白內(nèi)障術(shù)后角膜病變治療的新進(jìn)展△

陳曦 嚴(yán)宏

角膜病變是白內(nèi)障術(shù)后常見(jiàn)但可避免的并發(fā)癥。術(shù)后角膜內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)異常導(dǎo)致液體不均衡，角膜間質(zhì)腫脹、混濁，損傷視功能。使用光譜域超高分辨率光學(xué)相干斷層掃描可觀察到術(shù)后1 d角膜增厚主要是由于后彈力層內(nèi)皮層復(fù)合體發(fā)生短暫的水腫和不同程度的形態(tài)學(xué)變化，導(dǎo)致患者不適，常在術(shù)后1周內(nèi)恢復(fù)；若術(shù)后角膜內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量不足600～800 個(gè)·mm-2,則易出現(xiàn)角膜內(nèi)皮功能失代償[1]，需行角膜移植，包括穿透性角膜移植、板層移植、角膜內(nèi)皮移植，其他新興療法包括眼表重建、人工角膜及治療角膜內(nèi)皮病變的藥物等[2]。

1 概述

角膜是透明組織，共由5層組成。角膜基質(zhì)在正常情況下具有腫脹傾向，依靠?jī)?nèi)皮的質(zhì)子泵作用將水從基質(zhì)泵到前房，維持角膜正常厚度和透明度。白內(nèi)障患者行晶狀體超聲乳化過(guò)程中的機(jī)械刺激、熱灼傷、灌注液損傷、超聲能量、氧化損傷等，以及患者自身角膜內(nèi)皮細(xì)胞變性、干眼癥、結(jié)締組織病或曾患青光眼引起的角膜內(nèi)皮細(xì)胞損傷等均可導(dǎo)致術(shù)后嚴(yán)重的角膜病變。主要表現(xiàn)為角膜上皮功能障礙、角膜后彈力層脫離、角膜內(nèi)皮細(xì)胞損傷甚至角膜內(nèi)皮功能失代償[3]，前者導(dǎo)致角膜神經(jīng)受損引起術(shù)后干眼和不適，后兩者導(dǎo)致角膜水腫甚至發(fā)展為大泡性角膜病變。

2 治療方法和原則

2.1 干眼的防治對(duì)于合并瞼板腺功能障礙或干眼的患者，術(shù)前用人工淚液干預(yù)并告知患者術(shù)后癥狀加重的可能性，術(shù)中注意操作輕柔、涂抹角膜保護(hù)劑，術(shù)后使用含脂質(zhì)成分的人工淚液和其他改善干眼癥狀的滴眼液[3]。

2.2 后彈力層脫離的治療切口周邊的局限性后彈力層脫離可不做特殊處理，當(dāng)發(fā)生范圍較大或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)一般采用前房注氣法或松解性角膜后彈力層切開(kāi)術(shù)，對(duì)單純前房注氣療效差的患者可行前房注氣聯(lián)合穿刺排出預(yù)先產(chǎn)生的液體[4]。

2.3 角膜水腫的治療白內(nèi)障術(shù)后角膜水腫的處理原則取決于潛在病因和視覺(jué)質(zhì)量。早期水腫發(fā)生在術(shù)后1 d，由角膜內(nèi)皮功能損傷和結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致，大部分使用藥物可以恢復(fù)；術(shù)后晚期角膜水腫于術(shù)后角膜透明一段時(shí)間后出現(xiàn)，是角膜內(nèi)皮細(xì)胞大量丟失導(dǎo)致的大泡性角膜病變，需對(duì)癥治療并行角膜內(nèi)皮移植術(shù)[5]。高滲劑、維生素C、重組人表皮生長(zhǎng)因子、還原型谷胱甘肽、非甾體抗炎藥等滴眼劑可有效減輕水腫癥狀，親水性接觸鏡可輔助高滲劑，但應(yīng)避免長(zhǎng)期使用導(dǎo)致感染。過(guò)去數(shù)年，后彈力層剝離自動(dòng)角膜移植術(shù)(descemet stripping automated endothelial keratoplasty,DSAEK)是角膜內(nèi)皮功能失代償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)手術(shù)程序，但對(duì)白內(nèi)障術(shù)后患者的角膜水腫或當(dāng)供體患有糖尿病、供體角膜內(nèi)皮細(xì)胞密度較低時(shí)，術(shù)后3 a角膜移植成功率明顯降低[6-7]。

