全身性遺傳疾病對(duì)角膜移植排斥的影響

孫悅，劉馨甜，張弘

作者單位：哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院眼科，黑龍江 哈爾濱 150000

角膜移植失敗的首要原因?yàn)樾g(shù)后不可逆性免疫排斥反應(yīng)。自1905年奧地利眼科醫(yī)生成功實(shí)施了第一臺(tái)人類穿透性角膜移植手術(shù)，更多的角膜盲病人得以重見光明，隨之而來的便是人們同角膜移植排斥斗爭的漫長歷史。現(xiàn)今諸如格子狀角膜變性、顆粒狀角膜變性、斑狀角膜營養(yǎng)不良、Fuchs角膜內(nèi)皮營養(yǎng)不良、后部多形性角膜內(nèi)皮營養(yǎng)不良等眼部癥狀為主的遺傳性疾病病人角膜移植術(shù)的排斥情況已逐漸被臨床醫(yī)生所了解，但全身遺傳性疾病與角膜移植術(shù)后排斥的相關(guān)性，尚未有文獻(xiàn)對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)地總結(jié)，故本綜述就唐氏綜合征（Down syndrome，DS）、AGel淀粉樣變性（AGel amyloidosis）、黏多糖病（mucopolysaccharide disease，MPS）、著色性干皮?。▁eroderma pigmentosum，XP）四種全身性遺傳疾病，從疾病特征、發(fā)病機(jī)制、角膜移植術(shù)后的排斥情況以及預(yù)防排斥的方法四個(gè)方面展開論述，以期為臨床中制定個(gè)性化診療方案，提高角膜移植手術(shù)成功率提供幫助。

1 角膜移植排斥

角膜的“免疫赦免”狀態(tài)作為一種機(jī)體的進(jìn)化適應(yīng)，使嬌嫩的角膜組織免于遭受免疫性損害，能夠幫助角膜長期維持透明。在無危險(xiǎn)因素刺激的情況下，眼前節(jié)的“免疫赦免”狀態(tài)也為角膜移植術(shù)的良好預(yù)后提供重要保障［1］。角膜“免疫赦免”機(jī)制是由角膜血管和淋巴管的缺失、成熟抗原提呈細(xì)胞（antigen presenting cell，APC）的相對(duì)缺乏等組成［2］。上述因素遭到破壞后，將導(dǎo)致受體對(duì)植片的“免疫赦免”不足以抵消其對(duì)植片的排異，病人將發(fā)生臨床可觀察到的角膜移植免疫排斥反應(yīng)。屆時(shí)，供體主要組織相容性抗原被宿主的樹突狀細(xì)胞（dendritic cells，DCs）捕獲并處理，處理后的DCs借由角膜淋巴管向頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)。到達(dá)淋巴結(jié)后，宿主的T細(xì)胞被激活，分化為細(xì)胞毒性T細(xì)胞（cytotoxic T cell，CTL/CD8+T細(xì)胞）和輔助性T細(xì)胞（helper T cell，Th細(xì)胞/CD4+T細(xì)胞），CD4+T細(xì)胞進(jìn)一步分化為Th1、Th2等，其中Th1細(xì)胞是同種異體角膜移植排斥反應(yīng)的主要效應(yīng)細(xì)胞。Th1細(xì)胞可分泌重組人干擾素-γ（recombinant human interferon-γ，IFN-γ）、白細(xì)胞介素（lnterleukin，IL）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）等炎性因子，進(jìn)而活化并激活特異性遲發(fā)型超敏反應(yīng)（specific delayed type hypersensitivity，DTH），最后借由血管遷移到達(dá)移植物-宿主界面，裂解供體細(xì)胞，發(fā)生角膜移植排斥。

