角膜内皮移植方法的研究进展

角膜内皮移植方法的研究进展 角膜内皮移植方法的研究进展 ? 780?四川医学2011年5月第32卷(第5期)SichuanMedicalJournal,2011,Vo1.32,No.5 角膜内皮移植方法的研究进展 黄懿综述;宋玉伟审校 (1.泸州医学院,四川泸州~6000;2.宜宾市第二人民医院,四川宜宾644000) 【关键词】角膜内皮;移植 【中图分类号】R772.2【文献标识码】B【文章编号】1004-0501(2011)05-0780 —03 角膜内皮细胞层的结构完整和功能健全是维持角 膜正常生理功能的重要因素.角膜内皮失代偿将导致 角膜浑浊,严重影响视力,临床最常见的病因是Fuchs 角膜内皮营养不良,大泡性角膜病变等.据世界卫生 组织统计,至2010年8月,我国角膜盲患者约500万 人,其中内皮盲患者有近100万人.可见,角膜内皮失 代偿是致盲病因当中的一项重要因素,若能有效治疗 角膜内皮失代偿,必将大大降低角膜盲的发生率.在 过去一个世纪,穿透性角膜移植(penetratingkeratoplas— ty,PK)曾经是治疗角膜内皮失代偿的唯一方法,但存 在术中眼内容物脱出,驱逐性脉络膜出血,术后缝合导 致不规则散光,角膜创口易裂开以及术后排斥反应严 重等诸多缺点.为了解决PK存在的问题,近50年来, 学者们不断寻找新的治疗方法,角膜内皮移植(corneal ?通讯作者 endothelialgrafting)手术得到了开展并不断完善,它具 有PK无法相比的许多优点,但由于移植材料严重不 足,99%以上的角膜失代偿患者得不到治疗,所以越来 越多学者将目光投向组织工程化角膜内皮,但用于临 床尚需时日.本文就角膜内皮移植方法的发展及现状 进行综述. 1角膜内皮移植 1.1早期探索:角膜瓣下后板层角膜移植:2O世纪60 年代初,Dr.JoseBarraquer[13在供体,受体眼分别制作 LASIK角膜瓣,环钻钻取后基质层一后弹力层一内皮细 胞层,缝合植片后再缝合角膜瓣.与PK相比,排斥反 应率明显降低,创口裂开发生率低,但双重缝合导致的 缝线相关并发症较严重,而且这种术式仍属于开放性 [1O]CapirciC,ValentiniV,Cionini,eta1.Prognosticvalueofpathologic completeresponseafterneoadjuvanttherapyinlocallyadvancedrectal cancer:Longtermanalysisof566ypCRpatients[J].IntjRadiatOncol BiolPhys,2008,72(1):99 [11]Theclinicaloutcomesofsurgicaltherapystudygroup.Acomparisonof lapaloscopicallyassistedandopencolectomyforcoloncancer[J].N EnglJMed,2004,350(20):20502059 [12]Fras~nM,BragaM,VignaliA,a1.Benefitsoflaparoscopiccolor- ectalresectionalemorepronouncedinelderlypatients[J].DisColon Rectum,2008.51(3):296,300 [13]Fleshmanj,SargentDJ,GreenE,eta1.Lapaloscopiccoleetomyfor cancerisnotinferiortoopensurgerybasedon5-yeardatafromthe COSTstudygrouptrial[J].AnnSurg,2007,246(4):655664 [14]李君南,马昌义,黄君,等.腹腔镜行腹会阴切除低位直肠癌3例报 告[J].