В настоящее время по оценкам экспертов 45 млн человек во всем мире страдают слепотой, и эта цифра увеличивается на 1—2 млн каждый год [50]. По данным эпидемиологического анализа, больные с патологией роговицы составляют от 10 до 50% среди общего числа слепых и слабовидящих, что во многом зависит от уровня экономического развития страны [5, 7, 14]. Тяжелые язвенные кератиты, стойкие помутнения роговицы после травм, трансплантаций и дистрофических заболеваний, сопровождающиеся неоваскуляризацией, в 10% случаев приводят к слепоте [54].

В связи с увеличением числа заболеваний, в основе которых лежит развитие новообразованных сосудов, в последние десятилетия возрос интерес к проблеме патологического ангиогенеза в различных тканях глаза. Известно более 100 заболеваний, приводящих к развитию неоваскуляризации в органе зрения. Наиболее частые из них: сахарный диабет, инфекционный кератит, возрастная макулярная дегенерация, осложненная миопия, липидная кератопатия, трахома, а также травма глаза [1, 2, 4, 8, 14, 54]. В основе роста новообразованных сосудов лежат сложные биохимические и иммунологические механизмы [9, 15, 28, 39, 43—45]. Вопрос о том, что является причиной врастания сосудов в роговицу и/или трансплантат, по сей день является спорным и не до конца изученным.

Нарушение баланса между проангиогенными и антиангиогенными медиаторами неоваскуляризации в сторону доминирования первых может обусловливать или сопровождать развитие различных патофизиологических процессов [26, 27, 41, 44, 46, 47, 49, 51, 55]. Такой сдвиг обеспечивает постоянную индукцию процесса неоваскуляризации. Многие авторы рассматривают появление сосудов в роговице как защитную реакцию на воспалительный агент [8, 38, 47, 54].

Последовательность событий в процессе васкуляризации роговицы следующая: латентный период после повреждения роговицы, последующее расширение просвета кровеносных сосудов, сокращение эндотелиоцитов и расширение контактов между ними, ведущее к повышению проницаемости сосудистой стенки, отеку стромы роговицы, деградации базальной мембраны эндотелиальных клеток, их миграция и репликация, формирование сосудистых «почек», их разрастание, образование просвета, анастомозов и базальной мембраны, регрессия части капилляров и созревание новых сосудов [29].

Чтобы лучше понять процесс васкуляризации роговицы, исследователи в экспериментальных моделях провоцировали рост сосудов различными агентами [22, 26, 27, 35—37, 40, 46, 52, 56]. В качестве индукторов васкуляризации роговицы применялись кислоты (уксусная, гиалуроновая, соляная, молочная и мочевая), аденозиндифосфонат, аллоксан, биогенные амины, церулоплазмин, хлорокин, колхицин, ферменты (коллагеназа, гиалуронидаза и активатор плазминогена), этанол, фибрин, факторы роста (VEGF, FGF и др.), гепарин, йод, лимфокины, никотинамид, азот, простагландины, солевые растворы, сыворотка, нитрат серебра, гидроксид натрия и вода [8, 47]. Врастание кровеносных сосудов в роговицу в условиях эксперимента может быть вызвано недостаточностью аминокислот (гистидин, лизин, метионин и триптофан), белков, питательных веществ, витаминов (включая аскорбиновую кислоту, рибофлавин и витамина А) и микроэлементов [47]. Иммунная реакция на антигены, антитела и пересадку роговичного трансплантата также индуцирует васкуляризацию роговицы в эксперименте [35, 47]. Продуцируемые микроорганизмами (Aspergillus fumigatus, вирус простого герпеса, Mycobacterium tuberculosis, стафилококки и др.) нуклеопротеиды и эндотоксины также могут вызвать рост кровеносных сосудов в роговице. Термическое и механическое повреждения, радиация в ряде экспериментальных моделей приводят к васкуляризации роговицы [47]. Среди клеток и тканей, которые могут вызвать экспериментальный рост кровеносных сосудов при помещении в роговицу, — лейкоциты, макрофаги, клетки опухолей, тромбоциты, а также ткани мозга, глаза, почек, лимфатических узлов, мышц и сальника [27, 29, 47]. Использование контактных линз, пересадка роговицы, ишемия переднего отдела глаза и шовный материал являются другими агентами, способствующими росту кровеносных сосудов в условиях эксперимента [8, 35, 47]. Также описана модель спонтанной васкуляризации роговицы у мышей [57]. Чаще всего корнеальную васкуляризацию индуцировали у кроликов, крыс и мышей, реже у собак и обезьян [22, 26, 27, 35—37, 40, 46, 52, 53, 56].

Как в экспериментах, так и в клинической практике применяли различные виды лечения роговичной неоваскуляризации [4, 8, 11, 35, 47, 54]. Но часто эти традиционные методы были недостаточно эффективны.

