摘要

眼部解（jiě）剖結構的種屬間（jiān）差異，可改（gǎi）變藥物在眼內局部相互作用的方式，無論是眼部局部給藥還是全身給藥。因此，了解這（zhè）些種屬（shǔ）間的差異，以及它們如何影響（xiǎng）藥物在眼部的安全性（xìng）或藥效數據是非常重要的（de）。

眼睛是一個複雜（zá）的組（zǔ）織係統，整合成一個功能性的感覺器官。本文將（jiāng）討論常用實驗動物中的眼部解剖特點，並與人類相比較，來（lái）為毒理學（xué）和眼科（kē）學研究人（rén）員提供一些眼部解剖結構的基本解釋，其中包括部分可能進行的在不同種屬間的定量比較。

01、簡介

眼睛是一個複雜（zá）的器官，由許多特殊的組織組成，它們共同作用，使視力的（de）功（gōng）能成為可能。事實上，這些組織中的任（rèn）何一個（gè）發生損傷，就可能會損害視力。由於視覺可以說是最重要的感覺（jiào），在實驗動物中進行眼部毒理學和組織分布研究對於確保藥物的安全性至關重要。同樣，可通過使（shǐ）用實驗（yàn）動物（wù）確定眼部治療藥物的藥（yào）效學。因此，了解非臨床研究中（即在實驗動物中進行的藥理學、藥（yào）代動力學和毒理學研究）常用的實驗（yàn）動物（wù）種屬的眼部解剖結構非常重要。

因為解剖結構可影響眼睛（jīng）對藥物或外來物（wù）質的（de）反應，無論是通過全身給藥還（hái）是眼睛局部給藥。雖然眼睛的許多基本要素在（zài）物種間是保守的、相似的，但存在明顯的解剖多樣性，並有可能影響研究結果。然而，在毒理學家或研究人員選擇用於眼部（bù）毒理學試驗的合適種屬或評價（jià）動物（wù）數據與人類臨床（chuáng）狀況的相關性（xìng）時，目前缺乏可（kě）用於幫助這些決策的全麵信息。因此，本文目的是匯（huì）集與人類相關的小鼠、大鼠、兔、犬、貓、小型豬和非（fēi）人靈長（zhǎng）類動物 (NHP) 眼睛的不同解剖特征，以幫助毒理學家（jiā）設（shè）計試驗和解釋研究結果。某些組織相關的定量解剖學比較（jiào）也包含在本文中（zhōng）。然（rán）而，當進行解剖學比較的定量時，通常可在（zài）文（wén）獻中找到（dào）相同種屬相同（tóng）組織的一係列測量值，主要是由於實驗室間的（de）方法學差異。隨著定量評估技術的進步，方法將變得更加精確（盡（jìn）管並不總是更準確（què）。），這些定量的數值範圍可能會改變，改變傳統的認知。

作（zuò）為簡介，圖 1.1展示了眼睛的大體（tǐ）視圖，說明了所有將被討論的物種所具有的共同眼部（bù）結構。

圖1.1  眼部大體解剖：人和（hé）非（fēi）人（rén）靈長類（lèi）動物的眼睛相似，NHP 眼睛（jīng）約為人眼睛大（dà）小的一半。其它種屬在晶狀體大小、玻璃體大小、房水以及角膜（mó）厚（hòu）度（dù）等方麵（miàn）更大（dà）的差異。

02、眼瞼

在眼科研究中，眼瞼通常被忽（hū）略，被認為是所關注區域（眼睛本身）的“遮擋”。然而，眼瞼以眨眼的形式在眼部功能中實際發揮著關鍵作用。眨眼反射的（de）機製尚不完全清楚，它可能是來自中樞（shū）神經係統的“眨（zhǎ）眼中樞”，接受來自眼表的感覺輸入，以（yǐ）及來自視覺和精神的反射。在人類中，眨眼可以自動發生（但不是以真正固（gù）定的間隔），或作為對視覺（jiào）、聲音的刺激而隨（suí）意反（fǎn）射。大多數哺乳動物也能做到這一點。眨眼可清潔（jié）眼球表麵，並將淚（lèi）液塗布於（yú）眼球表（biǎo）麵（miàn）。

