Silent Thief of Sight——青光眼導論(下)


責任編輯/何亨晨

核稿編輯/林翊庭

圖說美編/柯岱君


難度:★★★☆☆

應備知識:Silent Thief of Sight(上)、看眼科的經驗

連結大學:臨床相關


  我們在上篇以房水循環、視覺路徑、和神經膠細胞為主軸簡單介紹了青光眼的致病機制,忘記的人可以點這裡回去複習喔(Silent Thief of Sight——青光眼導論(上)),那今天我要接續上次的主題,跟大家說明哪些檢查可以幫我們發現青光眼,臨床上又會怎麼治療,以及跑在研究最尖端的新興治療方式。

眼底鏡檢查(Ophthalmo-scopy)

  相信大家對於眼科檢查的印象一定擺脫不了看熱氣球或房子,還有枯燥的比開口方向,但不要忘了眼科醫師通常會進行眼底鏡檢查,透過眼底鏡,眼科醫師可以看到視神經的立體結構。一般來說,若視神經受損,會出現視神經杯(Optic Cup)擴大的現象。而在視神經杯和視神經盤中間的部分我們稱為環(Rim)。眼科醫師針對環的大小歸納出ISNT原則,ISNT代表眼睛內部視神經分布的四個方向:下側(Inferior)、上側(Superior)、鼻側(Nasal)、耳側(Temporal),在這四個方向中環的大小依序應該是下側>上側>鼻側>耳側,若是眼睛不符合ISNT原則,那就有可能罹患了青光眼。除此之外,視神經受損還有可能有其他表現,像是環上出現缺口(Notching)、垂直狀的視神經杯(Vertical Cup)等都可能象徵著青光眼。

圖一 視神經杯受壓力而擴大的側面示意圖
圖二 視神經杯受壓力而擴大的正面示意圖
圖三 ISNT原則示意圖,環在四個方向的大小依序為:I>S>N>T
圖四 左圖為環上出現缺口;右圖為垂直狀視神經杯,兩者都為異常的視神經
眼壓檢查(Intraocular Tonometry)

  除了眼底鏡檢查之外,我們也會做眼壓檢查。目前醫院最常見的是非接觸式眼壓計,是利用空氣槍發出空氣脈衝撞擊角膜,使角膜變形,從原本突起到平坦再到凹陷,這時機器利用紅外線偵測角膜的形變量,換算出眼壓。我們可以想像眼球就像是氣球,角膜就是氣球的那層皮,我們用戳氣球的方式來量測氣球內部的壓力,但會影響手感的除了氣球內部的壓力,氣球的皮也會有影響。如果皮很厚或很硬的話,可想而知會變得很難戳。測量眼壓時也是如此,角膜的物理性質像是厚度、僵硬程度也會使量測眼壓有些微的誤差。一般來說,眼壓>21mmHg可能代表有高眼壓的症狀,需要醫師進一步衡量角膜厚度和其他的身體狀況之後,再確認是否需要治療。

視野圖檢查(Visual Field Examination)

  另一項經常用來診斷青光眼的是視野圖檢查,利用閃爍的光點來檢查眼睛對於不同區域的光線的感知能力,若視神經節細胞死亡,會造成該區視覺訊號在傳遞的途中中斷,沒有辦法傳到大腦皮質形成視覺。當然我們眼睛裡有很多視神經節細胞,所以少數幾個細胞死亡不會對視力造成影響,但時間一長,不經治療的話有可能造成超過一半的細胞死亡,這時視野圖就會出現缺損。一直以來,視野圖扮演著追蹤青光眼有無惡化的重要指標,但近幾年人工智慧蓬勃發展,視野檢查也與之結合。在今年1月,JAMA Ophthalmology刊登了一篇視野圖搭配人工智慧的論文,研究團隊整理出青光眼14種典型的視野缺損,利用人工智慧將病人的視野圖約化成不同典型缺損的比例組合,再由此推算出未來視野圖的惡化程度,成果相當豐碩,期待在未來幾年之內,這項技術能夠加入臨床,幫助醫師和病人掌握青光眼的病情發展[1]。

