全身性遺傳疾病對角膜移植排斥的影響

孫悅，劉馨甜，張弘

作者單位：哈爾濱醫科大學附屬第一醫院眼科，黑龍江 哈爾濱 150000

角膜移植失敗的首要原因為術后不可逆性免疫排斥反應。自1905年奧地利眼科醫生成功實施了第一臺人類穿透性角膜移植手術，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?，F今諸如格子狀角膜變性、顆粒狀角膜變性、斑狀角膜營養不良、Fuchs角膜內皮營養不良、后部多形性角膜內皮營養不良等眼部癥狀為主的遺傳性疾病病人角膜移植術的排斥情況已逐漸被臨床醫生所了解，但全身遺傳性疾病與角膜移植術后排斥的相關性，尚未有文獻對其進行系統地總結，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、發病機制、角膜移植術后的排斥情況以及預防排斥的方法四個方面展開論述，以期為臨床中制定個性化診療方案，提高角膜移植手術成功率提供幫助。

1 角膜移植排斥

角膜的“免疫赦免”狀態作為一種機體的進化適應，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。在無危險因素刺激的情況下，眼前節的“免疫赦免”狀態也為角膜移植術的良好預后提供重要保障［1］。角膜“免疫赦免”機制是由角膜血管和淋巴管的缺失、成熟抗原提呈細胞（antigen presenting cell，APC）的相對缺乏等組成［2］。上述因素遭到破壞后，將導致受體對植片的“免疫赦免”不足以抵消其對植片的排異，病人將發生臨床可觀察到的角膜移植免疫排斥反應。屆時，供體主要組織相容性抗原被宿主的樹突狀細胞（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轉運。到達淋巴結后，宿主的T細胞被激活，分化為細胞毒性T細胞（cytotoxic T cell，CTL/CD8+T細胞）和輔助性T細胞（helper T cell，Th細胞/CD4+T細胞），CD4+T細胞進一步分化為Th1、Th2等，其中Th1細胞是同種異體角膜移植排斥反應的主要效應細胞。Th1細胞可分泌重組人干擾素-γ（recombinant human interferon-γ，IFN-γ）、白細胞介素（lnterleukin，IL）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）等炎性因子，進而活化并激活特異性遲發型超敏反應（specific delayed type hypersensitivity，DTH），最后借由血管遷移到達移植物-宿主界面，裂解供體細胞，發生角膜移植排斥。

2 角膜移植排斥相關的遺傳性疾病

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，同時伴有認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、神經退行性病變等表現［3-4］，結合病人的染色體核型分析，較容易做出準確診斷。眾多研究表明，DS病人的圓錐角膜（keratoconus，KCN）發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構，這可能與病人存在Ⅵ型膠原蛋白異常和透明質酸過量生產有關［5］。Ⅵ型膠原蛋白為構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（penetrating keratoplasty，PK）或板層角膜角膜移植術（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，導致角膜形態欠規則，影響移植物與植床對合；其二，部分病人伴有免疫功能異常，多表現為特應性疾病，這將大大增加移植排斥的風險［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，增加感染風險；最后，由于病人多伴有認知功能障礙，一旦出現眼部癥狀，不易察覺且難以配合治療［7］。所以針對DS病人行角膜移植術，應于術前改善眼表健康情況，積極治療瞼緣炎及眼瞼畸形，避免于特應性疾病急性期進行手術，術中選擇間斷縫合的方式固定植床植片，術后適當增加隨訪次數，以便及時發現并控制角膜移植術后發生的排斥反應，降低免疫排斥對植片內皮細胞的不良影響。

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，FAF），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?。?］，其特征性表現為Ⅱ型格子狀角膜營養不良（lattice corneal dysprothy，LCD-Ⅱ）、進行性周圍神經病變和皮膚松弛，可通過組織活檢、分子遺傳學檢測以及典型臨床表現和家族史進行確診［8］。病人首發癥狀多為眼部LCD-Ⅱ表現，裂隙燈下可見角膜前、中基質內半透明、玻璃樣的分支網格線，同時伴有彌漫的細小顆粒狀淀粉樣蛋白沉積［9］。隨疾病進展，AGel沉積帶來的LCD-Ⅱ、角膜神經密度減低、繼發性干眼等，將導致病人存在反復發作的角膜上皮缺損、角膜潰瘍，進而導致角膜渾濁，視力下降，甚至失明，屆時PK將成為復明的主要手段［10］。

