白内障术后角膜病变治疗的新进展△

陈曦 严宏

角膜病变是白内障术后常见但可避免的并发症。术后角膜内皮细胞形态异常导致液体不均衡，角膜间质肿胀、混浊，损伤视功能。使用光谱域超高分辨率光学相干断层扫描可观察到术后1 d角膜增厚主要是由于后弹力层内皮层复合体发生短暂的水肿和不同程度的形态学变化，导致患者不适，常在术后1周内恢复；若术后角膜内皮细胞数量不足600～800 个·mm-2,则易出现角膜内皮功能失代偿[1]，需行角膜移植，包括穿透性角膜移植、板层移植、角膜内皮移植，其他新兴疗法包括眼表重建、人工角膜及治疗角膜内皮病变的药物等[2]。

1 概述

角膜是透明组织，共由5层组成。角膜基质在正常情况下具有肿胀倾向，依靠内皮的质子泵作用将水从基质泵到前房，维持角膜正常厚度和透明度。白内障患者行晶状体超声乳化过程中的机械刺激、热灼伤、灌注液损伤、超声能量、氧化损伤等，以及患者自身角膜内皮细胞变性、干眼症、结缔组织病或曾患青光眼引起的角膜内皮细胞损伤等均可导致术后严重的角膜病变。主要表现为角膜上皮功能障碍、角膜后弹力层脱离、角膜内皮细胞损伤甚至角膜内皮功能失代偿[3]，前者导致角膜神经受损引起术后干眼和不适，后两者导致角膜水肿甚至发展为大泡性角膜病变。

2 治疗方法和原则

2.1 干眼的防治对于合并睑板腺功能障碍或干眼的患者，术前用人工泪液干预并告知患者术后症状加重的可能性，术中注意操作轻柔、涂抹角膜保护剂，术后使用含脂质成分的人工泪液和其他改善干眼症状的滴眼液[3]。

2.2 后弹力层脱离的治疗切口周边的局限性后弹力层脱离可不做特殊处理，当发生范围较大或持续时间较长时一般采用前房注气法或松解性角膜后弹力层切开术，对单纯前房注气疗效差的患者可行前房注气联合穿刺排出预先产生的液体[4]。

2.3 角膜水肿的治疗白内障术后角膜水肿的处理原则取决于潜在病因和视觉质量。早期水肿发生在术后1 d，由角膜内皮功能损伤和结构改变导致，大部分使用药物可以恢复；术后晚期角膜水肿于术后角膜透明一段时间后出现，是角膜内皮细胞大量丢失导致的大泡性角膜病变，需对症治疗并行角膜内皮移植术[5]。高渗剂、维生素C、重组人表皮生长因子、还原型谷胱甘肽、非甾体抗炎药等滴眼剂可有效减轻水肿症状，亲水性接触镜可辅助高渗剂，但应避免长期使用导致感染。过去数年，后弹力层剥离自动角膜移植术(descemet stripping automated endothelial keratoplasty,DSAEK)是角膜内皮功能失代偿的标准手术程序，但对白内障术后患者的角膜水肿或当供体患有糖尿病、供体角膜内皮细胞密度较低时，术后3 a角膜移植成功率明显降低[6-7]。

3 角膜病变治疗方法新进展

3.1 使用含氢气的灌注液保护角膜内皮细胞白内障患者晶状体超声乳化术的超声波能量可诱导羟基自由基(·OH)形成，从而破坏角膜内皮细胞。体外实验证实，氢气(H2)可以选择性地还原强氧化剂，如羟基自由基、过氧亚硝酸盐，保护细胞免受氧化应激损伤[8]。兔眼白内障术后5 h的检测结果显示，术中使用含H2的灌注液可减轻角膜水肿、降低角膜内皮细胞氧化应激标志物和抗氧化物的生成，说明H2可以保护角膜内皮细胞免受超声乳化诱导的氧化应激和损伤[9]。另外，相比单纯用磷酸盐溶液冲洗，兔眼碱烧伤后立即用含H2的磷酸盐溶液冲洗可在伤后5 d内恢复角膜透明，伤后10 d内角膜水肿显著改善，伤后20 d促炎因子表达显著降低或消失，可有效抑制氧化应激和新生血管生成，防止角膜瘢痕化，对角膜无毒性且不影响其功能[10]。