光學同調斷層掃描(Optical Coherence Tomography)

  這是近三十年才開始應用在眼科的一項檢查,跟前面提到的各種檢查相比算是比較年輕的一個。它利用光波干涉的原理,掃描視網膜上的組織,獲取高解析度的圖像。可以想像它就是一種聲納,可以穿透視網膜的組織,因為視網膜各層組織的散射性質不同,程式處理複雜的回傳訊號之後,就可以建構出2D或是3D的影像。青光眼患者的眼睛,因為有部分的視神經節細胞死亡,他們的視神經纖維會變得比較少,該區的組織厚度也會偏薄,如此就可以了解青光眼的惡化情形。由於這是一個年輕的檢查,有很多技術應用的空間,因此機器推陳出新的速度相當快,解析度一再的提高,更先進的機器甚至可以檢測視神經的血管密度。這為甚麼重要呢?因為有研究指出,血管密度的減少與青光眼的惡化有著密不可分的關係[2, 3, 4],也因此,有許多研究者認為搭載偵測血管密度的光學同調斷層掃描可以幫助我們更早期或確認青光眼的診斷[3, 4, 5]。

當我們被檢查出患有青光眼時,有什麼我們能做的呢?

  因為人類的視神經無法再生,萎縮的神經沒有辦法再長回來,因此青光眼目前沒有治癒的方法,只有不讓它惡化的方法。大部分的治療方式都是從降低眼壓來著手,因為這是我們已知與青光眼惡化最為相關的風險因子,在這之中也包括正常眼壓型青光眼的患者,他們需要保持眼壓在一個較低的標準,以延緩青光眼病情的進展。臨床上,最普遍的治療方式有藥物、雷射手術、以及傳統手術。

青光眼藥物治療

  藥物治療有兩種途徑,一類是減少房水的生成,另一類是增加房水的排出量;就像是我們處理浴缸積水也有兩種方法,一是把水龍頭的水關小一點,再來就是把排水孔開大一點。第一類的藥物有碳酸酐酶抑制劑(Carbonic Anhydrase Inhibitors)和乙型腎上腺阻斷劑(Beta-Adrenergic Blockers);第二類的藥物有前列腺衍生物(Prostaglandin Analogs),促使房水排泄增加;當然我們還有同時關水龍頭和開排水孔的第三類藥物,像是甲型腎上腺受體促效劑(Alpha-Adrenergic Agonists)同時具有減少房水生成和增加房水排出量的功能。

青光眼雷射治療

  雷射治療是近幾年興起的方法,可以用在藥物治療的過渡階段,對於藥物過敏的病人也是一個替代方案。篩狀小樑整型術(Trabeculoplasty)是將雷射打在隅角的篩狀小樑上,增加房水的排出量,適用於隅角開放型青光眼[6]。虹膜穿孔術(Iridotomy)是特別針對急性的隅角閉鎖性青光眼,還記得嗎?隅角閉鎖型青光眼是因為隅角被虹膜機械性阻塞而眼壓升高,而虹膜穿孔術是利用雷射在虹膜的側面開一個小洞,讓房水可以正常的從篩狀小樑和史氏管流出。有研究顯示這大部分的患者接受這個治療後,可以降低急性青光眼的風險,但仍需長期追蹤眼壓變化[7]。