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

2.3 黏多糖病黏多糖病（MPS）是一種罕見的以糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG）異常堆積于全身多個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、遺傳學測試和相關溶酶體酶檢測來確診和分型［13］。根據所缺乏的酶的不同，MPS可分為7型［14］，其中MPS-Ⅰ、Ⅵ型病人最容易發生角膜渾濁［15-16］，這可能因為GAG廣泛沉積于角膜組織中，使得角膜基質細胞向成纖維細胞轉化［16］，膠原纖維過度表達、無序排列［17］。為改善視力，病人常需要角膜移植手術治療，但術后排斥風險往往較高，PK術后排斥率可達到23%［18］。

綜合分析MPS病人角膜移植排斥反應高發的原因，首先，在MPS中?？梢奊AG沉積于中樞神經系統［14，19］，造成病人認知障礙［19］，增大護理及術后診療的難度；其次，造血干細胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）是目前治療MPS的基石之一，作為其術后并發癥的移植物抗宿主病可能會造成病人繼發性干眼［18］。還有研究表明，降解GAG的酶是通過淚液到達角膜的，在經過系統的全身性治療后，MPS病人淚液中酶的含量仍遠低于正常人群［15］，這造成了GAG在眼部的持續堆積，角膜植片往往在術后幾年內，便因再次渾濁而需要進行二次移植；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］，導致病人面臨更大的移植風險。此外，GAG沉積對角膜的損傷，始于角膜基質層，逐漸向表層和深層進展，最終累及角膜內皮［20］；GAG還被發現在小梁網和虹膜組織中異常沉積［17］，這將導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后排斥的風險。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細胞空泡化［20］，疑為含有纖維顆粒物質的胞質小體，但這種特殊的結構與角膜移植排斥是否相關，尚不明晰。

臨床中，針對MPS病人行角膜移植，首先應降低再次移植的風險，即減緩疾病進展，減慢角膜渾濁的進程。病人應及早進行系統性治療，HSCT和酶替代療法（enzyme replacement therapy，ERT）為MPS經典的治療方法，可以有效延長病人的生存期以及減少中樞神經系統損害［15，19］。眾多研究顯示，對于MPS-Ⅰ的病人早期進行HSCT，可以延遲角膜渾濁的發生［15，21］，而ERT由于血-眼屏障的存在，相關酶蛋白無法到達眼部發揮作用，但有相關研究采用納米級靶向酶遞送系統在小鼠體內實現了改善角膜渾濁等眼部癥狀的效果［22］；此外，還可以適當應用轉化生長因子-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細胞向成纖維細胞的轉化。其次，在手術方案的選擇上，盡量使用LKP［23］，保留受體的內皮細胞層，降低術后排斥率，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，術中易發生后彈力層破裂［24］，為此，Myerscough等［25］提出可使用飛秒激光輔助制備。針對MPS在病程及治療中的相關眼部并發癥，如繼發性干眼、青光眼等，應當在術前術后注重監測，及時對癥治療。

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修復酶缺陷性疾病，為常染色體隱性遺傳，病人多于十歲前發病，典型表現為皮膚損傷，由于日光中紫外線對病人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、結膜、角膜等日光照射部位。眼瞼可出現皮膚瘢痕、瞼外翻等眼瞼畸形，球結膜可出現組織薄變、色素沉著以及結膜炎癥導致的充血水腫，而角膜則主要表現為干燥、渾濁、新生血管長入、暴露性角膜炎、角膜緣干細胞缺乏（limbal stem cell deficiency，LSCD）等等［27］。導致角膜出現渾濁的原因除角膜基質鈣化，基質細胞核受損等角膜基質病變外，還可能與長期日光照射造成病人角膜內皮失代償，進而導致角膜基質水腫、渾濁有關［28］，病人常常需要角膜移植手術來恢復視力。

