跨上皮快速角膜胶原交联手术治疗圆锥角膜对角膜光密度的影响

武志清 李勇 张耀花 魏升升 李晶

圆锥角膜是一种进展性非炎症性角膜变性疾病，可导致进行性的角膜变薄、近视、不规则散光和视力下降，发病后严重影响角膜健康及生命质量［1，2］。角膜胶原交联术（corneal collagencrosslinking，CXL）被证明是目前阻止圆锥角膜进展角膜变形的有效手术方式［3-5］，其主要利用360～380 nm 波长的紫外线照射光敏剂核黄素产生的光敏反应诱导角膜基质内胶原纤维相互交联，从而增强角膜基质的稳定性。

经典的CXL手术需要首先去除手术区域的角膜上皮细胞，促使核黄素渗透到角膜基质，在吸收紫外线光后使角膜基质中的胶原原纤维之间形成交联［4，6］。然而，上皮去除的操作引起患者术后恢复期的疼痛不适，以及一系列上皮去除相关的常见并发症，例如发生率高达90%的角膜浑浊，从而使得恢复期延长［7］。跨上皮快速角膜胶原交联手术（transepithelial accelerated corneal collagen cross-linking，ATE-CXL）避免了去除角膜上皮的过程，从理论上减轻了患者角膜的术后反应。

角膜光密度作为角膜性质的一个方面，可以用来描述和评估角膜的透明性［8］。目前国内外对跨上皮快速角膜胶原交联手术术后角膜光密度变化的相关研究并不多，国内尚未见相关报道。本研究便采用Pentacam 三维眼前节分析诊断系统（Oculus Gmbh，Wetzlar，德国）对跨上皮快速角膜胶原交联手术治疗圆锥角膜手术前后角膜光密度变化进行研究，为阐明角膜胶原交联术后早期反应过程，并为其安全性方面提供有力依据。

资料与方法

一、对象

回顾性病例研究。选取2021年1～12月在西安市第四医院眼科就诊，确诊临床期圆锥角膜患者并接受角膜胶原交联手术34例（49只眼），其中男性20 例（27 只眼），女性14 例（22 只眼）；年龄（22.28±5.67）岁（18～33岁）。患者排除其他眼部疾病，既往无眼部手术史、外伤、青光眼家族史等。圆锥角膜的诊断参照Rabinowitz［9］标准。临床期圆锥角膜诊断标准：患近视、散光病史；视力下降；矫正视力 ＜ 1.0；裂隙灯检查结果中以下体征至少1 项阳性：角膜基质变薄、锥状向前膨隆、Fleischer环、Vogt线、上皮或者上皮下瘢痕。角膜地形图示角膜前表面中央屈光力 ＞ 47.00 D；角膜中心下方3 mm处与上方3 mm处屈光度差值 ＞ 3.00 D；双眼角膜中央前表面屈光度差值 ＞ 1.00 D。

1.一般检查：所有研究对象均进行常规眼科检查，包括裸眼视力、眼压、电脑验光、最佳矫正视力、裂隙灯、眼底检查等。排除眼部其他手术史，和青光眼、白内障等眼部疾病及糖尿病、高血压等全身疾病等。特殊检查包括：Pentacam 三维眼前节分析系统测量不同角膜直径范围及厚度的角膜光密度、角膜厚度、眼轴等。

2.角膜光密度检查方法：被检查者均接受Pentacam 三维眼前节分析诊断系统进行人眼角膜光密度以及角膜厚度测量检查，以从Pentacam 获取成像质量最佳的图像进行数据采集，选取以角膜顶点为中心，取角膜前层（120 μm）、中间层、后层（60 μm）、全角膜0～2 mm、2～6 mm、6～10 mm、10～12 mm、0～12 mm 直径范围的角膜光密度平均值。所有检查均由同一位具有熟练检查技术的医师完成。

二、手术方法

患者取坐位，在表面麻醉下接受手术。平躺于手术床后铺巾，免去除上皮，在角膜上应用局部表面麻醉剂。使用眼科标准开睑器，测量角膜厚度确保其大于400 μm。应用0.22%核黄素完全覆盖角膜，4 min内每20 s重复此操作，用0.1%的核黄素冲洗角膜，然后应用充足的0.1%的核黄素完全覆盖角膜，6 min内每20 s重复此过程。再应用平衡盐溶液（balanced sat solution，BSS）充分冲洗角膜。紫外线交联照射系统（ UV-X illumination system version，美国 Av-edro公司）脉冲式UV治疗5 min 20 s。按照建议临床方案取照度45 mW/cm2，脉冲照射间隔为1 s，获得7.2 J 的总能量。最后应用BSS 充分冲洗角膜。嘱患者不要揉眼睛。

三、统计学方法

所有数据采用SPSS 22.0 软件包进行统计学分析。Kolmogorov-Smirnov 用于检验数据是否符合正态分布，手术眼术前及术后不同时间点间各检测指标的差异比较采用重复测量资料方差分析，手术前后各时间段组间对比采用了重复测量资料方差分析中的多重比较方法（成对比较），以P＜ 0.05 认为有统计学意义。