在人（rén）類中，眨眼的持續時間約為 250-400 ms，即（jí）人類正常清醒時間內每天有額外 5-7 min的“黑暗”。盡管（guǎn）尚未在實驗動物中對眨眼速度進行充分的研究，但在犬和非人靈長類動（dòng）物（wù）中觀察到眨（zhǎ）眼（yǎn）速度約在 100-300 ms 的範圍內，這與人類相似。除塗布淚膜外，眼瞼還可從眼表引流排走多餘的（de）淚液或滴眼液。所有的哺乳動物都有兩個功能眼瞼，然而，它們並不（bú）都發揮一樣的作用（yòng）。毒理學家關（guān）注的是淚液排出係統（tǒng），因為其將影（yǐng）響（xiǎng）滴眼液在眼表麵的維持時間，並推斷其可能發生的全（quán）身暴露量。正常淚膜通過淚點從眼內排出。淚點與（yǔ）鼻淚管相連，鼻淚管匯入鼻竇，到達鼻粘膜。淚點在不同種（zhǒng）屬眼瞼上的位置有一定的差異，但一般位於眼內眥，靠近眼瞼邊緣。大多數實驗動物和人類的上下眼（yǎn）瞼（jiǎn）各有一個淚點。而小型豬僅（jǐn）上眼瞼有淚點，兔僅下眼瞼有淚點。

人類約75-80% 的淚液量通過每次眨眼排出。據估計，高達 80% 的滴眼液可被吸收而分布全身，其中部（bù）分通過結膜的血管吸收，而大部分液體則通過鼻淚管係統直接到達高吸收性的鼻粘膜。眼瞼的大小和形狀對藥物的全身吸收也有一定的影（yǐng）響。

眼瞼較鬆弛且結膜囊較大的（de）動物（例如（rú）兔）在眨眼時可吸收比非人靈長類動物（wù）更（gèng）多的“液（yè）滴”，因為非人靈長類動物（wù）的眼瞼（jiǎn）更貼（tiē）緊於眼球，其通過眨眼流出到周圍（wéi）皮膚和（hé）被毛上的液體量可能（néng）更高（參見圖 1.2）。在犬和兔中所觀察到的滴眼（yǎn）給藥後的（de）全（quán）身吸收是（shì）相似的。全身吸收需關注的問題是滴眼（yǎn）液可能發生不必要的全身副作用（yòng）。在成人（rén）中，基（jī）於體重的（de）非預期全身劑量通常相對較低。因（yīn）此，除易感人（rén）群外（wài），一般人群中的副作用風險也較低。然而，當劑量/體重比變大時，比如兒童，其（qí）副作用可能更嚴重。如果將這種（zhǒng）影響擴大到2kg的兔子或非人靈長類動物上，其全（quán）身毒（dú）性可能進一步增加。

圖1.2  眼瞼結構和眼球暴露：a 食（shí）蟹猴 b 犬 c 新西蘭大白兔 d 哥廷根小型（xíng）豬 e Brown Norway大鼠（shǔ） f 白化小鼠

由於眨眼可影響局部給藥的供試品在眼內的停留（liú）時間（jiān）以及淚膜，因此眨（zhǎ）眼頻率可提供不同種屬給藥後（hòu）局部或全身反（fǎn）應的一些解釋角度。與較慢的（de）眨眼速率相比，更快的（de）眨眼速率（lǜ）可（kě）縮短藥物（wù）在眼部的停留（liú）時間，並改變局部（bù）給藥（yào）供（gòng）試品的全身吸收特征。不同種屬（shǔ）的眨眼頻（pín）率見表 1.1。

表1.1 不同種屬的平均眨（zhǎ）眼（yǎn）頻率（lǜ）

瞬膜（第三眼瞼）是一層半透明至不透明的結構，可為角膜表麵提供額外的潤滑和清潔。在大多數實驗動物中不容易看（kàn）到，盡管在某些種屬（如貓）中，它有一些與小肌肉組織相關的交感神經支配（pèi），但其運動多為被動發生，其伴隨著眼（yǎn）球的輕微（wēi）回縮和/或眨眼的動作。它也被（bèi）認為是（shì）動物在自然環境中的一（yī）種保護結構。當進行眼刺激評分（fèn）等眼部檢查時，或比較（jiào）不同（tóng）種屬之間的淚膜或角膜的變化時，需考慮實驗動物中是否存在該結構的影響。例（lì）如，瞬膜突出或炎症可能會影響結膜充血的（de）判（pàn）斷，或者其可能在（zài）形態上掩蓋（gài）了其它的眼（yǎn）部變化（huà）。而第三眼瞼（jiǎn）是否存在，可能是一個動物種屬表現出眼部幹燥或糜爛症狀，而另一種屬給予相同供試（shì）品後未表現出該症狀的原因（表 1.2）。

