無內(nèi)皮移植的后彈力層剝離手術(shù)促進中央角膜內(nèi)皮再生的研究進展

肖 羽，楊燕寧

0引言

在全球范圍內(nèi)，F(xiàn)uchs角膜內(nèi)皮營養(yǎng)不良(Fuchs endothelial corneal dystrophy，F(xiàn)ECD)是角膜移植最常見的手術(shù)適應(yīng)證之一[1-2]。 其特征是滴狀角膜(cornea guttata)、Descemet膜的增厚和角膜內(nèi)皮細胞的進行性喪失，隨后逐漸導(dǎo)致角膜水腫并損害視覺功能[3-4]。由于傳統(tǒng)上認為角膜內(nèi)皮細胞不能在體內(nèi)再生，因此角膜內(nèi)皮移植術(shù)(endothelial keratoplasty，EK)是晚期FECD唯一的治療方式。EK已成為角膜內(nèi)皮疾病的優(yōu)選方法，包括多種恢復(fù)內(nèi)皮細胞不同解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的技術(shù)[5]。在過去的15a，以Descemet膜剝離角膜內(nèi)皮移植術(shù)(descemet stripping automated endothelial keratoplasty，DSEK)或后彈力層角膜內(nèi)皮移植術(shù)(descemet membrane endothelial keratoplasty，DMEK)為首選的手術(shù)方式極大地改善了FECD患者的預(yù)后[6]。 與穿透性角膜移植術(shù)(penetrating keratoplasty，PKP)相比，選擇性的替換角膜內(nèi)皮及后彈力層排斥率更低，術(shù)中并發(fā)癥及術(shù)后散光更少，視力恢復(fù)更快[7-8]。盡管如此，DMEK手術(shù)仍然存在包括移植物脫位和原發(fā)性移植物失敗等各種問題[9]。且雖然較傳統(tǒng)角膜移植手術(shù)減少了排斥率，但DMEK手術(shù)仍然存在排斥風(fēng)險[10-11]，并且受到供體來源的極大限制[12]。近年來意外發(fā)現(xiàn)的僅剝離中央Descemet膜而無角膜內(nèi)皮移植的手術(shù)(descemetorhexis without endothelial keratoplasty，DWEK)用于治療FECD取得令人驚喜的效果。本文將就DWEK手術(shù)的發(fā)現(xiàn)、命名、機制、手術(shù)效果、影響因素、并發(fā)癥及藥物輔助等方面對其進行綜述。

1 DWEK的發(fā)現(xiàn)及定義

從2003年Braunstein等[13]報道了白內(nèi)障手術(shù)中不慎將Descemet膜切除后角膜水腫在6mo后逐漸消退的一個病例，到2012年Dirisamer等[14]發(fā)現(xiàn)FECD患者在行DMEK手術(shù)后盡管發(fā)生了移植物脫離，卻仍然出現(xiàn)角膜水腫自發(fā)清除的現(xiàn)象。同年Shah等[15]報告了在后部多形性角膜營養(yǎng)不良(posterior polymorphous corneal dystrophy, PPCD)和FECD患者中， Descemet剝離后沒有供體內(nèi)皮細胞移植術(shù)后內(nèi)皮細胞再生導(dǎo)致角膜水腫自發(fā)清除的第一個確定性病例。越來越多證據(jù)表明角膜內(nèi)皮可能能夠在患有FECD等內(nèi)皮功能障礙的患者中自我修復(fù)。DWEK手術(shù)是剝離Descemet膜的中央部分，外周內(nèi)皮細胞自發(fā)遷移以覆蓋裸露區(qū)域而無需內(nèi)皮移植的手術(shù)方式，配合局部Rho相關(guān)激酶抑制劑可以促進其療效。鑒于當(dāng)前文獻中沒有該手術(shù)方式的標(biāo)準(zhǔn)化名稱，為了清晰和統(tǒng)一，Kaufman等[16]在遵循Descemet剝離自動內(nèi)皮角膜成形術(shù)(DSAEK)和Descemet膜角膜內(nèi)皮成形術(shù)(DMEK)的命名精神的情況下，提出其標(biāo)準(zhǔn)名稱和首字母縮略詞的建議，即Descemetorhexis Without Endothelial Keratoplasty(DWEK)。

