【doc】异种角膜移植的进展

【doc】异种角膜移植的进展 异种角膜移植的进展 第13卷第4期 :综述] 1;健..r爱 暨南大学(医学)V01.13No4 JoumalofJinanUniversityfMedicineEdition)Dec1992 异种角膜移植的进展 壁7 f眼科教研室1 目前,异种角膜移植仍处于实验阶段.在传统研究领域中,异种角膜移植虽段有取得突破性进 展.但近年来,由于交叉学科的进步,大大促进了异种角膜移植的发展,使得异种角膜移植术在新 的研究领域中取得了较大的进展. 1异种角膜移植术在新的研究领域中的进展 1.1异种角膜镜片术 1982年Werblin等用牛角膜给猴行角膜面镜片术,全部失败.McDonald(1983)把猪角膜冷冻 切削后移植于11只猴角膜表面,4例成功Moore等(1987)t一将家兔角膜冷冻干燥切削再脱水后植 于猫角膜上,全部植片透明达3个月.Colin等(1988)将经冲洗及胃蛋白酶消化的冰冻人胎盘胶原 切削成角膜表面镜片植于家兔及猴角膜上,14例家兔术后15天均可见上皮细胞覆盖,术后6个月 有2,5层细胞覆盖.我国陈建苏等(1990)用人角膜经冷冻切削制成表面镜片移植于猴眼上,3 个月后3例均透明,其中1例获得2年透明愈合.组织学检查见上皮厚度及角膜细 胞均正常 以上作者一致认为,异种角膜镜片术之所以获得成功,是因为1)角膜镜片是去上皮,内皮的, 而角膜抗原主要分布在上皮层和内皮层:2)冷冻干燥(1yophilization)可以杀死载有移植抗原的角 膜细胞.而玲藏(cryopreservafion)仍使细胞具有活性.故不能降低抗原性 Wilier等(1984)把冻干的和新鲜的猪角膜移植到兔角膜中央和周边部,然后用酶联免疫吸附 法检测兔血清中的抗角膜抗体水平,发现只有移植到角膜周边部的动物的血清抗体水平才会升 高,出现新生血管和免疫排斥反应.因此作者认为导致免疫排斥反应的原因主要是移植的部位,而 不是组织的类型I. 要使异种角膜镜片术获得成功,供体角膜必须具备以下3个条件:1)有足够的厚度以利于切 削:2)与受体角膜的屈光参数相近:3)有前弹力膜. 1.2异种角膜内皮细胞移植 异种角膜内皮细胞移植虽然仍处于动物实验阶段,但提示了临床进行角膜内皮细胞移植的可 能性,为某些角膜病变的治疗提供了新的途径,也可能为解决异种穿透性角膜移植排斥反应提供 了一种新的方法. Gospodarowicz等0979)用棉签抹去兔的角膜内皮,种植上小牛的角膜内皮细胞,培养6, 12小时,再将此带有异种细胞的兔角膜植片给9只兔作穿透性角膜移植,术后保持透明8个月.作 者用这种方法在猫眼上行异种角膜移植术,也获得了成功,观察时间最长达286天.Gospodarowicz 收稿日期:1991一l1—10 ?90缎眼科学博士研究生 叠甫大学(医学】 (1979)191还将牛的血管内皮细胞种植到除去内皮层的兔角膜后弹力膜上,再将这种角膜植片移植到 兔眼上.在160天的观察期中,植片一直保持透明,其效果与用角膜内皮细胞覆盖的植片一样.这一 成功为异种角膜内皮细胞移植提供了新的移植材料和途径.然而,如用角膜细胞覆盖在兔角膜后 弹力层上.这种植片不能在兔眼上保持透明.7天内即水肿混浊,且不能好转而Bahn等(1982)" 把组织培养的牛角膜内皮细胞移植到除去内皮层的猫的角膜后弹力层上,再给猫行穿透性角膜移 植.术后植片虽然很快变薄透明.但到术后第9天便出现了排斥反应.Ba.hn认为异种角膜内皮细胞 移植术后会发生免疫排斥反应. 林宁等(1989)把组织培养的婴儿角膜内皮细胞种植到除去内皮层的兔角膜后弹力层上,然 后将植片移植于兔眼.术后7个角膜植片中有4个很快恢复透明.2,3周内角膜厚度达到正常. 其余3个系原发性供体失败.在4个透明角膜植片中,有2个先后出现免疫排斥反应.作者认为培 养的人角膜内皮细胞被移植于兔眼后,虽在一定时期内有正常的形态和生理功能,但其后却可 引起严重的免疫排斥反应. Insler(1991)t~l用幼儿角膜内皮细胞进行组织培养,然后移植到来自眼库的人角膜植片上.再给 灵长目动物行异种角膜移植.