前葡萄膜炎患者角膜內(nèi)皮細(xì)胞的計(jì)算機(jī)圖像分析△

王建萍 馬 勇 朱 濤 郭中蘭 薛雨順 李 靜 孫 燁 王 柯

葡萄膜炎是眼科常見(jiàn)疾病之一，病因復(fù)雜，且易反復(fù)發(fā)作，治療不及時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的并發(fā)癥從而影響視功能。葡萄膜炎可累及所有眼組織，葡萄膜炎伴有的疾病或其本身可侵犯眼瞼、結(jié)膜、淚腺、鞏膜、眼眶、角膜、晶狀體、視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜、視神經(jīng)[1]。角膜內(nèi)皮細(xì)胞層有屏障和主動(dòng)液泵功能，維持角膜的透明性，目前對(duì)正常角膜內(nèi)皮細(xì)胞的生理性下降及病理狀態(tài)下內(nèi)皮細(xì)胞功能變化的機(jī)制均缺乏深入、系統(tǒng)的研究[2]。近年來(lái)，研究表明，葡萄膜炎患者的角膜內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生改變，顯示葡萄膜炎的炎癥反應(yīng)對(duì)角膜內(nèi)皮的影響。為了探討葡萄膜炎對(duì)角膜內(nèi)皮的損害程度，本研究對(duì)前葡萄膜炎患者角膜內(nèi)皮細(xì)胞的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量并分析，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2008年2月至2011年3月我院收治的前葡萄膜炎患者115例(115眼)，其中男66例，女49例;年齡20～65歲。能夠確定病因或歸于特定類型的患者共43例，包括Fuchs綜合征15例，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎18例，關(guān)節(jié)強(qiáng)直性脊椎炎2例，Behcet病1例，Vogt-小柳原田綜合征1例，Reiter綜合征1例，系統(tǒng)性紅斑狼瘡2例，混合性結(jié)締組織病1例，結(jié)節(jié)性多動(dòng)脈炎1例，巨細(xì)胞動(dòng)脈炎1例;其余72例患者為特發(fā)性，尚不能確定病因。所有患者均排除原發(fā)性青光眼、繼發(fā)性青光眼、糖尿病、高血壓、眼外傷、高度近視、長(zhǎng)期配戴角膜接觸鏡、干眼征及內(nèi)眼手術(shù)史。根據(jù)發(fā)病頻數(shù)情況，將患者分為首次發(fā)病組(45例)、首次復(fù)發(fā)組(35例)、多次復(fù)發(fā)組(35例)，并將首次發(fā)病組按病程分為2～4周組、4～8周組、8～12周組;另設(shè)正常對(duì)照組35例(35眼)。

1.2 檢查方法 采用日本Topcon公司SP-3000P非接觸型角膜內(nèi)皮細(xì)胞儀，由同一技師操作，測(cè)量正常對(duì)照組人眼及前葡萄膜炎患眼角膜內(nèi)皮細(xì)胞的相關(guān)參數(shù)，所有患者均在炎癥完全控制后進(jìn)行檢查。測(cè)量眼連續(xù)拍攝多張圖像，放大100倍，選取最清晰一張作為分析資料并輸入計(jì)算機(jī)圖像分析系統(tǒng)。測(cè)量參數(shù)包括:最小細(xì)胞面積(Smin)、最大細(xì)胞面積(Smax)、平均細(xì)胞面積(Savg)、細(xì)胞面積標(biāo)準(zhǔn)差(SSD)、細(xì)胞面積變異系數(shù)(coefficient of variability，CV)、細(xì)胞密度(cell density，CD)、六邊形細(xì)胞(hexagonality，HG)百分比。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，各組角膜內(nèi)皮細(xì)胞密度和細(xì)胞形態(tài)計(jì)量學(xué)比較采用方差分析，組間比較采用LSD，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組角膜內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)參數(shù)分析 各組角膜內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)參數(shù)測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。患病組與正常對(duì)照組比較角膜內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)不規(guī)則，細(xì)胞大小不均，多形性增加，CD降低，CV增高，HG百分比下降，其中首次發(fā)病組CV、HG百分比與正常對(duì)照組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P＜0.05);首次復(fù)發(fā)組Smax、CV、HG百分比與正常對(duì)照組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P＜0.05);多次復(fù)發(fā)組各參數(shù)與正常對(duì)照組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P＜0.05)。首次發(fā)病組、首次復(fù)發(fā)組與多次復(fù)發(fā)組進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，多次復(fù)發(fā)組的CV、HG百分比與首次發(fā)病組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P ＜0.05)。

