黎 彪，吳園園，邵 毅

0 引言

圓錐角膜(keratoconus，KC)是一種雙側(cè)進(jìn)行性角膜基質(zhì)變薄的非炎癥性疾病[1]，表現(xiàn)為局限性角膜圓錐突起并伴突起區(qū)角膜變薄，可致不規(guī)則散光、近視，甚至失明。150多年前約翰·諾丁漢首次對KC進(jìn)行描述，KC的具體病因尚不清楚。然而，這種疾病是多因素的，受遺傳、環(huán)境和生物化學(xué)、種族因素影響[2]，其患病率范圍在20/105～1/(5×105)[3]。KC的治療方法很多，早期采用框架眼鏡和配戴角膜接觸鏡矯正視力，晚期患者只能通過手術(shù)才能恢復(fù)視力。目前手術(shù)治療KC的常見方法包括角膜膠原交聯(lián)(corneal collagen cross-linking，CXL)、角膜基質(zhì)環(huán)植入術(shù)(ICRS)、穿透性角膜成形術(shù)(PK)和深層前板層角膜成形術(shù)(DALK)、傳導(dǎo)性角膜成形術(shù)、基因治療和前彈力層移植術(shù)[4]。

1 角膜膠原交聯(lián)

CXL是一種修飾角膜基質(zhì)結(jié)構(gòu)的新型侵入性手術(shù)方法。這種方法需要波長為370nm的紫外線與核黃素(維生素B)相互作用30min[5]。傳統(tǒng)上，CXL在角膜吸收0.1%核黃素前需要先去除角膜上皮細(xì)胞，去除角膜上皮可增強(qiáng)核黃素穿透能力，使核黃素適當(dāng)?shù)匚盏浇悄ず颓胺浚员阕贤饩€光能有效地照亮角膜并激活核黃素，在照射前，基質(zhì)用光敏劑使核黃素浸透。然后再紫外線A(UV-A)照射30min，照射強(qiáng)度為3mW/cm2。通過在角膜基質(zhì)內(nèi)局部光聚合生成化學(xué)鍵，增強(qiáng)角膜硬度，同時減少對周圍結(jié)構(gòu)的暴露，核黃素在照射過程中起到屏蔽作用，保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞、晶狀體和視網(wǎng)膜等較深層結(jié)構(gòu)不受紫外線UV-A輻射過高的影響。在交聯(lián)過程中，核黃素和UV-A光結(jié)合后80%～95%吸收到角膜中，角膜基質(zhì)中的光化學(xué)過程依賴于紫外線的照射。為避免紫外線造成的角膜內(nèi)皮損傷過重，有效CXL應(yīng)該只發(fā)生角膜基質(zhì)200～250μm處。紫外線波長為360～370nm，紫外線強(qiáng)度為3mW/cm2或5.4J/cm2的能量，確保紫外線照射角膜低于有害水平。有研究確定角膜內(nèi)皮損傷閾值為0.36mW/cm2(0.65J/cm2)，然而這種3mW/cm2強(qiáng)度紫外線仍可能對厚度低于400μm的角膜造成破壞[6]。

對于任何有KC進(jìn)展跡象的患者及任何使用硬性透氣性接觸鏡的患者，CXL已被證明是非常有效的。2011-01在米蘭舉行的第7屆國際CXL會議通過的指南示：CXL適用于任何<27歲患有角膜擴(kuò)張癥的患者，而>27歲患者可以視病情進(jìn)展的情況。CXL可以穩(wěn)定角膜形狀的同時而不影響視力。對于一開始就角膜扭曲的患者來說，CXL完全有可能阻止角膜變形惡化，但不能矯正變形和提高視力，因此需聯(lián)合準(zhǔn)分子激光屈光性角膜切削術(shù)(photorefractive keratectomy，PRK)，并采用熱角膜成形術(shù)，如Keraflex、傳導(dǎo)性角膜成形術(shù)和角膜內(nèi)環(huán)術(shù)[7]。作為該手術(shù)的開拓者，Wollensak等使用微機(jī)控制的生物材料測試儀觀察到CXL術(shù)后角膜硬度提高了328.9%。多個研究結(jié)論表明該治療方法還可以減少角膜擴(kuò)張。其中一些研究達(dá)3a及以上的隨訪時間，他們證實(shí)了該方法的安全性和有效性[7]。

