羊膜移植在眼部疾病治療中的應用研究進展

周思蕊,陳曉冬,潘小燕,王 彤

0 引言

羊膜來源于胎盤的最內(nèi)層,是單層上皮細胞連接構成的薄膜,其厚度大約為20～500μm,光滑,無血管,具有一定的彈性,是高度耐用的生物材料[1]。羊膜由上皮層、基底膜、致密層、成纖維細胞層和海綿層組成[2]。羊膜含有豐富的膠原、糖蛋白、蛋白酶、生長因子和細胞因子[3]。羊膜含有的這些因子在組織再生和傷口愈合中至關重要,可以促進上皮細胞遷移和分化、抑制炎癥反應、減輕炎癥程度,促進損傷組織修復愈合[3-4]。羊膜可以減少瘢痕形成,具有抗血管生產(chǎn)和抗菌作用[5]。常用于人眼結膜重建的替代品[6]。最近幾年來,在眼科臨床的使用更頻繁,并且取得較好移植的療效[7-8]。本文就近年來羊膜在眼部燒傷、結膜病變、角膜病變、翼狀胬肉、青光眼以及黃斑裂孔等眼部疾病中的應用進展進行綜述,期待羊膜移植為眼部疾病治療帶來新的思路。

1 羊膜移植在眼部燒傷中的應用

眼部燒傷常見有化學燒傷以及熱燒傷,是常見的一種眼部損傷性疾病。燒傷可造成嚴重的角膜以及結膜上皮糜爛缺損,角膜瘢痕形成,視網(wǎng)膜的損傷甚至失明[9]。傳統(tǒng)的治療包括藥物以及一些生物溶液,羊膜作為一種新型手術用材料可以減少疼痛并促進眼表的恢復[10]。韓國學者Han等[11]在堿燒傷的小鼠角膜模型中檢測人羊膜懸浮液、人臍帶血清和人外周血血清的治療效果。評估第2、3、7d上皮缺損程度以及第7d腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶-2、8、9(MMP-2、8、9)的mRNA表達水平。與對照組生理鹽水相比,三種治療都減少了炎癥反應和角膜混濁的程度,所有治療組TNF-α、IL-6、MMP-8和MMP-9的mRNA表達水平和炎癥細胞都低于對照組。印度有學者回顧分析24例患者急性燒傷的眼睛在2wk內(nèi)接受了羊膜移植的治療,術后評估眼表上皮化、角膜血管形成等視覺恢復情況,發(fā)現(xiàn)羊膜移植在中度燒傷中的治療效果較好[12]。我國重慶有研究者分別對行羊膜移植術組與未行羊膜移植術進行視力恢復情況與并發(fā)癥發(fā)生情況的對比分析,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),使用羊膜移植術的患者,術后恢復較好,可減少眼燒傷所致的并發(fā)癥[13]。這些研究表明羊膜移植在眼部燒傷治療過程中具有較好的療效,值得大家在將來的工作中持續(xù)關注和深入探討。

2 羊膜移植在結膜病變中的應用

羊膜應用于結膜疾病上,一般用于治療結膜本身松弛、結膜壞死等行切除術后覆蓋治療[14-15],羊膜移植聯(lián)合手術清創(chuàng)也用于春季結膜炎的治療中[16]。Palamar等[17]選取10例患者評估羊膜移植重建結膜黑色素瘤的長期療效,使用羊膜進行結膜缺損修復安全有效,有輕度并發(fā)癥。Yang等[18]研究在特定條件下將人羊膜上皮細胞定向分化為結膜上皮,建立組織工程結膜移植到具有結膜缺陷的兔子模型中,誘導人羊膜上皮細胞分化,通過ELISA測定MUC5AC含量逐漸增加,結果發(fā)現(xiàn)人羊膜上皮細胞可以分化為結膜上皮細胞和具有部分生理功能的杯狀細胞,并且可以修復兔眼表的完整性,手術切除結膜聯(lián)合羊膜移植重建眼表對于術后的恢復是有效的。Bhattacharjee等[19]用羊膜移植物覆蓋治療2例瞼緣缺損的患者,隨訪超過2.5a,都沒有殘留色素沉著或疾病復發(fā),說明了羊膜可以有效地維持結膜再生和皮膚黏膜連接功能。