表1 各組角膜內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)參數(shù)測(cè)量結(jié)果比較Table 1Comparison of related parameters of corneal endothelial cells in each group(±s)

表1 各組角膜內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)參數(shù)測(cè)量結(jié)果比較Table 1Comparison of related parameters of corneal endothelial cells in each group(±s)

Note:Compared with normal group，aP ＜0.05;Compared with first relapse group，bP ＜0.05

Group Smin(S/μm2) Smax(S/μm2) Savg(S/μm2)CD(ρ/cell·mm －2)SSD(S/μm2) CV(rate/%) HG(rate/%)Normal 111.3 ±16.0 672.3 ±97.4 340.5 ±26.2 2693.5 ±173.7 118.3 ±11.2 31.6 ±2.9 55.7 ±5.7 First onset 119.9 ±21.3 745.2 ±94.4 351.4 ±31.6 2631.4 ±177.4 121.9 ±10.3 33.8 ±5.4a 53.8 ±5.4a First relapse 120.5 ±19.1 769.8 ±103.0a 359.1 ±36.7 2611.4 ±180.9 123.0 ±11.6 34.3 ±6.1a 53.2 ±6.9a Multiple relapse 121.9 ±21.3a 841.8 ±105.2a 363.9 ±39.1a 2598.2 ±207.8a 126.7 ±12.9a 35.5 ±6.2a，b 49.0 ±8.4a，b

2.2 不同病程內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)參數(shù)的比較 不同病程患者角膜內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)參數(shù)測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。隨著病程的延長(zhǎng)，HG百分比減少，CV逐漸增大。8～12周組CV與2～4周組、4～8周組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P＜0.05);8～12周組HG百分比與2～4周組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);各組間其余參數(shù)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P＞0.05)

表2 不同病程患者角膜內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)參數(shù)的比較Table 2Comparison of related parameters of corneal endothelial cells in different course groups(±s)

表2 不同病程患者角膜內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)參數(shù)的比較Table 2Comparison of related parameters of corneal endothelial cells in different course groups(±s)

Note:Compared with 2 －4 weeks，aP ＜0.05;Compared with 4 －8 weeks，bP ＜0.05

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3 討論

葡萄膜炎是一種多發(fā)生于青壯年的眼病，種類多，病因復(fù)雜，約10%的盲目是由葡萄膜炎所致[3]。葡萄膜炎對(duì)角膜的損害主要引起內(nèi)皮變性、角膜水腫、帶狀角膜變性、大泡性角膜病變、退行性角膜血管翳等，其發(fā)生機(jī)制與炎癥時(shí)房水改變導(dǎo)致角膜內(nèi)皮細(xì)胞代謝紊亂有關(guān)。Pillai等[4]對(duì)13例單側(cè)前葡萄膜炎患者進(jìn)行角膜內(nèi)皮觀察顯示，新鮮角膜后沉著物(keratic precipitates，KP)附近的角膜內(nèi)皮細(xì)胞由于受炎癥本身或炎癥介質(zhì)的影響而體積變大，新鮮KP附近的Savg和CD與正常眼比較，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。近期一研究小組為了解KP對(duì)角膜內(nèi)皮細(xì)胞的影響，對(duì)8例Fuchs綜合征患者進(jìn)行研究，結(jié)果顯示KP的局灶性損害降低了健康HG百分比[5]。肖建業(yè)等[6]觀察急性虹膜睫狀體炎患者急性期和恢復(fù)期灰白色細(xì)碎KP及角膜內(nèi)皮細(xì)胞的形態(tài)影像特征，結(jié)果顯示急性期KP呈不規(guī)則白色斑點(diǎn)，數(shù)量多于裂隙燈下所見(jiàn)，角膜內(nèi)皮細(xì)胞出現(xiàn)暗區(qū)，彼此間相互融合，恢復(fù)期KP數(shù)量減少，角膜內(nèi)皮細(xì)胞表現(xiàn)為亮度不均的殘缺細(xì)胞形態(tài)。