3.2 局部撕除角膜后弹力层治疗Fuchs角膜内皮营养不良Fuchs角膜内皮营养不良以角膜内皮的进行性损害最后发展为角膜内皮功能失代偿为特征。该类患者白内障术后角膜内皮损害加剧，需行DSAEK，且晶状体超声乳化术联合人工晶状体植入术与DSAEK联合或分阶段进行的预后结果相同[11]。另外，还存在角膜供体缺乏、排斥反应、长期服用激素，以及供体角膜远期内皮细胞数量下降等问题[7]。

近期，发表在Ophthalmology杂志上的一项临床研究发现，在并发症发生率相似的孤立型内皮功能不全患者中，与超薄后弹力层剥除内皮角膜移植术(ultrathin descemet stripping automated endothelial keratoplasty,UT-DSAEK)相比，术中仅移植供体的后弹力层和内皮细胞植片(descemet membrane endothelial keratoplasty,DMEK)在术后3个月、6个月、12个月时视敏度更佳[12]。另外，对角膜内皮功能障碍需行角膜内皮移植的患者单纯行后弹力层撕除同样可以促进中央角膜内皮细胞密度增加，明显改善角膜水肿、恢复视力[13-14]；对合并Fuchs角膜内皮营养不良的白内障患者术中单纯行局部中央角膜后弹力层撕除可使已受损的角膜内皮细胞密度逐渐增加[15]，说明单纯局部后弹力层撕除治疗这类患者角膜内皮功能失代偿的可能性，有望替代角膜内皮移植。

该技术的机制和应用如下：角膜内皮细胞是附着在后弹力层上的单层立方细胞，后弹力层的形成依赖于角膜内皮细胞分泌的细胞外基质，两者功能上相辅相成[16]。角膜内皮细胞具有接触抑制，其干细胞分布在周边部，撕除病变处的后弹力层可能消除了内皮细胞的接触抑制，加速剩余健康的周边部角膜内皮细胞迁移、增殖、分裂，并持续不断地向中央角膜扩散[17-18]。但并非所有患者都对这种干预反应良好，如周边角膜内皮细胞数量过少或中央角膜弥漫性水肿等患者[13]，还需要更多的临床研究数据确定最适人群、最佳撕除范围与形状等。

3.3 体外培养人角膜内皮细胞植片的移植人角膜内皮细胞在体内增殖受限，随年龄增加、白内障手术中超声乳化能量、应激损伤等数量下降。角膜内皮愈合主要靠周边部角膜内皮细胞的迁移和扩增，当内皮细胞严重受损时只能采取角膜内皮移植，而我国角膜供体缺乏导致大多数患者得不到及时治疗。因此，寻找与供体角膜相当的人工角膜或培养细胞密度高、形态正常、功能完善的HCEC植片尤为重要。

人角膜内皮细胞移植片是在人的羊膜、薄层角膜基质或胶原片上接种HCEC培养从而替代供体角膜。研究表明，体外培养的HCEC植片可以显著改善兔眼角膜水肿，并维持较好的增殖能力和角膜内皮细胞泵功能[19]，提示其治疗内皮功能障碍的可能性。将人胚胎干细胞来源的角膜缘上皮细胞样和角膜内皮细胞样细胞在脱细胞的猪角膜基质支架上共培养，可构建出与天然兔角膜厚度、角膜内皮细胞密度以及生物特性均相似的组织工程角膜，并且能很好地整合在宿主角膜上，用于兔眼角膜移植可在术后8周内逐渐恢复角膜透明[20]。另外，也有研究发现绵羊角膜内皮细胞与人角膜内皮细胞生长特性相似，有望替代HCEC生产新的组织工程角膜移植片[21]。然而，如何获得细胞密度高且能长期增殖的组织工程移植片还需进一步研究完善，且自体HCEC的培养也需面临伦理委员会审查的困境。

3.4 Rho激酶抑制剂的应用Rho激酶是一种广泛研究的丝氨酸/苏氨酸激酶，是RhoA信号通路的效应分子。RhoA、Rho激酶在人眼表达丰富，Rho激酶通过激活PI3K通路增加cyclinD和p27的表达，重排肌动蛋白、肌球蛋白细胞骨架从而调节细胞形态、运动和极性。激活Rho激酶可产生肌动蛋白应力纤维，使细胞间连接增加、细胞与细胞外基质间的作用增强。抑制Rho激酶将使细胞间连接松散，有助于细胞扩散、增殖并增加组织渗透性。

