斑狀角膜營(yíng)養(yǎng)不良治療的研究進(jìn)展

石文卿，林 啟，邵 毅

0引言

斑狀角膜營(yíng)養(yǎng)不良(macular corneal dystrophy，MCD)是一種漸進(jìn)性以雙側(cè)角膜基質(zhì)混濁和變薄為特點(diǎn)的遺傳性疾病。由德國(guó)眼科醫(yī)生Fefr[1]于1904年首次指出并詳述，故也被稱為Fehr斑點(diǎn)狀營(yíng)養(yǎng)不良。MCD發(fā)病率在近年來有上升趨勢(shì)[2]。據(jù)報(bào)道，相比于美國(guó)，它在印度南部更為流行[3]，而在沙特阿拉伯[4]和冰島，由基因因素引起的MCD發(fā)生率則更高，并且主要以遺傳為主，而基因突變的發(fā)生率較小[5]。有研究者發(fā)現(xiàn)在MCD中，角膜基質(zhì)的角化細(xì)胞內(nèi)有異常糖胺聚糖(GAGs)的積累[6]。由于MCD是一種常染色體隱性遺傳疾病，故其發(fā)病時(shí)間一般較早，在中年時(shí)期才出現(xiàn)嚴(yán)重的視力缺失。從印度南部報(bào)告的研究中發(fā)現(xiàn)臨床癥狀發(fā)作年齡為13～49歲，絕大多數(shù)人在青少年時(shí)期就開始發(fā)病[7]。

1發(fā)病機(jī)制與病理變化

MCD作為一種遺傳性疾病，其酸性粘多糖的代謝局限于角膜成纖維細(xì)胞[5]。PAS染色顯示角膜細(xì)胞胞漿中大小液泡的酸性粘多糖物質(zhì)染色呈陽性，這表明由于生物合成障礙,MCD角膜基質(zhì)內(nèi)沉積的物質(zhì)為酸性黏多糖；病變角膜成纖維細(xì)胞培養(yǎng)、溶菌酶分析、生化分析和GAGs合成動(dòng)力學(xué)研究等表明，MCD是由于患眼的角膜硫酸角質(zhì)素(KS)合成減少所致。而用吖啶橙和其他的異色染料進(jìn)行的組織化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，MCD病變角膜在GAGs中有明顯的染色作用[8]。因此MCD患者角膜混濁可能不僅僅是由于KS不足引起的,其他黏多糖的異常沉積亦可能干擾膠原纖維的正常排列從而導(dǎo)致患者視力障礙。Klintworth等發(fā)現(xiàn)，用正常人的角膜成纖維細(xì)胞和MCD外植體培養(yǎng)的角膜成纖維細(xì)胞與35-S硫酸鹽標(biāo)記的GAGs圖譜進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在MCD患者中的角蛋白分子是未硫酸化的[7]，而在角膜上皮、Bowman膜、基質(zhì)、角質(zhì)細(xì)胞、Descemet膜和正常角膜內(nèi)皮細(xì)胞中均發(fā)現(xiàn)了硫酸角質(zhì)素[9]。由于異常的硫酸化，角蛋白分子不能被代謝[10]并在細(xì)胞外基質(zhì)中沉淀。有研究者認(rèn)為硫酸化的KS合成缺陷是導(dǎo)致角膜混濁，最后失明的原因[11]。同時(shí)已有證據(jù)表明由于膠原纖維較小，纖維之間間距也減小了[12],這些因素導(dǎo)致MCD患者的角膜透明度下降。目前尚不清楚超微結(jié)構(gòu)的變化是均勻地分布于基質(zhì)，還是存在于基質(zhì)特定的深度。

2遺傳基礎(chǔ)

