圓錐角膜診斷的研究進展

徐思琪，王林農通信作者)

(南京醫科大學附屬南京醫院眼科，南京紅十字眼庫，江蘇 南京 210006)

0 引言

圓錐角膜(KC)是一種證據充分的角膜擴張，其特征是角膜曲率變陡，屈光不正的變化和角膜厚度的變化，從而導致視力損害。近年來診療技術不斷提高，眼科新的診斷設備不斷涌現，在國內、國際上圓錐角膜的治療方式和診斷標準較為多樣，現將圓錐角膜診斷方法綜述如下。

1 發病機制與危險因素

1.1 發病機制

圓錐角膜的病因目前尚不明確，研究表明是遺傳、表觀遺傳和環境刺激之間復雜相互作用的結果。圓錐角膜與多種遺傳性疾病有關，主要為膠原彈性異常的結締組織疾病、與特應性或濕疹及揉眼相關的結締組織疾病、具有眼刺激的精神功能低下以及具有眼刺激的視網膜功能異常疾病[2]。目前遺傳學研究說明圓錐角膜的遺傳涉及SOD1基因、視覺系統同源框1(VSX1)基因、賴氨酰氧化酶(LOX)基因、miR-184、COL4A3和COL4A4基因、IL-1α和IL-1β基因等多個基因參與，以上基因等被認為是圓錐角膜發病的候選基因[3-7]。

1.2 危險因素

研究表明揉眼與圓錐角膜的發病密切相關[8]。圓錐角膜是非炎癥性疾病，最新研究提出揉眼使溫度升高，導致炎癥介質和酶的活性增加。炎癥因子可以引起角膜微環境發生改變，酶活性增加與眼壓升高共同使角膜變薄；揉眼的機械力量可以使角膜頂點處的膠原原纖維之間的滑動，并且摩擦創傷誘導細胞凋亡[9,10]。長期佩戴軟性隱形眼鏡是圓錐角膜另一危險因素，其會造成角膜的慢性缺氧，引起角膜細胞凋亡，角膜的厚度及穩定性均有所下降[11]。

2 圓錐角膜的臨床表現與分期

2.1 臨床表現

圓錐角膜的主要癥狀為早期單眼或雙眼出現進行性加劇的近視和散光，散光度數較高且不規則，往往框架眼鏡矯正效果欠佳[12]。早期圓錐角膜的體征不明顯，后期圓錐進展，裂隙燈顯微鏡檢查可觀察到角膜中央變薄并呈錐形前突以及其他典型臨床體征，如Vogt’s紋，Fleischer’s環，Rizzuti’s征，Munson征和基質瘢痕。圓錐角膜可能自發或因揉眼等外力作用下發生角膜后彈力層破裂，導致角膜發生急性水腫，患眼視力顯著下降。

2.2 分期

根據我國圓錐角膜的臨床特點，2019年中國圓錐角膜診斷和治療專家共識將我國圓錐角膜分期為以下四期[1]：(1)潛伏期：單眼確診為圓錐角膜的對側眼，具有正常視力和正常角膜地形圖，裸眼視力≥1.0；(2)初發期：確診為圓錐角膜，最佳眼鏡矯正視力≥0.8；(3)完成期：確診為圓錐角膜，BSCVA<0.8，伴有圓錐角膜典型臨床體征；(4)瘢痕期：指急性圓錐角膜水腫消退之后，角膜全層殘留瘢痕。

3 檢查設備

3.1 Pentacam眼前節分析儀

圓錐角膜角膜基質變薄，由于眼內壓的影響，角膜前后表面形態可發生改變[13]，所以可通過測定角膜前后表面形態變化對圓錐角膜的早期診斷具有重要意義。Pentacam眼前節分析儀采用Scheimpflug原理對角膜的前后表明進行精準測量及三維重建，可獲得較為精確的全角膜厚度和形態參數等數據[14]，包括：圓錐角膜指數(KI)、角膜表面變異指數(ISV)、中央圓錐角膜指數(CKI)、垂直不對稱指數(IVA)、高度不對稱性指數(IHA)、高度離心指數(IHD)、高度不對稱性指數(IHA)、高度離心指數(IHD)、角膜散光(CYL)、角膜前表面最大屈光力(Kmax)、角膜前表面高度(AE)、角膜后表面高度(PE)。國內外學者研究發現[15,16]，完成期圓錐角膜的Kmax、CYL、ISV、KI、IVA、AE、PE檢測值明顯升高，完成期之前CYL、IVA、AE、PE、KI檢測值明顯升高。國內學者[17]也指出后表面最大高度圖是區別正常角膜和亞臨床期圓錐角膜的最有效指標。Pakzad等[18]采用Pentacam眼前節分析儀區分臨床前期與臨床期圓錐角膜的靈敏度和特異度分別為88.0%和90.8%、97.3%和96.9%。有研究表明[19]Pentacam眼前節分析儀用于圓錐角膜的診斷具有較高的特異度和靈敏度，并且可獲得區別臨床期圓錐角膜的診斷界值。