影響角膜移植術預后的因素，首先，XP病人的眼表環境較差，眼瞼的畸形、結膜的慢性炎癥、LSCD等將增加角膜組織中炎細胞和促炎細胞因子的密度以及植床植片發生感染的風險，導致角膜移植排斥率升高，手術成功率下降；其次，DNA修復酶的缺乏使得機體無法修復紫外線對內皮細胞的損傷。Kosker等［28］對11名XP病人的13個角膜組織進行病理切片觀察，發現所有病人均出現了明顯的內皮細胞密度下降，部分內皮細胞內可見黑色素顆粒沉積，導致病人角膜內皮功能降低，甚至失代償；此外，XP是一種癌前系統性疾病，病人眼部腫瘤的發病率為健康人群的2 000倍［26，29］。Tsui等［30］觀察到一名PK術后的XP病人，在術前的眼科檢查中并未見任何眼表腫瘤以及癌前病變，然而在術后1個月，于病人鼻側球結膜發現一快速生長的腫物，腫物于兩周內體積擴大一倍，病理結果顯示為中度分化的鱗癌，這可能與角膜移植術后常規使用糖皮質激素和免疫抑制劑、手術創傷以及病人DNA修復酶缺陷有關。

針對XP我們應根據病變累及的深度以及病人角膜內皮的功能謹慎選擇手術方式。XP病人常因渾濁的角膜基質和功能衰竭的角膜內皮而行PK治療，但其預后往往較差，反復發生的移植排斥反應以及紫外線對角膜內皮細胞的持續損傷，最終將導致植片內皮失代償而移植失?。?1］。所以，當病人處于疾病早期，眼表環境尚可且角膜基質渾濁較輕時，應盡量選擇角膜內皮移植術更換失代償的角膜內皮，消除角膜基質水腫導致的視力下降［32］；當渾濁尚未累及角膜全層時，可選擇LKP進行治療，于術前重點評估病人的內皮功能，術后密切隨訪，檢測內皮細胞功能，必要時進行二期的內皮移植術以恢復角膜植片的透明［28］。此外，皮膚及眼部的紫外線防護和對腫瘤的長期監測隨訪也十分重要。

3 小結

角膜疾病為導致病人雙眼盲的四大原因之一，角膜移植手術是目前治療角膜盲的唯一手段，而角膜移植排斥則為導致角膜移植失敗的主要原因。遺傳性疾病多為罕見疾病，且常常導致多系統異常，這使得其與角膜移植排斥之間的相關性更容易被臨床醫生所忽視，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、發病機制、角膜移植術后的排斥情況以及預防排斥的方法四個方面展開論述。

當遇到伴有全身遺傳性疾病的病人時，應鼓勵病人積極進行原發病治療，如對MPS病人進行學科間會診，加強HSCT和ERT治療等等，還應采用改善眼表環境的圍手術期治療，如矯正DS、FAF、XP的眼瞼畸形，術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治療繼發性干眼等等。針對病人特殊的眼部表現可以制定個性化的診療方案，合理選擇術式，盡量選擇角膜成分移植進行治療，減少受體的抗原負荷，降低移植排斥的風險。術后可適當延長糖皮質激素和免疫抑制劑的使用時間，加大二者的用藥劑量，必要時可選擇全身用藥，如選擇CsA于術后全身給藥3～6個月，進一步降低病人術后發生排斥反應的風險，提高手術成功率。此外，縮短隨訪間隔、增加隨訪次數可以幫助臨床醫生及早發現角膜移植術后排斥，一旦發現應立即給予短效糖皮質激素全身靜點，局部使用高濃度的1%醋酸潑尼松龍滴眼液頻點以及他克莫司滴眼液點眼，必要時加用地塞米松結膜下注射，以逆轉角膜移植術后排斥，延長移植物存活時間［33］。