目前所知的CXL并發(fā)癥包括角膜混濁、角膜感染、角膜水腫，少數(shù)出現(xiàn)角膜融化[8]。McQuaid等[9]通過6a的隨訪研究觀察到，CXL可使70%患者角膜變平、屈光度>2.0D，并改善視力。該作者還指出，PRK使角膜強(qiáng)度減少10%，但聯(lián)合CXL后則使角膜強(qiáng)度加強(qiáng)70%。進(jìn)一步的研究需要確定CXL的有效性和長期穩(wěn)定性，以及聯(lián)合手術(shù)后的潛在問題。

2 角膜基質(zhì)環(huán)植入術(shù)

ICRS通過角膜基質(zhì)層植入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)使角膜的陡峭區(qū)域變平減少角膜變形。Burris等報道了KC的治療轉(zhuǎn)歸和術(shù)后病情穩(wěn)定的案例[10]。KC的分期治療中，通過手術(shù)植入角膜環(huán)節(jié)段(INTACS)作為減少不規(guī)則散光的一種方法，可使角膜移植減少，特別是年輕的患者。盡管CXL改變生物力學(xué)的特性可能阻止KC的發(fā)展，但實(shí)現(xiàn)視力改善的效果卻有限。因此，需結(jié)合視覺康復(fù)方法，如角膜內(nèi)植入物，可改善KC患者長期視力。標(biāo)準(zhǔn)的CXL治療需要清除角膜上皮，這會給患者帶來疼痛和不適，并且能穿透完整角膜上皮的染料也會增加紫外線損害眼睛的風(fēng)險。然而，保留上皮可能限制核黃素在角膜基質(zhì)中的擴(kuò)散而嚴(yán)重?fù)p害CXL的有效性。現(xiàn)在有了先進(jìn)的飛秒技術(shù)，用飛秒激光在角膜創(chuàng)造口袋之后，可直接注入核黃素。因此提出了一種新的KC管理方法，穿過角膜上皮細(xì)胞將核黃素直接注射到角膜內(nèi)的口袋中，在角膜基質(zhì)內(nèi)加速CXL結(jié)合角膜基質(zhì)內(nèi)環(huán)植入，似乎可以做到保護(hù)上皮細(xì)胞，避免疼痛和上皮細(xì)胞切除后出現(xiàn)的不適，同時角膜中央散光也明顯減少。長期隨訪表明，角膜基質(zhì)環(huán)最佳插入深度是300μm，其造成的異物感較少和植入環(huán)擠壓風(fēng)險更低，且角膜壓平效果與角膜環(huán)植入深度為250μm時相似。飛秒激光聯(lián)合加速的CXL和ICRS對治療KC是安全有效的，并能改善視力[11]。

雖然ICRS對KC患者視力改善方面有良好的效果，但術(shù)后仍可能出現(xiàn)并發(fā)癥。通常與角膜基質(zhì)口袋有關(guān)，例如口袋深度不足、不對稱、偏離軸心、前彈力層穿孔[12]。角膜新生血管形成、角膜炎、環(huán)段周圍沉積、角膜混濁、角膜色圈、角膜融合或水腫、植入環(huán)段擠壓、視覺波動和畏光是罕見的術(shù)后并發(fā)癥。角膜環(huán)植入術(shù)后的并發(fā)癥發(fā)生率為0.5%～30%。通過飛秒激光代替手工解剖創(chuàng)建的隧道可以減少并發(fā)癥。Kanellopoulos等[13]研究了20例植入了角膜環(huán)的中、重度KC患者，其中節(jié)段植入的6眼中1眼術(shù)后6mo出現(xiàn)角膜新生血管。Ibrahim[14]報道了1眼術(shù)后18mo出現(xiàn)角膜新生血管案例。并發(fā)角膜炎也比較罕見，已報告的病例不到2%。

