白內障術后大泡性角膜病變的預防及治療熱點

張 琴 綜述，馬華峰 審校

(重慶醫科大學附屬第二醫院眼科，重慶 400010)

角膜內皮對角膜保持透明度至關重要。然而，由于感染、眼內手術、創傷、營養不良等原因會發生角膜內皮功能障礙。超聲乳化相關角膜內皮細胞損傷是白內障外科醫師主要關注的問題。目前，角膜移植是治療角膜功能障礙的主要方法，然而，這種治療策略面臨著全球角膜短缺、移植失敗和嚴重不良反應等缺點，所以，人們積極尋找角膜移植的替代療法，如絲氨酸蛋白激酶(ROCK)抑制劑的應用、人誘導多能干細胞衍生的角膜內皮樣細胞的應用、人工角膜內皮移植物的應用等。現將白內障手術后引起的角膜大泡樣病變的預防及治療熱點綜述如下。

1 白內障術后發生大泡性角膜病變機制

人的角膜主要由角膜上皮層、前彈力層、基質層、后彈力層及內皮層組成，角膜內皮細胞層是位于角膜最內側的單層細胞層，角膜內皮細胞的鈉-鉀ATP酶(Na+-K+-ATPase)使房水從眼內滲透到角膜中，為角膜功能提供所需的營養，也可沿相反的方向使水從角膜基質泵出到前房，使角膜處于“脫水”狀態，維持角膜透明性[1]。大泡性角膜病變是由于角膜內皮Na+- K+-ATPase功能障礙引起角膜水腫。由于角膜內皮功能損害導致基質和上皮水分不能正常被泵出，導致上皮及上皮下大泡的形成。在更晚期的病例中基質增厚到一定程度時則存在上皮下纖維化，可能形成一層后膜膠原蛋白或后膜纖維化和角膜血管化[2]。免疫組織化學研究表明，在大泡性角膜病患者中細胞外基質的特定成分，如黏附蛋白-C和纖維蛋白-1的沉積。黏附蛋白-C是一種在愈合過程中具有促進組織重塑和修復作用的糖蛋白。纖維蛋白-1屬于與彈性微纖維相關的細胞外基質蛋白家族，在大泡性角膜病的角膜中纖維蛋白-1被過度調節而沉積[3]。

2 白內障術后發生大泡性角膜病變常見原因

患者自身角膜內皮功能不好，維持正常角膜內皮功能所需的角膜內皮細胞密度不夠，角膜內皮細胞密度低于1 500個/mm2、六角形細胞百分比小于50%和(或)合并淺前房、創傷、Fuchs角膜營養不良、青光眼等其他眼部疾病[4]。患者高齡(>80歲)，晶狀體核硬度Ⅳ～Ⅴ級及過熟期白內障，劈核時所需的超乳時間長，超聲能量大[5]。灌注液瓶越高灌注壓越大、水流對角膜內皮的沖擊力越大及術中所受的超聲熱損傷越大[6]。合并糖尿病可降低角膜內皮細胞密度、減少六角形細胞百分比及增加角膜內皮細胞變異系數，抑制角膜內皮細胞Na+-K+-ATPase的活性[7]；在白內障超聲乳化手術對角膜內皮灌注液損傷、氧化損傷、熱損傷等損傷因素的綜合作用下導致角膜內皮功能失代償，發生角膜大泡樣病變[8]。從白內障術后發生角膜大泡樣病變的機制和原因分析，可為預防白內障術后發生角膜內皮失代償等并發癥提供預防措施思路。

3 白內障術后大泡性角膜病變的預防

3.1準確評估術前角膜狀態及可能影響角膜狀態的因素 有研究發現，先天性因素與后天性因素中機械性損傷是大泡性角膜病變重要病因[9]。因此，需要準確評估患者術前的角膜狀態及可能影響角膜狀態的因素，如全身疾病史(糖尿病)、眼部疾病史(角膜炎、青光眼、葡萄膜炎)、眼部手術史(抗青光眼手術、玻璃體切割術等)等，存在上述病史的白內障患者與無上述病史的白內障患者比較，術前角膜內皮細胞數量少、功能欠佳，故術前需詳細檢查，術中根據情況隨時調整各項參數；術前評估患者術眼角膜是否清亮、角膜內皮功能是否能耐受手術、前房深度及晶狀體核硬度、評估手術儀器是否合格[10]。

