持續(xù)性角膜上皮缺損的治療進展

梁榮斌，吳世楠，邵 毅

0引言

角膜是眼睛最外層的透明層，它能將進入眼睛的大部分光線均勻地折射到晶狀體上，因此，角膜在良好的視力形成過程中發(fā)揮重要作用。多層角膜上皮通過相鄰細胞間的緊密連接，起到了保護屏障的作用，并通過基底細胞層不斷再生細胞來維持角膜光滑的光學表面[1]。持續(xù)性角膜上皮缺損(persistent corneal epithelial defect，PED/PCEDs)是指角膜損傷后10～14d內，在接受了相應治療后，角膜也未能迅速重新形成上皮并閉合而導致的一種眼部角膜疾病。眼科醫(yī)生在臨床診治過程中最常見的眼部疾病包括眼部擦傷和角膜上皮缺陷。受損的角膜如果不及時治療，發(fā)展成PED后將會導致嚴重的并發(fā)癥，如眼部感染、發(fā)生基質潰瘍、穿孔、瘢痕等，最終影響視力[2]。治療過程中，人工淚液是治療眼部疾病的初期方法之一，而目前正不斷涌現(xiàn)出新穎且有效的治療方法。本文旨在綜述PED治療的研究進展。

1流行病學

PED的發(fā)病率仍未知，根據(jù)流行病學研究顯示，在美國該病每年的發(fā)病人數(shù)不到20萬例，因此PED被歸類為一種相對罕見的疾病。單純性眼皰疹可導致PED、角膜炎、瘢痕、新生血管化和青光眼。美國的單純性眼皰疹的年發(fā)病率約20.7/100 000。另外，在美國角膜移植術后發(fā)生PED的病例約為每年7558例，而糖尿病玻璃體切除術后發(fā)生PED的病例約為每年2480～5257例。據(jù)估計47%～64%的糖尿病患者會發(fā)生糖尿病性角膜病。因此角膜移植和糖尿病均增加了患PED的風險[3]。最近一項關于角膜移植術后感染性角膜炎造成角膜上皮缺損的流行病學研究揭示了術后增加上皮缺損的風險因素包括60歲以上男性、移植物直徑>9mm、細菌性或病毒性感染、風濕病和癌癥的化療等[4]。此外，由于玻璃體切除術后PED的發(fā)生率較高，對于行玻璃體切除術的患者也應注意預防或早期治療[5]。

2病因學

在PED的病因學討論中，有研究證明上皮細胞黏附缺陷、角膜緣干細胞缺乏、表面創(chuàng)傷、藥物干擾、感染等因素會造成角膜傷口愈合過程障礙，從而增加患PED的風險。PED的病理生理學研究證明，成纖維細胞過度增殖會引起細胞外基質紊亂，從而導致角膜不透明，進一步影響視力。

2.1上皮細胞黏附缺陷基底上皮細胞通過形成半囊體和產(chǎn)生纖維連接黏附于基底膜上。上皮細胞黏附缺陷或基底膜缺陷可導致患PED的風險增加。如復發(fā)性角膜糜爛可導致基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)的過量產(chǎn)生，從而破壞基底膜，破壞上皮細胞與基底膜之間的纖維連接，導致患PED的風險增加。此外，角膜上皮基底膜營養(yǎng)不良(epithelial basement membrane dystrophies，EBMD)可導致不規(guī)則額外基底膜層生成并延伸至上皮，引起基底膜缺陷和繼發(fā)性黏連。中毒性角膜病變也可導致PED，其原因是局部麻醉劑可阻礙上皮細胞的遷移，干擾上皮細胞與基底膜之間的半邊小體黏附機制。此外，角膜的退化、薩爾茲曼結節(jié)性變性、帶狀角膜病變、大泡性角膜病變、維生素A缺乏和瘢痕形成均可能導致PED，原因均是基底膜的異常形成和黏附機制的缺陷。