四川医学,2002.23(1):44 [15]BreukinkSO,PiefieJP,GrondAJ,etaz.LaparoseopicverBusopento- talmesorectalexcision:acase—controlstudy[J].IntJColo—rectalDis, 2005,20(5):428,433 [16]BalkSH,LeeWJ,RhaKH,eta1.Robotictotalmesorectalexcisionfor rectalcancerusingfourroboticalTnS[J].SurgEndosc,2008,22(3): 792,797 [I7]BucherP,PuginF,MorelP.Singleportaccesslaparoscopicright hemicolectomy[J].IntJColoroctalDis,2008,23(10):10131016 [18]RiegerNA,LamFF.Single—incisionlaparoscopicallyassistedcolecto— myusingstandardlapaloseopieinstrumentation[J].SurgEndosc, 2009,9(I):17 ,黎介寿,龚剑峰,等.自制经脐单孔腹腔镜装置进行胃肠手 [19]江志伟 术的临床应用及营养管理[J].肠内肠外营养,2010,17(1):5,7 (收稿日期:2010-09-26) 四川医学2011年5月第32卷(第5期)SichuanMedicalJournal,2011,Vo1.32,No.5?781? 手术,术中眼内容物脱出和脉络膜出血的风险依然存 在,同时还存在角膜瓣相关并发症,如上皮植入,角膜 溶解等. 1.2后板层角膜移植术(posteriorlamellarkeratoplas— ty,PLK):1998年,GerritMelles通过受体眼角巩膜缘 的8mm切口手工制作基质问囊袋,6mm环钻于囊袋中 钻取后基质层.后弹力层一内皮细胞层,再以相同方法在 供体角膜钻取植片.植片通过角巩膜缘切口送人前 房,在前房内注入气泡将其托起后缝合切口.此法不 属于开放性手术,术中风险大大降低,也不存在角膜瓣 相关并发症,用气泡托起植片代替缝合,减少了植片缝 合相关并发症.然而术后大切口仍需缝合,不能避免 缝线相关并发症,且受体前房稳定性低,手术难度较 大.虽存在以上不足,但PLK为现代角膜内皮移植术 的发展奠定了基础. 1.3深板层角膜移植术(deeplamellarendothelialker- atoplasty,DLEK):MarkTerry认同并开展了Melles的 PLK技术,将其更名为DLEK.2002年,Melles确立了 小切口,无缝线的DLEK.此法角巩膜缘切口为5mm, 8.5mm环钻标记受体角膜上皮面,从切口分离角膜后 板层,用特制显微剪剪除中央直径为8.5mm的后板 层.相同方法剪除供体植片后,在内皮面覆盖粘弹剂, 向内皮面折叠,用特制的植入器将植片送人受体前房. 待植片自然展开后往前房充气5rain.此法切口小,不 缝合,既避免了相关并发症,又缩短了手术时间,而且 增大了植片面积,为受体眼提供了更多的内皮细胞. 但有研究表明,术后内皮细胞丢失较严重l-3】.由于受 体植床与供体植片都是手工剪切,界面光滑度不理想, 层间浑浊影响术后视力恢复. 1.4后弹力层撕除角膜内皮移植术(descemetstrip— pingendothelialkeratoplasty,DSEK,anddescemetstrip— pingautomaticendothelialkeratoplasty,DSAEK):2004 年,MeUes在受体角巩膜缘制作5mm切口,通过切口撕 除后弹力层一内皮细胞层,剩余完整的基质层,供体植 片的制作同小切口DLEK,此术式即DSEK.DSEK受 体界面更光滑,降低了层间浑浊的发生率,患者视力恢 复情况有所改善.但BansalR等-4指出,DSEK后应 严密监测角膜上皮内生情况,尤其是针对术中行基质 穿刺的患者.为了进一步改善移植界面的情况,Mark Gorovoy等采用MeUes的技术撕除受体后弹力层,利用 自动角膜微切器切取供体植片,向内皮面折叠,通过切 口送入受体前房,植片展开后在前房注入气泡帮助植 片定位.DSAEK既保证了植床的光滑,也保证了植片 界面的光滑.许多学者采用DSAEK后证实患者视力 恢复快,散光度数低L5J,其最常见的并发症为植片移 位.DSEK和DSAEK可作为现代角膜内皮移植术的标 志,然而其面临三大主要问题J:术后早期内皮细胞丢 失严重;视力恢复较差;资金投入较大. 