3.2術中盡量減少角膜內皮損傷 大泡性角膜病變的主要機制是內皮細胞丟失，主要是由于白內障手術所致，大多數為60歲以上患者[3]。飛秒激光輔助白內障手術提供了手動超聲乳化無法實現的精確度、準確性和定制化水平。隨著屈光性白內障手術時代的患者期望值的提高和人工晶狀體使用率的提高，可預測性和準確性已變得至關重要；對晶狀體核比較硬的白內障患者或合并由于前房淺、眼軸短的白內障患者劈核時可用飛秒激光協助劈核，可縮短超聲乳化操作時間，降低白內障術眼所需超聲乳化能量，從而減少超聲能量對角膜內皮的損害[11]；高負壓、低能量可加快手術進度，減少角膜內皮細胞的損傷，術中手術切口不可過小，需與主刀醫師操作水平相適應。手術操作盡量遠離角膜，超乳頭斜面向下使溢出的能量盡量遠離角膜內皮。對低角膜內皮細胞密度的患者術中盡量減少高灌注及核碎片與核微粒對角膜內皮的損傷。針對不同晶狀體核硬度適當調整超聲能量，對過硬的晶狀體核盡量避免行超聲乳化[12]。

3.3降低術后內皮細胞密度的趨勢 有研究表明，眼內手術后位于基底外側細胞的內皮Na+-K+-ATP酶泵部位的數量和容量減少，而這些酶泵負責角膜水合作用[13]。最近有研究表明，上述部位在角膜上皮中的重要性，角膜上皮在白內障手術后亞臨床受到影響，選用眼科專用平衡液BSS或復方乳酸鈉；復方乳酸鈉與眼科專用平衡液BSS在白內障手術角膜保護方面的效果相似，然而在超聲乳化時間更長、沖洗量更大的白內障手術中使用復方乳酸鈉具有降低術后內皮細胞密度的趨勢[14]；有條件者可使用含有氫氣的灌注液，保護角膜內皮細胞免受氧化應激的損傷[15]；灌注液瓶高度合適[80～85 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)]可減少白內障術中角膜內皮細胞的丟失[6]；建議當患者晶狀體核硬度較大需要長時間操作和較多超聲乳化功率時優先選擇彌散型黏彈劑[14]。

3.4采用合適的眼表麻醉劑以抑制角膜內皮細胞受損與促進角膜內皮細胞生長 一項通過體外培養的人角膜內皮細胞的形態變化和細胞活力的體外實驗研究了利多卡因聯合阿魏酸鈉(一種具有抗凋亡和抗炎特性的抗氧化劑)對利多卡因誘導的角膜內皮損傷的影響，結果顯示，5～200 mg/L 阿魏酸鈉明顯降低了2 g/L 利多卡因對人角膜內皮細胞的毒性，50 mg/L阿魏酸鈉使受損的人角膜內皮細胞恢復至正常生長狀態。此外，100 mg/L 阿魏酸鈉可明顯抑制利多卡因誘導的貓眼角膜內皮細胞丟失和角膜增厚。總之，阿魏酸鈉可保護人角膜內皮細胞免受利多卡因誘導的細胞毒性，并減輕前房內注射利多卡因后貓眼的角膜內皮細胞損失和中央角膜增厚[15]。未來有望這種抗氧化劑與眼表麻醉劑的聯合使用，減少對眼表的不良反應。白內障術后發生角膜大泡的病變是多種損傷因素的綜合作用，不僅與患者全身及眼局部疾患相關，而且與手術準備、手術醫師操作的熟練程度也息息相關。

4 白內障術后大泡性角膜病變的治療

有研究表明，大泡性角膜病變是一種進行性疾病，其病理與間質水腫的持續時間有關，角膜間質水腫以時間依賴的方式引起角膜間質的病理改變[16]。臨床實際操作中可依據角膜水腫不同時期制定不同的恢復措施。