角膜內(nèi)皮細(xì)胞位于角膜最內(nèi)層，角膜的透明度在很大程度上取決于內(nèi)皮的物理屏障功能、角膜內(nèi)皮細(xì)胞的鈉泵功能以及Na+-K+-ATP酶的代謝活性。葡萄膜炎引發(fā)角膜內(nèi)皮損害是因炎癥導(dǎo)致的一系列病理改變，使角膜內(nèi)皮功能降低:(1)炎癥時(shí)血管擴(kuò)張，血漿、細(xì)胞、纖維滲出，房水蛋白含量增加，黏稠度高，炎癥滲出物堵塞吸收通道，附著于角膜內(nèi)皮上的濃厚滲出物嚴(yán)重影響了對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和擴(kuò)散。有些病例會(huì)有大量滲出附著于角膜后，尤其是“漿糊樣”KP會(huì)損傷內(nèi)皮細(xì)胞，引起角膜水腫、混濁。(2)Na+-K+-ATP酶與內(nèi)皮細(xì)胞主動(dòng)液泵功能密切相關(guān)，此酶存在于內(nèi)皮細(xì)胞的外膜中，在嚴(yán)重急性前葡萄膜炎時(shí)，角膜后滲出物損害角膜內(nèi)皮，使角膜中央內(nèi)皮細(xì)胞減少，從而減少 Na+-K+-ATP酶液泵的位點(diǎn)密度，降低其泵功能[7]。(3)炎癥細(xì)胞可引起角膜內(nèi)皮細(xì)胞外膜的Na+-K+-ATP酶活性降低，引發(fā)花生四烯酸內(nèi)源性代謝，并伴有時(shí)間依賴性角膜內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)改變。(4)炎癥過(guò)程中產(chǎn)生的酶類(如磷脂酶A和溶酶體酶)和氧自由基等可引起角膜內(nèi)皮細(xì)胞的代謝功能紊亂，導(dǎo)致細(xì)胞損傷。(5)由于炎癥時(shí)房水分泌過(guò)盛，引起眼壓升高[8]。當(dāng)眼壓增高時(shí)，內(nèi)皮的主動(dòng)液泵功能也必須相應(yīng)增加，當(dāng)眼壓的增高超越了內(nèi)皮液泵的代償功能時(shí)，角膜基質(zhì)內(nèi)就會(huì)有多余水分潴留，產(chǎn)生角膜水腫，出現(xiàn)后彈力層皺褶，損傷角膜內(nèi)皮細(xì)胞。

HG能反映角膜內(nèi)皮細(xì)胞的變異程度，已被公認(rèn)為衡量?jī)?nèi)皮損害的靈敏指標(biāo)[9]。CV反映了內(nèi)皮細(xì)胞面積的變異，也是臨床衡量角膜內(nèi)皮細(xì)胞受損的量化指標(biāo)。本研究顯示前葡萄膜炎首次發(fā)病組與正常對(duì)照組比較，HG減少，CV增大，隨著復(fù)發(fā)次數(shù)的增加，HG進(jìn)一步減少，CV繼續(xù)增大，多次復(fù)發(fā)組與首次發(fā)病組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P＜0.05)，與正常組比較，差異也均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P＜0.05)。表明炎癥對(duì)角膜內(nèi)皮細(xì)胞的損害，多次復(fù)發(fā)患者角膜內(nèi)皮細(xì)胞的形態(tài)受損更嚴(yán)重。CD體現(xiàn)了角膜的健康狀況，角膜內(nèi)皮細(xì)胞損失率直接反映了角膜內(nèi)皮細(xì)胞的損害程度。角膜內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂只在嬰幼兒時(shí)期進(jìn)行，成年后，當(dāng)角膜內(nèi)皮細(xì)胞受損，其缺損區(qū)由鄰近的角膜內(nèi)皮細(xì)胞增大、擴(kuò)展和移行來(lái)覆蓋。隨著年齡的增長(zhǎng)，角膜內(nèi)皮細(xì)胞總數(shù)漸下降，從10歲到85歲，角膜內(nèi)皮細(xì)胞CD可從3300 mm－2下降到2200 mm－2。若角膜內(nèi)皮損傷嚴(yán)重，CD低于450 mm－2時(shí)會(huì)出現(xiàn)不可逆的角膜內(nèi)皮失代償而發(fā)生大泡性角膜病變[10]。前葡萄膜炎首次發(fā)病沒(méi)有影響CD，但影響了CV和HG，表明首次發(fā)病多不影響角膜內(nèi)皮細(xì)胞功能，僅影響角膜內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)，造成多形性下降和變形性增加，當(dāng)反復(fù)發(fā)病后，角膜內(nèi)皮的形態(tài)與功能均受到了不可逆的損害。本研究將首次發(fā)病病例按病程分組，結(jié)果顯示:內(nèi)皮細(xì)胞損害程度與病程具有直接關(guān)系。為了保護(hù)角膜內(nèi)皮，應(yīng)積極控制炎癥，縮短葡萄膜炎的病程，避免復(fù)發(fā)和減少?gòu)?fù)發(fā)的次數(shù)。

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