3 人工晶狀體鏡

人工晶狀體鏡(phakic intraocular lenses，PIOLs)是一種透明的植入式晶狀體，通過手術(shù)將其置于前房或后房中，無需移除自然晶狀體，使光線聚焦于視網(wǎng)膜以矯正視力。視力矯正不受角膜厚度或地形的限制；具有視覺恢復(fù)快、折射穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。與前房植入相比，后房植入PIOLs更受青睞，因?yàn)槠淇杀苊饨悄?nèi)皮細(xì)胞失代償，并允許更小切口。其應(yīng)用的一般標(biāo)準(zhǔn)包括：年齡>21歲；穩(wěn)定的屈光狀態(tài)(變化<0.5D/a)；透明的晶狀體；不適合行準(zhǔn)分子激光手術(shù)的屈光不正；戴隱形眼鏡或戴鏡后視力不佳；PIOLs指定的適當(dāng)瞳孔大??；足夠的前房深度；每個PIOLs指定的最小角膜內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)；無眼部病變，如角膜內(nèi)皮受損、虹膜炎、虹膜萎縮、虹膜紅斑、白內(nèi)障、青光眼、視網(wǎng)膜病變等[15]。PIOLs可用于矯正穩(wěn)定性KC引起的近視、復(fù)視和散光。而對于進(jìn)行性的KC，CXL、ICRS和PIOLs聯(lián)合植入是一種安全、有效的治療方法。在晚期的KC手術(shù)中，可以進(jìn)行DALK，隨后進(jìn)行PIOLs治療屈光不正。與PIOLs植入有關(guān)的副作用包括眩光、眩暈、瞳孔變橢圓形、眼內(nèi)壓升高、透鏡沉積、誘導(dǎo)散光和角膜內(nèi)皮細(xì)胞丟失[16]。此外，由于手術(shù)創(chuàng)傷，PIOLs植入可導(dǎo)致白內(nèi)障[17]。目前，通過改進(jìn)鏡片設(shè)計和制作材料，并發(fā)癥已大大減少，但在應(yīng)用過程中仍應(yīng)予以重視。

4 角膜移植

晚期KC患者通過用隱形眼鏡、框架眼鏡，甚至ICRS都不能達(dá)到滿意的矯正視力時，可據(jù)角膜瘢痕的范圍使用角膜移植術(shù)(穿透性移植或深層前板層移植)。12%～20%的KC患者最終需要角膜移植[18]。70多年來，盡管采用了不同的手術(shù)方案治療KC[19]。但PK幾十年來一直是外科治療KC的主流，由于其技術(shù)相對簡單、標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)果良好，因此仍是世界上最常用的手術(shù)方法。然而新引入的DALK提供了更好的移植物存活率而變得越來越流行，這對于年輕的KC患者尤為重要。DALK保持受體角膜的內(nèi)皮完整，消除了角膜內(nèi)皮排斥反應(yīng)，防止術(shù)后角膜內(nèi)皮丟失和隨后的移植物衰竭。因此它增加了供體應(yīng)用的可能性，甚至可以通過移植無活細(xì)胞的供體角膜來避免基質(zhì)排斥反應(yīng)。DALK主要的技術(shù)難點(diǎn)在于判斷角膜解剖深度，需盡可能接近后彈力層(Descemet膜，DM)而不致穿孔，否則術(shù)后視覺結(jié)果可能會受到影響。飛秒激光在眼科學(xué)中有著特殊的重要性，它在輔助DALK中的應(yīng)用使得外科醫(yī)生可以在特定的深度和0.1mm[20]的精確水平上進(jìn)行手術(shù)，從而定制精確的角膜切口和供體角膜層狀平面，使供者-受者優(yōu)勢匹配，并且增加供體-宿主角膜接觸面積，加快傷口愈合，因此可以早期縫合，減少散光，促進(jìn)視覺恢復(fù)[21]。有多種方法可將供體角膜縫合到宿主上，一般使用10-0縫線，縫線可單獨(dú)或組合使用，重要的是防止縫線松動。到目前為止，DALK技術(shù)尚未標(biāo)準(zhǔn)化，DALK術(shù)后DM穿孔者需行PK。