结 果

一、角膜胶原交联手术前、手术后各时间段角膜光密度测量值

本研究采用Pentacam 三维眼前节分析系统测量圆锥角膜患者跨上皮快速角膜胶原交联手术术前，手术后1 个月、6 个月角膜光密度，数据包括： 以角膜顶点为中心，角膜前层（120 μm）、中间层、后层（60 μm）、全角膜0～2 mm、2～6 mm、6～10 mm、10～12 mm、0～12 mm 直径范围的各角膜光密度平均值，各检测阶段检查数据见表1。

表1 跨上皮快速角膜胶原交联治疗圆锥角膜手术前后各时间段角膜前层（120 μm）、中间层、后层（60 μm）、全角膜的0～2 mm、2～6 mm、6～10 mm、10～12 mm、0～12 mm直径范围的各角膜光密度平均值(±s)

表1 跨上皮快速角膜胶原交联治疗圆锥角膜手术前后各时间段角膜前层（120 μm）、中间层、后层（60 μm）、全角膜的0～2 mm、2～6 mm、6～10 mm、10～12 mm、0～12 mm直径范围的各角膜光密度平均值(±s)

注：a示与术前比较有差异；b示与术后1个月比较有差异

前层（120 μm ）中间层后层（60 μm）全角膜0～2 mm 2～6 mm 6～10 mm 10～12 mm 0～12 mm 0～2 mm 2～6 mm 6～10 mm 10～12 mm 0～12 mm 0～2 mm 2～6 mm 6～10 mm 10～12 mm 0～12 mm 0～2 mm 2～6 mm 6～10 mm 10～12 mm 0～12 mm术前21.89±3.33 19.71±2.71 17.60±4.04 32.93±8.53 21.23±3.20 14.92±1.77 12.94±1.52 12.27±2.30 19.35±4.75 13.94±1.86 8.69±1.42 10.06±1.08 10.21±1.72 15.50±3.50 10.62±1.32 15.17±2.00 14.24±1.61 13.36±2.60 22.60±5.10 15.26±2.00术后1个月23.99±5.78 20.48±3.47 17.21±3.50 31.65±9.31 21.58±3.54 14.90±2.21 12.86±1.67 12.06±2.11 18.90±4.25 13.78±1.88 8.51±1.63 9.73±1.14a 10.01±1.77 15.10±3.19 10.35±1.42 15.80±3.01 14.36±1.84 13.08±2.37 21.89±4.96 15.23±2.10术后6个月18.90±3.52ab 17.09±2.85ab 15.19±3.50b 30.13±9.25 18.69±3.19b 13.14±2.02ab 11.55±1.72ab 10.93±2.19ab 18.08±5.15 12.56±1.97ab 8.06±1.37ab 9.04±1.11ab 9.20±1.66ab 14.16±3.76ab 9.66±1.39ab 13.37±2.18ab 12.55±1.75ab 11.77±2.38ab 20.78±5.62a 13.64±2.07ab F值，P值28.41，0.00 37.15，0.00 48.37，0.00 2.25，0.12 30.10，0.00 30.33，0.00 40.12，0.00 52.09，0.00 2.82，0.07 38.51，0.00 8.74，0.00 28.25，0.00 30.98，0.00 8.27，0.00 24.78，0.00 28.49，0.00 42.61，0.00 50.88，0.00 3.73，0.04 35.66，0.00

二、角膜胶原交联治疗圆锥角膜手术前角膜光密度值与手术后组间比较

圆锥角膜手术后各时间段与手术前相比，角膜前层（120 μm）、中间层、后层（60 μm）、全角膜0～2 mm、2～6 mm、6～10 mm、0～12 mm 直径范围的各层角膜光密度平均值组间均具有统计学差异。角膜后层（60 μm）和全角膜10～12 mm直径范围角膜光密度平均值组间差异有统计学意义。

三、角膜胶原交联治疗圆锥角膜角膜光密度值在手术前后各时间段两两比较

手术前后各时间段角膜光密度平均值两两比较，术后1个月数据中只有角膜后层（60 μm）中2～6 mm组数据较术前降低，差异有统计学意义（P=0.04），其余组角膜光密度数据对比术前差异均无统计学意义。术后6个月数据中角膜前层0～2 mm、2～6 mm组对比术前及术后1个月差异均有统计学意义（术前P=0.00、0.00；术后1个月P=0.00、0.00），6～10 mm、0～12 mm组对比术后1个月差异均有统计学意义（P=0.00、0.00）；中层0～2 mm、2～6 mm、6～10 mm、0～12 mm对比术前及术后1个月差异均有统计学意义（术前P=0.00、0.00、0.00、0.00；术后1个月P=0.00、0.00、0.00、0.00）；后层0～2 mm、2～6 mm、6～10 mm、10～12 mm、0～12 mm对比术前及术后1个月差异均有统计学意义（术前P=0.00、0.00、0.00、0.00、0.00；术后1个月P=0.03、0.00、0.00、0.03、0.00）；全层0～2 mm、2～6 mm、6～10 mm、0～12 mm对比术前及术后1个月差异有统计学意义（术前P=0.00、0.00、0.00、0.00；术后1个月P=0.00、0.00、0.00、0.00），10～12 mm组数据较术前具有统计学差异（P=0.02）。