3 角膜病變治療方法新進(jìn)展

3.1 使用含氫氣的灌注液保護(hù)角膜內(nèi)皮細(xì)胞白內(nèi)障患者晶狀體超聲乳化術(shù)的超聲波能量可誘導(dǎo)羥基自由基(·OH)形成，從而破壞角膜內(nèi)皮細(xì)胞。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，氫氣(H2)可以選擇性地還原強(qiáng)氧化劑，如羥基自由基、過(guò)氧亞硝酸鹽，保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷[8]。兔眼白內(nèi)障術(shù)后5 h的檢測(cè)結(jié)果顯示，術(shù)中使用含H2的灌注液可減輕角膜水腫、降低角膜內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激標(biāo)志物和抗氧化物的生成，說(shuō)明H2可以保護(hù)角膜內(nèi)皮細(xì)胞免受超聲乳化誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和損傷[9]。另外，相比單純用磷酸鹽溶液沖洗，兔眼堿燒傷后立即用含H2的磷酸鹽溶液沖洗可在傷后5 d內(nèi)恢復(fù)角膜透明，傷后10 d內(nèi)角膜水腫顯著改善，傷后20 d促炎因子表達(dá)顯著降低或消失，可有效抑制氧化應(yīng)激和新生血管生成，防止角膜瘢痕化，對(duì)角膜無(wú)毒性且不影響其功能[10]。

3.2 局部撕除角膜后彈力層治療Fuchs角膜內(nèi)皮營(yíng)養(yǎng)不良Fuchs角膜內(nèi)皮營(yíng)養(yǎng)不良以角膜內(nèi)皮的進(jìn)行性損害最后發(fā)展為角膜內(nèi)皮功能失代償為特征。該類(lèi)患者白內(nèi)障術(shù)后角膜內(nèi)皮損害加劇，需行DSAEK，且晶狀體超聲乳化術(shù)聯(lián)合人工晶狀體植入術(shù)與DSAEK聯(lián)合或分階段進(jìn)行的預(yù)后結(jié)果相同[11]。另外，還存在角膜供體缺乏、排斥反應(yīng)、長(zhǎng)期服用激素，以及供體角膜遠(yuǎn)期內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量下降等問(wèn)題[7]。

近期，發(fā)表在Ophthalmology雜志上的一項(xiàng)臨床研究發(fā)現(xiàn)，在并發(fā)癥發(fā)生率相似的孤立型內(nèi)皮功能不全患者中，與超薄后彈力層剝除內(nèi)皮角膜移植術(shù)(ultrathin descemet stripping automated endothelial keratoplasty,UT-DSAEK)相比，術(shù)中僅移植供體的后彈力層和內(nèi)皮細(xì)胞植片(descemet membrane endothelial keratoplasty,DMEK)在術(shù)后3個(gè)月、6個(gè)月、12個(gè)月時(shí)視敏度更佳[12]。另外，對(duì)角膜內(nèi)皮功能障礙需行角膜內(nèi)皮移植的患者單純行后彈力層撕除同樣可以促進(jìn)中央角膜內(nèi)皮細(xì)胞密度增加，明顯改善角膜水腫、恢復(fù)視力[13-14]；對(duì)合并Fuchs角膜內(nèi)皮營(yíng)養(yǎng)不良的白內(nèi)障患者術(shù)中單純行局部中央角膜后彈力層撕除可使已受損的角膜內(nèi)皮細(xì)胞密度逐漸增加[15]，說(shuō)明單純局部后彈力層撕除治療這類(lèi)患者角膜內(nèi)皮功能失代償?shù)目赡苄?，有望替代角膜?nèi)皮移植。

該技術(shù)的機(jī)制和應(yīng)用如下：角膜內(nèi)皮細(xì)胞是附著在后彈力層上的單層立方細(xì)胞，后彈力層的形成依賴(lài)于角膜內(nèi)皮細(xì)胞分泌的細(xì)胞外基質(zhì)，兩者功能上相輔相成[16]。角膜內(nèi)皮細(xì)胞具有接觸抑制，其干細(xì)胞分布在周邊部，撕除病變處的后彈力層可能消除了內(nèi)皮細(xì)胞的接觸抑制，加速剩余健康的周邊部角膜內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖、分裂，并持續(xù)不斷地向中央角膜擴(kuò)散[17-18]。但并非所有患者都對(duì)這種干預(yù)反應(yīng)良好，如周邊角膜內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量過(guò)少或中央角膜彌漫性水腫等患者[13]，還需要更多的臨床研究數(shù)據(jù)確定最適人群、最佳撕除范圍與形狀等。

