無內皮移植的后彈力層剝離手術促進中央角膜內皮再生的研究進展

肖 羽，楊燕寧

0引言

在全球范圍內，Fuchs角膜內皮營養不良(Fuchs endothelial corneal dystrophy，FECD)是角膜移植最常見的手術適應證之一[1-2]。 其特征是滴狀角膜(cornea guttata)、Descemet膜的增厚和角膜內皮細胞的進行性喪失，隨后逐漸導致角膜水腫并損害視覺功能[3-4]。由于傳統上認為角膜內皮細胞不能在體內再生，因此角膜內皮移植術(endothelial keratoplasty，EK)是晚期FECD唯一的治療方式。EK已成為角膜內皮疾病的優選方法，包括多種恢復內皮細胞不同解剖學結構的技術[5]。在過去的15a，以Descemet膜剝離角膜內皮移植術(descemet stripping automated endothelial keratoplasty，DSEK)或后彈力層角膜內皮移植術(descemet membrane endothelial keratoplasty，DMEK)為首選的手術方式極大地改善了FECD患者的預后[6]。 與穿透性角膜移植術(penetrating keratoplasty，PKP)相比，選擇性的替換角膜內皮及后彈力層排斥率更低，術中并發癥及術后散光更少，視力恢復更快[7-8]。盡管如此，DMEK手術仍然存在包括移植物脫位和原發性移植物失敗等各種問題[9]。且雖然較傳統角膜移植手術減少了排斥率，但DMEK手術仍然存在排斥風險[10-11]，并且受到供體來源的極大限制[12]。近年來意外發現的僅剝離中央Descemet膜而無角膜內皮移植的手術(descemetorhexis without endothelial keratoplasty，DWEK)用于治療FECD取得令人驚喜的效果。本文將就DWEK手術的發現、命名、機制、手術效果、影響因素、并發癥及藥物輔助等方面對其進行綜述。

1 DWEK的發現及定義

從2003年Braunstein等[13]報道了白內障手術中不慎將Descemet膜切除后角膜水腫在6mo后逐漸消退的一個病例，到2012年Dirisamer等[14]發現FECD患者在行DMEK手術后盡管發生了移植物脫離，卻仍然出現角膜水腫自發清除的現象。同年Shah等[15]報告了在后部多形性角膜營養不良(posterior polymorphous corneal dystrophy, PPCD)和FECD患者中， Descemet剝離后沒有供體內皮細胞移植術后內皮細胞再生導致角膜水腫自發清除的第一個確定性病例。越來越多證據表明角膜內皮可能能夠在患有FECD等內皮功能障礙的患者中自我修復。DWEK手術是剝離Descemet膜的中央部分，外周內皮細胞自發遷移以覆蓋裸露區域而無需內皮移植的手術方式，配合局部Rho相關激酶抑制劑可以促進其療效。鑒于當前文獻中沒有該手術方式的標準化名稱，為了清晰和統一，Kaufman等[16]在遵循Descemet剝離自動內皮角膜成形術(DSAEK)和Descemet膜角膜內皮成形術(DMEK)的命名精神的情況下，提出其標準名稱和首字母縮略詞的建議，即Descemetorhexis Without Endothelial Keratoplasty(DWEK)。