4.1保守治療 在角膜內皮水腫失代償前期可使用堿性成纖維細胞生長因子促進角膜內皮細胞修復、高滲液眼藥水減輕細胞內皮水腫、控制眼壓的藥及預防感染的非甾體抗炎藥等藥物改善角膜水腫或使用角膜繃帶鏡減輕眼瞼對角膜大泡的摩擦；可聯合ROCK抑制劑局部治療。ROCK抑制劑可刺激角膜內皮細胞增殖及細胞遷移和細胞凋亡移植，可用于早期角膜內皮失代償的治療[17]；有學者在靈長類動物模型證實了ROCK抑制劑Y-27632增加了體外培養的靈長類動物角膜內皮細胞的增殖，改善了角膜水腫[18-19]。ROCK抑制劑具有促進角膜內皮細胞遷移、擴散、增殖，以及減輕角膜內皮水腫等作用，相信將為角膜病的防治提供新思路。然而，在大泡性角膜病變的進展期和晚期保守治療恢復角膜的透明性及減輕角膜水腫的作用卻有限。

4.2手術治療 在角膜內皮水腫失代償進展期和晚期則通常需要手術治療。

4.2.1角膜移植術 由于體內角膜內皮的再生能力有限，大泡性角膜病變等進行性角膜內皮疾病最終導致角膜水腫和視力喪失，是角膜移植的主要適應證。在過去傳統的手術治療方式中治療失代償期的角膜內皮水腫通常選擇角膜移植；而穿透性角膜移植術是角膜移植最常用的手術方式。隨著科技水平的提升角膜移植手術也有了進一步的發展，包括深板層角膜移植術、角膜后彈力層剝除自動角膜刀取材內皮移植術(DSAEK)、角膜后彈力層內皮細胞移植術(DMEK) 、前彈力層內皮移植術(PDEK)和人工角膜移植術[20]。角膜內皮移植術也逐漸成為最常用的角膜移植手術，角膜內皮移植術的替代療法也逐漸成為研究熱點。

4.2.2飛秒激光輔助穿透性角膜移植術 傳統穿透性角膜移植術通常使用手動或真空環鉆切割供體和受體角膜。供體角膜移植物用連續或間斷10-0尼龍縫線固定在受體角膜床上。飛秒激光技術提供了更精確的角膜切割和復雜的角膜傷口形態，與手動吸引術比較，組織損傷更少。與傳統角膜移植比較，使用飛秒激光創建精確和定制的切割配置可改善移植物和床面的對準情況，增強傷口穩定性，減少傷口滲漏的機會，潛在地降低了對縫線張力的要求，并有望提供更低的術后散光和更好的視力。飛秒激光輔助穿透性角膜移植的出現提高了手術的準確性、安全性和屈光度。大量研究證實了飛秒激光在輔助角膜穿透性移植術中具有較高價值。一項薈萃分析結果顯示，飛秒激光輔助穿透性角膜移植術后6、12個月視力改善情況優于傳統穿透性角膜移植術[21]。

4.2.3DSAEK、DMEK及PDEK DSAEK主要是移除病變角膜內皮和后彈力層，利用自動角膜微切器切取供體植片，通過切口送入受體前房，植片展開后在前房注入氣泡壓迫植片與宿主角膜緊密結合。而DMEK與DSAEK的區別主要是其植片只包括角膜后彈力層和內皮細胞層，移植片沒有基質層。2種手術方式均適合人工晶狀體或無晶狀體眼大泡性角膜病變的治療，2種手術方式與穿透性角膜移植術比較，視力恢復更快，免疫排斥率更低，移植物存活率更高[22]。2016年ARNALICH-MONTIEL等[23]提出了PDEK作為DMEK的改進方式，因可提供的角膜供體數量少、移植角膜內皮所需的費用高昂、免疫排斥反應等，所以，人們逐漸將目光投放在角膜內皮移植的替代療法，如內皮細胞療法，將體外培養擴張的供體角膜內皮細胞種植到羊膜、膠原基質、人角膜基質等，再將這些含有人角膜內皮細胞的移植物植入眼內。KINOSHITA等[24]通過上述方法將這些體外培養的角膜內皮細胞移植到大泡性角膜病變的兔模型中，證明了是這些患有大泡性角膜病變兔子的角膜水腫是可逆轉的。ZHU等[25]納入135例患者的一項臨床試驗證實，在含有ROCK激酶抑制劑的生長液中注射培養的角膜內皮細胞可有效地治療角膜水腫和恢復視力，而且術后24個月效果是穩定的。