例如，突出或發炎的眨眼膜可（kě）能被誤（wù）認為嚴重的結膜充血，或者可能在物理上掩蓋了（le）其他眼部變（biàn）化，第三眼瞼的缺失或存在可能是不同的，為什麽一個物種在接受相同的局部藥物後表現出眼部幹（gàn）燥或糜爛（làn）症（zhèng）狀，而（ér）另（lìng）一個物種則沒有（表1.2）。

表1.2 具有瞬膜的種屬

03、結膜

結膜是（shì）襯在眼瞼下方並覆蓋鞏膜的一層透明（míng）膜。主（zhǔ）要分為三（sān）類：

（1）瞼（jiǎn）結膜：覆（fù）蓋在眼瞼下方，較厚，外觀呈淡紅色；

（2）球結膜： 覆蓋在鞏膜表麵，較薄，透明，有血管，但在色（sè）素較重的動物中（如非人靈長類動物）可能含有一些（xiē）色素；

（3）穹窿結膜，形（xíng）成瞼結（jié）膜 。

和球結膜的連接處。而結膜囊是這種排列所形成的（de）間隙。結膜有多種用途，它們可潤滑眼睛，幫助將眼球（qiú）保持在適當的位置，並允許眼球在眼窩（wō）內平穩的移動。

觀察眼睛時，可觀察到的結膜範圍因物種而（ér）異（如圖 1.2所示）。與非人靈長類相比，兔可觀察到（dào）較多的結（jié）膜。結膜可觀察範圍的差異，可能影響供試品給藥後（hòu）的表麵刺激性（結膜炎）評（píng）價（jià）的難易程度。

04、角（jiǎo）膜前的淚膜和眼部腺體

淚膜由水樣層和脂質（zhì）層所組成，主要由眼周的幾個腺（xiàn）體分泌構成。眨眼時，淚膜塗布於角膜上，其成（chéng）分與各種屬的眨眼頻率相關。含水（shuǐ）量更高的淚膜比含脂質更高的淚膜蒸發更多，需要更頻繁的再（zài）塗布。參與淚液（yè）分泌的腺體包括淚腺（位於眼眶內）、哈德氏腺（位於瞬膜上或附（fù）近，因此在靈長類動（dòng）物（wù）中（zhōng）未（wèi）發現）、副淚腺、瞼板腺（xiàn）（位（wèi）於眼（yǎn）瞼（jiǎn）邊緣）和杯狀細胞（位於瞼結膜（mó）和球（qiú）結膜）。

一般情況下，淚膜有三層。最內層是杯狀細胞分（fèn）泌的粘蛋白層。中間層含水較（jiào）多，由淚腺所分泌，以及在某些種屬中（如犬和貓）由哈德氏腺所分泌（其哈德氏腺與淚腺更相似）。最外層是由瞼板（bǎn）腺（xiàn）和哈德氏腺分泌的脂質（zhì）層。在齧齒類動物中，哈德氏腺還會分泌卟啉，當其分泌過多時，可導致眼睛周圍（wéi）出現（xiàn）紅色物質。目前尚不清楚齧齒類動物中哈（hā）德氏腺中存在卟啉的（de）原因，但它（tā）對光線敏感，並可能與鬆果體有（yǒu）關。

05、角膜

角膜是位於眼睛前部的一個透明的多層結構，它（tā）的功能是讓光線進入眼睛，並負責大約 2/3 的光折（shé）射和聚焦。它與鞏（gǒng）膜相連的區域稱為（wéi）角鞏（gǒng）膜（mó）緣。角膜無血管，但它是體內神經末梢最集（jí）中的地方。

角膜從外到內（nèi）通常可分為：

上皮層：角膜上皮層有數層細胞層厚，與球結膜相連。它在表麵脫落後可迅速再生（shēng）。上皮層是角膜內（nèi）對藥物和細菌的主要屏障。其容易受損，因此，角膜上皮的改變可能會影響藥物（wù）滲入眼前節的（de）情況。角膜上皮表麵不均勻，而角膜前淚膜的粘蛋白層可填充（chōng）間隙，以提供所需的光學質（zhì）量。