2 DWEK的機制

FECD區別于大皰性角膜病變，是一種內皮細胞耗竭性疾病，在早期階段通常僅影響中央角膜內皮，在接下來的疾病自然史中才可能逐漸損害外周角膜[17]。那么在FECD中Descemet膜剝離后中央內皮再生的現象到底是內皮細胞的增殖還是外周細胞遷移到中央角膜呢？一般認為角膜內皮細胞的密度隨疾病或年齡而降低，且不可再生。內皮細胞在細胞周期的G1期停止，并且通常在出生后不再復制[18-19]。除了周圍細胞的遷移之外，已經提出了角膜中央裸露基質的外周內皮再增殖的幾種機制，但均已被證明在人類體內沒有這些機制[20]。雖然已經從活人體內角膜中分離并培養出具有增殖能力的成體內皮干細胞[21]，且只在周邊角膜存在，其作用尚未闡明[22]。但促進從細胞接觸抑制中釋放的內皮細胞有絲分裂已被證明僅離體才能被誘導[23]。因此，目前的觀點主要集中在細胞遷移而非細胞增殖。Borkar等[24]猜想去除患病的Descemet膜可能會釋放接觸抑制，從而促進健康的外周內皮細胞向中央遷移，且內皮細胞已經被證明可以在健康的人類角膜中心連續遷移[25]。此外，Descemet膜剝離的中央直徑4mm區域僅為直徑平均12mm角膜內皮總表面積的約10%，預計內皮細胞從外周遷移到中央覆蓋區域不會對外周內皮細胞計數產生顯著影響[24]。通過更加精確的方法觀察到外周內皮細胞計數的下降趨勢進一步佐證DWEK的機制仍然是細胞遷移[26]。

3 DWEK的手術效果

目前DWEK治療FECD的研究主要基于以下納入及排除標準：術前FECD患者均有中央滴狀贅疣(guttata)，中央內皮細胞計數檢測不到，共聚焦顯微鏡顯示角膜外周擁有完整的內皮細胞鑲嵌，無明顯的大皰性角膜病變臨床表現，無眼部合并癥[24,26]。在Borkar等[24]的一項研究中，75%(10/13)的眼睛在DWEK術后獲得了中央內皮計數提高和角膜透明度，且視力在隨訪時間內較術前提高，并依據角膜還原透明的時間，將患者分為快速反應者、反應者、慢反應者和無反應者。快速反應者被認為是在術后第1mo就診時出現中央內皮鑲嵌和角膜水腫消退，反應者在術后第3mo就診時有明顯的中央內皮鑲嵌。而術后第3mo出現角膜水腫并伴有可見中央內皮嵌合被認為是慢反應者，需要內皮移植術的持續性角膜水腫被歸類為無反應者。Moloney等[26]也獲得了相似的結果75%(9/12)，甚至在DWEK不成功的病例中使用了Rho相關激酶抑制劑加速內皮遷移后有92%(11/12)獲得了角膜水腫清除和視力改善。雖然在所有病例中都觀察到中央角膜厚度減小，且4/5患者最終實現了矯正視力的改善，但與Borkar相比[8/13(60%)]，Iovieno等[27]只有1/5(20%)患者獲得最佳矯正視力≥20/25。Arbelaez等[28]和Koenig[29]報告的兩個小樣本(分別為3例和2例)的研究均未得到令人滿意的結果。最近另一項直接對比DWEK和DMEK手術效果的研究[30]顯示，對于輕中度FECD患者，DWEK的術后視力與DMEK相當，卻顯著降低了不良事件的發生率,缺點是恢復期顯著延長。

4 DWEK手術成功的影響因素

中央Descemet膜剝離大小被認為是影響DWEK手術成功的因素，在不成功的病例中，Descemet膜剝離直徑通常在6～6.5mm，大于被普遍認為的4mm[24]。其影響機制可能是直徑從4mm增加到6mm需要剩余內皮重新填充的表面積增大兩倍以上(4πvs9π)，而8mm則是4mm的四倍。此外，遺傳因素可能影響Descemet膜剝離后中央內皮細胞的再增殖。已有研究證明基因突變和核苷酸的多態性與FECD有關[31-33]。其中，TCF4基因的特異性三核苷酸重復擴增已表現出會顯著增加FECD風險并影響疾病的嚴重程度[34-36]。因此推測三核苷酸重復擴增數量的差異可能會影響沒有DWEK手術的成功或失敗[24]。另外環境因素，例如吸煙和糖尿病，會影響FECD疾病嚴重程度，機制可能是氧化應激增加[37-40]。這些氧化應激可能會影響角膜中央Descemet膜剝離后自我修復的能力[24]。雖然有學者認為較小的年齡、較薄的角膜厚度可能會增加DWEK手術成功率[15,26]。但在Davies等[41]的研究中，基線年齡、術前角膜厚度和內皮細胞計數在快反應者和慢反應者之間沒有顯著的統計學差異。此外，手術技術,前房中的生長因子等也被認為可能是影響因素。目前影響因素是基于各研究者小樣本量下的推斷，未得到普遍支持，更大樣本量的多中心研究有助于闡明DWEK手術的最佳適應人群。