讨 论

圆锥角膜是一种进展性角膜扩张疾病，以进行性角膜变薄及角膜扩张隆起为主要变化特点。圆锥角膜的前弹力层和前部基质层胶原纤维结构发生改变，中央部胶原纤维坚韧性降低，部分胶原纤维发生断裂，导致角膜的机械抗张能力及弹性力下降［10］。

圆锥角膜的早期治疗包括框架眼镜、角膜接触镜等，不能耐受或角膜接触镜矫正视力不满意可考虑角膜基质环植入术［11］。针对伴有角膜疤痕及角膜严重变薄患者，最终可能需要进行角膜移植。但是以上方法均不能阻止圆锥角膜病情进展。近年来，CXL 已经被证明可以有效的停止圆锥角膜向前膨隆甚至逆转疾病发展，其革新了圆锥角膜的治疗方式。这一结论已经通过角膜地形图改变、屈光检查、生物力学甚至最终的矫正视力结果证实［12，13］。

角膜光密度的描述是针对角膜的生物组织学性质，用来描述其透明度并进行量化，是评估角膜健康状况的一项指标［8］。Takacs等［14］应用Pentacam对角膜上皮下混浊（Haze）进行描述，分级0到100，0表示角膜无混浊，100 则表示角膜完全不透明。张琳等［15］应用角膜光密度描述角膜屈光术后角膜炎症恢复程度以及稳定时间。角膜光密度对于角膜病变的发现和治疗，角膜手术方式的选择以及术后角膜伤口愈合情况的评估。

本研究结果中在跨上皮角膜手术后1 个月，在角膜前层（120 μm）及全层角膜的0～2 mm、2～6 mm的直径范围内，角膜光密度显示了轻度的升高，但对比术前没有统计学差异。既往多个研究显示，在常规CXL 术后均显示角膜光密度明显增加［14-16］。本文结果中跨上皮手术术后密度增加相对平缓，这与Badawi等［16］的研究结果一致，考虑原因主要在于ATE-CXL 手术角膜上皮在复杂的角膜伤口愈合过程中所起到的关键性作用［17］，角膜上皮的损伤直接引起角膜细胞的凋亡，从而引起角膜基质的相关炎症反应，并触发一系列修复反应，促进了角膜浑浊的消退［18］。其次核黄素使用的浓度和持续时间不同，造成核黄素的吸收反应不同，浓度低或者使用时间短则核黄素分解更快或吸收少，造成的角膜损伤更小。Pircher 等［19］的研究结果显示CXL 术后仅在角膜前层（120 μm）中表现光密度增加，这与本研究结果一致。考虑由于手术中核黄素的使用集中在前表面，前表面浓度高于其他部分，并且角膜光密度增加区域集中在0～2 mm、2～6 mm直径范围，UV 照射区域的角度设置集中在角膜中央9 mm 范围，在此范围的核黄素浓度相对更高，因此可能对周边的角膜光密度影响较小。

在术后6月，ATE-CXL 术后显示角膜前层（120 μm）、中间层、后层（60 μm）以及全角膜0～2 mm、2～6 mm、6～10 mm、0～12 mm直径范围的各角膜光密度平均值对比术前及术后1个月角膜光密度值均明显降低。Badawi 等［16］研究中跨上皮角膜胶原交联手术（transepithelial corneal collagen cross-linking，TE-CXL）术后6 个月角膜密度达到术前基线水平，J Lai 等［20］结果显示在术后3～12 个月角膜密度达到术前水平。本研究中ATE-CXL 术后6 个月的角膜光密度平均值明显降低并与术前相比具有明显差异性，考虑由于ATE-CXL 与TE-CXL 手术方式差异造成。ATE-CXL术中核黄素使用时间明显缩短，造成核黄素的吸收效应减小，以及UV 辐照时间的缩短也是产生这一结果的可能原因，在这一方面需要更深层的研究。另外，常规CXL手术术后的角膜光密度恢复到术前水平则被证实通常需要更长的时间，这与本文结果中解释也是一致的。

综上所述，ATE-CXL 术后角膜损伤更小，对角膜中央的光密度影响大于周边，引起了较小且局限的角膜光密度改变。并且在观察过程中，角膜光密度在术后早期即可明显降低，恢复角膜的透明性，有助于术后视力的早期恢复。但是该结论更依赖于更大的样本量及更长随访时间的研究。