Уже более 50 лет известно, что местное применение кортикостероидов способно подавлять региональную неоваскуляризацию. С этой целью применяют следующие препараты: кортизон, дексаметазон, метилпреднизолон, преднизолон, тикабезона пропионат и триамцинолон. Хотя антиангиогенный эффект кортикостероидов в роговице не совсем ясен, полагают, что он связан с их противовоспалительным действием [47, 54]. Однако как в клинических, так и в экспериментальных условиях эффективность кортикостероидов при подавлении васкуляризации роговицы оказалась недостаточной. Из-за неполного подавления васкуляризации роговицы кортикостероидами, а также в связи с побочными эффектами как местных, так и системных кортикостероидов в настоящее время ведутся поиски препаратов, лишенных этих недостатков.

Другими зарегистрированными средствами для подавления васкуляризации роговицы являются нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП): флурбипрофен, индометацин и кеторолак. Антиангиогенный эффект от применения НПВП в роговице изменчив и непредсказуем, поэтому они обычно не используются в клинической практике для этой цели [47, 54].

Ранее было показано, что полное облучение тела и применение бета-излучения может влиять на васкуляризацию роговицы на некоторых экспериментальных моделях, но, как оказалось, снижение васкуляризации по сравнению с контролем не всегда было достоверным и достаточным. Так как облучение с целью подавления васкуляризации в роговице оказалось малоэффективным и может вызвать серьезные осложнения, его в настоящее время, как правило, не проводят [47].

Аналогичные краткосрочные результаты успешного лечения васкуляризации роговицы в условиях эксперимента были получены при использовании криотерапии, термического прижигания, создания барьера из рубцовой ткани для затруднения роста кровеносных сосудов и иссечение кровеносных судов у лимба [47]. Эти методы не используются в клинике, так как их эффект является временным и незначительным.

В 70-х годах прошлого века появились первые сообщения о применении аргонового лазера для лечения корнеальной неоваскуляризации [21, 30]. Результаты тех экспериментов во многом были спорными, но они послужили толчком к началу применения фотодинамической терапии (ФДТ) с фотосенсибилизаторами (ФС), представляющей на сегодняшний день одно из перспективных направлений [2, 4, 13, 17, 42].

ФДТ основана на способности ФС избирательно накапливаться в делящихся клетках и при воздействии света с длиной волны, соответствующей пику его поглощения, генерировать синглетный кислород и другие активные радикалы, оказывающие цитотоксическое воздействие на клетки-мишени. ФС представляет собой лекарственный препарат, обладающий тропностью к быстро размножающимся клеткам, например к эндотелиоцитам новообразованных сосудов. ФС захватывается этими клетками в большем количестве и удерживается ими более длительное время, чем клетками окружающих «здоровых» тканей. ФДТ представляет собой трехкомпонентный процесс. ФС и квант света являются экзогенными факторами, а третьим обязательным компонентом фотодинамической реакции является эндогенный фактор — кислород [2, 13, 17].

При ФДТ основополагающим явлением считается переход молекулы кислорода из основной триплетной формы в активную синглетную форму, представляющую собой мощнейший окислитель и повреждающий агент для всех структур клетки, и прежде всего мембранных белковых и липидных комплексов [3, 12, 24, 33]. Кроме того, ФДТ вызывает фотодинамическую окклюзию новообразованных сосудов, не оказывая при этом особых воздействий на окружающие ткани [2]. Таким образом, эффективность ФДТ во многом определяется количеством депонированного внутриклеточного ФС и чувствительностью клеток к фотодинамическому воздействию.

Наряду с этим спектр и амплитуда биологических эффектов ФДТ во многом определяются свойствами применяемого ФС. Так, свойства ФС определяют его локализацию в клетке. Одни ФС диффузно распределяются по всей цитоплазме клеток-мишеней, другие депонируются в лизосомальных структурах, располагаясь главным образом на их периферии, что обеспечивает генерализированное поражение клеток в ходе ФДТ [2, 6, 10]. Первым препаратом для ФДТ был фотофрин (Photofrin), который содержал несколько компонентов. Было доказано, что наиболее важными его составляющими являются димеры и олигомеры, связанные с соединениями сложного эфира или самим эфиром, именно они позволяют данному соединению проникать внутрь клеток-мишеней. Далеко не все ФС показаны для терапии корнеальной неоваскуляризации. Гематопорфин и его производные отличаются высокой кожной фототоксичностью [2, 47]. Общетоксическая и терапевтическая концентрации бенгальского розового имеют небольшой разрыв, поэтому использование данного препарата в клинике, особенно при системном введении, противопоказано [47]. Производные бактериохлоринов имеют нестабильный состав и вызывают выраженную воспалительную реакцию после сеанса облучения. За рубежом в экспериментальных работах показана возможность применения в офтальмологии таких ФС, как verteporfin, CASPc, lutetium texaphyrin, ATX-SlO (Na), Purlytin [2, 6, 28, 31, 34]. С 1999 г. в нашей стране в эксперименте на новообразованных сосудах положительные результаты были достигнуты при применении трех ФС: фотосенс, фотодитазин и фотолон [2].

Эффективность ФДТ зависит не только от характеристик ФС и вводимой дозы препарата, но и от световой дозы и параметров облучения (промежуток между введением препарата и облучением, экспозиция) [2, 3, 6, 10, 12, 24, 47].