3.2 角膜生物力學分析儀

新型的可視化角膜生物力學分析儀(Corvis ST) 可采用非接觸式眼壓計對角膜給予空氣脈沖，然后用運動Scheimpflug和高速觀察實時記錄力學參數，其可以通過動態觀察角膜形變的整個過程[20-23]，可獲得修正眼內壓(bIOP)、中央角膜厚度(CCT)、第一/第二壓平速率(V1/V2)、第一/第二壓平長度(A1/A2)、角膜屈膝之間峰值距離(PD)、最大壓陷時間(Tm)、最大壓陷屈膝峰間距(PD)、最大壓陷曲率半徑(HCR)和最大形變幅度(DA)。從生物力學分析，圓錐角膜的基質膠原纖維較為脆弱，角膜變軟、變薄，更容易發生變形。所以在第一壓平狀態時較正常角膜，圓錐角膜壓平時間變短，第一壓平長度減小，壓平速度變快；在第二壓平狀態時，角膜恢復到壓平狀態的時間變長，壓平長度增大，在最大變形情況下最大壓陷曲率減小，最大壓陷幅度變大，這表明圓錐角膜的機械強度減弱，在相同外力作用下，變形的幅度越大。研究表明[24-26]，Corvis ST測量的生物力學參數中除A1、Tm和PD距外，圓錐角膜的角膜生物力學參數與正常角膜有明顯差異。在所有測量的參數中，對于圓錐角膜診斷效率最高的是角膜最大壓陷深度。眼壓、PD、A1等少數參數可重復性較好，HCR和CCT是圓錐角膜診斷的獨立危險因素。

3.3 角膜共焦顯微鏡

角膜共焦顯微鏡(corneal confocal microscopy，CCM)能在活體細胞水平，非侵入性、高清晰地檢測角膜的顯微結構，今年來廣泛應用于圓錐角膜的不同時期的研究[28]。Song等[28]利用CCM對不同時期的圓錐角膜患者進行觀察發現：早期圓錐角膜出現激活狀態的淺基質層的細小皺褶、角膜細胞、部分內皮細胞、深基質層的暗紋異形性明顯；中期基質層的暗紋粗大，并且可并累及到前基質層；晚期全基質層全部可見粗大暗紋，部分課件細胞核拉長呈梭狀，Descemet膜周圍基質可呈放射狀或溝壑狀的斷裂改變。前基質層暗紋的寬度不定，層間散在高反光瘢痕，部分病例可見暗紋與神經纖維的交叉處出現皺褶。寬條紋主要局限于圓錐角膜的后間質，與圓錐角膜的Vogt’s紋相對應，僅在晚期圓錐角膜中涉及前間質。淺表角質細胞的激活和細胞外基質(ECM)的異常重塑可能都在晚期圓錐角膜淺表間質瘢痕形成中起關鍵作用[29]。有研究表明[30]不同深度的內皮細胞密度、角膜基質細胞密度、不同時期的圓錐角膜基質層厚度差異有統計學意義，因此CCM在臨床診斷有重要意義，尤其是可以早期發現在眼前節測量儀檢查結果尚未發生異常的早期圓錐角膜的病理變化。

由于潛伏期與初發期圓錐角膜臨床表現不顯著，因此采用不同的設備和檢查手段對圓錐角膜的早期診斷和篩查具有重要意義。每種方法的原理、所得參數、適用范圍有所差別，需要根據實際情況選擇無創非接觸性、精準度高、可重復性好的診斷方法。