張婧 綜述 劉太祥 審校

遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，貴州 遵義 563000

交聯(lián)是線型或支型高分子鏈間以共價鍵連接成網(wǎng)狀或體型高分子的過程，因其能增強(qiáng)各種材料的力學(xué)強(qiáng)度、彈性、穩(wěn)定性等，在各行各業(yè)被廣泛用于聚合物的改性。而角膜膠原交聯(lián)術(shù)(corneal collagen cross-linking，CXL)就是交聯(lián)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用之一，過程中采用核黃素作為光敏劑，配合紫外線-A(ultraviolet-A，UVA)的照射，促使角膜膠原分子和糖蛋白分子之間生成新的化學(xué)共價鍵，增大了角膜基質(zhì)纖維間的強(qiáng)度，從而增強(qiáng)角膜生物力學(xué)特性，達(dá)到治療眼部疾病的目的。研究表明，CXL術(shù)后角膜基質(zhì)細(xì)胞凋亡速度明顯變緩，角膜周邊基質(zhì)細(xì)胞增殖活躍，快速補(bǔ)充凋亡的基質(zhì)細(xì)胞，同時新生基質(zhì)細(xì)胞通過活化參與角膜基質(zhì)的重塑[1]。膠原纖維的重塑確保了角膜膠原交聯(lián)術(shù)能長時間增加角膜的生物力學(xué)強(qiáng)度。2003 年起這種技術(shù)首次被用來治療進(jìn)展型的圓錐角膜。自此醫(yī)源性角膜擴(kuò)張、大泡性角膜病變、各種難治性感染性角膜炎等各種角膜疾病都開始嘗試使用角膜膠原交聯(lián)技術(shù)治療，皆取得了確切的療效，為角膜疾病的治療提供了一種新的治療思路。本文就目前角膜膠原交聯(lián)主要的應(yīng)用方式做出總結(jié)。

1 角膜膠原交聯(lián)術(shù)的主要應(yīng)用方式

1.1 經(jīng)上皮型角膜膠原交聯(lián)術(shù) 經(jīng)上皮型角膜膠原交聯(lián)術(shù)作為早期的在體角膜交聯(lián)術(shù)式，保留了角膜上皮，手術(shù)操作簡便，但其存在一些不足。如核黃素微溶于水，在“核黃素化”過程中疏水性的角膜上皮對其吸收速度緩慢，且紫外光照射時，需先穿透角膜上皮，降低了交聯(lián)效率。為了解決這一系列問題，通過降低核黃素滲透角膜上皮難度的去上皮型角膜膠原交聯(lián)術(shù)應(yīng)運而生。此外將苯扎氯銨、氨基丁三醇等化學(xué)試劑與核黃素混合，可以幫助它輕易滲透入角膜上皮[2]。提高有效核黃素濃度或同時在前房直接注入核黃素，使核黃素同時內(nèi)外進(jìn)行雙向傳導(dǎo)，都是有效的輔助方式[3]。有研究表明離子電滲透法也是可行的[4]。此種手術(shù)設(shè)計方案保留了患者角膜上皮的完整，患者術(shù)后疼痛感不明顯，同時也降低了術(shù)后感染的風(fēng)險。有研究證實患者的術(shù)后最佳視力在經(jīng)過長達(dá)10年后依然能保持良好[5]。但是如何更進(jìn)一步地提高核黃素的滲透效率和紫外光照射的效率，仍需更多的研究和思考。

1.2 去上皮型角膜膠原交聯(lián)術(shù) 去上皮型角膜膠原交聯(lián)術(shù)有效解決了核黃素難以浸潤角膜上皮層的難題，是角膜交聯(lián)術(shù)中最經(jīng)典的術(shù)式。術(shù)眼麻醉后，直接刮除角膜中央?yún)^(qū)域的角膜上皮，使用0.1%的核黃素溶液點眼，讓角膜全層被核黃素持續(xù)作用，待確認(rèn)完全“核黃素化”后，用UVA(波長370 nm，能量密度為5.4 J/cm2)進(jìn)行照射，誘導(dǎo)角膜基質(zhì)進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)[6]。這種手術(shù)方式操作簡便，能夠確保核黃素高效地充分浸潤角膜全層基質(zhì)，能夠在UVA 照射下充分反應(yīng)。但相應(yīng)的，角膜上皮中密布了豐富的感覺神經(jīng)末梢，去除了角膜上皮會使患者術(shù)后疼痛明顯，且喪失了角膜上皮的屏障保護(hù)功能也大大增加了術(shù)后眼部感染的風(fēng)險，且對接受治療患者的角膜厚度有著更加嚴(yán)格的規(guī)定。有報道稱，這種手術(shù)方法，同時增加了紫外光的穿透，可能會同時增加UVA對角膜內(nèi)皮及眼后部結(jié)構(gòu)的損傷[7]。