他把供体植片分为3组:1)加强内皮细胞移植组.即保留植片上原有 的内皮细胞,再将异体内皮细胞混悬液加^器官培养液中2)完全着代内皮细胞移植组,即将原有 内皮细胞除去,再将组织培养的异体内皮细胞种植于裸露的角膜后弹力膜上;3)对照组.结果2)组 成功率最高(67%),1)组次之(35%),对照组完全失败.这是人类第一次行异体角膜内皮细胞移植 +异种角膜移植.这项研究提示,可以用此方法降低异种穿透性角膜移植的免疫排斥反应. 异种角膜内皮细胞移植成功的作者认为,因移植的内皮细胞来自多个供体,从而减少了单一抗 原引起的免疫排斥反应的威胁.加之移植物只是单层细胞,所以太大减少了发生免疫排斥反应的 机会. 2供体的选择 2.1动物实骘 曾采用过鱼,豚鼠,鸡,鸭,鹅,猫,狗,猪,羊,马,牛的角膜对兔作板层移植鸡,猪,牛的角膜给 兔作穿透性移植m;人角膜绐兔,灵长目动物(猩猩,狒狒,恒河猴,非洲绿猴等)行角膜移植. Hekmati用异种角膜给马施行复明手术" 2.2临床应用 曾有鳍鱼鸡,鹅,鹰等对人行板层角膜移植术的Haq(1979)用鳕鱼角膜给人行异种板层 角膜移植术,32例中有31例成功.但因观察时间较短,因此难以评价其真正的临床效果. 2.3箕他 此外还有牛血管内皮细胞移植到兔角膜后弹力层上,人胎盘胶原移植到兔的角膜表面.,人角 膜移植到鼠的肾囊下"的报告. 在异种角膜移植的发展史上.初期多使用高等动物.当时人们认为高等动物与人接近.异种角 膜移植的手术效果可能最好.但结果是排斥反应严重,失败率高.以后逐渐发现一些低等动物的角 膜可较好地在人体上存活,如鱼类和禽类.近年来,Kelley(1984~和李辰等(1987,1991)报 告了人对猴穿透性角膜移植的成功,植片透明可达3年.Kelley与李辰得出同样的结论,小植片人 墨 苎!塑童塑:墨坚苎堕苎壁壁箜 角膜可以在猴眼上存活.这使人们重新把选择供体的视线移到了高等动物身上,并提示了把猴角 膜移植到人眼的成功的可能性,而且为研究角膜内皮细胞的再生程度提供了一个与人最接近的动 物模型. 异种角膜移植时,供体和受体在角膜形态上应该一致,尤其是角膜的曲度和厚度.目前虽然认 为鸡角膜给人移植成功的希望较大,但是鸡角膜的厚度比人薄,弯曲度比人大,曲率半径为6.8mm, 因而术后易发生板层植片隆起或脱落.而猴角膜在厚度,曲率半径上均与人最接近,因此有可能成 为良好的异种角膜移植材料.Watts认为整个动物界和人类的某些组织在生化结构上相似.例如海 星的胶原蛋白与人和其他动物的胶原蛋白在生化结构上极其相似,在电镜下的结构几乎完全一样" Kuwabam0认为鸡角膜实质的间隙宽而多.抗原易被授泡液置换,移植后可保持良好的循环和代 谢;鸡角膜的氧化作用和糖酵解作用都较强,约为其他动物的2倍:鸡角膜的氨基酸 组成与人类 相似,都是蛋氨酸较高,酪氨酸稍低.因此.可用鱼类和禽类的角膜给人行异种板层角膜移植术. 3免疫学研究 3.1免疫学检测 31.1特异性抗角膜抗体的检出Nelken等(1965)用中和试验在同种角膜移植动物血清中首 次发现了特异性抗角膜抗体.Kuwabara(1962)用同样方法在异种角膜移植的动物血清中也测到 3种属特异性抗角膜抗体,并认为与免疫排斥反应有关.孙洪臣(1981)0对异种角膜移植后的动物 用补体结合试验来测到抗角膜抗体.Willey等用酶联免疫吸附法在作过猪对兔角膜镜片术的动 物血清中检出了抗角膜抗体.何宇光等(1987)t】也用酶联免疫吸附法就鸡对兔异种板层角膜移植 的动物模型进行检测,同样检出了特异性抗角膜抗体.术后第2,3周时抗角膜抗体达到峰值,此 时,植片的刺激反应严重,说明抗体与植片反应间有一定关系.钟敬祥等(1991y"用鸡对兔行异种 穿透性角膜移植,并设异体穿透性角膜移植为对照,发现这两组抗角膜抗体的出现时间,消长程度 一 致,但同种移植组的水平明显低于异种组.作者认为抗角膜抗体在同种与异种之间只有量的区 别,没有质的区别. 3.12非特异性外周血淋巴细胞转化试验何宇光等用微量垒血一TdR掺人法检测鸡对兔 异种板层角膜移植动物的外周血淋巴细胞转化率,发现异种组明显高于同种组.