角膜基質透鏡聯合跨上皮快速角膜膠原交聯術治療重度圓錐角膜

楊崇超,徐英男,蔣 沁,薛勁松

0引言

圓錐角膜是好發于青春期、以角膜中央或旁中央擴張變薄并向前呈錐形突起為特征的致盲性眼病[1]。它會引起患者高度近視和不規則散光,晚期視力顯著下降而致盲,最終需要行角膜移植手術?？蚣苎坨R和硬性透氧性角膜接觸鏡(rigid gas permeable contact lens,RGP)可以矯正早期的圓錐角膜患者視力,但不能有效控制圓錐角膜進展,且對于晚期患者無效[1-2]。自2003年Wollensak等[3]首次報道采用核黃素/紫外線A(ultraviolet radiation A,UVA)誘導的角膜膠原交聯術(corneal collagen crosslinking,CXL)治療圓錐角膜以來,CXL逐漸成為治療圓錐角膜的首選方式。經典CXL要求除角膜中央8 mm范圍內的角膜上皮后基質厚度>400 μm,以避免紫外線A損傷角膜內皮及其他眼組織,從而有效保證手術的安全性[4]。但是角膜厚度<400 μm的重度圓錐角膜是否可以進行CXL一直是臨床研究的熱點。我們設計了一種改良CXL,通過全飛秒手術取出的角膜基質透鏡覆蓋于角膜上,使角膜和透鏡的總厚度>400 μm,然后再進行跨上皮快速角膜膠原交聯術,即角膜基質透鏡聯合跨上皮快速角膜膠原交聯術(stromal lenticule-combined accelerated transepithelial corneal collagen cross-linking,SC-A-TE-CXL),本研究評估其有效性和安全性,以期為治療重度圓錐角膜提供新的思路。

1對象和方法

1.1對象連續收集2019-03/2022-07因重度圓錐角膜于南京醫科大學眼科醫院行SC-A-TE-CXL治療的患者10例14眼,其中男8例12眼,女2例2眼,行左眼單眼手術者4例,右眼單眼手術者2例,雙眼手術者4例。年齡為14-29(平均20.14±4.66)歲。角膜最薄點厚度(thinnest corneal thickness,TCT)為266-370(平均335.14±30.66) μm。角膜基質透鏡厚度為72.00±29.91 μm。角膜上放置基質透鏡后最薄點總厚度為401-426(平均410.07±7.52) μm,見表1。術前所有患者及其監護人均被告知手術風險并簽訂知情同意書。術后隨訪12 mo。本研究符合《赫爾辛基宣言》,并經南京醫科大學附屬眼科醫院醫學倫理委員會同意。

1.1.1納入標準(1)經裂隙燈和角膜地形圖證實為圓錐角膜;(2)符合重度圓錐角膜診斷標準：Kmax>52 D[5];(3)角膜最薄點厚度(含上皮)<400 μm;(4)術前停戴硬性角膜接觸鏡2 wk以上。

1.1.2排除標準(1)合并角膜炎、淚囊炎、中重度干眼、青光眼、斜視、弱視等其他眼部疾病;(2)合并自身免疫性疾病或其他嚴重全身疾病;(3)角膜出現明顯的瘢痕或混濁。

表1 患者術前基線資料和術后12 mo檢查結果

1.2方法

1.2.1術前檢查術前行血常規、血糖、心電圖等常規檢查;行眼科檢查如角膜裂隙燈檢查、眼壓檢查、視力檢查、前節光學相干層析成像術(anterior segment optical coherence tomography,AS-OCT)等,測量并記錄裸眼視力(uncorrected visual acuity,UCVA)、最佳矯正視力(best corrected visual acuity,BCVA)、角膜內皮細胞密度(endothelial cell density,ECD)、非接觸式眼壓等。采用三維眼前節分析系統Pentacam測量角膜曲率(K1、K2、Km、Kmax)、TCT、角膜中心厚度(central corneal thickness,CCT)、前表面最薄點高度、后表面最薄點高度。UCVA和BCVA檢查采用標準對數視力表進行測量,統計時換算為最小分辨角對數(LogMAR)視力。