3 羊膜移植在角膜病變中的應用

角膜是眼表重要的屈光間質(zhì),可保護眼睛的內(nèi)部部分以及晶狀體和視網(wǎng)膜免受紫外線的傷害[20]。角膜病有多種類型,比如角膜創(chuàng)傷、角膜水腫、角膜穿孔、角膜潰瘍、角磨變性等。對于治療角膜疾病,除了藥物治療外,角膜移植是最有效的治療方式,由于角膜的供體缺乏,在一些情況下羊膜組織已經(jīng)成為替代角膜移植的材料之一[21]。羊膜組織可以促進角膜上皮愈合已被廣泛報道。有學者在一項研究中使用羊膜提取物滴眼液,研究羊膜對角膜緣干細胞的增殖、觀察角膜愈合過程以及其余影響指標。結果顯示人羊膜提取物滴眼液促進兔子模型的角膜愈合,限制角膜分化,促進邊緣干細胞擴增,說明人羊膜對于角膜角膜上皮愈合有促進作用[22]。有學者將右眼角膜切除的兔子分別使用人羊膜與兔羊膜進行縫合治療,收獲30d內(nèi)所有動物的角膜染色進行顯微觀察,比較了人和兔的羊膜對兔角膜移植手術效果的影響,結果顯示:人羊膜比兔羊膜對角膜誘導的炎癥細胞數(shù)量更多,基質(zhì)新生血管形成更多,這個差異有可能歸因于異種移植,但兩種羊膜都對角膜上皮化起促進作用,需要進一步深入研究和探討[23]。我國學者收集了35例難治性角膜潰瘍,對患者進行單層或者雙層的羊膜移植治療,術后角膜潰瘍感染均可以得到良好的控制,對于難治愈的角膜潰瘍羊膜移植術是有效的治療方法[24]。目前越來越多的角膜疾病應用羊膜治療效果良好。

4 羊膜移植在翼狀胬肉中的應用

翼狀胬肉特征在于炎癥,纖維血管結膜增殖和角膜表面的侵襲。翼狀胬肉的治療多用自體本身結膜覆蓋,翼狀胬肉切除后使用羊膜的復發(fā)率高于其他常用技術,但在某些情況下,比如存在結膜瘢痕形成、結膜必須用于青光眼過濾手術以及有大或雙頭的翼狀胬肉的情況下,使用羊膜對患者最有利[25]。Shusko等[26]研究者回顧性統(tǒng)計了493眼接受了翼狀胬肉切除術,并進行了邊緣結膜自體移植術和結膜下羊膜的預防性植入,統(tǒng)計復發(fā)率僅為1.22%±0.99%。說明了聯(lián)合治療復發(fā)率明顯低于單獨使用結膜自體移植或結膜下羊膜移植,對患者的風險更小。Malla等[27]研究者對142例翼狀胬肉患者分別進行羊膜移植、自體結膜移植以及羊膜聯(lián)合自體結膜移植。結果顯示:羊膜聯(lián)合自體結膜移植組在術后復發(fā)率、干眼、結膜炎癥等方面更有效。Monden等[28]研究者報告了31例復發(fā)性翼狀胬肉患者使用絲裂霉素C(MMC)、雙羊膜和大結膜瓣聯(lián)合覆蓋治療的療效,術后隨訪4mo后,1眼復發(fā),復發(fā)率為3.2%。這些研究證實了羊膜、以及羊膜聯(lián)合結膜、絲裂霉素C治療翼狀胬肉的有效性。

5 羊膜移植在青光眼中的應用

青光眼是一種復雜的多因素導致的眼部疾病,也是一種不可逆的致盲眼病,主要發(fā)病機制是眼壓升高導致視神經(jīng)損傷和功能性視力喪失[29]。小梁切除術是目前應用最多的一種抗青光眼術式[30],目前常采用復合式小梁切除術或者小梁切除術聯(lián)合其余輔助治療來提高治療效果、降低術后的并發(fā)癥[31]。小梁切除術聯(lián)合羊膜移植相比傳統(tǒng)的僅用小梁切除術,羊膜移植聯(lián)合治療成功次數(shù)更高、并發(fā)癥更少、更有效、更安全[32]。Mori等[33]報告了接受羊膜輔助小梁切除術的6例難治性青光眼,手術切除小梁組織,將羊膜在邊緣鞏膜處縫合,結果使用羊膜在手術后前期獲得中度良好的眼壓控制。近年來,對于青光眼的治療還加入了鞏膜潛池式小梁切除、鞏膜池鞏膜條反折、鞏膜切除聯(lián)合新鮮羊膜移植[34-36]。手術使用羊膜移植術聯(lián)合治療,術后并發(fā)癥都有顯著性改善。羊膜還可以增強MMC在小梁切除術中的功效,使結膜受損減少[37]。這些研究表明羊膜移植聯(lián)合小梁切除術、鞏膜切除術等治療青光眼可以獲得良好的眼壓控制,以及更好的術后療效。

6 羊膜移植在黃斑裂孔中的應用

黃斑裂孔是嚴重威脅視力的視網(wǎng)膜疾病,黃斑裂孔分為特發(fā)性、外傷性、近視性黃斑裂孔,對于特發(fā)性黃斑裂孔由于其發(fā)病機制的未知,以往經(jīng)常被認為不可治愈,并且黃斑裂孔的復發(fā)導致病情的復雜性,也是醫(yī)生選擇手術方式以及術后治療的巨大考驗[38]。隨著對于黃斑裂孔更深入研究,有很多方法被靈活應用,例如玻璃體切除術、內(nèi)界膜剝離術、內(nèi)界膜翻轉(zhuǎn)覆蓋、內(nèi)界膜填塞、內(nèi)界膜倒置轉(zhuǎn)移技術、自體視網(wǎng)膜移植等[39-43]。由于羊膜在眼科疾病中的廣泛應用,目前已有學者通過羊膜移植探討黃斑裂孔的治療。