Bücklers等在1938年證實(shí)MCD(GroenouwⅡ型)為隱性遺傳，他研究了12個(gè)遺傳性角膜營(yíng)養(yǎng)不良家系，并確定顆粒性角膜營(yíng)養(yǎng)不良(GroenouwⅠ型)是符合孟德爾遺傳定律的[13]。在一項(xiàng)關(guān)于冰島人和美國(guó)家庭的研究中，研究者發(fā)現(xiàn)染色體上的一個(gè)位點(diǎn)(16，16q22 D16S518)與MCD有關(guān)，并證實(shí)了CHST 6的突變可致MCD[7]。CHST 6編碼一種名為N-乙酰氨基葡萄糖-6-磺基轉(zhuǎn)移酶(C-GlcNAc6ST)的酶，這種酶負(fù)責(zé)角蛋白分子的正常硫酸化，使角膜正常發(fā)育。它有4個(gè)外顯子，第3外顯子包含基因的編碼部分，因此其突變與MCD有關(guān)[2]。MCD-Ⅰ被證明是由于錯(cuò)義突變而發(fā)生的，而在MCD-Ⅱ中，有報(bào)告稱CHST 6和CHST 5之間存在缺失和重排現(xiàn)象[1]。有研究表明，在測(cè)序分析時(shí)發(fā)現(xiàn)CHST 6位于CHST 5下游約30kb的同一方向，這兩個(gè)基因在編碼區(qū)、非翻譯區(qū)和上游區(qū)域是高度同源的，這表明CHST 5和CHST 6是由基因復(fù)制而產(chǎn)生的[14]。基因組研究描述了CHST 6在不同種族中的突變類型，對(duì)印度南部70例MCD患者的研究表明，大多數(shù)患者存在純合子錯(cuò)義突變，然而在一些患者中，編碼區(qū)域本身沒有發(fā)現(xiàn)突變，而是存在上游的缺失[5]。對(duì)中國(guó)人群的研究發(fā)現(xiàn)，19個(gè)家系中有6個(gè)家系存在純合子突變，而其他家系則表現(xiàn)出等位基因的異質(zhì)性，有錯(cuò)義突變、無義突變和移碼突變等類型。Q298X突變是在中國(guó)人口中所發(fā)現(xiàn)的新突變[1]。在英國(guó)、韓國(guó)、南非和捷克共和國(guó)等不同研究人群中進(jìn)行的其他分子學(xué)分析也發(fā)現(xiàn)了CHST 6基因的新突變，從而擴(kuò)大了MCD的突變譜。

3免疫表型

最初，人們認(rèn)為硫酸角質(zhì)素的這種反常代謝僅限于角膜。然而，用抗硫酸角質(zhì)素單克隆抗體進(jìn)行ELISA檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，MCD患者血清中硫酸角質(zhì)素含量減少[15]。Thonar等[16]分析了MCD患者的耳軟骨，并證實(shí)MCD患者角膜和軟骨組織中硫酸角質(zhì)素濃度是降低的。這表明MCD是硫酸角質(zhì)素代謝紊亂的一種表現(xiàn)。根據(jù)硫酸角質(zhì)素在血清和角膜中的分布情況，免疫分型研究發(fā)現(xiàn)，MCD-Ⅰ型、Ⅱ型兩種變異體在臨床上是難以區(qū)分的。

4臨床表現(xiàn)

MCD患者以角膜內(nèi)進(jìn)行性點(diǎn)狀混濁及中央角膜變薄為特征，從而導(dǎo)致雙側(cè)視力喪失。患者出現(xiàn)嚴(yán)重進(jìn)行性視覺障礙往往發(fā)生在10～30歲，其中最常見的癥狀是視力下降。根據(jù)在角膜沉積的位置和密度的不同，視力的下降程度也有所不同。一項(xiàng)基于130只患眼的研究提示，患者的平均視力在1.1～1.3的對(duì)數(shù)視敏度范圍內(nèi)[17]。周期性角膜糜爛也可引起畏光、角膜敏感度下降等癥狀[18]。裂隙燈檢查早期可發(fā)現(xiàn)在角膜基質(zhì)中存在彌漫性間質(zhì)混濁并伴有不規(guī)則白色沉積物的積聚，這可能是引起患者視力障礙的原因。這些區(qū)域通常位于在基質(zhì)的前、后兩層。角膜前基質(zhì)和上皮下的沉積物可通過改變角膜表面的輪廓而導(dǎo)致患者較為明顯的屈光不正，從而引起不規(guī)則散光。隨著病程的進(jìn)展，Descemet膜過度的累及可能最終導(dǎo)致內(nèi)皮失代償，患者會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的視力障礙，此時(shí)則需要外科干預(yù)治療[19]。