1.2.2手術方法(1)術前進行結膜囊沖洗和眼周消毒,滴用1%毛果蕓香堿3次,適當縮小瞳孔。(2)患者取平臥體位,雙眼可垂直向上注視并保持相對靜止。(3)0.5%鹽酸丙美卡因滴眼進行表面麻醉。(4)常規消毒鋪巾后,設置角膜快速交聯儀的治療參數,紫外光輻照度30 mW/cm2,總能量7.2 J/cm2,脈沖式照射(1 s∶1 s),照射時間4 min,范圍直徑為9 mm。(5)調整紫外光照射頭的高度及位置,使用遙控手柄調節雙十字對焦。(6)將當日在我院行全飛秒手術的患者捐獻的一定厚度(30-135 μm)的角膜基質透鏡放置于0.1%的等滲核黃素溶液中浸泡30 min。(7)角膜上滴用核黃素,在前4 min內使用含苯扎氯銨、EDTA滲透增強劑的0.25%核黃素溶液(ParaCel),1次/分鐘,第4 min結束時使用常規0.25%核黃素溶液(ViberX Xtra)沖洗后,在之后的6 min內繼續使用0.25%核黃素溶液,1次/分鐘,兩種核黃素浸泡時間共計10 min。(8)根據Pentacam圖像,在患者角膜上標記出角膜最薄點的位置,同時對角膜基質透鏡中心進行標記,然后將角膜基質透鏡覆蓋于角膜表面,根據標記點使透鏡中心位置與角膜最薄點重合,最后對角膜進行超聲測厚,確保此時角膜最薄點厚度>400 μm。(9)使用生理鹽水沖洗角膜和透鏡表面,開始紫外光照射。照射過程中使用平衡鹽液滴于角膜表面保持濕潤,每30 s 1次。(10)照射完畢后,去除基質透鏡,結膜囊涂左氧氟沙星眼膏。

1.2.3術后用藥和隨訪使用1 wk左氧氟沙星眼液,4次/天,共1 wk。0.1%氟米龍滴眼液點眼每日4次,后逐漸減量,每周遞減1次,1 mo停藥?；颊咝g后1 d,1 wk,1、3、6、12 mo進行隨訪,術后1 wk內主要觀察角膜炎性反應及上皮缺損情況,調整用藥。術后1、3、6、12 mo檢查項目同術前,術后1 mo行AS-OCT檢查。

統計學分析：應用SPSS 26.0統計學軟件進行數據分析。首先對所得數據進行正態性檢驗,符合正態分布的數據采用均數±標準差形式表示,并采用配對樣本t檢驗或重復測量數據的方差分析,進一步的兩兩比較采用LSD-t檢驗,P<0.05表示差異有統計學意義。

2結果

2.1視力變化患者術前,術后1、3、6、12 mo的UCVA分別為1.20±0.44、1.19±0.39、1.15±0.43、1.16±0.45、1.14±0.43,術后各時間點UCVA均較術前改善,但總體差異無統計學意義(F=0.793,P=0.535)。術前,術后1、3、6、12 mo的BCVA分別為0.53±0.26、0.51±0.23、0.50±0.27、0.49±0.24、0.47±0.24,術后各時間點BCVA均較術前改善,但總體差異無統計學意義(F=0.783,P=0.542)。術后12 mo時,UCVA保持不變者5眼(36%),提高1行者4眼(29%),提高2行者3眼(21%),降低1行者2眼(14%)。

2.2K1、K2、Km和Kmax變化患者術前,術后1、3、6、12 mo的K1為62.69±9.83、62.48±10.73、62.16±10.22、62.49±10.78、62.16±10.82 D,術后各時間點K1均較術前下降,但總體差異無統計學意義(F=0.627,P=0.574)?；颊咝g前,術后1、3、6、12 mo的K2為68.17±11.28、67.99±11.40、68.06±11.94、67.61±11.42、67.35±11.37 D,術后各時間點K2均較術前下降,但總體差異無統計學意義(F=1.264,P=0.296)?；颊咝g前,術后1、3、6、12 mo的Km為65.28±10.40、65.13±10.91、65.01±10.89、64.99±11.05、64.73±10.78 D,術后各時間點Km均較術前下降,但總體差異無統計學意義(F=0.727,P=0.520)?；颊咝g前,術后1、3、6、12 mo的Kmax為80.26±12.45、80.02±13.27、80.23±14.22、79.11±12.79、78.92±12.99 D,術后各時間點Kmax較術前下降,但總體差異無統計學意義(F=1.115,P=0.359)。

2.3角膜厚度變化患者術前,術后1、3、6、12 mo的CCT為340.86±31.82、343.21±40.49、338.21±38.61、339.14±39.82、335.43±39.71 μm,總體比較差異無統計學意義(F=0.931,P=0.453)。患者術前,術后1、3、6、12 mo的TCT為335.14±30.66、334.00±40.38、332.14±38.33、331.29±39.14、328.50±40.44 μm,總體比較差異無統計學意義(F=0.782,P=0.542)。

2.4前后表面最薄點高度變化患者術前,術后1、3、6、12 mo的前表面最薄點高度為57.43±19.34、54.00±19.20、54.5±20.65、54.64±21.01、52.36±21.00 μm,術后各時間點前表面最薄點高度均較術前下降,但總體差異無統計學意義(F=1.046,P=0.359)?；颊咝g前,術后1、3、6、12 mo的后表面最薄點高度為110.21±35.94、108.71±37.30、108.21±38.71、107.07±40.91、103.93±38.94 μm,術后各時間點后表面最薄點高度均較術前下降,但總體差異無統計學意義(F=1.164,P=0.337)。