淋巴细胞转化率 与抗体水平一样,都是在术后第3周时达到峰值.同时做组织学检查,发现植片中有大量淋巴细胞 谩涸,因此认为异种角膜移植的免疫排斥反应以细胞免疫为主.徐锦堂等用同样方法对类似动物 模型得出同样结论,并对兔的脾脏做了组织学检查,发现淋巴细胞增生活跃. 31.3其他IApezNevot等(1990)用角膜免疫BALB/c鼠获得了单克隆抗体GRC,用间接 免疫荧光法对角膜及其他组织进行检查,发现在所有组织中,GRC.都可识别纤维组织,其反应部 位在细胞间质和膜上.在角膜,GRC.与Bowrrmn膜及附近的角膜基质反应.作者进一步研究了胶 原纤维的几种类型,发现GRC.抗?,rv.V型胶原纤维. MacD0na1df】978)m对异种角膜植片上的各种角膜细胞进行组织培养.再用nCr标记.然后把血 清,补体和淋巴细胞引进培养液,观察这3种免疫物质对异种植片上细胞成分的作用.MacDonald 得出的结论是非补体依赖性细胞毒性细胞(cIcc)参予了异种角膜移植的免疫排斥反应,而补体依 堂!塑查兰兰塑!垦兰2 赖性细胞毒性细胞(CDCC),细胞毒性血清抗体(SAC)和K细胞介导的细胞毒性细胞(g.CC)没有 参子异种角膜移植后的免疫排斥反应. 3.2降低供体抗原性 人们曾用受体血清浸泡植片的方法来降低抗原性.KuwabaraE把鸡角膜预先在受体血清中浸 泡后再移植.大多获得了成功.徐锦堂等也进行过同样的动物实验.将鸡角膜浸泡于兔血清中4,8 小时.再给兔作板层移植.DoughmanI常规使用小牛血清对人,鸡,豚鼠角膜进行器 官培养.在第4 周时.改用兔血清进行培养,然后将这些植片植入兔服.结果鸡角膜植片的排斥反应延迟,而人角 膜植片的排斥反应没有延迟. 黎勉勤等(1982)E~应用1640营养液浸泡的鸡角膜给兔行板层移植术.结果营养液组优于血清 组. 徐锦堂等(1983)t~用蜂蜜脱水低温保存的鸡角膜给兔作板层角膜移植,观察11个月,5个植 片中有4个透明.徐氏还以治疗为目的.把蜂蜜脱水低温保存的鸡角膜移植到人眼上,效果满 意. 冷冻干燥是一种很好的降低抗原性的方法.早在196,1年.Payrau就提出冷冻干燥可以降低角 膜的抗原性.80年代兴起的角膜镜片术.因为使用了冷冻干燥切削再脱水技术,从而太大降低了异 种植片的抗原性.使异种角膜镜片术在动物实验中获得成功.井可能在人眼上取得成功,从而 了Payrau的观点 3.3免疫抑嗣剂的使用 Oxisul'an是一种选择性细胞免疫抑制剂,注射到兔腹腔后,可以延迟牛对兔异种角膜移植的免 疫排斥反应" Imanishi(1977)发现太剂量的干扰紊可以抑制兔的异种角膜移植的免疫排斥反应.小剂量干 扰紊反会促进免疫排斥反应的发生. Vc~ura(1989首次把环孢霉素A用于异种角膜移植.作者认为环孢霉紊A可以使异种植片 透明存活1个月,并做了透射电镜,扫描电镜和免疫纽化研究. Duguid用CD,单克隆抗体治疗异种角膜移植排斥反应.他把环钴剩下的周边部人角膜移植 在NDD鼠的肾囊下,然后把抗CD.单克隆抗体注射到腹膜腔内.结果表明经抗CD,单克隆抗体 治疗.角膜组织可以在肾囊下存活15天,但仍不能逃脱最终被排斥的结局. 4异种植片的命运 在异种角膜移植中,存活下来的植片的组织成份究竟是供体的,还是受体的?尤其是穿透性角 膜移植时.供体的内皮细胞能否在受体中存活?这一直是角膜病医生争论的问题.有两种特殊的 方法可以用于这方面的研究. 4.1核素示踪技术 用放射性同位紊或其标记物傲示踪剂.对各种角膜成分进寻于示踪桂查.其中最有意义的是用氚 标记的胸腺嘧啶捩甙(—TdR)对角膜内皮细胞进行标记,用放射自显影法来观察内皮细胞的变 化.所得结论是供体角膜内皮细胞可以在受体中长期存活.Polack有'H-TdR在角膜内皮细胞中 存在4年的报告. 第4期种巾膜穆檀的进展(综述67 4.2染色体核型 利用不同种动物染色体数目的不!司以及不同性别动物的性染色体的不同.可区别供体与受 体的角膜内皮细胞.Lee等(1967)?Bourne等(1974—1978)(372都曾使用性染色体标记法来鉴别 供体和受体的角膜内皮细胞Gospdamwi~等(91将雄性小牛的角膜内皮细胞移植到雌兔的角膜 上.