечивают ее равномерное распределение по поверхности глаза. Эпителиальные клетки роговицы и конъюнктивы непосредственно учувствуют в экспрессии отдельных видов муцинов. Различные факторы, способствующие нарушению целостности гликокаликса, приводят к снижению стабильности слезной пленки и последующему развитию ССГ.
Прозрачность роговицы поддерживается путем необходимого уровня воды в структуре роговицы, что достигается за счет наличия отрицательных зарядов на цепях гликозаминогликанов. Протеогликаны в строме расположены неравномерно, в связи с чем передние и задние слои стромы имеют различную степень гидратации: в передних слоях стромы содержится больше связанной воды, чем в задних слоях. Слезная жидкость на поверхности глаза и водянистая влага передней камеры являются изотоническими по отношению к строме роговицы. Гигроскопичность гликозаминогликанов обеспечивает приток воды из слезной пленки через эпителий роговицы в строму роговицы, реализуя пассивный транспорт. Избыточная гидратация цепочек гликозаминогликанов увеличивает их размер, расстояние между коллагеновыми волокнами, нарушая правильность их построения, что ведет к потере прозрачности роговицы. Метаболизм роговицы должен обеспечивать удаление избытка воды, что реализуется посредством активного транспорта ионов через клеточные мембраны эндотелиальных клеток в переднюю камеру. Таким образом создается активный поток воды от передней части к задней части роговицы и сохраняются гомеостаз, баланс жидкости, нормальный уровень гидратации и оптическая прозрачность роговицы. Нарушение в работе механизма метаболического транспорта — в случаях кислородного голодания, окислительного стресса или под воздействием широкого спектра веществ, способных нарушить гомеостаз эпителия, эндотелия и стромального матрикса, — приводит к изменению уровня гидратации роговицы, а также к снижению стабильности слезной пленки. Скорость истончения слезной пленки и степень гидратации эпителия роговицы могут также служить маркером преклинической стадии поражения роговицы и развития синдрома сухого глаза [30]. Попытка осуществить измерение стабильности слезной пленки одновременно с оценкой гидратации эпителия роговицы с помощью терагерцового излучения, которое вследствие малой энергии квантов является теоретически безопасным для живых организмов и имеет отличительное свойство сильно поглощаться жидкой средой, была предпринята сотрудниками ФГБНУ «НИИГБ им. М.М. Краснова» и кафедры медицинской физики МГУ им. М.В. Ломоносова. Был предложен диагностический подход, основанный на использовании излучения терагерцового диапазона, генерируемого на разностной частоте непрерывных узкополосных лазеров ближнего инфракрасного диапазона, и создана отечественная экспериментальная модель терагерцового спектрометра-рефлектометра [31]. В ходе исследования определены оптимальные параметры мощности и частоты зондирующего излучения для выявления изменений степени гидратации роговицы [32]. На модели глаза установлена выраженная корреляция между изменением уровня гидратации роговицы и изменением коэффициента отражения, характеризующаяся падением коэффициента отражения во времени при снижении степени гидратации роговицы. Доказана безопасность установленных параметров функционирования прибора, подтвержденная результатами прижизненного морфологического исследования, а также результатами гистологического исследования на экспериментальной модели животных [33].
В последние годы вектор научных исследований направлен на изучение генетических механизмов развития офтальмологических заболеваний. Определен вклад различных локусов генов в некоторые заболевания глазной поверхности. Так, в ходе исследований, основанных на полногеномном секвенировании (genome-wide association studies — GWAS), показана роль полиморфных вариантов генов THBS1, GTF2I, STAT4, PTPN22, TRIM21 в развитии ССГ аутоиммунной этиологии [34, 35]. Совместными исследованиями сотрудников ФГБНУ «НИИГБ им. М.М. Краснова» и ФГБНУ «НИИ общей патологии и патофизиологии» установлена взаимосвязь молекулярно-генетических аспектов (полиморфных маркеров генов THBS1, GTF2I, STAT4, PTPN22, TRIM21) с развитием ССГ не только аутоиммунной, но и экзогенной этиологии, что позволило дополнить диагностический алгоритм обследования пациентов. Так, при вероятном первичном синдроме Шегрена (при отсутствии необходимого количества экспертных критериев) рекомендуется комплексный молекулярно-генетический анализ, включающий оценку статуса полиморфных маркеров rs7947461, rs4144331 гена TRIM21; маркера rs1478604 гена THBS1; маркеров rs7574865, rs7582694 гена STAT4; маркеров rs2476601, rs33996649 гена PTPN22. Идентификация предрасполагающих генотипов полиморфного маркера rs7947461 гена TRIM21; маркера rs33996649 гена PTPN22 рекомендована с целью прогнозирования развития экзогенного ССГ и назначения слезозаместительной терапии у лиц после кераторефракционных оперативных вмешательств; при длительном ношении контактных линз; при работе с гаджетами; при системном и местном применении различных медикаментозных препаратов; при использовании косметики, содержащей ретиноиды. Способ определения полиморфных маркеров генов THBS1, GTF2I, STAT4, PTPN22, TRIM21, основанный на методе анализа кривых плавления ДНК, дает возможность прогнозировать развитие ССГ у пациентов при наличии факторов риска и отсутствии клинико-функциональных нарушений [24, 36, 37]. Данные исследования являются перспективным для формирования персонализированного подхода к терапии заболевания [37, 38]. Особенно это касается эпигенетических исследований, в частности поиска ассоциаций микроРНК (биомаркеров и медиаторов заболеваний и потенциальных терапевтических мишеней), определение экспрессии и уровень метилирования которых позволят понять механизмы патогенеза развития заболеваний глазной поверхности, в частности ССГ.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.