一种通过瞳孔穿透使用 WST11 和近红外光对豚鼠巩膜进行交联的方法

这项眼科研究的重要性

世界各地越来越多的儿童和成人出现近视，这会增加今后发生严重眼病甚至失明的风险。近视加重的一个原因是眼球外层的白色包膜——巩膜逐渐拉伸并变弱，使眼轴异常增长。本研究探索了一种新的、如针尖般细的基于光的外部方法，通过使巩膜变硬和增强其强度，未来有望在不进行大手术的情况下减缓或预防危险的眼轴延长。

强化眼壁的新途径

现有的巩膜加固方法都有重要缺点。早期的光学方法使用紫外光和维生素核黄素来在胶原蛋白（眼壁的主要结构蛋白）中产生额外的交联。尽管这些方法可以使组织变硬，但紫外光穿透深度有限，且除非外科医生从外部暴露巩膜，否则可能损伤脆弱的视网膜。注射到眼周的化学剂也能交联胶原，但易扩散到目标区域之外，并可能引起眼压升高、炎症或视网膜损伤。研究人员改用一种名为 WST11 的药物，混入一种增稠的糖类聚合物右旋糖酐（dextran），并用波长为 753 nm 的近红外（NIR）光激活，该波长可安全穿过瞳孔并到达眼后部。

将治疗保持在所需部位

第一步是确保药物主要滞留在巩膜中，而不会渗入视网膜等更深、更敏感的层。研究团队使用豚鼠眼（这是一个成熟的人类近视模型），将眼后部浸泡在含有不同比例右旋糖酐的 WST11 溶液中。在荧光显微镜下，他们观察到这种带紫色荧光的药物扩散的距离。较低浓度的右旋糖酐允许 WST11 穿透巩膜进入富血管的脉络膜，而较高浓度会使溶液更粘稠，显著减缓药物的移动。在 10% 右旋糖酐和 30 分钟暴露条件下，大部分药物仍停留在巩膜的外半层。扩散的计算机模型验证了在该时间内，脉络膜边界处的药物峰值浓度将低于 1%，因此选择该配方用于后续试验。

检测巩膜变得多强

为了确定最佳光剂量，研究人员对处理过的巩膜样本用不同的 NIR 光强和照射时间进行照射，并测量组织在轻微加热时收缩的难易程度。经交联的胶原在更高温度下仍能保持形状，因此关键指标是发生 50% 收缩时的温度。在多种组合中，所有 WST11+NIR 治疗均提高了该温度，相较于未处理的眼组织表明组织对热更具抵抗力、交联更强。一个相对温和的方案——在药物浸泡 30 分钟后以 10 毫瓦/平方厘米照射 30 分钟——带来了较大的升幅，约 6.8°C，并在标准拉伸测试中也提高了力学刚度（杨氏模量）。值得注意的是，来自年龄较大的豚鼠（约五到六个月）的眼睛比年轻动物表现出更明显的增强效果，这暗示组织成熟度会影响治疗效果。

从离体实验到活体眼睛

接着，团队尝试模拟在患者中可能的施治方式。在一系列实验中，他们将 NIR 光通过完整、已药物浸泡的眼睛的瞳孔照射，发现这种“透瞳”路径能与直接照射裸露的巩膜片一样，有效地加固赤道巩膜（眼中部周围区域）。一个简单的物理模型表明，大约 40% 的入射 NIR 光在到达豚鼠巩膜后表面时仍可用，足以触发交联。最后，在活体麻醉动物中，将药物混合液注射到靠近赤道或眼后部的位置，静置 30 分钟后通过瞳孔入射 NIR 光激活。在两处区域，处理过的巩膜相比同侧未处理的眼组织显示出显著更高的热稳定性，证明这种微创方法可以在体内奏效。对照组仅接受光和生理盐水处理时也出现了一些轻度增强，提示单独的 NIR 光可能也会触发有益的重塑。

这对近视加重的人意味着什么

总体而言，该研究表明经精心配制的 WST11 与右旋糖酐溶液，在通过瞳孔引导的安全水平近红外光激活下，能选择性地使豚鼠的巩膜变硬，而未见明显向更深组织的药物扩散。该方法强化了眼壁的侧面与后部区域，并在更成熟的眼睛中似乎更有效，提示未来治疗或可按年龄进行个体化调整。尽管仍有许多问题需要解答——尤其是长期安全性、人类大小眼球的理想剂量以及对近视进展的实际影响——这项工作为一种非侵入性程序提供了有希望的蓝图，该程序直接作用于薄弱的眼外壳，旨在防止其伸长并在一生中保护视力。

引用: Vogels, D.H.J., Abdulla, Y., Myles, W. et al. A transpupillary approach for crosslinking Guinea pig sclera using WST11 and near-infrared light. Sci Rep 16, 6098 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36438-w

关键词: 近视控制, 巩膜交联, 近红外光, WST11 治疗, 豚鼠眼模型