活體共聚焦顯微鏡檢測糖尿病患者角膜病變的研究進(jìn)展

陳麗妃，黃 慧，陳 琦，徐 帆(綜述)，李 敏(審校)

糖尿病的發(fā)病率逐年增長，據(jù)國際糖尿病聯(lián)合會推測，糖尿病患者從2013年的3.82億人將增加到2035年的5.92億人[1]。糖尿病可引起多系統(tǒng)的損害，在眼部的常見并發(fā)癥為白內(nèi)障和視網(wǎng)膜病變。糖尿病引起的角膜病變研究越來越受到眼科學(xué)者的重視?；铙w共聚焦顯微鏡(in-vivo confocal microscopy，IVCM)檢測是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一項具有劃時代意義的高科技技術(shù)。目前應(yīng)用較廣的是HRT-Ⅲ(Heidelberg retina tomograph-Ⅲ)，采用的是共聚焦激光斷層掃描技術(shù)，顯微鏡分辨率為1 μm，放大倍率為800倍，不需行組織切片、固定及染色，能夠快速、無創(chuàng)、高分辨率和精準(zhǔn)地獲取和分析角膜各層面的二維圖像和整個角膜的三維圖像。本文綜述IVCM在檢測糖尿病患者角膜各層組織改變方面的研究進(jìn)展。

1 糖尿病患者角膜上皮細(xì)胞病變

角膜分為5層，由前向后依次為：上皮細(xì)胞層、前彈力層、基質(zhì)層、后彈力層和內(nèi)皮細(xì)胞層。上皮細(xì)胞層厚約50 μm，由5～7層細(xì)胞組成，共有3種類型細(xì)胞：扁平細(xì)胞、翼狀細(xì)胞和基底細(xì)胞。馬聰慧等[2]用IVCM對2型糖尿病患者的角膜進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)2型糖尿病患者的上皮細(xì)胞密度雖然有下降，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。而Szalaì等[3]比較了年輕的1型糖尿病患者與正常人的角膜變化，認(rèn)為1型糖尿病患者角膜上皮細(xì)胞的密度較正常人的下降且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，并且發(fā)現(xiàn)如已合并有糖尿病視網(wǎng)膜病變，則密度下降更甚。兩者的研究結(jié)果不一致，可能與兩者觀察對象的種族、年齡、樣本量、糖尿病類型不同有關(guān)。