2 DWEK的機制

FECD區(qū)別于大皰性角膜病變，是一種內(nèi)皮細胞耗竭性疾病，在早期階段通常僅影響中央角膜內(nèi)皮，在接下來的疾病自然史中才可能逐漸損害外周角膜[17]。那么在FECD中Descemet膜剝離后中央內(nèi)皮再生的現(xiàn)象到底是內(nèi)皮細胞的增殖還是外周細胞遷移到中央角膜呢？一般認為角膜內(nèi)皮細胞的密度隨疾病或年齡而降低，且不可再生。內(nèi)皮細胞在細胞周期的G1期停止，并且通常在出生后不再復(fù)制[18-19]。除了周圍細胞的遷移之外，已經(jīng)提出了角膜中央裸露基質(zhì)的外周內(nèi)皮再增殖的幾種機制，但均已被證明在人類體內(nèi)沒有這些機制[20]。雖然已經(jīng)從活人體內(nèi)角膜中分離并培養(yǎng)出具有增殖能力的成體內(nèi)皮干細胞[21]，且只在周邊角膜存在，其作用尚未闡明[22]。但促進從細胞接觸抑制中釋放的內(nèi)皮細胞有絲分裂已被證明僅離體才能被誘導(dǎo)[23]。因此，目前的觀點主要集中在細胞遷移而非細胞增殖。Borkar等[24]猜想去除患病的Descemet膜可能會釋放接觸抑制，從而促進健康的外周內(nèi)皮細胞向中央遷移，且內(nèi)皮細胞已經(jīng)被證明可以在健康的人類角膜中心連續(xù)遷移[25]。此外，Descemet膜剝離的中央直徑4mm區(qū)域僅為直徑平均12mm角膜內(nèi)皮總表面積的約10%，預(yù)計內(nèi)皮細胞從外周遷移到中央覆蓋區(qū)域不會對外周內(nèi)皮細胞計數(shù)產(chǎn)生顯著影響[24]。通過更加精確的方法觀察到外周內(nèi)皮細胞計數(shù)的下降趨勢進一步佐證DWEK的機制仍然是細胞遷移[26]。

3 DWEK的手術(shù)效果

目前DWEK治療FECD的研究主要基于以下納入及排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前FECD患者均有中央滴狀贅疣(guttata)，中央內(nèi)皮細胞計數(shù)檢測不到，共聚焦顯微鏡顯示角膜外周擁有完整的內(nèi)皮細胞鑲嵌，無明顯的大皰性角膜病變臨床表現(xiàn)，無眼部合并癥[24,26]。在Borkar等[24]的一項研究中，75%(10/13)的眼睛在DWEK術(shù)后獲得了中央內(nèi)皮計數(shù)提高和角膜透明度，且視力在隨訪時間內(nèi)較術(shù)前提高，并依據(jù)角膜還原透明的時間，將患者分為快速反應(yīng)者、反應(yīng)者、慢反應(yīng)者和無反應(yīng)者。快速反應(yīng)者被認為是在術(shù)后第1mo就診時出現(xiàn)中央內(nèi)皮鑲嵌和角膜水腫消退，反應(yīng)者在術(shù)后第3mo就診時有明顯的中央內(nèi)皮鑲嵌。而術(shù)后第3mo出現(xiàn)角膜水腫并伴有可見中央內(nèi)皮嵌合被認為是慢反應(yīng)者，需要內(nèi)皮移植術(shù)的持續(xù)性角膜水腫被歸類為無反應(yīng)者。Moloney等[26]也獲得了相似的結(jié)果75%(9/12)，甚至在DWEK不成功的病例中使用了Rho相關(guān)激酶抑制劑加速內(nèi)皮遷移后有92%(11/12)獲得了角膜水腫清除和視力改善。雖然在所有病例中都觀察到中央角膜厚度減小，且4/5患者最終實現(xiàn)了矯正視力的改善，但與Borkar相比[8/13(60%)]，Iovieno等[27]只有1/5(20%)患者獲得最佳矯正視力≥20/25。Arbelaez等[28]和Koenig[29]報告的兩個小樣本(分別為3例和2例)的研究均未得到令人滿意的結(jié)果。最近另一項直接對比DWEK和DMEK手術(shù)效果的研究[30]顯示，對于輕中度FECD患者，DWEK的術(shù)后視力與DMEK相當(dāng)，卻顯著降低了不良事件的發(fā)生率,缺點是恢復(fù)期顯著延長。

4 DWEK手術(shù)成功的影響因素

中央Descemet膜剝離大小被認為是影響DWEK手術(shù)成功的因素，在不成功的病例中，Descemet膜剝離直徑通常在6～6.5mm，大于被普遍認為的4mm[24]。其影響機制可能是直徑從4mm增加到6mm需要剩余內(nèi)皮重新填充的表面積增大兩倍以上(4πvs9π)，而8mm則是4mm的四倍。此外，遺傳因素可能影響Descemet膜剝離后中央內(nèi)皮細胞的再增殖。已有研究證明基因突變和核苷酸的多態(tài)性與FECD有關(guān)[31-33]。其中，TCF4基因的特異性三核苷酸重復(fù)擴增已表現(xiàn)出會顯著增加FECD風(fēng)險并影響疾病的嚴(yán)重程度[34-36]。因此推測三核苷酸重復(fù)擴增數(shù)量的差異可能會影響沒有DWEK手術(shù)的成功或失敗[24]。另外環(huán)境因素，例如吸煙和糖尿病，會影響FECD疾病嚴(yán)重程度，機制可能是氧化應(yīng)激增加[37-40]。這些氧化應(yīng)激可能會影響角膜中央Descemet膜剝離后自我修復(fù)的能力[24]。雖然有學(xué)者認為較小的年齡、較薄的角膜厚度可能會增加DWEK手術(shù)成功率[15,26]。但在Davies等[41]的研究中，基線年齡、術(shù)前角膜厚度和內(nèi)皮細胞計數(shù)在快反應(yīng)者和慢反應(yīng)者之間沒有顯著的統(tǒng)計學(xué)差異。此外，手術(shù)技術(shù),前房中的生長因子等也被認為可能是影響因素。目前影響因素是基于各研究者小樣本量下的推斷，未得到普遍支持，更大樣本量的多中心研究有助于闡明DWEK手術(shù)的最佳適應(yīng)人群。