3.3 體外培養(yǎng)人角膜內(nèi)皮細(xì)胞植片的移植人角膜內(nèi)皮細(xì)胞在體內(nèi)增殖受限，隨年齡增加、白內(nèi)障手術(shù)中超聲乳化能量、應(yīng)激損傷等數(shù)量下降。角膜內(nèi)皮愈合主要靠周邊部角膜內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和擴(kuò)增，當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞嚴(yán)重受損時(shí)只能采取角膜內(nèi)皮移植，而我國(guó)角膜供體缺乏導(dǎo)致大多數(shù)患者得不到及時(shí)治療。因此，尋找與供體角膜相當(dāng)?shù)娜斯そ悄せ蚺囵B(yǎng)細(xì)胞密度高、形態(tài)正常、功能完善的HCEC植片尤為重要。

人角膜內(nèi)皮細(xì)胞移植片是在人的羊膜、薄層角膜基質(zhì)或膠原片上接種HCEC培養(yǎng)從而替代供體角膜。研究表明，體外培養(yǎng)的HCEC植片可以顯著改善兔眼角膜水腫，并維持較好的增殖能力和角膜內(nèi)皮細(xì)胞泵功能[19]，提示其治療內(nèi)皮功能障礙的可能性。將人胚胎干細(xì)胞來(lái)源的角膜緣上皮細(xì)胞樣和角膜內(nèi)皮細(xì)胞樣細(xì)胞在脫細(xì)胞的豬角膜基質(zhì)支架上共培養(yǎng)，可構(gòu)建出與天然兔角膜厚度、角膜內(nèi)皮細(xì)胞密度以及生物特性均相似的組織工程角膜，并且能很好地整合在宿主角膜上，用于兔眼角膜移植可在術(shù)后8周內(nèi)逐漸恢復(fù)角膜透明[20]。另外，也有研究發(fā)現(xiàn)綿羊角膜內(nèi)皮細(xì)胞與人角膜內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)特性相似，有望替代HCEC生產(chǎn)新的組織工程角膜移植片[21]。然而，如何獲得細(xì)胞密度高且能長(zhǎng)期增殖的組織工程移植片還需進(jìn)一步研究完善，且自體HCEC的培養(yǎng)也需面臨倫理委員會(huì)審查的困境。

3.4 Rho激酶抑制劑的應(yīng)用Rho激酶是一種廣泛研究的絲氨酸/蘇氨酸激酶，是RhoA信號(hào)通路的效應(yīng)分子。RhoA、Rho激酶在人眼表達(dá)豐富，Rho激酶通過(guò)激活PI3K通路增加cyclinD和p27的表達(dá)，重排肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白細(xì)胞骨架從而調(diào)節(jié)細(xì)胞形態(tài)、運(yùn)動(dòng)和極性。激活Rho激酶可產(chǎn)生肌動(dòng)蛋白應(yīng)力纖維，使細(xì)胞間連接增加、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的作用增強(qiáng)。抑制Rho激酶將使細(xì)胞間連接松散，有助于細(xì)胞擴(kuò)散、增殖并增加組織滲透性。

Ripasudil(Glanatec)作為一種選擇性Rho激酶抑制劑，于2014年9月在日本上市，用于治療青光眼和高眼壓癥?？紤]到Rho激酶對(duì)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的調(diào)節(jié)，給兔、猴、人眼局部滴用Ripasudil后觀察到角膜內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)改變且角膜厚度、體積不變，這提示該抑制劑對(duì)角膜內(nèi)皮細(xì)胞調(diào)控的可能性[22]。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，給予體外培養(yǎng)的豬或猴角膜內(nèi)皮細(xì)胞適量Rho激酶抑制劑，將刺激角膜內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖、黏附，對(duì)機(jī)械撕除角膜內(nèi)皮層或晶狀體術(shù)后的兔眼局部給予Rho激酶抑制劑也可顯著減輕角膜水腫并促進(jìn)角膜內(nèi)皮愈合[23-24]。另外，Rho激酶抑制劑也可以作為細(xì)胞療法的輔助藥物，與一定濃度的角膜內(nèi)皮細(xì)胞混合注入患有角膜內(nèi)皮功能失代償?shù)耐醚?，可顯著促進(jìn)移植的角膜內(nèi)皮細(xì)胞長(zhǎng)入受體角膜，恢復(fù)細(xì)胞形態(tài)、加快內(nèi)皮愈合，比單純注射角膜內(nèi)皮細(xì)胞更有效[25]。