2 糖尿病患者角膜神經(jīng)纖維病變

糖尿病微血管病變是糖尿病的常見并發(fā)癥，包括糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變、糖尿病周圍神經(jīng)病變及糖尿病心肌病等，可導(dǎo)致尿毒癥、視功能嚴(yán)重受損、糖尿病足甚至死亡等嚴(yán)重并發(fā)癥[4]。有研究[5]顯示，30%～50%的糖尿病患者合并有周圍神經(jīng)病變。糖尿病周圍神經(jīng)病變的診斷方法有多種，其中包括神經(jīng)癥狀/神經(jīng)缺陷評分、定量感覺測定、神經(jīng)傳導(dǎo)速度測定、皮膚活檢等[6-7]。曾經(jīng)認(rèn)為神經(jīng)傳導(dǎo)速度檢查是診斷糖尿病周圍神經(jīng)病變的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但是神經(jīng)傳導(dǎo)速度檢查對于早期改變、小的無髓鞘神經(jīng)纖維的受累敏感性較差，不足以對糖尿病周圍神經(jīng)病變的早期改變作出診斷。皮膚活檢能夠檢測出糖尿病周圍神經(jīng)病變的早期損害，但卻是一種有創(chuàng)性檢測手段，不便于臨床開展[8]。糖尿病神經(jīng)病變累及范圍較廣，包括感覺神經(jīng)、運(yùn)動神經(jīng)及自主神經(jīng)，其中以感覺神經(jīng)受累最常見。角膜的感覺神經(jīng)豐富，由三叉神經(jīng)眼支的終末支——睫狀神經(jīng)發(fā)出，主要在近角膜緣處進(jìn)入鞏膜，再由角膜周圍進(jìn)入角膜實質(zhì)，進(jìn)入角膜后絕大部分失去髓鞘，在角膜前2/3厚度水平走行，再分成小支，構(gòu)成神經(jīng)叢分布于角膜各層。目前，國內(nèi)外均有學(xué)者通過IVCM觀察到在早期糖尿病患者中，角膜的神經(jīng)纖維會發(fā)生改變。賈曉凡等[9]通過IVCM對95例2型糖尿病患者的角膜進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者的神經(jīng)纖維密度、角膜神經(jīng)分支密度和角膜神經(jīng)纖維長度結(jié)果均比正常人的降低。國外亦有學(xué)者[10-14]認(rèn)為角膜IVCM為糖尿病周圍神經(jīng)病變的診斷提供了一種新的、靈敏的和非侵入性的檢測手段。糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變與糖尿病周圍神經(jīng)病變屬于糖尿病微血管病變并發(fā)癥，其中糖尿病視網(wǎng)膜病變曾被認(rèn)為是最早發(fā)生的糖尿病微血管病變并發(fā)癥。曾有研究[15-17]對新診斷為2型糖尿病患者微血管并發(fā)癥進(jìn)行篩查，發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病和糖尿病周圍神經(jīng)病變的患病率均為7%，而糖尿病視網(wǎng)膜病變則為35%～39%，提示在糖尿病患者中，糖尿病視網(wǎng)膜病變較糖尿病腎病和糖尿病周圍神經(jīng)病變更早發(fā)生。由于當(dāng)時檢測手段的局限才有此觀點(diǎn)提出?，F(xiàn)隨著糖尿病周圍神經(jīng)病變檢測手段的改進(jìn)，大家已認(rèn)識到在出現(xiàn)糖尿病視網(wǎng)膜病變之前即可檢測出角膜神經(jīng)已發(fā)生改變，認(rèn)為IVCM可作為早期診斷糖尿病周圍神經(jīng)病變的一種檢測方法[18-19]。Misra等[20]對53例1型糖尿病患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)糖尿病患者的角膜神經(jīng)密度較正常人的低。更重要的是，他們評估了糖尿病中角膜神經(jīng)病變與全身性神經(jīng)(自主神經(jīng)和外周神經(jīng))病變之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在電生理測試出現(xiàn)異常之前即可檢測出角膜神經(jīng)病變。因此，認(rèn)為角膜神經(jīng)病變可能是糖尿病性神經(jīng)病變的早期指標(biāo)。此外，Lovblom等[21]運(yùn)用角膜IVCM對65例1型糖尿病患者進(jìn)行(3.5±0.9)年的隨訪觀察，發(fā)現(xiàn)角膜IVCM檢測角膜神經(jīng)纖維的長度和分支密度的變化能夠有效預(yù)測1型糖尿病患者未來是否發(fā)生糖尿病感覺運(yùn)動性多發(fā)性神經(jīng)病。此研究無疑為糖尿病神經(jīng)病變的預(yù)防、監(jiān)測及治療提供一個有利的依據(jù)。角膜神經(jīng)叢在角膜基底膜下的分布并非均勻分布，在角膜中心偏鼻下方呈渦輪樣分布。Utsunmiya等[22]運(yùn)用IVCM檢測了47例糖尿病患者和21名正常人的中心角膜底部神經(jīng)叢和偏中心角膜的輪狀神經(jīng)叢，測量總的角膜神經(jīng)纖維和分支長度，認(rèn)為檢測渦輪狀區(qū)域的神經(jīng)纖維的變異系數(shù)小于常規(guī)方法，可以更準(zhǔn)確地定義糖尿病角膜神經(jīng)損傷的程度。此觀點(diǎn)的提出，為眼科臨床工作者提供了一個更確切的觀察位點(diǎn)，減少誤差。