2.5非接觸式眼壓變化患者術前,術后1、3、6、12 mo的非接觸式眼壓為9.36±3.23、9.79±2.97、9.43±3.41、9.71±3.15、10.14±3.13 mmHg,術后各時間點非接觸式眼壓與術前相比均上升,但總體差異無統計學意義(F=0.814,P=0.522)。

2.6ECD變化患者術前ECD為3097.21±363.36 cells/mm2,術后12 mo ECD為3056.36±336.01 cells/mm2,與術前相比差異無統計學意義(t=1.266,P=0.228)。

2.7AS-OCT變化術后1 mo內,AS-OCT圖像顯示角膜淺層基質信號增強,部分患者在中央及旁中央角膜基質內可見光滑清晰的“分界線”,平均深度為124.07±25.13 μm,見圖1。

2.8并發癥情況術后3 d患者無主訴疼痛感或異物感,角膜上皮愈合,充血消退,淺層輕度水腫。術后未出現角膜感染、混濁、持續性上皮缺損等相關并發癥發生。

圖1 左眼圓錐角膜患者行SC-A-TE-CXL術后1 mo的AS-OCT檢查結果 可見角膜前部淺層基質內信號增加,前后基質間可見“分界線”。

3討論

CXL是目前國際公認的唯一可以阻止或延緩圓錐角膜進展的方法。光敏劑核黃素經過370 nm波長的UVA照射后激發為三線態,產生以單線態氧為主的活性氧族,活性氧族進一步與各種分子相互作用,誘導相鄰角膜膠原纖維的氨基間發生化學交聯反應,使角膜膠原纖維直徑增粗、硬度增加,避免圓錐角膜繼續惡化[3]。經典CXL術后交聯深度約為300 μm[6],為了保證手術安全,避免損傷眼內結構,手術要求去上皮后角膜最薄點厚度至少為400 μm[7]。臨床上許多重度圓錐角膜患者達不到這一要求,為解決這一限制,有學者提出了跨上皮CXL方法。跨上皮CXL不僅無需去除角膜上皮,減少術后角膜疼痛、感染、haze風險,還可以增加約50 μm角膜上皮厚度。但臨床上仍有一些保留上皮之后角膜厚度仍<400 μm的重度圓錐角膜患者,一些學者使用人為增加角膜厚度的方法使其達到手術條件[8],如低滲核黃素誘導的CXL[9]、隱形眼鏡輔助CXL[10]、定制上皮清創術聯合CXL[11]和飛秒激光輔助的基質透鏡植入聯合CXL[12-13]等。2015年,Sachdev等首次將近視患者全飛秒手術后獲得的基質透鏡放置于3例患者去上皮的薄角膜上再進行常規CXL,并進行6 mo的隨訪,發現術后角膜屈光穩定,無內皮細胞損失,交聯分界線深度為280-300 μm[14-15]。

本研究利用全飛秒手術后獲得的角膜基質透鏡作為“墊片”放置于保留上皮的角膜上使總厚度>400 μm后再進行快速CXL,目前臨床上尚未報道。我們認為此方式不僅可以很大程度增加角膜的厚度,還可以提高患者的依從性和舒適度,減少手術時間。結果顯示患者術后12 mo ECD未出現明顯下降;AS-OCT圖像顯示術后1 mo平均交聯深度為124.07±25.13 μm,距離角膜內皮層仍有100 μm以上的距離。以上結果均表明該術式不會損傷角膜內皮和眼內結構,保證了手術的安全性,但交聯深度只有經典CXL的1/3左右,這提示此種角膜交聯效應有可能弱于經典CXL。但從本研究中患者的術后視力、角膜地形圖參數來看,絕大部分患者裸眼視力和矯正視力均能保持穩定或略有提高,矯正視力穩定者比例達到35.7%,提高者比例更達到50%。患者術后12 mo K1、K2、Km、Kmax相較術前平均減少了0.53、0.82、0.55、1.34 D,1例患者術后1 a Kmax相比術前降低8.6 D(表1),矯正視力提高2行,這一結果超出預期。同時我們觀察到患者術后12 mo前后表面最薄點高度相較術前平均減少了5.07、6.28 μm。以上研究結果表明,該手術方式能夠有效地阻止圓錐角膜進展,這與角膜基質透鏡聯合去上皮CXL[14-15]以及未覆蓋角膜基質透鏡的跨上皮快速CXL療效類似[16]。魯靜等[16]認為跨上皮CXL對于Kmax>80 D的圓錐角膜患者效果不佳。但本研究中有9眼術前Kmax大于80 D,其中5眼Kmax在術后1 a出現不同程度下降,其余眼大多保持穩定(表1),這提示該術式對于Kmax大于80 D的圓錐角膜患者依舊有效。

