第二章 動物模式
第二節 中大動物(含反芻類)
2.2.5 乾眼症兔模式(Rabbit Model of Dry Eye Disease)
2.2.5.1 特性介紹
乾眼症是一種當代流行疾病,造成乾眼症的危險因子與過度使用電子產品、
荷爾蒙代謝變化、自體免疫疾病、感染、服用某些藥物、手術、使用隱形眼鏡及 環境等有關。由於電腦、智慧手機和隱形眼鏡對現代生活至關重要,據估計每 10 個日本人中就有一個患有乾眼症,而長時間待在冷氣房,目不轉睛死盯著 3C 螢 幕加上淚液分泌不足,使得乾眼症有越來越年輕化的趨勢。乾眼症一般分為兩型,
第一型為「過度揮發型」(evaporative)意指眼淚過度揮發,第二型為「分泌不足 型」(aqueous deficient)意指眼淚產生不足。這兩型都會導致淚膜(tear film)失 去平衡,隨之而來眼淚就會變成高滲透壓而引起眼睛的不適。最常見症狀是眼睛 乾澀,而為了緩解乾澀所帶來的不適,人類便會不自主地頻繁眨眼,除了眨眼外,
尚有眼睛發紅、怕風畏光、異物感、疼痛等症狀。兔子眼眶上有三個腺體,分別 是淚腺、副淚腺和第三眼瞼腺體;淚腺(lacrimal gland)位於眼眶的後背區,副 淚腺位於眼眶的下部;兔子利用淚腺和第三眼瞼腺體的分泌物來滋潤、潤滑和沖 洗眼球的表面,其中淚腺所產的分泌物是清澈的,但第三眼瞼腺體所產的分泌物 是乳白色的。淚膜是由腺體分泌物與來自瞼板腺(meibomian gland)和杯狀細胞
(goblet cells)的分泌物組成的。眼淚從結膜囊通過鼻淚管排出到鼻子裡。
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淚膜分為三層,依序是脂肪層、淚水層、黏液層。淚膜最外層為脂肪層,主 要成分是由瞼板腺分泌,完整無破損之脂肪層可以用來保護其下層之淚水避免過 快揮發,脂肪層一旦破損其下層之淚水就會溢流出來。淚膜中間層為淚水層,主 要成分是由淚腺分泌,除了水分外亦含蛋白質,可提供角膜氧氣及營養,其中 Mucin 5AC 是淚膜主要的蛋白質,乾眼症患者淚液中 Mucin 5AC 濃度會下降。
淚膜最內層為黏液層,主要成分是由結膜杯狀細胞分泌,可鎖住淚液。淚膜覆蓋 角膜,兔子角膜橫軸長度約 15 mm(人類 11.7 mm),縱軸長度約 13.5-14.0 mm
(人類 10.6 mm),角膜厚度在中心約為 0.3-0.4 mm(人類 0.5 mm),在角膜周 邊約為 0.45 mm (人類 0.7-1.0 mm),也就是說角膜中央部份較薄,旁邊較厚。
角膜除了保護眼睛內部亦提供眼睛約三分之二的屈光力,角膜有 3 至 5 層的上皮
(epithelium),中間為基質層(stroma)內有膠原纖維,底層分別是戴氏膜
(Descemet membrane)和內皮(the endothelium),人之角膜共分五層,分別是上 皮、鮑曼層(Bowman’s layer)、基質、戴氏膜與內皮。因為這些角膜層都是透明 的,所以光散射也是最小的。上皮由非角化複層細胞組成(nonkeratinized stratified epithelium),由上到下分別是表面細胞(Surface cells)、翼狀細胞(Wing cells)、 與柱狀細胞(Columnar cells)。上皮的厚度約為 53 μm,約占角膜厚度的 10%,
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上皮就像皮膚一樣,細胞老化脫落之後,下方的細胞會補位。鮑曼層是一個纖維 網狀結構,厚度僅 8 到 14 μm。基質是角膜最厚的構造,富含膠原蛋白纖維,約 佔角膜整體厚度的 90%;戴氏膜功能為支持內皮。鮑曼層與戴氏膜兩者合起來厚 度占角膜不到 4%。內皮是由單層的內皮細胞構成,內皮細胞對於維持角膜的含 水量至為重要,當內皮細胞數量不足或功能喪失,會使得角膜水腫、變得不透明,
進而嚴重妨害視力。正常角膜為透明狀,淚液分泌多寡會影響角膜品質,換言之 角膜的透明度是取決於淚液是否正常分泌,正常情況下淚液源源不絕,維持淚膜 動態平衡,淚液不僅可以濕潤營養眼球,也可使眼球免於受到感染和發炎。
2.2.5.2 模式成功建立的標準
囓齒動物眼球體積小較不適合從事人類眼科疾病如乾眼症、青光眼、年齡相 關性黃斑部病變、光致視網膜病變、白內障和葡萄膜炎等臨床前的藥物療效和安 全性研究,也不適合測試新的藥物輸送方法,但儘管它們體積小,特殊品系具有 免疫遺傳學和基因改造,則可以用於乾眼症致病機制的研究。而兔子主要優勢在 於兔子的眼球近似於人,兔子眼眶位於頭骨的兩側,眼眶開口方向與兔首橫切面 成 85 度,眼球前後長度約 16-19 mm,水平長度約 18 mm,不是純圓形結構(人 類眼球前後長度約 24 mm,水平長度約 23.5 mm,接近圓形),加上大量解剖和
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生理資料,因此常用於手術與藥物輸送方法之研發。好的動物模式不僅可用於研 究乾眼症的病理生理學和發病機制,也可用於發展新的治療方法。
2.2.5.3 模式建立
「過度揮發性乾眼症」常見於人類眼瞼閉合不全、眨眼頻率下降、眼瞼發炎 等狀況,為模擬此類乾眼症患者,茲以紐西蘭白兔建立機械式抑制兔眼瞼開閉模 式:將兔子深度麻醉後,以開眼器將動物一眼之眼瞼撐開,眼瞼撐開維持之時間 分別為 3 小時、6 小時、半日及一日,然後在上述不同時間點進行淚液分泌檢查
(Schirmer's test),以 Schirmer 淚液分泌檢查紙條來測量紙帶的潤濕長度,並與 另一眼對照組相較,以測試淚液產生是否受影響。或於上述不同時間點將螢光染 液滴入眼球表面,並以裂隙燈顯微鏡(slit lamp microscope)測試螢光評分,屆時 再將動物犧牲、取角膜檢體做組織學評估。
2.2.5.4 應用領域
為了模擬乾眼症不同的成因,不少學者曾提出,例如手術切除淚腺形成淚液 產生不足、讓淚腺持續性發炎建立類似於人乾眼乾嘴症(Sjögren syndrome)、切 除動物睾丸造成雄激素缺乏、讓動物處於乾燥環境、藥物阻斷淚腺中的 muscarinic receptors 等方法,然而,似乎很難單靠一個模式即可完全反映乾眼症疾病的複雜 性。
2.2.5.5 特殊照護及福祉
淚液不僅可以濕潤營養眼球,也可使眼球免於受到感染和發炎。與人類相比,
兔子每小時眨眼約 10-12 次,兔子可以忍受較長時間不眨眼可能和其獨特的的哈 氏腺貢獻脂肪層形成穩定的淚膜有關,靈長類及犬多不具此腺體,長時間不眨眼 會形成乾眼性角膜結膜炎。因此,本模式對其動物福祉影響有限,僅需正常照護 即可。
2.2.5.6 參考文獻
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