2 角膜移植排斥相關(guān)的遺傳性疾病

2.1 唐氏綜合征唐氏綜合征（DS），又名21三體綜合征，為一種具有典型面容，同時(shí)伴有認(rèn)知功能障礙的常染色體遺傳疾病，部分病人可伴有免疫功能異常、神經(jīng)退行性病變等表現(xiàn)［3-4］，結(jié)合病人的染色體核型分析，較容易做出準(zhǔn)確診斷。眾多研究表明，DS病人的圓錐角膜（keratoconus，KCN）發(fā)生率明顯高于正常人，即便是非KCN的DS病人也普遍具有透明度較低且尖而薄的原始角膜結(jié)構(gòu)，這可能與病人存在Ⅵ型膠原蛋白異常和透明質(zhì)酸過量生產(chǎn)有關(guān)［5］。Ⅵ型膠原蛋白為構(gòu)成角膜的主要成分之一，其纖維的長徑大小及排列方式將影響到角膜的生物力學(xué)特征。

因此DS病人常因角膜渾濁影響視力而需要行穿透性角膜移植術(shù)（penetrating keratoplasty，PK）或板層角膜角膜移植術(shù)（lamellar keratoplasty，LKP），但移植成功率往往偏低［6］。分析可能的原因，其一，DS病人普遍存在先天性角膜膠原異常，導(dǎo)致角膜形態(tài)欠規(guī)則，影響移植物與植床對(duì)合；其二，部分病人伴有免疫功能異常，多表現(xiàn)為特應(yīng)性疾病，這將大大增加移植排斥的風(fēng)險(xiǎn)［3］；其三，瞼緣炎和眼瞼畸形是DS病人最常見的眼病，這將影響病人的眼表健康，增加感染風(fēng)險(xiǎn)；最后，由于病人多伴有認(rèn)知功能障礙，一旦出現(xiàn)眼部癥狀，不易察覺且難以配合治療［7］。所以針對(duì)DS病人行角膜移植術(shù)，應(yīng)于術(shù)前改善眼表健康情況，積極治療瞼緣炎及眼瞼畸形，避免于特應(yīng)性疾病急性期進(jìn)行手術(shù)，術(shù)中選擇間斷縫合的方式固定植床植片，術(shù)后適當(dāng)增加隨訪次數(shù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并控制角膜移植術(shù)后發(fā)生的排斥反應(yīng)，降低免疫排斥對(duì)植片內(nèi)皮細(xì)胞的不良影響。

2.2 AGel淀粉樣變性AGel淀粉樣變性，曾用名芬蘭型家族性淀粉樣變性（familial amyloid，F(xiàn)AF），是一種以淀粉樣明膠蛋白（gelsolin，AGel）廣泛沉積為特征的常染色體顯性單基因遺傳病［8］，其特征性表現(xiàn)為Ⅱ型格子狀角膜營養(yǎng)不良（lattice corneal dysprothy，LCD-Ⅱ）、進(jìn)行性周圍神經(jīng)病變和皮膚松弛，可通過組織活檢、分子遺傳學(xué)檢測以及典型臨床表現(xiàn)和家族史進(jìn)行確診［8］。病人首發(fā)癥狀多為眼部LCD-Ⅱ表現(xiàn)，裂隙燈下可見角膜前、中基質(zhì)內(nèi)半透明、玻璃樣的分支網(wǎng)格線，同時(shí)伴有彌漫的細(xì)小顆粒狀淀粉樣蛋白沉積［9］。隨疾病進(jìn)展，AGel沉積帶來的LCD-Ⅱ、角膜神經(jīng)密度減低、繼發(fā)性干眼等，將導(dǎo)致病人存在反復(fù)發(fā)作的角膜上皮缺損、角膜潰瘍，進(jìn)而導(dǎo)致角膜渾濁，視力下降，甚至失明，屆時(shí)PK將成為復(fù)明的主要手段［10］。