1.3 快速角膜膠原交聯(lián)術(shù) 傳統(tǒng)的角膜膠原交聯(lián)治療過程中最大的危害是紫外線長時間照射，有可能會損傷如角膜內(nèi)皮、晶狀體甚至視網(wǎng)膜等多個眼部結(jié)構(gòu)。增強(qiáng)紫外線強(qiáng)度可以明顯縮短手術(shù)時間，降低對眼部結(jié)構(gòu)的損傷。且該方式不良反應(yīng)少，術(shù)后疼痛較輕，恢復(fù)快，降低了術(shù)后感染的風(fēng)險，對于角膜厚度偏薄患者也是一種適宜的治療方法?？焖俳悄つz原交聯(lián)術(shù)包括去上皮快速角膜膠原交聯(lián)和跨上皮快速角膜膠原交聯(lián)兩種方式。有學(xué)者采用光照度30 mW/cm2、快速交聯(lián)4 min的UVA照射方案，術(shù)后隨訪12個月。發(fā)現(xiàn)患者術(shù)后視力明顯提高，角膜曲率逐漸降低，角膜生物力學(xué)變得更加穩(wěn)定，證明去上皮快速角膜交聯(lián)術(shù)對進(jìn)展性圓錐角膜的治療具有良好的安全性及有效性[8]?？缟掀た焖俳悄つz原交聯(lián)術(shù)(ATE-CXL)治療圓錐角膜也是安全和有效的，術(shù)中未發(fā)生并發(fā)癥，在術(shù)后長達(dá)1年的隨訪中，患者術(shù)后裸眼視力、最佳矯正視力等指標(biāo)同樣均有明顯改善[9]。遺憾的是，目前還缺少快速經(jīng)上皮膠原交聯(lián)與經(jīng)典經(jīng)上皮膠原交聯(lián)術(shù)式的對照研究，需要進(jìn)一步臨床探索。紫外線的光化學(xué)生物效應(yīng)與照射過程中產(chǎn)生的總能量成正比，因此還需探討“總能量比構(gòu)成”的最佳方案。如何在交聯(lián)治療中，在總照射能量達(dá)到治療條件的同時，保證治療的安全性。不少人實驗了不同的照射方案，以期找到最佳的“總能量比構(gòu)成”。近年來，7.2 J/cm2的總能量被多數(shù)研究者所認(rèn)可，現(xiàn)有資料表明，該總能量可能在達(dá)到想要的角膜交聯(lián)治療效果同時，產(chǎn)生最小的副作用[10]。高度近視患者在有意愿行角膜屈光手術(shù)時，往往受限于自身角膜條件。研究發(fā)現(xiàn)，使用快速角膜膠原交聯(lián)術(shù)聯(lián)合FS-LASIK 治療高度近視，術(shù)后半年間患者的裸眼視力(UCVA)、角膜形態(tài)參數(shù)等指標(biāo)良好，未見發(fā)生角膜感染或非感染性炎癥、角膜瓣相關(guān)并發(fā)癥等，可以證明該手段是安全、有效的[11]。

1.4 低滲核黃素-紫外光A 誘導(dǎo)薄角膜膠原交聯(lián) 交聯(lián)過程中，紫外光有損傷人眼角膜內(nèi)皮、晶狀體或視網(wǎng)膜的可能，為了確保手術(shù)的安全性，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定角膜基質(zhì)的厚度需要大于400 μm。這顯然不適用于中晚期的圓錐角膜患者。為了解決這一難題，目前有研究將核黃素溶液的濃度降低，這樣角膜基質(zhì)透鏡能夠適度水腫，達(dá)到規(guī)定的安全厚度。研究表明，CXL治療過程中使用低滲性核黃素溶液誘導(dǎo)，患者的安全性及有效性是能夠保證的[12]，且直到術(shù)后3年，等滲和低滲組并無明顯差異性改變[13]。對于中央角膜厚度＜400 μm的晚期圓錐角膜患者，低滲性核黃素溶液可以替代傳統(tǒng)濃度的作用，延緩患者病情進(jìn)展[14]，為中晚期圓錐角膜患者或先天角膜條件差的患者提供了新的治療手段。

