在刚刚过去的2017年里，浙二眼科中心科研方面迎来大丰收。在学科建设会议上，根据成果创新性、论文在学科的影响力及解决实际问题的能力等评选出了2017浙二眼科中心10大科研亮点，这可不是单“唯分数”论的哦。
随着飞秒激光辅助白内障手术技术的引进，白内障手术已经飞跃进入“无刀”时代，无论是广大白内障患者还是眼科医生都希望飞秒激光白内障术后获得“更少的术源性散光、更快的视力恢复和更好的裸眼视力”。相较于传统手工白内障手术，飞秒激光辅助白内障手术已经被证实能进行更加精准的晶状体撕囊和劈核，术后人工晶状体的居中性更好；同时在硬核白内障患者中，手术导致的角膜创伤更少，术后视力恢复更快。
然而，单纯在角膜切口制作方面，飞秒激光是否能代替传统手工宝石刀切口？为此，浙江大学附属第二医院眼科中心姚克教授团队进行了飞秒激光辅助透明角膜切口和传统宝石刀角膜切口术源性散光的比较研究[1]。
研究结果发表在美国白内障及屈光手术学会和欧洲白内障及屈光手术学会合办的世界白内障屈光手术领域顶尖杂志：《白内障与屈光手术杂志》（Journal of Cataract and Refractive Surgery）上。
研究发现，相较于传统宝石刀透明角膜切口，飞秒激光切口术后会导致更高的术源性角膜散光。经过科学测量及数据分析发现，其主要原因是飞秒激光尚不能个性化精准定位角膜切口位置，部分飞秒激光角膜切口相对更靠近角膜中心造成了术源性散光的升高。该研究对飞秒激光手术设备改进设计提供了理论依据，也是世界上第一篇指导飞秒激光改进切口的论文。
在飞秒激光的“无刀”时代，我们并不满足于现状，仍在不断思考，不断改进，为患者追求更好的视觉体验而努力。
图 | 飞秒激光辅助白内障手术中透明角膜切口位置示意图
发现全球1/30先天性白内障新突变位点 顺藤摸瓜锁定6条新基因
先天性白内障为儿童首位致盲性眼病，其中约8-29%与遗传因素相关。致病基因的筛查是近年来该领域的遗传学研究热点，目前已基本明确的先天性白内障致病基因至少有60 个，相关突变位点600 余个。
2017 年浙江大学附属第二医院眼科中心的姚克教授团队对27 个先天性白内障家系进行靶向外显子测序，一次性发现9 个新突变，该研究成果已发表于Scientific Reports 杂志[2]。早在2002 年起，我们便开始收集先天性白内障大家系，并对其致病基因及发病机制开展一系列基础研究。
随着新技术的更迭，我们先后运用候选基因筛查法、连锁分析、基因芯片、外显子测序等科研策略，成功鉴定并在全球首次报道先天性白内障新突变位点20 余个，占目前所有先天性白内障新突变的三十分之一，拓宽了现有的先天性白内障突变谱。
同时，结合疾病动物模型、细胞学、分子生物学、生物物理学、蛋白质组学和组织病理学等实验手段对重要晶状体结构蛋白和通道蛋白的生理学功能进行大量的研究，明确相关突变位点致病的分子机制。
基于对儿童白内障的长期关注及丰硕的研究成果，我们在BIRTH DEFECTS RESEARCH杂志发表了关于新生儿白内障基因筛查及诊治的综述，有助于科研及临床工作者深入了解该疾病与基因的关系、高危因素分析及诊治的新进展[3]。
近期，更振奋人心的是，本项目组通过高效的全基因组测序方法锁定了先天性白内障相关的六条全新基因。我们计划在病人尿液细胞来源iPSCs诱导成的再生晶状体上，应用蛋白组学等方法进一步验证。新基因的发现将拓宽的先天性白内障的致病基因谱，为疾病的产前诊断和基因治疗提供更丰富的理论依据。该项目将与新加坡国立眼科研究所开展合作，期待在来年有重大突破！
传统研究已经鉴定出许多DNA突变与白内障的发生相关，近年来，研究发现白内障的发生也与microRNA突变相关，但microRNA突变影响白内障发生的机制不明，以microRNA为靶点的非编码RNA研究开始成为白内障发生机制和防治研究的新领域。
我们发现，存在microRNA-184突变的家族遗传性先天白内障伴发角膜异常患者，通过丙氨酸，天门冬氨酸和谷氨酸代谢途径影响线粒体三羧酸循环，进而影响细胞代谢，相关研究成果发表在Molecular Therapy Nucleic Acids（影响因子6.39）上[4]。