3 糖尿病患者角膜基質(zhì)層細(xì)胞病變

角膜基質(zhì)層占角膜厚度的90%，主要由膠原纖維、黏合物質(zhì)和角化細(xì)胞組成。基質(zhì)的膠原纖維很規(guī)則、均勻，膠原纖維束構(gòu)成片狀，層層緊密相疊，基質(zhì)層的層狀結(jié)構(gòu)使角膜在剝離術(shù)中可以相當(dāng)容易地分離細(xì)胞間隙。馬山等[23]對55例糖尿病患者與20例無糖尿病的老年性白內(nèi)障患者(對照組)進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)糖尿病視網(wǎng)膜病變患者的基質(zhì)細(xì)胞密度較對照組降低，且在糖尿病視網(wǎng)膜病變不同分期的患者中呈遞減趨勢，并發(fā)現(xiàn)在糖尿病患者中基質(zhì)細(xì)胞核體積變小，形態(tài)不規(guī)則，有些呈圓球形、長扁形，“網(wǎng)眼”逐漸增大，細(xì)胞核排列稀疏。鄭麗等[24]的研究同樣驗證了此觀點(diǎn)，并且發(fā)現(xiàn)中基質(zhì)層的細(xì)胞密度較深基質(zhì)層的細(xì)胞密度低，認(rèn)為原因可能是中基質(zhì)層的氧氣供應(yīng)較低以及糖基化終產(chǎn)物的聚集。

4 糖尿病患者角膜內(nèi)皮層細(xì)胞病變

角膜內(nèi)皮層由一層六角形內(nèi)皮細(xì)胞所形成，其密度隨年齡增大而減低。因損傷、炎癥、眼部手術(shù)等引起的細(xì)胞丟失，由于內(nèi)皮細(xì)胞不可再生，只能通過增大細(xì)胞、減低細(xì)胞密度來代償完成。角膜內(nèi)皮細(xì)胞的屏障功能和主動液泵功能對于角膜保持正常厚度和透明性是極其重要的。內(nèi)皮細(xì)胞的功能與胰島素有關(guān)，而糖尿病患者胰島素水平不同程度的降低，因而推測糖尿病患者內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)與密度的變化與胰島素水平有關(guān)，如合并有增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變，其內(nèi)皮細(xì)胞的功能會明顯降低[25-26]。Szalaì等[3]運(yùn)用角膜IVCM對28例1型糖尿病患者和17名正常人進(jìn)行內(nèi)皮細(xì)胞的檢測，發(fā)現(xiàn)糖尿病患者內(nèi)皮細(xì)胞的密度較正常人降低，并且在糖尿病患者中，如已出現(xiàn)了糖尿病視網(wǎng)膜病變，其內(nèi)皮細(xì)胞的密度低于無糖尿病視網(wǎng)膜病變的患者。Quadrado等[27]的研究結(jié)果與Szalaì等[3]一致。因此，在增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變患者行玻璃體切割聯(lián)合白內(nèi)障手術(shù)后，角膜水腫不易恢復(fù)，應(yīng)注重保護(hù)角膜內(nèi)皮細(xì)胞[28]。目前，糖尿病致死的主要原因是其并發(fā)癥，如非酒精性脂肪性肝炎、糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變和動脈粥樣硬化等。治療糖尿病及其并發(fā)癥的方法多樣化[29]，甚至出現(xiàn)了靶向治療，使治療更加精準(zhǔn)化，療效更確切[30]。由此可見，如能早期檢測出糖尿病的并發(fā)癥并提供相應(yīng)的干預(yù)，可有效降低糖尿病致死率。角膜IVCM在此方面正好可以提供一個良好的選擇。

5 結(jié)語

綜上所述，角膜IVCM檢查能夠快速地、無創(chuàng)地、精準(zhǔn)地檢測出糖尿病角膜各層組織的早期改變，尤其是在檢測神經(jīng)纖維的改變上起到重要作用，在出現(xiàn)糖尿病腎病或糖尿病視網(wǎng)膜病變之前即可觀察到角膜神經(jīng)纖維的密度及長度出現(xiàn)降低的改變，因此可為預(yù)防、干預(yù)糖尿病腎病或糖尿病視網(wǎng)膜病變提供客觀的科學(xué)依據(jù)。