5治療及預(yù)后

MCD若用藥治療無效，癥狀嚴(yán)重且影響正常生活，可行手術(shù)治療。穿透性角膜移植(penetrating keratoplasty，PKP)歷來是恢復(fù)視力最常用的手術(shù)方法，因?yàn)樗鄬?duì)安全并且能提供較好的視覺效果。研究報(bào)告顯示，患者最初感覺視力下降的平均年齡為28±3歲，首次接受PKP治療的平均年齡為41±4歲[20]。然而，在PKP術(shù)后的一系列復(fù)發(fā)和內(nèi)皮細(xì)胞排斥以及移植后的內(nèi)皮細(xì)胞丟失等并發(fā)癥的出現(xiàn)也不斷被報(bào)道[21]，PKP在去除全層角膜的同時(shí)也伴隨著可能發(fā)生的排斥反應(yīng)[19]。Klintworth等[22]報(bào)道，在美國(guó)198例接受過角膜移植手術(shù)的患者中，有至少5例(2.5%)需要再次進(jìn)行角膜移植術(shù)。另一項(xiàng)研究中，角膜移植術(shù)后有15%的患眼需要再次行穿透性角膜移植術(shù)，而角膜移植術(shù)與產(chǎn)生排斥反應(yīng)需行二次手術(shù)之間的平均間隔為182mo(15.2a)[20]，而從角膜移植術(shù)到MCD復(fù)發(fā)的時(shí)間20mo～30a[23-25]。Marcon等[26]認(rèn)為MCD患者隨著時(shí)間推移術(shù)后病變復(fù)發(fā)率逐漸增高。在手術(shù)與潛在復(fù)發(fā)之間的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，這些患者需要長(zhǎng)期隨訪。

6手術(shù)治療

目前，手術(shù)治療仍為MCD最主要的治療方法。在各種手術(shù)方案的比較中，尤其是在治療過程中使內(nèi)皮不受影響的情況下，部分厚度的角膜移植,如深板層角膜移植術(shù)(deep anterior lamellar keratoplasty, DALK),在MCD的治療中得到了很好的應(yīng)用[27]。Unal等[28]報(bào)道了在接受過DALK治療的患者中，有75%的患者最終視力達(dá)到了20/60或更高。另有報(bào)道指出，2例MCD患者分別接受不同的治療后雙眼內(nèi)皮細(xì)胞計(jì)數(shù)或視力無顯著性差異，其中1例用DALK治療，另1例用PKP治療[29]。然而，也有研究表明，與PKP相比，DALK術(shù)后內(nèi)皮細(xì)胞丟失的進(jìn)展更快[21]。研究發(fā)現(xiàn)PKP患者的矯正視力優(yōu)于DALK組，但使用DALK的并發(fā)癥較少[30]。