然而眾多研究表明，AGel淀粉樣變性病人發(fā)生角膜移植排斥的概率明顯高于低風(fēng)險(xiǎn)人群［10］。這可能與多種因素相關(guān)，如病人PK術(shù)后復(fù)發(fā)的角膜組織AGel沉積以及隨病情進(jìn)展進(jìn)行性降低的角膜神經(jīng)密度等［11］，這將導(dǎo)致上皮愈合不良，新生血管、淋巴管長入，繼發(fā)性干眼等并發(fā)癥。此外，AGel沉積帶來的面癱以及眼瞼皮膚松弛將增加倒睫、暴露性角膜炎的風(fēng)險(xiǎn)，提高病人的術(shù)后排斥率。不幸的是，目前尚無治愈AGel淀粉樣變性的方法，僅能為病人提供對(duì)癥治療，如使用無防腐劑的人工淚液以及低劑量的環(huán)孢素A（cyclosporine A，CsA）或淚小點(diǎn)封閉術(shù)來控制繼發(fā)性干眼、手術(shù)矯正眼瞼畸形等［9］。近年來，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中基因治療有效控制了AGel的合成和沉積，預(yù)示著人類AGel淀粉樣變性治療的新方向。

2.3 黏多糖病黏多糖?。∕PS）是一種罕見的以糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG）異常堆積于全身多個(gè)器官的先天性溶酶體酶缺乏性遺傳病，過量的GAG將隨尿液排出［12］。臨床上，常用尿液GAG檢查、遺傳學(xué)測試和相關(guān)溶酶體酶檢測來確診和分型［13］。根據(jù)所缺乏的酶的不同，MPS可分為7型［14］，其中MPS-Ⅰ、Ⅵ型病人最容易發(fā)生角膜渾濁［15-16］，這可能因?yàn)镚AG廣泛沉積于角膜組織中，使得角膜基質(zhì)細(xì)胞向成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化［16］，膠原纖維過度表達(dá)、無序排列［17］。為改善視力，病人常需要角膜移植手術(shù)治療，但術(shù)后排斥風(fēng)險(xiǎn)往往較高，PK術(shù)后排斥率可達(dá)到23%［18］。

綜合分析MPS病人角膜移植排斥反應(yīng)高發(fā)的原因，首先，在MPS中?？梢奊AG沉積于中樞神經(jīng)系統(tǒng)［14，19］，造成病人認(rèn)知障礙［19］，增大護(hù)理及術(shù)后診療的難度；其次，造血干細(xì)胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）是目前治療MPS的基石之一，作為其術(shù)后并發(fā)癥的移植物抗宿主病可能會(huì)造成病人繼發(fā)性干眼［18］。還有研究表明，降解GAG的酶是通過淚液到達(dá)角膜的，在經(jīng)過系統(tǒng)的全身性治療后，MPS病人淚液中酶的含量仍遠(yuǎn)低于正常人群［15］，這造成了GAG在眼部的持續(xù)堆積，角膜植片往往在術(shù)后幾年內(nèi)，便因再次渾濁而需要進(jìn)行二次移植；并且由于MPS是一種先天性疾病，病人普遍擁有較小的移植年齡［13］，導(dǎo)致病人面臨更大的移植風(fēng)險(xiǎn)。此外，GAG沉積對(duì)角膜的損傷，始于角膜基質(zhì)層，逐漸向表層和深層進(jìn)展，最終累及角膜內(nèi)皮［20］；GAG還被發(fā)現(xiàn)在小梁網(wǎng)和虹膜組織中異常沉積［17］，這將導(dǎo)致病人伴有開角型或閉角型青光眼，二者均增加了多次角膜移植和術(shù)后排斥的風(fēng)險(xiǎn)。最后，在病人的角膜共聚焦檢查以及病理切片中，可以觀察到典型的角膜基質(zhì)細(xì)胞空泡化［20］，疑為含有纖維顆粒物質(zhì)的胞質(zhì)小體，但這種特殊的結(jié)構(gòu)與角膜移植排斥是否相關(guān)，尚不明晰。