2.2角膜緣干細胞缺乏角膜緣上皮細胞的遷移和角膜上皮干細胞增殖分化是角膜上皮損傷后再生修復的關鍵。因此，角膜緣干細胞缺乏(limbal stem cell deficiency，LSCD)常導致上皮再生功能障礙、發(fā)生基質溶解、瘢痕形成、PED、角膜結膜炎、新生血管形成等。嚴重的角膜緣干細胞缺乏的常見原因之一是堿液、家庭清潔液和部分農(nóng)家肥料所引起的堿性化學損傷[6]。

2.3表面創(chuàng)傷頻繁的眼部擦傷將會導致角膜緣干細胞的耗竭，從而影響上皮細胞再生水平。這些機械性損傷包括眼內翻或外翻、倒睫、眼瞼痙攣等暴露性角膜病變，間接或直接破壞角膜上皮細胞。因此，如果上皮細胞的損傷程度超過了角膜緣干細胞的愈合能力，就會形成PED。

2.4神經(jīng)營養(yǎng)缺陷角膜是接受神經(jīng)支配最密集的人體組織之一。三叉神經(jīng)的分支眼神經(jīng)支配其感覺并釋放神經(jīng)營養(yǎng)因子保護并營養(yǎng)角膜。三叉神經(jīng)的損傷將導致角膜感覺減退，造成角膜部位神經(jīng)營養(yǎng)不良。而角膜神經(jīng)支配的缺失將會導致角膜組織變性，角膜上皮細胞受損，從而引起上皮細胞缺陷，角膜愈合不良[7]，最終發(fā)展成PED。

2.5炎癥反應正常情況下細胞因子如腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)和白細胞介素-1(interleukin-1，IL-1)可以調節(jié)炎癥反應并誘導生長因子的產(chǎn)生，從而促使上皮細胞的增殖和遷移。這些生長因子也可以促進蛋白酶的合成，如MMPs。此外，這些因子可也刺激基質重塑，但如果細胞因子過量表達，相反，可能會導致基質融化。由于某些原因誘發(fā)的炎癥反應，如感染性角膜炎、自身免疫性疾病、干燥綜合征、斯蒂夫森綜合征、移植排斥反應、外周潰瘍性角膜炎、穆倫氏潰瘍、類風濕性關節(jié)炎等，TNF-α、IL-1和其他炎癥細胞因子將高活性表達，多種炎癥條件可能導致角膜創(chuàng)傷修復紊亂，從而引起PED。

3診斷與臨床表現(xiàn)

臨床上用于診斷PED的方法包括用熒光灌注法來監(jiān)測角膜傷口的大小、位置以及深度。在更深層次的傷口中，熒光素需要更長的時間才能被上皮細胞和基質吸收。臨床醫(yī)生在診斷過程中應結合疾病的并發(fā)癥逆向推斷，如神經(jīng)營養(yǎng)性PED病例可能會伴發(fā)前房炎癥、眼瞼畸形、角膜感覺減退等眼部癥狀。普通的角膜上皮缺損與PED的區(qū)別主要在于角膜損傷后角膜上皮愈合的時間長短。普通角膜上皮缺損在7～10d后會自動恢復，而PED即使接受了標準治療并做好了相關的護理，在2wk后也難以痊愈。臨床醫(yī)生在全面了解病史的過程中應重點關注患者之前是否存在有皰疹感染、糖尿病、免疫系統(tǒng)功能障礙、角膜疼痛或視力模糊的可能性，以進一步診斷。此外，由LSCD導致的PED，可通過點狀晚期熒光素染色和檢測角膜混濁度、視力下降程度，配合觀察患者是否有畏光、淚膜不穩(wěn)定和淺表血管形成等癥狀進行診斷。臨床數(shù)據(jù)顯示，LSCD患者可能出現(xiàn)瘢痕、角膜潰瘍、間質新生血管或角膜穿孔[8]等癥狀。