PK能提供長期良好的視力，但視覺康復(fù)往往較緩慢，術(shù)后易導(dǎo)致殘余散光和屈光不正。Pramanik等觀察表明，行PK的晚期KC患者，73%在術(shù)后14a最佳矯正視力(best corrected visual acuity，BCVA)>20/40，并且在25a后KC復(fù)發(fā)率約為12%[22]。研究表明，角膜深部中央瘢痕患者PK效果比DALK好。DALK治療后很少產(chǎn)生角膜內(nèi)皮排斥反應(yīng)，其術(shù)后患青光眼的發(fā)生率較PK低40%，這可能是由于DALK術(shù)后應(yīng)用的類固醇更少[23]。另外DALK比PK視覺康復(fù)效果更好，但術(shù)后的角膜折射率和角膜地形圖相似。而且PK術(shù)后并發(fā)癥如移植排斥反應(yīng)、繼發(fā)性青光眼、并發(fā)性白內(nèi)障、持續(xù)性內(nèi)皮細(xì)胞凋亡等發(fā)生率較高[24]。兩種手術(shù)在一定程度上受到術(shù)中和術(shù)后潛在困難和并發(fā)癥的影響，包括縫合和傷口愈合問題，以及持續(xù)性不規(guī)則散光。

5 導(dǎo)電角膜成形術(shù)

導(dǎo)電角膜成形術(shù)(CK)是一種無創(chuàng)并且保留角膜組織的技術(shù)，此方法不涉及激光且無手術(shù)切口。并且350Hz的電波能量適用于角膜基質(zhì)。由于電波產(chǎn)生的熱量可使組織溫度上升到65℃，產(chǎn)生永久膠原收縮，角膜平坦區(qū)域變陡，通過角膜重構(gòu)矯正屈光誤差。在這種方法中，由于沒有組織被移除，所以對薄角膜患者有效。該方法已于2002年通過美國食品及藥物管理局批準(zhǔn)，可用于糾正輕中度遠(yuǎn)視(+0.75～+3.00D)和高度散光[25]。此外，該方法還用于治療老花眼[26]、近視過度矯正或近視行準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)(laser assistedinsitukeratomileusis，LASIK)和PRK[27]后引起的遠(yuǎn)視和散光、白內(nèi)障術(shù)后殘留的散光。然而，僅僅靠CK本身不能有效治療高度散光和KC，需要聯(lián)合其他手術(shù)[28]。使用角膜地形圖引導(dǎo)下的傳導(dǎo)性角膜成形術(shù)治療晚期KC患者，Kato等觀察到70%患者術(shù)后12mo有穩(wěn)定的視力改善[29]。該手術(shù)適用于不能忍受隱形眼鏡的非漸進(jìn)性晚期KC的患者[30]，復(fù)發(fā)是CK的主要并發(fā)癥之一。

6 基因治療

KC是一種角膜進(jìn)行性的非炎性擴(kuò)張性疾病。盡管對KC進(jìn)行了非常全面的遺傳分析，但沒有發(fā)現(xiàn)單個基因是致病基因。KC是一種多因素疾病，其發(fā)病中5%～28%患者受遺傳因素和陽性家族史的影響。根據(jù)一項研究，有家族史者較無家族史者發(fā)病率高15～67倍。單卵雙胞胎顯示圓錐角膜高度一致，且表型相似性更高，提示遺傳成分在疾病表型中具有重要作用[31]。蛋白酶和蛋白酶抑制劑活性之間的失衡可導(dǎo)致角膜基質(zhì)降解，被認(rèn)為是KC的核心病理改變。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在KC患眼蛋白酶抑制劑如α2-macroglobulin和α1-antiprotease水平明顯低于正常眼睛，并且具有較高的溶酶體和分解代謝的酶活性蛋白酶。