臨床中，針對(duì)MPS病人行角膜移植，首先應(yīng)降低再次移植的風(fēng)險(xiǎn)，即減緩疾病進(jìn)展，減慢角膜渾濁的進(jìn)程。病人應(yīng)及早進(jìn)行系統(tǒng)性治療，HSCT和酶替代療法（enzyme replacement therapy，ERT）為MPS經(jīng)典的治療方法，可以有效延長病人的生存期以及減少中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害［15，19］。眾多研究顯示，對(duì)于MPS-Ⅰ的病人早期進(jìn)行HSCT，可以延遲角膜渾濁的發(fā)生［15，21］，而ERT由于血-眼屏障的存在，相關(guān)酶蛋白無法到達(dá)眼部發(fā)揮作用，但有相關(guān)研究采用納米級(jí)靶向酶遞送系統(tǒng)在小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了改善角膜渾濁等眼部癥狀的效果［22］；此外，還可以適當(dāng)應(yīng)用轉(zhuǎn)化生長因子-β受體抑制劑、血小板衍生生長因子抑制劑等降低角膜基質(zhì)細(xì)胞向成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。其次，在手術(shù)方案的選擇上，盡量使用LKP［23］，保留受體的內(nèi)皮細(xì)胞層，降低術(shù)后排斥率，為再次移植留有空間。但由于病人移植年齡較小，使用大氣泡法制備角膜植床，術(shù)中易發(fā)生后彈力層破裂［24］，為此，Myerscough等［25］提出可使用飛秒激光輔助制備。針對(duì)MPS在病程及治療中的相關(guān)眼部并發(fā)癥，如繼發(fā)性干眼、青光眼等，應(yīng)當(dāng)在術(shù)前術(shù)后注重監(jiān)測，及時(shí)對(duì)癥治療。

2.4 著色性干皮病著色性干皮病（XP）是一種罕見的遺傳性DNA修復(fù)酶缺陷性疾病，為常染色體隱性遺傳，病人多于十歲前發(fā)病，典型表現(xiàn)為皮膚損傷，由于日光中紫外線對(duì)病人DNA造成的不可逆性損傷，病人的皮損主要集中于日光照射區(qū)域，形成彌漫性色素沉著斑［26］。此外，91%的XP病人將伴有眼部異常，主要累及眼瞼、結(jié)膜、角膜等日光照射部位。眼瞼可出現(xiàn)皮膚瘢痕、瞼外翻等眼瞼畸形，球結(jié)膜可出現(xiàn)組織薄變、色素沉著以及結(jié)膜炎癥導(dǎo)致的充血水腫，而角膜則主要表現(xiàn)為干燥、渾濁、新生血管長入、暴露性角膜炎、角膜緣干細(xì)胞缺乏（limbal stem cell deficiency，LSCD）等等［27］。導(dǎo)致角膜出現(xiàn)渾濁的原因除角膜基質(zhì)鈣化，基質(zhì)細(xì)胞核受損等角膜基質(zhì)病變外，還可能與長期日光照射造成病人角膜內(nèi)皮失代償，進(jìn)而導(dǎo)致角膜基質(zhì)水腫、渾濁有關(guān)［28］，病人常常需要角膜移植手術(shù)來恢復(fù)視力。

影響角膜移植術(shù)預(yù)后的因素，首先，XP病人的眼表環(huán)境較差，眼瞼的畸形、結(jié)膜的慢性炎癥、LSCD等將增加角膜組織中炎細(xì)胞和促炎細(xì)胞因子的密度以及植床植片發(fā)生感染的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致角膜移植排斥率升高，手術(shù)成功率下降；其次，DNA修復(fù)酶的缺乏使得機(jī)體無法修復(fù)紫外線對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。Kosker等［28］對(duì)11名XP病人的13個(gè)角膜組織進(jìn)行病理切片觀察，發(fā)現(xiàn)所有病人均出現(xiàn)了明顯的內(nèi)皮細(xì)胞密度下降，部分內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)可見黑色素顆粒沉積，導(dǎo)致病人角膜內(nèi)皮功能降低，甚至失代償；此外，XP是一種癌前系統(tǒng)性疾病，病人眼部腫瘤的發(fā)病率為健康人群的2 000倍［26，29］。Tsui等［30］觀察到一名PK術(shù)后的XP病人，在術(shù)前的眼科檢查中并未見任何眼表腫瘤以及癌前病變，然而在術(shù)后1個(gè)月，于病人鼻側(cè)球結(jié)膜發(fā)現(xiàn)一快速生長的腫物，腫物于兩周內(nèi)體積擴(kuò)大一倍，病理結(jié)果顯示為中度分化的鱗癌，這可能與角膜移植術(shù)后常規(guī)使用糖皮質(zhì)激素和免疫抑制劑、手術(shù)創(chuàng)傷以及病人DNA修復(fù)酶缺陷有關(guān)。