1.5 角膜膠原交聯(lián)術(shù)治療圓錐角膜 目前國內(nèi)已經(jīng)較為廣泛的使用在體角膜交聯(lián)技術(shù)治療圓錐角膜，以期提高角膜的穩(wěn)定性。但是部分患者術(shù)后視力沒有得到明顯改善，仍需佩戴硬性角膜接觸鏡，以滿足日常生活要求。因此，有將角膜屈光手術(shù)與角膜膠原交聯(lián)聯(lián)合應(yīng)用的方式，希望能直接有效地提高患者的視功能，如PRK-CXL、LASIK-CXL 、SMILE Xtra等。同時也能應(yīng)用于降低屈光手術(shù)后醫(yī)源性角膜擴(kuò)張的發(fā)病率。對于角膜較薄的中、高度近視患者，患者術(shù)后2 年內(nèi)的裸眼視力(uncorrected visual acuity，UCVA)、最 佳矯正視力(best corrected visual acuity，BCVA)、角膜曲率等參數(shù)及Haze等并發(fā)癥情況都較為良好，證明聯(lián)合應(yīng)用兩種治療手段能夠有效地防止近視回退和圓錐角膜的進(jìn)展[15-16]。角膜基質(zhì)環(huán)植入術(shù)(intrastromal corneal ring implantation，ICRI)將基質(zhì)環(huán)片植入周邊角膜內(nèi)，致使周邊部角膜變陡，而間接誘導(dǎo)角膜中央部變平，適用于成年近視及散光患者、圓錐角膜和醫(yī)源性角膜擴(kuò)張癥。有研究表明角膜膠原交聯(lián)術(shù)聯(lián)合角膜基質(zhì)環(huán)植入術(shù)，能顯著增強(qiáng)圓錐角膜患者角膜的穩(wěn)定性，減緩角膜進(jìn)一步變形的進(jìn)展過程[17]。但目前頗具爭議的是，這一聯(lián)合技術(shù)的應(yīng)用順序，還需更多的實驗研究以明確標(biāo)準(zhǔn)的治療方案。目前，還有研究先行角膜膠原交聯(lián)術(shù)，再行有晶狀體眼人工晶狀體植入術(shù)(phakic intraocular lens，PIOL)，其安全性和有效性在實驗中取得了可喜的成效[18-19]。

1.6 膠原交聯(lián)治療感染性角膜炎 感染性角膜炎是一種常見且嚴(yán)重的眼部感染性疾病，患者眼部疼痛明顯且病程較長，在很多時候難以明確病原菌，導(dǎo)致延誤確診和對癥用藥的時機(jī)，很可能發(fā)生角膜穿孔，甚至發(fā)生眼內(nèi)炎，波及大腦，嚴(yán)重時甚至危及生命?；颊咴缙诳蛇x擇角膜移植手術(shù)，但目前全球角膜供體嚴(yán)重不足，大量患者在等待角膜供體的過程中喪失了機(jī)會，最終不得不摘除眼球。目前，角膜膠原交聯(lián)作為藥物的補(bǔ)充治療手段，已經(jīng)開始用于感染性角膜炎的治療，被命名為“角膜炎的光活化色團(tuán)治療”(photo activated chromophore for keratitis，PACK-CXL)[20]。其原理是使角膜基質(zhì)膠原纖維間的連接變緊密，對微生物的酶解效應(yīng)有更好的抵抗力，能夠局限病原微生物的進(jìn)一步浸潤。且核黃素在紫外光A照射下，能夠產(chǎn)生活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)。活性氧自由基能夠攻擊病原菌的遺傳物質(zhì)和細(xì)胞膜，能夠直接有效地聯(lián)合藥物殺滅作用病原微生物[21]。膠原交聯(lián)同時也降低了角膜神經(jīng)纖維的敏感度[22]，使患者感染控制后的視力能夠得到一定的提高，且大大減輕患者的角膜刺激癥狀?？偟膩碚f，在抗微生物藥物種類有限，超級細(xì)菌、耐藥菌泛濫的今天，“角膜炎的光活化色團(tuán)治療”給對現(xiàn)有藥物不敏感及中重度感染性角膜炎患者帶來了新的希望。

