角膜内皮移植
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
】,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)