1.5角膜后弹力层内皮移植术(descemetmembrane endothelialkeratoplasty.DMEK):继DSAEK后兴起的 DMEK临床结果相对于前者有了很大的改善,而且资 金投入减少,供体利用度提高.Dapena等在角膜缘作 3.5mm切口,用"气泡法"撕除供体与受体后弹力层一内 皮细胞层,将卷曲状的直径为9mm的供体植片植入受 体前房,将其贴附于后基质层上,往前房注入空气 30min,结果患者视力能在较短时间内几乎得到完全恢 复.CursiefenC提出DMEK将取代PK作为治疗角 膜内皮失代偿的金标准】,但DMEK对角膜内皮细胞 的损伤相对其他术式并无改善.为了减少内皮细胞的 损伤,有人提出经脉络膜周隙获取后弹力层一角膜内皮 层.虹膜复合体【9J,动物实验证实该法对角膜内皮细胞 造成的损伤最小.为了进一步改良手术方法,MCCau— leyMB【1叫采用自动角膜微切器在供体眼制作角膜瓣, 采用气泡法分离后弹力层,该术式将DSAEK与DMEK 的优点结合在一起,即为DMAEK.由于移植界面的光 滑程度对术后视力恢复起着非常重要的作用,鉴于飞 秒激光精细的切割能力,有学者尝试将其用于制作供 体植片和受体植床,结果证实飞秒激光辅助的角膜内 皮移植术(femtoseeondlaser—assistedkeratoplasty, FLAK)能有效控制术后散光?,但对于最佳矫正视 力,FLAK相对PK并无显着优势,且FLAK角膜内皮细 胞丢失严重,这或许与供体植入技术有关. 2组织工程人角膜内皮的体外重建,移植 我国角膜内皮盲患者有近100万人,虽然选择性 角膜内皮移植术在不断改良,但始终存在移植供体来 源短缺的问题,有限的供体远远不能满足临床需求,国 内每年进行的角膜移植术仅约3000,4000例,故角膜 盲患者人数呈逐年增长的趋势.随着细胞生物学,生 物工程学等多学科交叉研究的深入,人们将目光投向 ? 782?四川医学2011年5月第32卷(第5期)SichuanMedicalJournal,2011,Vo1.32,No.5 组织工程化角膜内皮以解决材料短缺的问题,但面临 许多挑战,例如: 2.1如何在体外获得结构与功能正常的大量内皮细 胞:国外学者普遍采用转基因技术获得内皮细胞,但由 于其具有潜在致瘤性,故临床应用受到限制.为了培 养无致瘤性的角膜内皮细胞,学者们进行了大量研究 后指出在培养基中添加适宜浓度的bFGF(碱性成纤维 细胞生长因子),EGF(表皮生长因子),层粘连蛋白5 或胚胎干细胞条件培养液.能刺激角膜内皮细胞增 殖,粘附或迁移,目前相关研究在继续深入.虽然在培 养液中添加各种因子能促进角膜内皮细胞增殖,生长, 但这样的培养条件毕竟不能等同于体内生长环境,所 培养的细胞与在体角膜内皮细胞是否有差异有待 考证. 2.2内皮植人的方法问题:早在1980年,就有研究者 将体外培养的角膜内皮细胞悬液注人人眼前房-1引,结 果内皮细胞不仅在裸露的后弹力层上生长,而且附着 在晶状体和虹膜表面生长,可见,这种方法不可行.目 前的研究思路是将培养的内皮细胞贴附于载体形成组 织工程内皮瓣,再利用现有植入技术进行移植. 2.3载体问题:内皮重建要求载体具有良好的组织相 容性,生物力学特性以及透明性等,然而大多载体难以 同时满足以上条件.人们已尝试利用羟乙基壳聚 糖一硫酸软骨素-明胶膜,羟丙基壳聚糖一硫酸软骨素.明 胶膜,后弹力层及羊膜,晶状体前囊【1等作为载体,但 由于每种载体各自的缺陷,至今尚未确定内皮重建的 理想载体.虽然国内海洋大学研究内皮重建已在动物 实验中取得一定成绩,但离人角膜内皮移植仍有漫长 而艰辛的道路. 综上所述,在过去一个多世纪,以降低侵入性,尽 可能保持受体角膜的结构与功能,快速恢复视力,快速 稳定视力,尽量减少术中和术后并发症,增强患者手术 耐受性等为目的,角膜内皮移植方法已有了质的飞跃, 尽管组织工程角膜内皮重建和移植面临许多挑战,其 潜在临床价值决定其势必成为未来角膜内皮失代偿治 疗方法的主流.相信在国内外学者的共同努力下,内 皮重建存在的问题将逐一得到解决,期望在不久的将 来角膜内皮失代偿将不再是困扰眼科医师的难题. 