Rizzo等[44]研究者選取了14例黃斑裂孔的患者,使用人羊膜填塞治療黃斑裂孔,術后1wk,所有病例的黃斑裂孔閉合,表明羊膜覆蓋治療黃斑裂孔是有效的。意大利學者的研究報道了2例視網(wǎng)膜脫離與大黃班裂孔的患者,采用玻璃體切除術,在神經(jīng)視網(wǎng)膜下植入人羊膜來封閉裂孔[45]。術后1wk有新的視網(wǎng)膜層長入,3mo后再生的神經(jīng)視網(wǎng)膜完全覆蓋了人羊膜,表明了人羊膜有助于視網(wǎng)膜層再生。2020年印度學者在一項研究中選取患者進行玻璃體切除術并進行視網(wǎng)膜下的人羊膜移植與對照組采用內(nèi)界膜離翻轉(zhuǎn)覆蓋技術治療進行對比分析[46]。在術后4wk評估治療效果,羊膜填塞組的所有裂孔都實現(xiàn)了閉合,對照組只有80%裂孔實現(xiàn)了閉合。羊膜填塞視網(wǎng)膜下方后,可能會出現(xiàn)褶皺以及移位的異常情況,為了防止術后會出現(xiàn)這些情況,可以選擇氣體、硅油等填充玻璃體促進黃斑裂孔的愈合。Fiore等研究者對于持續(xù)性的黃斑裂孔的患者應注射惰性氣體六氟化硫(SF6)或者空氣進行對比探討,術后12mo后所有眼睛都成功閉合[47]。意大利有學者報道,使用羊膜組織填塞到黃斑裂孔緣的神經(jīng)視網(wǎng)膜下[48]。術后1wk,黃斑裂孔的邊緣仍然是開放的,羊膜組織上方的神經(jīng)視網(wǎng)膜沒有貼附,術者認為術后1wk裂孔邊緣持續(xù)性脫離的原因是由于填塞物和裂孔直徑不相同產(chǎn)生對抗裂孔邊緣的離心力引起的,因此在完成類似手術時要根據(jù)裂孔的大小制作合適大小的羊膜組織片,羊膜的尺寸過大可能導致裂孔延遲閉合。這些結果顯示使用人體羊膜組織治療巨大黃斑裂孔和持續(xù)存在的黃斑裂孔切實可行,具有一定的效果,但是羊膜組織與神經(jīng)視網(wǎng)膜組織具有差異,在手術過程中仍然有組織片皺縮、移位等并發(fā)癥出現(xiàn),因此對于復雜性黃斑裂孔病例來說羊膜移植仍然存在諸多挑戰(zhàn)[49]。在將來的工作中我們要考慮到黃斑裂孔患者的個體差異化,進一步深入研究和探討羊膜移植在復雜性黃斑裂孔治療中的作用機制和臨床效果。

7 羊膜移植在臨床上的處理方法

羊膜根據(jù)處理方法和應用類型的不同,有不同的使用形式,包括新鮮羊膜、去細胞羊膜、冷凍保存或冷凍干燥羊膜[50]。新鮮羊膜其樣品在儲存方式、保存時間以及病原體傳播方面存在缺點,直接在傷口上應用新鮮羊膜也會增加細菌感染和潛在副作用的風險。冷凍保存是最常用的技術,直接冷凍保存會導致羊膜細胞活力差,降低羊膜生長因子水平,因此通過將羊膜去細胞化之后冷凍干燥、凍干或甘油冷凍保存[51],這樣羊膜可以在高相容性和低免疫原性下應用,并且保存相對較長的時間。臨床上,應用處理過的羊膜,任何形式的處理都會存在一些局限性,影響羊膜的性質(zhì),改變羊膜基底膜的成分組成,降低羊膜釋放的生長因子水平,損害羊膜的物理和機械性能[52],因此我們還需要進一步的研究羊膜的處理方式以及保存條件。

8 展望

應用人體羊膜組織可以減少炎癥和瘢痕,促進上皮化,并且少有炎癥反應,免疫排斥等問題,價格低廉,方便易取,在眼部燒傷、結膜疾病、角膜病變、翼狀胬肉、青光眼、以及黃斑裂孔等眼科疾病的治療中顯示出較好的效果,目前已經(jīng)受到廣大眼科醫(yī)生的日益重視。對于部分眼部復雜疾病來說,羊膜移植聯(lián)合治療促進眼表的重建恢復可能成為一種最佳的選擇方案。然而,羊膜組織的取材依然受到醫(yī)學倫理的限制,羊膜組織的使用時機和適應證仍然缺少統(tǒng)一的規(guī)范,因此醫(yī)生的臨床經(jīng)驗對于羊膜移植手術的開展具有重要意義,需要正確判斷使用羊膜覆蓋治療或者羊膜與其他手術聯(lián)合治療的條件,以提高手術治療的效果,減少術中和術后并發(fā)癥的發(fā)生。隨著臨床研究的不斷深入以及商業(yè)化人工制備羊膜的應用和推廣,有理由相信羊膜移植將成為治療眼部疾病的一種重要手段。