5 DWEK的術(shù)后并發(fā)癥

在目前報告的DWEK術(shù)后并發(fā)癥中，不規(guī)則散光被描述的較多。可以理解殘留的斑片狀水腫會引起不規(guī)則散光，但在角膜清晰患者中也出現(xiàn)不規(guī)則散光的原因目前尚不清楚[28]。但這種屈光不正可以被透氣性硬性隱形眼鏡(RGP)所矯正[27]。Descemet膜邊緣的后部基質(zhì)混濁或瘢痕形成和角膜地形不規(guī)則出現(xiàn)的概率也較高，Iovieno等[27]猜測可能與手術(shù)器械“descemetorhexis鉤”的使用有關(guān)，去除Descemet膜可能引起傷口愈合反應(yīng)，繼而導(dǎo)致后部基質(zhì)混濁或瘢痕和角膜地形不規(guī)則。還可能源自角膜長期水腫繼發(fā)的角膜細胞活化，其類似于Yoeruek等[42]在DMEK手術(shù)分離患者的基質(zhì)中報道的方式。由于晚期FECD最終需要內(nèi)皮移植，因而影響隨后的DMEK手術(shù)被認為是DWEK最嚴(yán)重的并發(fā)癥。一些外科醫(yī)生主張粗糙化基質(zhì)床以增強DSAEK移植物的粘附性[43]。同樣的，如果DWEK手術(shù)被嘗試后失敗，除非將重新填充的內(nèi)皮細胞層除去，否則隨后的DMEK移植物可能不容易粘附到被剝離的區(qū)域[44]，從而影響DMEK手術(shù)成功率。然而，Rao等[45]對3例DWEK手術(shù)失敗后持續(xù)的角膜水腫患者進行DMEK手術(shù)治療，全部獲得了良好的結(jié)果。

6局部Rho相關(guān)激酶抑制劑

Rho相關(guān)激酶是絲氨酸/蘇氨酸激酶，是Rho GTP酶的重要下游效應(yīng)物，調(diào)節(jié)各種生理功能，如平滑肌收縮，趨化作用，神經(jīng)生長和基因表達[46]。近年它的抑制劑在促進角膜內(nèi)皮再生的潛在效應(yīng)逐漸得到關(guān)注，其機制可能是促進細胞增殖，增加細胞粘附，并抑制角膜內(nèi)皮細胞的凋亡[47]。Ripasudil(0.4%)是一種局部用的選擇性ROCK 1和2抑制劑，2014年被日本批準(zhǔn)用于治療青光眼和高眼壓癥，原理為增加房水流出，常見的不良反應(yīng)是結(jié)膜充血[48]。已經(jīng)證明了其在用于臨床試驗中的安全性，以及其加速兔模型中角膜內(nèi)皮愈合的能力[49]。大量研究已經(jīng)證明了ROCK抑制劑加速角膜內(nèi)皮愈合的作用[50-51]。而且最近一項研究顯示，DWEK術(shù)后的自發(fā)性角膜水腫清除率大約為75%，而使用ROCK抑制劑可進一步使66%失敗的眼睛完全清除角膜水腫[26]。因此DWEK聯(lián)合ROCK抑制劑的組合將有希望成為治療FECD或其他內(nèi)皮病變的有效方法。

7小結(jié)

DWEK和局部ROCK抑制劑代表了FECD的一種令人興奮的新療法，其最大優(yōu)勢是無需供體角膜內(nèi)皮移植。DWEK本身不是內(nèi)皮移植手術(shù)，它剝離Descemet膜的中央部分，無需內(nèi)皮移植，外周內(nèi)皮細胞即可遷移以覆蓋裸露區(qū)域，局部Rho激酶抑制劑可以在剝離Descemet膜后加速內(nèi)皮遷移。盡管可能難以避免最終的結(jié)果，但DWEK可以減少內(nèi)皮移植的需要，為有臨床癥狀的輕中度患者提供另一種可靠的選擇。盡管一些學(xué)者持消極態(tài)度，認為在有一種方法可以更好地刺激和控制角膜內(nèi)皮細胞再生之前，不應(yīng)該推薦DWEK，而仍應(yīng)選擇DMEK[28-29,52]。也有研究者因為其結(jié)果具有相當(dāng)大的不可預(yù)測性而持謹慎態(tài)度[27]，但大多數(shù)專家仍然認為，DWEK是一項充滿希望的手術(shù)方式[24,26,53]。DWEK是一項最新的技術(shù)，還未大規(guī)模應(yīng)用于臨床。目前只有小樣本量、短期隨訪的研究，所得結(jié)論難免有局限性，更大樣本的多中心的研究有助于進一步闡明DWEK的機制及最佳適應(yīng)證。