4 PED的治療與預后

在治療PED的過程當中，患者應在確診后盡快接受治療(7～10d)，以避免繼發(fā)性并發(fā)癥，包括角膜感染風險增加、前間質瘢痕化、新生血管形成、角膜潰瘍甚至角膜穿孔從而造成視力喪失。此外，在接受標準治療(10d)后，也應持續(xù)監(jiān)測，加強治療以預防間質纖維化。臨床醫(yī)生也應關注角膜上皮部分愈合的患者，避免發(fā)展成PED。目前，PED的治療仍然很復雜，根據(jù)不同的病因有多種治療方案。治療首先需要了解整個發(fā)病過程，熟悉各種藥物的作用機制。不同治療方案的最終目的均為為分化的上皮細胞向角膜上皮層遷移、增殖和再生提供有利的條件。由于該病的復雜性，PED患者必須每周甚至是每天進行多次徹底檢查，以確保治療過程的有效性。

4.1標準治療治療PED時，首先應結合患者的臨床癥狀考慮其可能的病因，再對癥治療。如神經(jīng)性PED可以局部使用神經(jīng)生長因子治療；糖尿病性角膜病需要配合糖尿病治療方案；皰疹性角膜炎需要采用抗病毒治療；LSCD的治療需聯(lián)合角膜緣干細胞移植。

目前對PED的標準治療需要一個循序漸進的過程，從保守治療開始，如果保守治療效果不明顯就需要轉到內科或外科進行治療。內科或外科的治療方案包括配戴繃帶軟性隱形眼鏡(bandage soft contact lenses，BCL)[9]，采用淚點塞、清創(chuàng)術、瞼緣縫合術等。治療最初，每隔1～2h使用不含防腐劑的人工淚液和眼膏進行潤滑。但在使用人工淚液和眼膏進行治療前必須考慮到PED的醫(yī)源性問題。如果患者同時在使用某些可能破壞角膜上皮的藥物，如苯扎氯銨、局部氨基糖苷(慶大霉素和妥布霉素)、萬古霉素滴劑等，就需要停用這些藥物，防止發(fā)生拮抗作用，影響治療[10]。標準治療的下一步是采用淚點塞，通過潤滑作用，外加淚膜中含有的多種生長因子，包括表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)、轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、成纖維細胞生長因子 (basic fibroblast growth factor，bFGF)、肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor，HGF)、降鈣素相關基因肽、纖連蛋白、維生素A和維生素C[11]，這些生長因子將促進角膜上皮的愈合。

BCL配合不含防腐劑的人工淚液和抗生素的治療方案有助于保護受損的上皮細胞免受眼瞼眨動造成的機械損傷，從而間接保護了上皮的再生過程。同時使用角膜潤滑液和局部廣譜抗生素，將會降低感染性角膜炎的風險[12]。此外，加壓補片是角膜再生過程中保護角膜的另一種標準治療方法，然而，加壓補片已被證明會妨礙傷口愈合，并可能是角膜疾病的感染源，因此對這種治療方法的療效需要持續(xù)監(jiān)測[13]。目前，根據(jù)臨床相關病例分析發(fā)現(xiàn)加壓補片的療效可能不如BCL。

外科手術如清創(chuàng)術和瞼緣縫合術，對于多數(shù)難治性PED可以起到很好的治療效果。清創(chuàng)術是指清除固定的、創(chuàng)傷性的上皮組織，從而使新的上皮細胞遷移到角膜組織。瞼緣縫合術的目的是閉合瞼裂以減少角膜暴露面積。另外，臨時瞼緣縫合術是一種維持瞼裂閉合6wk的手術選擇。除了采用外科手術閉合眼瞼，也可通過注射A型肉毒毒素至提上瞼肌，以此達到封閉眼瞼的效果。此外，在角膜修補治療的過程當中，氰基丙烯酸酯膠也有助于角膜重新形成上皮，有研究報道可使用氰基丙烯酸酯膠修補角膜穿孔[14]。由此推斷氰基丙烯酸酯膠對于PED患者也可能有一定的療效。四環(huán)素、預防性局部抗生素和類固醇也可適用于PED的標準治療?？诜沫h(huán)素表現(xiàn)出抗膠原蛋白溶解，抑制由炎癥因子產(chǎn)生的MMPs活性的作用，因此口服四環(huán)素在短期內治療PED有一定的療效。當使用BCL或侵入性手術治療角膜疾病時，可局部使用抗生素，以此預防細菌性感染。局部使用糖皮質激素在治療PED過程中存在爭議，因為該激素可能破壞上皮組織、導致基質溶解，并有可能增加患細菌感染性角膜炎的風險[15]。然而，糖皮質激素在治療皰疹性角膜炎、史蒂文斯-約翰遜綜合征和異位性角膜結膜炎所導致的PED卻非常有效。此外，采用免疫抑制劑在治療史蒂文斯-約翰遜綜合征、角膜移植排斥反應和干燥綜合征中也是有效的。