本研究結果顯示,患者術后的CCT和TCT較術前無明顯變化,但存在少部分患者角膜厚度略有降低,這可能與CXL后角膜組織脫水,細胞凋亡,基質重塑等變化有關[17]。總體來說隨著時間延長,患者術后角膜形態和厚度趨于穩定,這與魯靜等[16]的跨上皮快速CXL的研究結果相似。本研究結果顯示與術前眼壓相比,患者術后12 mo眼壓略有上升,但差異無統計學意義(P>0.05)。既往研究[18-19]認為,圓錐角膜的非接觸式眼壓與角膜厚度、角膜阻力因子、角膜滯后量等生物力學指標具有顯著的正相關性,而圓錐角膜由于厚度變薄,硬度和彈性力下降,非接觸式眼壓容易出現低估。因為本研究中角膜厚度無明顯變化,非接觸式眼壓的升高可以一定程度反映出角膜硬度的增加。因此我們可以間接推測該手術可以有效阻止圓錐角膜硬度進行性下降。這與魏升升等[19]的跨上皮快速CXL的研究結果類似。

本研究所納入的患者TCT極低,大部分集中在300-350 μm。首先我們同一天先后進行全飛秒手術和交聯手術,以保證角膜基質透鏡的厚度準確且避免交叉感染。其次我們為圓錐角膜患者盡量匹配低厚度的角膜基質透鏡,覆蓋于角膜上使總厚度達到400 μm即可,避免過厚而影響角膜交聯效果。我們觀察到1例左眼TCT為266 μm的患者,我們為其匹配了厚度為135 μm的基質透鏡。相比術前,術后12 mo后Kmax上升了3 D,BCVA下降了1行,內皮細胞無明顯下降(表1)。該病例結果提示太薄的圓錐角膜雖然有角膜基質透鏡補足厚度,但會導致參與交聯的基質層范圍和深度不足,手術的有效性難以保證。除此之外,本研究通過AS-OCT觀察到角膜交聯效應發生在前基質層,平均深度為124.07±25.13 μm,各位置深度不一,間接反映了核黃素分布不足且不均勻。林志榮等[20]所實施的未覆蓋角膜基質透鏡的跨上皮快速CXL交聯深度為90-120 μm,與本研究交聯方案相似。Sachdev等[15]和Cagini等[14]的研究發現角膜基質透鏡聯合去上皮CXL交聯深度在300 μm左右,大約為本研究交聯方案的2.5倍。除此之外,Ganesh等[13]將基質透鏡植入圓錐角膜患者角膜囊袋內并注入核黃素后再進行快速CXL,術后交聯深度在210 μm左右,約為本研究交聯方案的1.8倍。這提示由于角膜上皮的屏障作用,即使有促滲劑的存在,核黃素難以充分且均勻的浸潤角膜基質,這是跨上皮CXL普遍存在的問題[21-22]。未來需要使用更有效的促滲劑或離子電滲等方法來促進核黃素滲入角膜,提高跨上皮交聯效果。

SC-A-TE-CXL目前仍存在一些需要解決的問題：(1)術前角膜基質透鏡與角膜的接觸和黏附不均勻,會產生不規則的間隙,繼而核黃素會匯集于此,影響交聯的均勻性。(2)術中基質透鏡的屈曲也可能會產生不均勻的角膜前核黃素膜,從而導致UVA照射的熱點或冷點。(3)對于角膜過薄的圓錐角膜患者可能缺少足夠厚的角膜基質透鏡來彌補,而太厚的基質透鏡又會影響交聯效果。如果不能當天獲取需要的基質透鏡,需要提前儲存以備用,則需要考慮儲存天數、儲存介質、眼庫設備等問題[23]。(4)角膜基質透鏡水腫和脫水狀態對其厚度存在影響,也是需要考慮的影響因素。

本研究設計了SC-A-TE-CXL,并對重度圓錐角膜患者進行臨床試驗,觀察患者手術后1 a內角膜參數的變化,發現其能夠在一定程度上阻止重度圓錐角膜的進展。該術式無需刮除上皮,以角膜基質透鏡作為厚度補償,適用于術前TCT在400 μm甚至350 μm以下的重度圓錐角膜患者,并且手術時間短,術后恢復快,并發癥少,患者依從性高。但是本研究納入患者較少,隨訪時間較短,尚需多中心大樣本的長期研究來證實其安全性和有效性,同時與其它針對于薄角膜的交聯方案的療效對比研究也需進一步的開展。