2 角膜膠原交聯(lián)術(shù)的并發(fā)癥

角膜上皮下霧狀混濁、角膜瘢痕、感染性角膜炎、角膜內(nèi)皮損傷甚至失代償、角膜過度扁平化、角膜上皮愈合延遲等都是角膜膠原交聯(lián)術(shù)的并發(fā)癥[23]。角膜上皮下霧狀混濁較為常見，常出現(xiàn)于在體角膜交聯(lián)術(shù)后的1～2個月，以往人們認(rèn)為這種改變大多數(shù)是一過性的，可在半年至一年自愈。近來HAFEZI等[24]發(fā)現(xiàn)CXL 有時也會出現(xiàn)角膜基質(zhì)的永久性瘢痕化。有研究報道稱這種永久性瘢痕化的發(fā)病率在8.6%左右[25]。

交聯(lián)過程中還必須要考慮紫外光對視網(wǎng)膜有可能會造成損害。Apostolos和他的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)在遵循“德累斯頓”安全范圍內(nèi)的紫外光照射時長和強(qiáng)度時，可能會引起暫時性視網(wǎng)膜功能障礙，但在6 周后視網(wǎng)膜功能可以自行恢復(fù)到接近術(shù)前水平[26]。感染性角膜炎是角膜交聯(lián)術(shù)后非常罕見的并發(fā)癥，有研究報道交聯(lián)術(shù)后感染的風(fēng)險僅為0.0017%左右[27]。其他并發(fā)癥的報道更為罕見。說明角膜交聯(lián)技術(shù)明顯利大于弊，其安全性和有效性都得到了驗證。但有研究證實大約少部分患者在進(jìn)行角膜膠原交聯(lián)治療后，角膜持續(xù)扁平的趨勢仍存在，圓錐角膜仍會進(jìn)展[28]。

3 其他誘導(dǎo)膠原交聯(lián)的方法

3.1 京尼平誘導(dǎo)膠原交聯(lián) 京尼平(Genipin)又稱格尼泊素，是一種從天然植物梔子中提取的生物交聯(lián)劑，且毒性遠(yuǎn)低于戊二醛等常用的化學(xué)交聯(lián)劑。京尼平溶液被認(rèn)為是一種安全的角膜交聯(lián)劑。有研究表明，在長期觀察下其對角膜基質(zhì)及內(nèi)皮細(xì)胞無明顯損傷，角膜基質(zhì)層膠原纖維排列更為緊密[29]。京尼平交聯(lián)療法利用這一特性，延緩了大泡性角膜病程中角膜水腫和大泡的形成[30]。有動物實驗比較了核黃素聯(lián)合UVA、快速交聯(lián)、京尼平誘導(dǎo)角膜膠原三種方式，發(fā)現(xiàn)這三種交聯(lián)方法均可以有效增強(qiáng)兔角膜的生物力學(xué)強(qiáng)度，并且京尼平組在術(shù)后早期的增強(qiáng)效果最明顯[31]。且京尼平不僅能使角膜交聯(lián)，也能安全有效地通過增強(qiáng)鞏膜纖維間的連接增強(qiáng)鞏膜硬度，從而延緩近視的發(fā)生發(fā)展，這一方向為近視的防控提供了新的方向[32-33]。

3.2 甘油醛誘導(dǎo)膠原交聯(lián) 甘油醛(Glyceraldehyde)是一種糖類代謝的中間產(chǎn)物，同樣是一種安全有效的交聯(lián)劑，其能夠顯著增強(qiáng)鞏膜的生物力學(xué)強(qiáng)度。目前，病理性近視(pathologic myopia，PM)是成人致盲性主要眼病之一,尚無良好治療對策。鞏膜病理性的薄弱會直接導(dǎo)致病理性近視，而甘油醛能夠顯著增強(qiáng)后極部鞏膜的強(qiáng)度，明顯減緩病理性近視的發(fā)生發(fā)展[34]。

4 結(jié)語

目前角膜膠原交聯(lián)術(shù)已廣泛應(yīng)用于圓錐角膜、大泡性角膜病變等疾病的治療，并取得一定效果。CXL作為一種在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域較為新穎的手段，在傳統(tǒng)治療方案基礎(chǔ)上提供了一種新的選擇，且眾多研究表明有可能會獲得良好的療效。下一步，研究的方向主要在降低交聯(lián)試劑的毒性反應(yīng)、提高手術(shù)時效、減輕患者不適及依從性等方面，發(fā)掘膠原交聯(lián)在眼科學(xué)的潛能，為患者帶來福音。