由于供体与受体的性别开-问,而且是不同种的动物,通过染色体核型分析,发现 移植的内皮细 胞的染色体核型均为XY,且2倍体为2n:60,而雌兔的核型应为XX,2倍体为2n=44说明覆盖f 植片后弹力层上的异种角膜内皮细胞未被受体取代. 异种角膜移植研究的步履艰难,但随着医学科学的发展,还是有所前进的.回顾100多年来移 植科学的历史,由于角膜所处的地位及其结构的特殊性,角膜移植在器官移植科学中首先取得了 成功.异种角膜移植是否也是这样,还有待于后人的努力.不过近年来角膜表面镜片术,异种角膜 内皮细胞移植实验研究的出现,确实给异种角膜移植带来了有希望的新内容. 参考文献 1MoorMB,etalF~*teoflyophflizedxe~ogeneic?rr曲】 lIcinint~mnm[{mplamalnazdepikeratophakia懈『 Ophtl~lmolV~sSdL987,23555 2蘸建苏荨表面角膜镜片的实验研究瞳科研究,1990.B(哪210 j对袒日.袁层向糠谴片术舯进羼f综差J茸卦压学胆科学分册,19;0,21 4RichLF.alKemtoc'ytesurvivalmkemtopbak~lentictflmAsdaOphfoalmol198199:677 5BourneWMAntmcyofpr?me孤ArchOphtbalmol1975,93:215 6TmatsuiJ.nalLpl吲?m龃ine0cpenrmntalhererogm/tsAmJophthrr-1l195254:265 7Gospoda】oD,dTransplantationofculturedbovinecommlendathe2ialveilstorabbitoorrt~:clinicLmpl 1t?瞄forhu ?1扎酗嚣PTocNatlAcadsdL'SAI~qg,7RI):464 8GospodamaiezD.dalTrarapLaatationorc~]lurodb0??rnem日ld0dceilstospecieswithnon~gerttwafiveendotb.eiium ArchOphthalmol1979,97:2I63 9Gospcdaro~DdThecoatingofbovineandmbblt?n】e越d~dedoftheirerdo~ellumwithbovinecommlmdoff~iM cellsExpEye1979.28:249 10EaCF.d0螂1o愠罄吕.c捌?也b.?corneale诎毽l卜I~nedb蛳妒I,smtl*龇ID?LophthaIn 198王22:73 1I林宁荨组觑培养人角膜内皮移檀实骚研究.中华瞳科杂志.】弼9.2】:355 12Iasl~MS,LopezJGHdaustraSg]antat~onve~sm印h帅m啪'ofhum蚰cornealendotbaliumCornea1991. 10】30 】3荣铺童.亭辰.拽饿异种角膜瞢檀的近况丑存在的问置(综述).实用瞳辩采击.1983.3137 ?FermimLELan~lacor'ne~lbeterogr~RsLn她ned.pdittaical,inwouaxolo辱caad.h【OpabgAudEunM帆S.c FrOphtlmlmoI1977.82 15DouRhnmnDJ.etal1fateorperIn瑚【alorgancaltured~omml耻丑.胛Tm唧hn诅n1976,2l32 l6李辰.髂铺堂异种角膜移檀的实鞋矸究日丰瞳科|己要.1987.38(11l652 】7车辰荨^对蓑穿盎性角膜移檀.日丰临库眼科杂志.1989.4砷1(日丈) !