参考文献: [1]MarkM,FernandezandNatalieA,Mshari.EndothelialKemtoplasty FromDLEKtoDMEK[J].MiddleEastAfrJOphthalmol,2010,17 (1):5,8 [2]MellesGR,EgginkFA,LanderF,eta1.Asurgicaltechniqueforposte- riorlamellarkeratoplasty[J].Cornea,1998,17:618,626 [3]FillmorePD,SutphinJE,GoinsKM.Visualacuity,refractiveerror,and endothelialcelldensity6and12monthsafterdeeplamellarendothelial keratoplasty[J].Cornea,2010,29(6):601,606 [4]BansalR,RamasubramanianA,DasP,eta1.Intraeomealepithelialin— growthafterdescemetstrippingendothelialkeratoplastyandstromal puncture[J].Cornea,2009,28(3):334,337 [5]BusinM.DSAEKforthetreatmentofendothelialdisease:resultsinthe initial100cases[J].KlinMonblAugenheilkd,2009,226(9): 757,760 [6]DapenaI,HamL,MellesGR.Endothelialkeratoplasty:DSEK/DSAEK orDMEK—thethinnerthebetter?[J].CurtOpinOphthalmol,2009, 20(4):299,307 [7]HamL,DapenaI,vanLuijkC,eta1.Descemetmembraneendothelial keratoplasty(DMEK)forFuchsendothelialdystrophy:reviewofthe first50consecutiveeases[J].Eye(Lond),2009,23(10):1990 , 1998 [8]Cursiefenc,KruseFE.DMEK:Descemetmembraneendothelialkera— 376 toplasty[J].Ophthalmology,2010,107(4):370, [9]ChangSD,JunJH,HongKH.Anewmethodofharvestingdescemet complexapproachingfromthesupraehoroidal spacefordescemetmembraneendothelialkeratoplasty-'allexperimental animalstudy[J].Cornea,2010,29(8):904,909 [10]McCauleyMB,PriceFWJr,PriceMO.Descemetmembraneautomated endothelialkeratoplasty:hybridtechniquecombiningDSAEKstability withDMEKvisualresults[J].JCataractRefractSurg,2009,35(10): 1659,1664 [11]ChengYY,SehoutenJS,TahzibNG,eta1.Efficacyandsafetyoffemto— secondlaser—assistedcornealendothelialkeratoplasty:arandomized muhicenterclinicaltrial[J].Transplantation,2009,88(11): 1294,1302 [12]LuX,ChenD,LiuZ,eta1.Enhancedsurvivalinvitroofhumancome. alendothelialcellsusingmouseembryonicstemcellconditionedmedi— um[J].MolVis,2010,16:611,622 [13]McCulleyJP,MaurieeDM,SchwartzBD.Cornealendothelialtransplan— tation[J].Ophthalmology,1980,87(3):194,201 [14]YoemekE,SaygiliO,SpitzerMS,eta1.Humananteriorlenscapsuleas ea.1Tiermatrixforcultivatedhumaneomealendothelialcells[J].Come— a,2009,28(4):416,420 (收稿日期:2010—12—15)