圖五 左圖為篩狀小樑整形術;右圖為虹膜穿孔術(紅光為雷射示意圖)
青光眼傳統手術治療

  而傳統手術是另一個降低眼壓的手段,較常見的是青光眼引流管植入術(Glaucoma Drainage Implants),它是做出一個人造通道宣洩多餘的房水,可以想像成浴缸原本的排水口已經真的堵住了,所以我們在浴缸的另一個地方再打了一個洞,用這個新的排水口排水。這個治療方式聽起來可能又酷又方便,但是請記得正常的房水排泄系統是在身體的內部,而青光眼引流管植入術卻是做了一個連絡外界和眼睛內部的通道,這代表眼睛受到感染的機會大幅的提高,尤其是為了避免通道癒合阻塞,手術會利用抗癌藥物避免癒合,因此一旦感染,細菌很容易就侵入眼睛的內部,若是延後治療,可能會因為眼睛發炎太嚴重,而喪失視力。

  除此之外,非常多的研究人員正在投入開發新藥和新的治療方法。以下就來介紹兩個結合了最新的科技,非常有希望造福大量病人的新興治療方法。

青光眼與奈米科技

  大家如果有點眼藥水的經驗,在藥水流過鼻淚管散佈在口腔時,應該都有一個疑問:「我點的眼藥水真的都有吸收到眼睛裡嗎?」這絕對是因人而異,我們的淚液流量(Tear Turnover Rate)、結膜的滲透性、生物有效性(Bioavailability)等都會直接影響到真正作用的藥量。為了解決用藥不精準的問題,研究人員們使用了近十年非常夯的技術——奈米科技。2014年,科學家設計了一個酵素驅動的系統,簡單的說,他們把奈米鑽石和青光眼藥物包裹在一種稱為Chitosan的多醣中,這個多醣的特別之處在於它容易和淚液中含有的溶菌酶發生裂解反應。所以當環境中沒有溶菌酶時,不會釋放藥物;如果出現了溶菌酶,會啟動聚合物的裂解,讓藥物釋放出來。這整個系統被應用在隱形眼鏡上,利用隱形眼鏡來控制藥物的投放量,這樣就不需要點藥水,也不會出現點一大滴眼藥水時,眼睛來不及吸收的問題[8]。說不定在不遠的將來,這項技術成熟之時,所有我們現在看到的藥水都將藏身於隱形眼鏡之後。

圖六 搭載奈米鑽石和青光眼藥物的隱形眼鏡示意圖
青光眼與神經保護

  最後我們來提個全新的治療思維——神經保護(Neuroprotection),它的構想很簡單,既然青光眼是神經病變的疾病,那我們直接用一些方法保護神經,只要神經的損傷不擴大,就可以防止青光眼的惡化。雖然想法很單純,但實行起來非常複雜,就以基因療法(Gene Therapy)為例,科學家已經找出許多會導致開放型青光眼或是眼壓升高的基因,也找到後天體細胞突變累積造成粒線體功能失常的基因,現在也已經發展出可以將這些會致病的基因替換成正常基因的技術,但是礙於倫理問題還有其他安全性的問題,這個治療方法遲遲不能進入臨床人體試驗[9]。除此之外,幹細胞療法(Stem Cell Therapy)、神經營養因子輔助療法(Neurotrophic Support)、生物能量輔助療法(Bioenergetic Support)等都是科學家們正在研究的領域[9],縱使現在大部分的療法都還在初步萌芽的階段,但相信總有一天,科學家們會突破重重難關,找出讓新療法問世的一條路。

  今天介紹了一部份青光眼的檢查和治療方式,或許現在的你沒有運用這些知識的需要,但隨著青光眼普及化的趨勢,或許我們的周遭會有越來越多的人面臨青光眼的問題。而且目前在大部分的眼科門診中,眼科醫師很難有時間跟病人完整的講解複雜的檢查、治療方式,希望這時的你,可以回來複習一下,把你的所學跟親人分享,同時也可以平等的跟醫師討論你發現的問題還有未來的治療方法。

看完這篇文章,你應該要知道:

  1. 眼底鏡、眼壓、視野以及光學同調斷層掃描能夠幫助我們發現青光眼,並擬定治療方針。

  2. 目前大部分的治療方式是降低眼壓,藥物方面有降低房水生成和增加房水排出兩個途徑;雷射治療方面,若是開放型青光眼,可能可以使用篩狀小樑整形術,若是閉鎖型青光眼,可能可以使用虹膜穿孔術;傳統手術中較常見的是引流管植入術,但需要注意其術後併發症的風險較高。