塞兰兰塑(墨生2————————————坚L HekmafiPSdadsHL帅comealIransplantatiortmthehoVetR1976,99(46 DuidIGM,etProlongationofhete~topickutmncommlsur~'alm【rII?treatedwithaftantiCOamonodo~al antibodyTtamplanlationPm】990.22】2]07 CGBAprimatem0d司ofkurmn?m龆】tmmpl~ntmionh恻Opb.1halmolsd198,*-:】061 Ku,~tmYStud~onh~~rotrample.tationof?mjamJOphth~1]962,53:91】 NdkenE,ct~em]ogkalstudiesmkm'atoplaatyBrJ0p?1]965,49:159 孙擞臣等.异种柱层角膜咎檀的实验研究角膜病杂志,】98】,2:】93 何字光等.实验性异种柱层角膜移檀的免疫学研究特异性体液免疫盈非特异性细 胞免疫测定.眼科研究,1987,5(3):157 替锦童,神艋样孢蕾素A(qno.ponn^)对穿矗性异种角膜移檀的髟响免疫学植铡与形态学观搴眼科研究, 199】[】0]1 68 — 18 ? 2I 丑 23 2A. 26LoperNe~otMe1.mmonodortaIantibodyGRCIptodumdag~irtslhumancornmlrecogn ~a?【rumd~erminantof coUagenbopb.thalmo]v【目Sd1990.3l0)290 MacDonaldAL.Hal~tq2mantiboay.ComplementorK?lldependemcellularcytotoxldtyml,m?mA难 jection?CanJOphthalmol19-/8,】】82 蕊擎啦知等经营莽液罹泡的角蕨片作异种柱晨角蕨咎檀丰动物变驻报告俺蕨寓象志,19112 29XuJinta~etSomeexpefiramta~dlntcMo'ose~tiortoffkamellarkeratoplmtywJtkhomoa ndh帅a[bp腊indehy dratedhoneymum暨南理医,1983,(1)(医学?-刊).72 30镣锦富等蜂童聪水恨存同种和异种柱层角膜片的临床韧步应用.眼科矸究,1985,.71 3】WilsonFM2d.dThefffectofox~uran.asd耐inhibitorofcellularimmunity,oF/thereject~oaofbovineCome~] mJ1sinrabbitsAnnOpb.thalmol】978,l邮283 32Iman~biJ.dslEffectsoFlater(mortprepatiomanrabbitCornmlxc?ArchV'wol1977,53(12j:157 33VemmaP.世U]trastruct~a]andlnmmohocbemicstudy0nthedT缸oftopicalComm1987,81 詹?.棱素示蒜拄丰在角膜饲伤盘音研究中的应用(综述】眼科暂进羼,]992.147 35Pol~ckFMFour'rretmtionofH,tb.ymidinebycornelendolheliumArchOphtkalrc~l1966 ,25:659 36LeeWRetalInnsurvivalofthe?d0tiumofe幻耐cornealhomogmftsLnthembhttBrJOpbt)m]rool1967. 5】32l 37Bouro~WMhvivosu~'iva]ofcryop~endothelialceilsmpdtmlesAmhOphttmlmo]】974,92:1+16 38BounWMPmelmt/ngkmatop]~sty?thrreandc0p删rcomea]AOphtha[mo1]978.96:l073 (上接第62页) 穴,实加强了勿令真气外泄的作用其操作即先用押手手指收台针孔,然后出针,反之,迎经伸提其 针.属迎而夺之之法出针不扪(或迟扪)其穴,由气自出.寓泻之意.在出针前.已用押手手指撑开 针穴,当加强了邪气外出的作用这些方法在临床上至今仍有人运用 参考文献 1凸广.难轻橐注北豪^民卫生出版社.】963 2刘衡如.灵抠经勘车).北市:^民卫生出敝社.】964 3栖I睦洲针灸大戚北市^民卫生出版杜1965