该研究通过全新的角度研究白内障发病机理，详细阐明了miRNA-184在晶状体上皮细胞中作用机制，揭示了关键信号节点的通路，这条路打通了，还怕找不到相关疾病的治疗的干预靶点和思路吗？
图 | miRNA-184（r.57c>u）致病机制模式图
晋秀明主任角膜眼表团队在免疫学杂志Front Immunol（影响因子6.43）发表了“地塞米松（DMX）通过中性粒细胞胞外陷阱（NETs）抑制金黄色葡萄球菌的机制可能由Toll 样受体的调控来实现”一文[5]。所谓NETs是中性粒细胞在感染部位主动释放大分子DNA作为网状支架，对病原菌进行包围及限制，通过附着于DNA支架上的组蛋白和颗粒蛋白杀灭病原菌的过程。
团队发现了在小鼠金葡菌角膜炎中地塞米松能抑制NETs的形成从而降低对细菌的捕获，TLR2和TLR4能修饰金葡菌诱导的NETs，TLR2和TLR4激动剂能减轻地塞米松对NETs的抑制，该研究揭示了TLR机制对地塞米松抑制NETs的调控，丰富了感染性角膜炎的免疫调控机制。
图 | 地塞米松（DXM）可以显著抑制金黄色葡萄球菌诱导的NETs形成
图：白色箭头所示为中性粒细胞在受到S. aureus（金黄色葡萄球菌）或PMA（经典 NETs 刺激物）后所形成的NETs 结构。可见，在加入DXM后，金葡菌诱导的NETs 明显减少，而PMA诱导的NETs对DXM处理无明显反应。
从AlphaGo“人机大战”开始，人工智能（AI）便成为最火的话题。AI的应用已渗透到人类生活的方方面面，尤其在医疗领域，AI将带来革命性的改变。2017年浙江大学附属第二医院眼科中心叶娟教授研究团队人工智能研究又有新突破，连续在TOP期刊发表多篇高水平论文。人工智能助力眼科远程医疗，提升优质医疗资源的可及性。
三年前，浙二眼科中心叶娟教授研究团队与上海交通大学生物医学工程学院钱大宏教授团队开始了AI在眼科领域的联合研究，与台湾MiiS公司合作研发了便携式眼底照相[6, 7]，并通过人工智能模拟人眼视觉感知特性，建立眼底图像质量评价系统，同时，通过图像质量评价结合图像增强系统，实现“去伪存真”，高效辅助医生诊断糖尿病视网膜病变、老年黄斑变性和青光眼等重要眼病[8, 9]。
相关研究成果发表于医学图像处理领域TOP期刊IEEE Transactions on Medical Imaging、生物医学工程领域TOP期刊IEEE Transactions on Biomedical Engineering和眼科学期刊Acta Ophthalmologica。结合的远程智能阅片平台，精准、量化、及时地对病人眼底影像进行初筛并有效辅助医生诊断，使基层医院有望逐步接近与大医院同样的诊断水平。在香港、韩国的国际眼科学术会议上被国外同行高度评价为“非常有意义且具有转化价值的研究”。
姚克教授团队开展了关于严重角膜上皮损伤修复及其机制的深入研究，构建温敏壳聚糖水凝胶，该生物材料性质粘稠，将该复合物当作眼药水滴在严重碱烧伤大鼠的角膜上，十分钟后该复合物就会凝固，在大鼠角膜上形成一层类似保护膜样的凝胶状，对角膜具有保护作用，同时复合基质细胞衍生因子来募集角膜干细胞，促进角膜上皮再生[13]，为角膜损伤的治疗探索了一种新方法。
该研究成果发表在材料系高水平期刊《生物材料学报》（Acta Biomaterialia,影响因子6.319）上，该研究成果具有极高的临床转化可能，为临床角膜损伤的治疗探索了新的方法。
图 | 正常角膜透明光滑，表面细胞排列整齐
图 | 当角膜严重碱烧伤时，表面细胞坏死
图 | 壳聚糖/明胶材料复合基质细胞衍生因子SDF-1a修复角膜损伤，第7天已明显好转
图 | 壳聚糖/明胶材料复合基质细胞衍生因子SDF-1a修复角膜损伤，第13天巳完全修复，细胞排列整齐如初
由于传统观念，我国白内障患者仍有很多待其成熟才进行治疗，导致手术风险和难度均大大增加，犹如开山凿石。而以往想当然的经验以为硬核白内障不适合用飞秒。浙二眼科中心姚克教授团队用数据说话，研究发现飞秒激光辅助白内障手术能显著减少硬核白内障患者手术时的超声乳化时间和能量，减少角膜创伤，使其更快恢复，说明硬核白内障患者更适合选用飞秒激光辅助的白内障手术[12]。