前彈力層：該層位於上皮層的下方，是保護基質的屏障。並非所有種屬均具有該結構，兔、犬、貓和齧齒類動物均沒有。

基質層：這是角膜內最（zuì）厚的一層，它由平行的膠原纖維組成，負責角膜的屈光（guāng）力。

後彈（dàn）力層：該層構成了基（jī）質層的基礎。它是一層（céng）富有彈性的膠原性膜，是角膜內皮的基底膜。

內皮（pí）層：角膜內皮是單層細胞，維持基質層適當（dāng）的相對含水量。此外，它將營養物質從房水轉運到基質細胞，並清除廢物。它實際上是不（bú）可再生的，一旦該層受損（sǔn），一些細胞會擴大以填（tián）補死細胞留下的空隙。健康的內皮層對（duì）角膜功能至（zhì）關重要，而不健康的內（nèi）皮（pí）層（céng）最終將導致角膜水腫（由於含水量增加而增厚），從而影響視力。

角膜上無血管，它的營養來源包括淚膜、房水和位於距角鞏膜緣約 1-3 mm 處（chù）的血管網。角膜厚度隨角膜內（nèi）區（qū）域、時間、年齡、外部影響(如角膜接觸鏡)、損傷、疾病和種屬不同而變化。由於這種變異性，平均中央角膜厚度是通常進行測量（liàng）和比較的參數。實驗動物的部分測量結果見表 1.3。

表1.3平均中央角膜（mó）厚度（mm）

06、鞏（gǒng）膜

鞏膜是眼睛（jīng）周圍保護性的白色纖維鞘。它與角膜相連，由與基質相同類型的膠原纖（xiān）維組成。然而，與基質層以平行方式的排列相反，鞏膜的（de）纖維呈交叉排列，這導致白（bái）色的外觀。其（qí）它鞏膜成分包（bāo）括蛋白聚糖和粘（zhān）多糖。

鞏膜厚度在眼表不同（tóng）部位和不同（tóng）種屬之間都有差異。然而，由（yóu）於用於測（cè）定厚度的方法不一致，難以對定量數據進行直（zhí）接比較。測（cè）量方法（fǎ）包括：用卡（kǎ）尺測量切除的新鮮（xiān）組織（zhī）的厚度，用卡尺或顯微鏡測量（liàng）固定後組織，以及使用各種活體成像技術。在許多種屬中，包括 NHP、犬和貓，鞏膜在角（jiǎo）鞏（gǒng）膜緣處最（zuì）厚，在赤道部和視神經（jīng）附近之間（jiān）的某處最薄。在人類，其在視神（shén）經附近最厚，赤道部最薄，而在角鞏膜緣附近也較厚。然而，在豬中，鞏膜（mó）最厚的區域距離角鞏膜緣約 5-6 mm，在其它方麵與人類相似。在兔中，大部分鞏膜表麵的（de）測量厚度約為人類的一半，僅在角鞏膜緣處（chù）增厚。齧齒類動物的鞏膜往往比眼睛（jīng）較大的種屬更薄。

關於不同物種與人類相比（bǐ）的相對鞏膜（mó）厚度及其（qí）與外用藥物深（shēn）入眼睛的關係，已有很多論述（shù）。然（rán）而（ér），盡管鞏膜在這方麵確（què）實起作用，但親水分子相當容易通過鞏（gǒng）膜，另一個重要的眼部屏障是Bruch 膜和（hé）血管脈絡膜層，其較容易在循（xún）環中帶走藥物。

後記

眼睛由許多單獨的組織所構成，它們共同作用（yòng），保障了正常的視力功能。在上篇，咱們隻討論了部分組織的解（jiě）剖特點。而其它組織的詳細討論，下（xià）篇見（jiàn）。

參考文獻

[1] Weir A B, Collins M.[Molecular and Integrative Toxicology] Assessing Ocular Toxicology in Laboratory Animals || Comparative Ocular Anatomy in Commonly Used Laboratory Animals[J].  2013, 10.1007/978-1-62703-164-6(Chapter 1):1-21.DOI:10.1007/978-1-62703-164-6_1.