針對(duì)XP我們應(yīng)根據(jù)病變累及的深度以及病人角膜內(nèi)皮的功能謹(jǐn)慎選擇手術(shù)方式。XP病人常因渾濁的角膜基質(zhì)和功能衰竭的角膜內(nèi)皮而行PK治療，但其預(yù)后往往較差，反復(fù)發(fā)生的移植排斥反應(yīng)以及紫外線對(duì)角膜內(nèi)皮細(xì)胞的持續(xù)損傷，最終將導(dǎo)致植片內(nèi)皮失代償而移植失?。?1］。所以，當(dāng)病人處于疾病早期，眼表環(huán)境尚可且角膜基質(zhì)渾濁較輕時(shí)，應(yīng)盡量選擇角膜內(nèi)皮移植術(shù)更換失代償?shù)慕悄?nèi)皮，消除角膜基質(zhì)水腫導(dǎo)致的視力下降［32］；當(dāng)渾濁尚未累及角膜全層時(shí)，可選擇LKP進(jìn)行治療，于術(shù)前重點(diǎn)評(píng)估病人的內(nèi)皮功能，術(shù)后密切隨訪，檢測內(nèi)皮細(xì)胞功能，必要時(shí)進(jìn)行二期的內(nèi)皮移植術(shù)以恢復(fù)角膜植片的透明［28］。此外，皮膚及眼部的紫外線防護(hù)和對(duì)腫瘤的長期監(jiān)測隨訪也十分重要。

3 小結(jié)

角膜疾病為導(dǎo)致病人雙眼盲的四大原因之一，角膜移植手術(shù)是目前治療角膜盲的唯一手段，而角膜移植排斥則為導(dǎo)致角膜移植失敗的主要原因。遺傳性疾病多為罕見疾病，且常常導(dǎo)致多系統(tǒng)異常，這使得其與角膜移植排斥之間的相關(guān)性更容易被臨床醫(yī)生所忽視，故本文就DS、AGel淀粉樣變性、MPS、XP四種全身癥狀為主的遺傳性疾病，從疾病特征、發(fā)病機(jī)制、角膜移植術(shù)后的排斥情況以及預(yù)防排斥的方法四個(gè)方面展開論述。

當(dāng)遇到伴有全身遺傳性疾病的病人時(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)病人積極進(jìn)行原發(fā)病治療，如對(duì)MPS病人進(jìn)行學(xué)科間會(huì)診，加強(qiáng)HSCT和ERT治療等等，還應(yīng)采用改善眼表環(huán)境的圍手術(shù)期治療，如矯正DS、FAF、XP的眼瞼畸形，術(shù)前使用抗生素及非甾體類滴眼液控制眼部炎癥，人工淚液和CsA治療繼發(fā)性干眼等等。針對(duì)病人特殊的眼部表現(xiàn)可以制定個(gè)性化的診療方案，合理選擇術(shù)式，盡量選擇角膜成分移植進(jìn)行治療，減少受體的抗原負(fù)荷，降低移植排斥的風(fēng)險(xiǎn)。術(shù)后可適當(dāng)延長糖皮質(zhì)激素和免疫抑制劑的使用時(shí)間，加大二者的用藥劑量，必要時(shí)可選擇全身用藥，如選擇CsA于術(shù)后全身給藥3～6個(gè)月，進(jìn)一步降低病人術(shù)后發(fā)生排斥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高手術(shù)成功率。此外，縮短隨訪間隔、增加隨訪次數(shù)可以幫助臨床醫(yī)生及早發(fā)現(xiàn)角膜移植術(shù)后排斥，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即給予短效糖皮質(zhì)激素全身靜點(diǎn)，局部使用高濃度的1%醋酸潑尼松龍滴眼液頻點(diǎn)以及他克莫司滴眼液點(diǎn)眼，必要時(shí)加用地塞米松結(jié)膜下注射，以逆轉(zhuǎn)角膜移植術(shù)后排斥，延長移植物存活時(shí)間［33］。