迄今為止規(guī)模最大的一項(xiàng)(包括104例患者)比較PKP和DALK治療效果的研究表明，兩組治療在視覺和屈光恢復(fù)方面沒有顯著性差異。在所有報(bào)告的病例中，飛秒激光輔助的板層角膜移植術(shù)雖均顯示復(fù)發(fā)，但復(fù)發(fā)時(shí)間較PKP或DALK的延遲至少2a[31]。在MCD中，由于全層角膜均受到影響，PTK作為一種治療前角膜營(yíng)養(yǎng)不良的技術(shù)而不是一種確切的治療手段，但它對(duì)反復(fù)角膜糜爛的患者有一定的作用。因?yàn)镻TK是微創(chuàng)的，可以延緩MCD患者的手術(shù)治療需要。最近觀察到，使用PTK后立即使用絲裂霉素C治療可明顯延緩疾病的復(fù)發(fā)。9例患者中只有1例復(fù)發(fā)，且在術(shù)后22mo發(fā)生[32]。相反，一項(xiàng)研究觀察了4例在接受PTK治療后沒有使用絲裂霉素C的MCD患者，在平均13.5mo之內(nèi)均報(bào)告了所有患眼的復(fù)發(fā)情況。由此可見絲裂霉素C作為輔助治療手段的效果十分顯著。

7基因治療及其他新的治療策略

由于許多角膜營(yíng)養(yǎng)不良是由可識(shí)別的基因突變引起的，因此從理論上講，應(yīng)用基因治療角膜營(yíng)養(yǎng)不良是可行的。如今，微陣列技術(shù)已經(jīng)發(fā)展起來，可以利用單核苷酸多態(tài)性(SNP)繪制基因組圖譜從而找出與疾病有關(guān)的確切基因。在基因鑒定后，用基因組PCR方法搜索CHST 5和CHST 6編碼區(qū)的突變，然后進(jìn)行直接序列分析。下一步則是開發(fā)基因產(chǎn)物并將其傳遞給靶細(xì)胞。細(xì)胞特異性靶向基因的傳遞和整合是基因治療成功的關(guān)鍵[32]。在開發(fā)有效的基因干預(yù)治療角膜營(yíng)養(yǎng)不良方面，目前還沒有類似于人類角膜營(yíng)養(yǎng)不良的動(dòng)物模型，這使得體內(nèi)治療的測(cè)試變得困難。近期在關(guān)于Meesman角膜營(yíng)養(yǎng)不良的研究中發(fā)現(xiàn)，攜帶siRNA的病毒載體有可能阻斷角膜緣上皮細(xì)胞中突變基因的表達(dá)[33-34]，TGFB1(轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1)相關(guān)的營(yíng)養(yǎng)不良如晶格狀角膜營(yíng)養(yǎng)不良I型表型曾使用過siRNA的治療方法[35]。siRNA的特異性和有效性是不可否認(rèn)的，因?yàn)樗鼈兛梢詢H用一個(gè)核苷酸就能區(qū)分兩個(gè)不同的等位基因，這對(duì)許多顯性負(fù)性疾病的治療有意義。然而，MCD基因治療發(fā)展中最具挑戰(zhàn)性的部分是，雖然16號(hào)染色體上的CHST 6基因已被確認(rèn)為引起MCD的原因，但有140個(gè)不同的基因突變。這就使得基因治療的靶點(diǎn)難以開發(fā)。

酶替代療法是另一種潛在的治療策略。有研究表明重組酶具有治療某些代謝紊亂的作用，包括角膜硫酸鹽。近年來，有人對(duì)小鼠粘多糖病(IVA)進(jìn)行了長(zhǎng)期酶替代治療研究。重組人N-乙酰半乳糖-6-硫酸鹽酶(GALNS)能清除體內(nèi)積累的硫酸角質(zhì)素，緩解部分骨病癥狀[36]。

8展望

DALK和PKP等均可作為治療MCD的治療方法，從而有效提高患者視力及生活質(zhì)量。然而，手術(shù)治療后的復(fù)發(fā)仍然是目前需要解決的一個(gè)難題。酶替代療法作為一項(xiàng)潛在的治療方式，需更多實(shí)驗(yàn)研究來論證。基因靶向療法可能是一種永久性的解決方案，但仍有待深入探究，進(jìn)一步的研究方向應(yīng)該是闡明CHST 6的突變，沉積物形成機(jī)制，以及基于基因治療的靶點(diǎn)及藥物開發(fā)之間的關(guān)系。