4.2難治性PED的治療

4.2.1羊膜移植針對一些對標準療法治療無明顯療效的難治性PED病例，臨床醫(yī)生可能會采取羊膜移植(amniotic membrane grafting or transplant，AMT)的方法進行治療。AMT已被證明對眼表疾病(如PED、非愈合性角膜潰瘍)的治療極為有用，并可防止術后角膜穿孔[16]。羊膜含有許多生長因子[如EGF、角化細胞生長因子(keratinocyte growth factor，KGF)、成纖維細胞生長因子[FGF2])、蛋白酶抑制劑和各種促進角膜傷口愈合的蛋白。羊膜不僅可以為角膜重新上皮化提供一個支架，還可以減少新生血管的形成，并具有抗炎特性。因此，羊膜通常用纖維蛋白膠粘在或縫合在BCL上，以此配合BCL達到治療PED的效果[17]。羊膜也被用于治療LSCD，以促進受損上皮層的再生[18]。然而，也有報道AMT術后可能出現(xiàn)并發(fā)癥，包括術后感染、自然發(fā)生的縫合線斷裂、膜的溶解和羊膜下出血[19]。

4.2.2自體血清滴眼液人的血清中含有許多生長因子，包括維生素A、維生素E、EGF、TGF-β、血小板衍生生長因子(platelet derived growth factor，PDGF)、胰島素樣生長因子(insulin-like growth factor，IGF)、神經(jīng)生長因子、免疫球蛋白和纖連蛋白。因此，可用患者的血清以稀釋20%或50%作為滴眼液，并且每天使用3h自體血清滴眼液治療PED[20]，臨床結果顯示療效明顯。此外，聯(lián)合使用硅酮水凝膠軟性隱形眼鏡和自體血清滴眼液治療PED或用來防止角膜基質融化均較為有效[21]。然而，使用自體血清也存在局限性，如從全血中提取血清配制滴眼液的需遵守嚴格的規(guī)范措施和相關的管理條例等。而利用何種全血以提取血清來配制滴眼液仍存在爭議，有研究認為，用臍帶血比用富含血小板的血液制備的血清滴眼液療效更快更好[22]。盡管全血血清配制的滴眼液在治療眼表疾病方面有諸多的益處，但由于全血源性產(chǎn)品的運輸風險高，這些治療方法并不方便。近年一項臨床案例中，使用母體血清滴眼液治療小兒PED，也表現(xiàn)出良好的治療效果[23]。

4.2.3角膜緣干細胞移植在某些損害角膜緣干細胞的疾病中，如史蒂文斯-約翰遜綜合征、化學性或熱源性燒傷角膜，角膜緣干細胞移植可幫助角膜重新上皮化。嚴重的PED患者，如大面積角膜損傷患者，如果存在較高的穿孔風險，可以采用穿透性角膜移植或板層角膜移植，移植方法可參考波士頓角膜移植術(the Boston keratoprosthesis，KPro)[24]。

4.3新的治療方法

4.3.1局部外用胸腺素β4有研究表明，胸腺素β4(thymosin beta 4，Tβ4)具有促進上皮細胞增殖和抗炎的作用，其機制可能是Tβ4涉及干擾炎癥的轉錄因子的合成過程[25]。在治療神經(jīng)營養(yǎng)性PED過程中，局部外用Tβ4治療角膜潰瘍和角膜上皮神經(jīng)營養(yǎng)缺陷有很好的療效[26]。