角膜有許多內(nèi)在的特性使其成為基因治療的理想候選。其中一個重要的特征是免疫豁免。1994年Mashhour等以腺病毒為載體成功將基因轉(zhuǎn)移到角膜，從此角膜疾病基因治療迅速發(fā)展，將細(xì)胞因子、生長因子和酶以一種持續(xù)的濃度轉(zhuǎn)移到角膜，這種不通過全身給藥來實(shí)現(xiàn)敲除缺陷基因以及誘導(dǎo)功能基因表達(dá)的臨床前研究，在預(yù)防和治療主要角膜問題如皰疹性間質(zhì)角膜炎、角膜移植排斥反應(yīng)、新生血管形成和混濁等方面有良好的效果，也被考慮用于其他角膜異常，如KC?；蛑委熤?，我們發(fā)現(xiàn)基因沿一定的方向進(jìn)入目標(biāo)細(xì)胞，基因的表達(dá)從蛋白質(zhì)合成開始[32]，通過識別致病基因并改變其表達(dá)細(xì)胞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)達(dá)到治療目的。因此基因療法將是一個非常有希望和有效地改變疾病進(jìn)程的治療方法。

7 前彈力層移植

前彈力層移植(BLT)是2014年Digk等提出的新型手術(shù)技術(shù)，用于治療晚期KC的角膜擴(kuò)張。在KC中，角膜擴(kuò)張致前彈力層不穩(wěn)定，隨著疾病進(jìn)展，角膜分層碎裂。新的治療模式以移植一個孤立的前彈力層到角膜基質(zhì)中，改善角膜穩(wěn)定性，防止疾病進(jìn)展和角膜擴(kuò)張[33]。此方法中于角膜基質(zhì)層中創(chuàng)建一個口袋，在這個口袋中嵌入孤立的前彈力層。該方法通過從供體角膜前間質(zhì)手工解剖一層9～11mm的前彈力層，適用于角膜極薄的患者，并能防止角膜穿孔。準(zhǔn)備好的嫁接物沖洗后用色氨酸藍(lán)染色，然后穿過鞏膜放入角膜基質(zhì)隧道。該手術(shù)的第一步和DALK是相似的。但是總得來說，前彈力層移植能延遲或避免DALK和PK。該方法適用于隱形眼鏡不耐受或有角膜瘢痕患者。手術(shù)后，患者可以配戴更長時間的隱形眼鏡。經(jīng)術(shù)后3a隨訪結(jié)果表明，患者平均角膜散光度從術(shù)前77.2±6.2D減少到術(shù)后69.2±3.7D，平均角膜厚度從術(shù)前的332±59μm增加到術(shù)后的360±50μm，平均BCVA也能提高1～2行。高階像差，尤其是球面像差，在角膜前后表面均有明顯的下降[34]。同時前彈力層移植也可降低移植排斥反應(yīng)和減少類固醇過度使用的風(fēng)險。使大多數(shù)患者KC進(jìn)展趨于穩(wěn)定和控制，并使視覺功能得到改進(jìn)。前彈力層移植潛在的并發(fā)癥包括后彈力層(DM)穿孔，大約有6%患者可能發(fā)生，在這種情況下PK可用于DM穿孔患者。

8 總結(jié)和展望

早期KC患者可通過框架眼鏡和配戴角膜接觸鏡矯正視力；KC進(jìn)展期患者行CXL則是非常有效的；CK適用于不能忍受隱形眼鏡的非進(jìn)展性KC患者；角膜基質(zhì)環(huán)植入常用于聯(lián)合其他手術(shù)改善KC患者視力；PK和DALK能使晚期KC患者較好恢復(fù)視力；前彈力層移植術(shù)是一種侵入性較小的角膜前彈力層移植手術(shù)。未來，因?yàn)樾g(shù)后眼表面?zhèn)谟侠щy、術(shù)中術(shù)后縫合相關(guān)問題、異體移植物反應(yīng)、青光眼和其他困難，晚期KC的治療方向傾向于選擇PK和DALK。UV-CXL、ICRS和前彈力層移植的侵入性要少得多，對患者可能更安全，應(yīng)用將更加廣泛。隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的技術(shù)可運(yùn)用于治療KC，基因治療也是可以期待的治療方式。