5 DWEK的術后并發癥

在目前報告的DWEK術后并發癥中，不規則散光被描述的較多。可以理解殘留的斑片狀水腫會引起不規則散光，但在角膜清晰患者中也出現不規則散光的原因目前尚不清楚[28]。但這種屈光不正可以被透氣性硬性隱形眼鏡(RGP)所矯正[27]。Descemet膜邊緣的后部基質混濁或瘢痕形成和角膜地形不規則出現的概率也較高，Iovieno等[27]猜測可能與手術器械“descemetorhexis鉤”的使用有關，去除Descemet膜可能引起傷口愈合反應，繼而導致后部基質混濁或瘢痕和角膜地形不規則。還可能源自角膜長期水腫繼發的角膜細胞活化，其類似于Yoeruek等[42]在DMEK手術分離患者的基質中報道的方式。由于晚期FECD最終需要內皮移植，因而影響隨后的DMEK手術被認為是DWEK最嚴重的并發癥。一些外科醫生主張粗糙化基質床以增強DSAEK移植物的粘附性[43]。同樣的，如果DWEK手術被嘗試后失敗，除非將重新填充的內皮細胞層除去，否則隨后的DMEK移植物可能不容易粘附到被剝離的區域[44]，從而影響DMEK手術成功率。然而，Rao等[45]對3例DWEK手術失敗后持續的角膜水腫患者進行DMEK手術治療，全部獲得了良好的結果。

6局部Rho相關激酶抑制劑

Rho相關激酶是絲氨酸/蘇氨酸激酶，是Rho GTP酶的重要下游效應物，調節各種生理功能，如平滑肌收縮，趨化作用，神經生長和基因表達[46]。近年它的抑制劑在促進角膜內皮再生的潛在效應逐漸得到關注，其機制可能是促進細胞增殖，增加細胞粘附，并抑制角膜內皮細胞的凋亡[47]。Ripasudil(0.4%)是一種局部用的選擇性ROCK 1和2抑制劑，2014年被日本批準用于治療青光眼和高眼壓癥，原理為增加房水流出，常見的不良反應是結膜充血[48]。已經證明了其在用于臨床試驗中的安全性，以及其加速兔模型中角膜內皮愈合的能力[49]。大量研究已經證明了ROCK抑制劑加速角膜內皮愈合的作用[50-51]。而且最近一項研究顯示，DWEK術后的自發性角膜水腫清除率大約為75%，而使用ROCK抑制劑可進一步使66%失敗的眼睛完全清除角膜水腫[26]。因此DWEK聯合ROCK抑制劑的組合將有希望成為治療FECD或其他內皮病變的有效方法。

7小結

DWEK和局部ROCK抑制劑代表了FECD的一種令人興奮的新療法，其最大優勢是無需供體角膜內皮移植。DWEK本身不是內皮移植手術，它剝離Descemet膜的中央部分，無需內皮移植，外周內皮細胞即可遷移以覆蓋裸露區域，局部Rho激酶抑制劑可以在剝離Descemet膜后加速內皮遷移。盡管可能難以避免最終的結果，但DWEK可以減少內皮移植的需要，為有臨床癥狀的輕中度患者提供另一種可靠的選擇。盡管一些學者持消極態度，認為在有一種方法可以更好地刺激和控制角膜內皮細胞再生之前，不應該推薦DWEK，而仍應選擇DMEK[28-29,52]。也有研究者因為其結果具有相當大的不可預測性而持謹慎態度[27]，但大多數專家仍然認為，DWEK是一項充滿希望的手術方式[24,26,53]。DWEK是一項最新的技術，還未大規模應用于臨床。目前只有小樣本量、短期隨訪的研究，所得結論難免有局限性，更大樣本的多中心的研究有助于進一步闡明DWEK的機制及最佳適應證。