这是世界上首次关注飞秒激光应用于硬核白内障术后临床效果的研究，发表在美国白内障和屈光手术学会(ASCRS) 和欧洲白内障和屈光手术学会(ESCRS)的官方权威刊物《白内障与屈光外科学杂志》 (Journal of Cataract and Refractive Surgery)，美国白内障和屈光手术学会临床白内障委员会前任主委David F. Chang教授在同期杂志中做了客座专题加以肯定、讨论和推广。
而这个研究为飞秒应用于硬核白内障正名，也为硬核白内障患者选择手术方式提供了伤害更小恢复更快的新方向。硬如磐石的硬核白内障，遇到飞秒激光会更安全，损伤更小。
图 | 黄黑色像石头一样的硬核白内障接受飞秒激光的处理
姚克教授团队围绕日益严重的大气污染与高发的眼表疾病之间的关联开展了一系列临床及基础研究，并取得了突破性进展。分别在2017年5月和10月，环境科学领域高影响力期刊《环境污染》（Environmental Pollution，影响因子5.1）刊登了来自浙二眼科中心关于两篇关于“PM2.5引发人角膜上皮细胞自噬”和“大气污染和结膜炎的相关性研究”的两篇研究论文[14, 15]。
这是在全球范围内首次针对每一位结膜炎患者与其所暴露的大气污染状态之间的相关性分析，揭示了雾霾是眼表疾病发病率日益增高的重要原因之一，为雾霾相关性眼表疾病的发病机制提供了重要的理论依据，研究结果有望在今后转化为雾霾相关性眼表疾病临床防治的药物靶点。
图 | 杭州周边地区空气污染和就诊情况地图
空气中PM10, PM2.5, SO2, NO2, 以及CO浓度增加10微克 /m3的地区，结膜炎和干眼门诊患者数量会增加。图为。
浙二眼科中心与美国国立眼科研究所、约翰霍普金斯大学等机构合作，历时2年余，以最严谨的态度，仔细多次与各原始数据提供者确认，严格按照系统分析的标准和杂志要求，比较不同大小切口的超声乳化白内障手术，提交了近300个版本的稿件，最终成稿了厚如书的118页的系统分析综述，发表在了循证医学领域最权威的杂志Cochrane Database of Systematic Reviews（影响因子6.26）上。
结果显示，超声乳化白内障手术中2mm左右微切口造成最小的术源性散光[16]，为全世界眼科手术者提供了数据支持。微切口超声乳化技术使白内障摘除手术真正进入了微创时代，而浙二眼科中心更是全国首家从前段白内障手术到前后段联合手术全部采用2mm微切口的眼科单位，10年来造福数十万患者；姚克教授也一直致力于在全国推广微切口白内障手术，如今也在全国各地、各级医院得到广泛应用，尽可能让更多的患者从中受益，享受微创的优势。
浙江大学医学院附属第二医院眼科中心姚克教授研究团队利用独创的“荷包蛋法”将iPSCs诱导成目前唯一具有光学特性的人源体外再生晶体，获得的再生晶体直径可达3mm且具有良好的透明性和一定的放大倍率[10]，该方法的构建发表在眼科top期刊IOVS上，是迄今为止已报道的最成熟的人体外再生晶体构建方法。
同时，利用基因芯片等技术发现一个全新的长链非编码RNA（lncRNA）并将其命名为lncRNA ALB，证实其能影响晶状体发育中的自噬过程，这是目前已报道的第一个在晶状体发育中有明确生物学功能的lncRNA[11]，填补了晶状体发育研究中lncRNA相关研究的空白，为包括白内障在内的晶状体相关疾病的发病机制研究、药物筛选提供了新的思路。该研究发表在“Molecular Therapy - Nucleic Acids”杂志上（影响因子6.39）。
图 | 体外再生的透明、有折光率的大晶体
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来源：浙二眼科医院
值班编辑：三月兔；审阅：视光菌（眼视光观察）
投稿/合作：Lynnzhang326@126.com
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