4.2.4內皮細胞療法及內皮細胞的替代療法 對患有角膜內皮細胞功能障礙患者進行基于角膜內皮細胞的體外細胞擴增療法是一種有前景的治療方法，可減少目前對新鮮角膜供體的依賴，并可能解決全球供體角膜短缺問題。此外有研究表明，在角膜緣后部的內皮周圍存在干細胞樣角膜內皮祖細胞，內皮祖細胞將是基于細胞療法的有希望的來源，但角膜內皮細胞療法需要完整后彈力層[26]。所以，人們又在積極尋找內皮細胞療法的替代療法。內皮細胞的替代療法很多，如由于在胚胎學上認為角膜內皮細胞是從神經嵴分化而來的，通過神經嵴細胞的分化，有學者已成功地從成人皮膚來源的前體細胞分化出角膜內皮樣細胞，其療效在患有大泡性角膜病變不同動物模型中進一步得到了證實[27]。此外，GUTERMUTH等[28]用低溫保存的人胚胎干細胞來源的角膜內皮細胞注入兔子和猴子的前房，可在剝離的后彈力層上形成功能性角膜內皮細胞，而且共聚焦掃描顯微鏡證實了該來源的角膜內皮細胞具有完整的六角形細胞結構，免疫組織化學分析顯示，再生的內皮細胞中有表達屏障和泵功能蛋白的單層細胞。隨著基因編碼技術的興盛，如使用CRISPR內切酶，即使在具有角膜疾病遺傳易感性的患者中使用來自同種來源的角膜內皮細胞治療角膜內皮疾病也可能是可行的[29]。最新有研究表明，在大鼠角膜內皮細胞中使用轉錄激活劑Cas9分子可刺激角膜內皮細胞增殖[30]。內皮細胞的替代療法發展迅速，但從細胞水平過渡至基因水平及分子水平還需要大量的動物實驗和臨床試驗來驗證其安全性、有效性。

4.2.5無內皮角膜移植術[31]也稱為單純后彈力層移植術，是最近熱門的再生醫學治療角膜內皮疾病的技術，剔除患病的中央后彈力層及內皮細胞，讓周邊健康的內皮細胞中心遷移和重新分布以恢復內皮細胞功能。因人工晶體眼角膜大泡樣變性通常丟失較廣泛角膜內皮細胞，所以，與周邊擁有較多健康內皮細胞的疾病(如Fuchs角膜營養不良)比較，手術成功率較低[32]。無內皮角膜移植術與局部 ROCK 抑制劑聯合使用可改善患者術后最佳矯正視力，由于目前上述療法需要更多的臨床研究改進特定的治療技術來確定每種新療法的長期安全性和有效性，可能意味著對未來內皮疾病的管理應采取更個性化的治療方案。

4.2.6人工角膜內皮移植物 EndoArt?是作為人工內皮植入物的合成材料的新材料，是一種覆蓋有黏性物質的柔性硅片，將其插入前房并通過空氣/氣體固定術附著在角膜后表面，類似于后彈力層內皮細胞移植物，這種硅片可防止電解質和水被動流入角膜，同時，允許水從角膜表面蒸發[33]。由于這是一個相對較新的概念和材料，目前，還沒有相關的同行評審研究，也需要一項前瞻性的長期研究來驗證。

5 小 結

白內障術后角膜大泡樣變性嚴重危害患者的視力，因此，白內障術前評估患者全身及眼局部情況等預防措施具有重要的臨床意義。當難以避免發生白內障術后角膜大泡樣變性時早期可選擇促進角膜內皮細胞修復、高滲液眼藥水等藥物保守治療，進展期和晚期應選擇個性化治療方案。在過去的幾十年里角膜大泡性角膜病等角膜內皮失代償疾病的治療主要采用角膜移植術，隨著科學技術的發展，為減少對供體角膜的依賴，角膜細胞療法、基因療法、內皮再生和人工內皮為治療角膜內皮疾病提供了更多選擇。本文對白內障術后大泡性角膜病變的發生機制及預防、治療方法進行了綜述，以期為治療白內障術后角膜大泡樣變性提供參考。目前，白內障術后大泡性角膜病變的相關隨機對照試驗較少見，因此，仍需要開展多中心的隨機對照試驗，以尋求治療白內障術后大泡性角膜病變的更為經濟、有效的方法。