4.3.2局部外用細胞生長因子EGF作為細胞生長因子，不僅是上皮細胞和間質細胞的趨化因子，也可刺激角膜上皮細胞及間質成纖維細胞的增殖，促進纖維連接蛋白的合成，加快受損角膜上皮的愈合。EGF在創(chuàng)面愈合中的作用還涉及磷脂酶D(phospholipase D，PLD)的激活和PAX6表達的下調[27]。EGF通過與轉化生長因子受體2(transforming growth factor-beta receptor Ⅱ，TGF-βRⅡ)相互作用，以激活相應通路促進角膜上皮的愈合[28-29]。此外，也有研究發(fā)現(xiàn)，HGF在角膜損傷修復中發(fā)揮重要作用，其也可作為一種改善PED患者預后的治療工具[30]。

4.3.3局部外用胰島素樣生長因子-1治療局部外用IGF-1可誘導角膜上皮細胞遷移、角膜緣干細胞分化，并促進角膜神經(jīng)再生[31]，可用于治療神經(jīng)營養(yǎng)性角膜病患者。對于難治性神經(jīng)營養(yǎng)性角膜潰瘍和角膜缺損，臨床中也局部使用胰島素滴劑治療，并有明顯療效[32]。此外，局部外用胰島素也有助于治療糖尿病性角膜病變，其治療方案是每天4次，每次使用0.5U的胰島素[33]。

4.3.4使用硅水凝膠軟性角膜接觸鏡或鞏膜隱形眼鏡治療角膜接觸鏡在配戴過程中需要直接接觸眼表組織，對于PED患者，為使角膜上皮愈合，該部分細胞耗氧量大，因此，對于角膜接觸鏡的氧通透性有較高的要求。相較于普通水凝膠角膜接觸鏡，硅水凝膠軟性角膜接觸鏡不依賴于鏡片本身所含水分量，具有獨特透氧通道，防止出現(xiàn)角膜愈合過程缺氧狀態(tài)。相關的臨床案例分析證明硅水凝膠軟性角膜接觸鏡可用于治療PED[34]。而鞏膜隱形眼鏡能為角膜上皮提供機械力保護，并能夠維持角膜上皮的水合作用和氧滲透，從而促進PED的愈合，近年也有眼科醫(yī)生采取該治療方案治愈PED的報道[35]。

5總結與展望

角膜是眼部光學系統(tǒng)的重要組成部分，PED可能導致患者發(fā)生繼發(fā)性感染、基質瘢痕、角膜穿孔、潰瘍，甚至是完全失明。本文綜述了PED的流行病學、病因學、診斷與臨床表現(xiàn)以及治療。PED雖然發(fā)病率不高，但在診斷治療過程中其導致的各種并發(fā)癥需引起臨床醫(yī)生的重視。雖然目前有多種標準治療方法，而且也出現(xiàn)了越來越多的新方法，但是整體上治療PED仍然具有挑戰(zhàn)性。PED的治療需要有一定的時效性，確診后應立即采取治療措施。而且，在治療過程中，首先需要了解發(fā)病原因，如LSCD、創(chuàng)傷感染、上皮細胞黏附缺陷等，其次采取對應的方法究其根源治療。常用的治療方法有BCL、AMT等標準治療方法。近年來，通過各種生長因子和抗炎藥的使用，以及新的外科技術可以為角膜提供神經(jīng)支配，再配合針對角膜再生上皮化過程的藥物治療，促使PED的治療難度正逐步降低。但是，徹底治愈PED的成功率仍然不高。綜上各種治療方法，目前仍著眼于藥物治療、內科治療、外科手術治療，未來能否在基因和遺傳水平上明確PED的病因并進行基因治療具有一定的前瞻性。此外，3D打印技術在未來能否應用于角膜移植，從而減少免疫排斥反應，進一步應用于各種角膜疾病的治療，也值得探索。