初步的臨床研究證實(shí)，對(duì)1例52歲的晚期Fuchs角膜內(nèi)皮營(yíng)養(yǎng)不良患者行瞳孔區(qū)角膜內(nèi)皮撕除聯(lián)合局部Rho激酶抑制劑滴眼2周后，患者角膜恢復(fù)透明、視力提高[26]，對(duì)角膜移植和白內(nèi)障術(shù)后角膜內(nèi)皮功能障礙的患者局部滴Rho激酶抑制劑(6次·d-1共4個(gè)月，或4次·d-1共6個(gè)月)，或眼內(nèi)注射含一定濃度Rho激酶抑制劑的人角膜內(nèi)皮細(xì)胞均可顯著改善角膜水腫、降低中央角膜厚度[25]，最終恢復(fù)角膜透明。2例84歲白內(nèi)障術(shù)后角膜內(nèi)皮嚴(yán)重?fù)p傷伴后彈力層脫離的患者，術(shù)后使用1 mmol·L-1Rho激酶抑制劑局部滴眼，2周后觀察到角膜恢復(fù)透明，3個(gè)月后視力明顯提高；1例71歲外傷50余年的虹膜囊腫患者，角膜內(nèi)皮細(xì)胞密度僅508個(gè)·mm-2，白內(nèi)障術(shù)后予1 mmol·L-1Rho激酶抑制劑4次·d-1共3個(gè)月，角膜恢復(fù)透明、中央角膜厚度顯著降低、角膜內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量未減少[27]。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)均提示Rho激酶抑制劑在促進(jìn)角膜內(nèi)皮細(xì)胞遷移、擴(kuò)散、增殖，促進(jìn)角膜愈合、恢復(fù)透明中的作用，相信將為角膜病防治提供新思路。

3.5 飛秒激光輔助的晶狀體超聲乳化術(shù)FLACs使用飛秒激光做切口、撕囊、碎核，有效減少超聲乳化能量和持續(xù)時(shí)間，從而減少角膜內(nèi)皮細(xì)胞損傷、減輕角膜水腫，術(shù)后屈光效果佳[28-29]。對(duì)于Fuchs角膜內(nèi)皮營(yíng)養(yǎng)不良、角膜內(nèi)皮細(xì)胞少和糖尿病患者具有明顯優(yōu)勢(shì)。

糖尿病患者血糖水平高，引起醛糖還原酶活性增加、基質(zhì)金屬蛋白酶水平增加，并形成晚期糖基化終末產(chǎn)物，抑制細(xì)胞形變、遷移，破壞基底膜并導(dǎo)致細(xì)胞黏附異常，易出現(xiàn)角膜內(nèi)皮功能失代償、修復(fù)機(jī)制失調(diào)，角膜水腫、角膜傷口愈合延遲。相比非糖尿病患者，糖尿病患者的角膜更易受壓力、創(chuàng)傷影響，恢復(fù)時(shí)間更長(zhǎng)[30]，DSAEK成功率也較低[6]。因此，應(yīng)重視評(píng)估高血糖持續(xù)時(shí)間、糖化血紅蛋白水平與角膜損傷的關(guān)聯(lián)，有條件的情況下選擇飛秒激光輔助的晶狀體超聲乳化術(shù)，減少對(duì)角膜內(nèi)皮的損傷。

4 展望

隨著對(duì)角膜內(nèi)皮細(xì)胞功能研究的不斷深入，對(duì)于白內(nèi)障術(shù)后角膜內(nèi)皮功能障礙的患者，除了選擇角膜內(nèi)皮細(xì)胞移植術(shù)治療之外，對(duì)于新的治療方法的探索有積極的意義，尤其對(duì)體外培養(yǎng)人角膜內(nèi)皮細(xì)胞植片和Rho激酶抑制劑的關(guān)注和應(yīng)用研究，為白內(nèi)障術(shù)后角膜內(nèi)皮功能障礙患者的治療帶來(lái)曙光。