Корнеальная неоваскуляризация является удобной моделью для изучения эффективности антиангиогенного действия ФДТ. Связь с сетью лимбальных сосудов обеспечивает как быструю доставку ФС, так и хорошую оксигенацию очага патологической ткани. Для возникновения фотодинамической реакции внутривенно вводят ФС, который поступает и накапливается в тканях-мишенях (эндотелий новообразованных сосудов). Затем проводят облучение ткани с накопившимся ФС лазерным или нелазерным источником света с длиной волны, соответствующей спектру поглощения данного красителя, которое приводит к серии фотохимических реакций. При этом непосредственно повреждаются эндотелиоциты, что ведет к тромбозам и запустеванию новообразованных сосудов. Важным является тот факт, что фотодинамический эффект не приводит к существенному увеличению температуры тканей-мишеней в отличие от фотокоагуляции и термотерапии [2, 3, 12, 24, 33].

Последние патогистологические и иммуногистохимические исследования показали важность влияния многих факторов ангиогенеза на развитие интраокулярной неоваскуляризации [9, 15, 23, 27, 33, 39, 40, 41, 43—49, 51, 52, 54]. Наибольшее количество работ посвящено фактору роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor, VEGF) [22, 27, 39, 54]. В настоящее время продолжаются исследования влияния VEGF на сосудистую стенку, а также поиск и разработка новых индукторов и ингибиторов интраокулярного ангиогенеза. Достижения в области генной инженерии моноклональных антител (МКА) позволили создать новые перспективные гуманизированные антитела, блокирующие работу VEGF. В офтальмологии антиангиогенная терапия основана на применении препаратов, ингибирующих VEGF, которые в настоящее время находятся на различных стадиях клинических испытаний. Одним из представителей группы является препарат Авастин (бевацизумаб). Медикамент является рекомбинантным гиперхимерным гуманизированным МКА, обладающим способностью селективно связываться со всеми изоформами человеческого VEGF c высокой аффинностью, ингибируя тем самым адгезию к его рецепторам на поверхности эндотелиальных клеток, что препятствует развитию и способствует редукции новообразованных сосудов [16, 18—20, 25, 32, 36, 39, 56].

При увеличении экспрессии факторов роста (VEGF, bFGF, TFA a, IL-8, FNOα и др.) эндотелиальные клетки сосудов, находящиеся в покоящемся состоянии, могут вступать в клеточный цикл, пролиферировать, мигрировать и образовывать новые кровеносные сосуды, таким образом, инициируется целый каскад биохимических реакций. Клетки эндотелия начинают не только делиться, но и запускают синтез ферментов — матричных металлопротеиназ, которые разрушают обволакивающий эндотелий внеклеточный матрикс и оболочку сосудов. В образовавшиеся просветы эндотелиоциты выходят наружу и мигрируют по направлению к строме роговицы. Интенсивность ангиогенеза зависит не только от уровня экспрессии проангиогенных модуляторов, но и от уровня экспрессии ингибиторов этого процесса [9, 15, 23, 27, 29, 33, 39—41, 43—49, 51, 52, 54].

Следует отметить, что сведения о влиянии VEGF на развитие новообразованных сосудов роговицы при различных заболеваниях представлены в немногочисленных и достаточно противоречивых публикациях и требуют дальнейшего изучения и анализа [22, 27, 39, 54].

В 1994 г. Майкл О’Рейли выделил из мочи мышей с привитой карциномой вещество, которое подавляло рост капилляров. Оно представляет собой фрагмент молекулы плазминогена, состоящего из 1—5 кринглов (kringles 1—5). Соединение назвали «ангиостатином» (стабилизирующим сосуды). Он является фрагментом плазминогена размером 38 кД, содержащим 12 дисульфидных связей [49]. В серии экспериментов in vitro было доказано, что ангиостатин вызывает супрессию роста сосудов. Среди специфических ингибиторов, действующих на пролиферирующие эндотелиальные клетки сосудов, ангиостатин является одним из самых мощных полипептидов [9, 40, 46, 52, 54, 55]. Ангиостатин — природный ингибитор ангиогенеза, который имеет большой период полужизни и действует подобно гормонам, системно подавляя пролиферацию эндотелиальных клеток. В связи с этим актуальным является изучение возможности местного (субконъюнктивального) применения ангиостатина и его влияния на новообразованные сосуды глаза. К недостаткам препарата следует отнести его высокую стоимость и скорость разложения.

Следует отметить, что, несмотря на значительные успехи, достигнутые в последние годы в лечении васкуляризованной роговицы, для полной ремиссии применение отдельно только фотодинамической или медикаментозной терапии является недостаточным. Более эффективным представляется сочетание лазерной и медикаментозной терапии на основе препаратов с различными механизмами антиангиогенного действия.

Таким образом, на сегодняшний день антиангиогенная терапия новообразованных сосудов роговицы является серьезной и важной проблемой офтальмологии. Сами по себе все перечисленные выше методы более или менее эффективны, но у каждого есть свои показания и противопоказания. В этой связи актуальной следует признать разработку новых подходов к решению данной проблемы путем не только создания оригинальных антиангиогенных препаратов, но и поиска возможностей комбинированного использования уже известных методов.