  3. 奈米科技的應用能夠控制藥物施放的濃度、時間,或許能夠解決點眼藥水時用藥不精準的問題。

  4. 神經保護包括基因療法、幹細胞療法等,希望能藉此延緩視神經節細胞死亡的速度。

參考資料

1. Wang, M., Tichelaar, J., Pasquale, L. R., Shen, L. Q., Boland, M. V., Wellik, S. R., De Moraes, C. G., Myers, J. S., Ramulu, P., Kwon, M., Saeedi, O. J., Wang, H., Baniasadi, N., Li, D., Bex, P. J., & Elze, T. (2020). Characterization of Central Visual Field Loss in End-stage Glaucoma by Unsupervised Artificial Intelligence. JAMA ophthalmology, e195413. Advance online publication.

2. Yarmohammadi, A., Zangwill, L. M., Diniz-Filho, A., Suh, M. H., Yousefi, S., Saunders, L. J., Belghith, A., Manalastas, P. I., Medeiros, F. A., & Weinreb, R. N. (2016). Relationship between Optical Coherence Tomography Angiography Vessel Density and Severity of Visual Field Loss in Glaucoma. Ophthalmology, 123(12), 2498–2508.

3. Mammo, Z., Heisler, M., Balaratnasingam, C., Lee, S., Yu, D. Y., Mackenzie, P., Schendel, S., Merkur, A., Kirker, A., Albiani, D., Navajas, E., Beg, M. F., Morgan, W., & Sarunic, M. V. (2016). Quantitative Optical Coherence Tomography Angiography of Radial Peripapillary Capillaries in Glaucoma, Glaucoma Suspect, and Normal Eyes. American journal of ophthalmology, 170, 41–49.

4. Yip, V., Wong, H. T., Yong, V., Lim, B. A., Hee, O. K., Cheng, J., Fu, H., Lim, C., Tay, E., Loo-Valdez, R. G., Teo, H. Y., Lim Ph, A., & Yip, L. (2019). Optical Coherence Tomography Angiography of Optic Disc and Macula Vessel Density in Glaucoma and Healthy Eyes. Journal of glaucoma, 28(1), 80–87.

5. Yarmohammadi, A., Zangwill, L. M., Diniz-Filho, A., Suh, M. H., Manalastas, P. I., Fatehee, N., Yousefi, S., Belghith, A., Saunders, L. J., Medeiros, F. A., Huang, D., & Weinreb, R. N. (2016). Optical Coherence Tomography Angiography Vessel Density in Healthy, Glaucoma Suspect, and Glaucoma Eyes. Investigative ophthalmology & visual science, 57(9), OCT451–OCT459.

6. Myrjam, D. K., Maya, D. B., Jonas, D. B., & Veva, D. G. (2018). Selective Laser Trabeculoplasty as Replacement Therapy in Medically Controlled Glaucoma Patients. Acta Ophthalmologica, 96(5), 577-581.

7. Bian, A.L., Zhao, J.L., Zhou, Q., Zhang, Y., Liu, X.L., & Mao, J. (2009). Long-term Outcomes of Laser Peripheral Iridectomy for Primary Angle Closure Glaucoma. Zhonghua Yan Ke Za Zhi, 45(12):1099–1104.

8. Kim, H. J., Zhang, K., Moore, L., & Ho, D. (2014). Diamond nanogel-embedded contact lenses mediate lysozyme-dependent therapeutic release. ACS nano, 8(3), 2998–3005.

9. Guymer, C., Wood, J. P., Chidlow, G., & Casson, R. J. (2019). Neuroprotection in glaucoma: recent advances and clinical translation. Clinical & experimental ophthalmology, 47(1), 88–105.

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