Ripasudil(Glanatec)作为一种选择性Rho激酶抑制剂，于2014年9月在日本上市，用于治疗青光眼和高眼压症。考虑到Rho激酶对肌动蛋白细胞骨架的调节，给兔、猴、人眼局部滴用Ripasudil后观察到角膜内皮细胞形态改变且角膜厚度、体积不变，这提示该抑制剂对角膜内皮细胞调控的可能性[22]。随后的研究发现，给予体外培养的猪或猴角膜内皮细胞适量Rho激酶抑制剂，将刺激角膜内皮细胞迁移、增殖、黏附，对机械撕除角膜内皮层或晶状体术后的兔眼局部给予Rho激酶抑制剂也可显著减轻角膜水肿并促进角膜内皮愈合[23-24]。另外，Rho激酶抑制剂也可以作为细胞疗法的辅助药物，与一定浓度的角膜内皮细胞混合注入患有角膜内皮功能失代偿的兔眼，可显著促进移植的角膜内皮细胞长入受体角膜，恢复细胞形态、加快内皮愈合，比单纯注射角膜内皮细胞更有效[25]。

初步的临床研究证实，对1例52岁的晚期Fuchs角膜内皮营养不良患者行瞳孔区角膜内皮撕除联合局部Rho激酶抑制剂滴眼2周后，患者角膜恢复透明、视力提高[26]，对角膜移植和白内障术后角膜内皮功能障碍的患者局部滴Rho激酶抑制剂(6次·d-1共4个月，或4次·d-1共6个月)，或眼内注射含一定浓度Rho激酶抑制剂的人角膜内皮细胞均可显著改善角膜水肿、降低中央角膜厚度[25]，最终恢复角膜透明。2例84岁白内障术后角膜内皮严重损伤伴后弹力层脱离的患者，术后使用1 mmol·L-1Rho激酶抑制剂局部滴眼，2周后观察到角膜恢复透明，3个月后视力明显提高；1例71岁外伤50余年的虹膜囊肿患者，角膜内皮细胞密度仅508个·mm-2，白内障术后予1 mmol·L-1Rho激酶抑制剂4次·d-1共3个月，角膜恢复透明、中央角膜厚度显著降低、角膜内皮细胞数量未减少[27]。

动物实验和临床试验均提示Rho激酶抑制剂在促进角膜内皮细胞迁移、扩散、增殖，促进角膜愈合、恢复透明中的作用，相信将为角膜病防治提供新思路。

3.5 飞秒激光辅助的晶状体超声乳化术FLACs使用飞秒激光做切口、撕囊、碎核，有效减少超声乳化能量和持续时间，从而减少角膜内皮细胞损伤、减轻角膜水肿，术后屈光效果佳[28-29]。对于Fuchs角膜内皮营养不良、角膜内皮细胞少和糖尿病患者具有明显优势。

糖尿病患者血糖水平高，引起醛糖还原酶活性增加、基质金属蛋白酶水平增加，并形成晚期糖基化终末产物，抑制细胞形变、迁移，破坏基底膜并导致细胞黏附异常，易出现角膜内皮功能失代偿、修复机制失调，角膜水肿、角膜伤口愈合延迟。相比非糖尿病患者，糖尿病患者的角膜更易受压力、创伤影响，恢复时间更长[30]，DSAEK成功率也较低[6]。因此，应重视评估高血糖持续时间、糖化血红蛋白水平与角膜损伤的关联，有条件的情况下选择飞秒激光辅助的晶状体超声乳化术，减少对角膜内皮的损伤。

4 展望

随着对角膜内皮细胞功能研究的不断深入，对于白内障术后角膜内皮功能障碍的患者，除了选择角膜内皮细胞移植术治疗之外，对于新的治疗方法的探索有积极的意义，尤其对体外培养人角膜内皮细胞植片和Rho激酶抑制剂的关注和应用研究，为白内障术后角膜内皮功能障碍患者的治疗带来曙光。