无内皮移植的后弹力层剥离手术促进中央角膜内皮再生的研究进展

肖 羽，杨燕宁

0引言

在全球范围内，Fuchs角膜内皮营养不良(Fuchs endothelial corneal dystrophy，FECD)是角膜移植最常见的手术适应证之一[1-2]。 其特征是滴状角膜(cornea guttata)、Descemet膜的增厚和角膜内皮细胞的进行性丧失，随后逐渐导致角膜水肿并损害视觉功能[3-4]。由于传统上认为角膜内皮细胞不能在体内再生，因此角膜内皮移植术(endothelial keratoplasty，EK)是晚期FECD唯一的治疗方式。EK已成为角膜内皮疾病的优选方法，包括多种恢复内皮细胞不同解剖学结构的技术[5]。在过去的15a，以Descemet膜剥离角膜内皮移植术(descemet stripping automated endothelial keratoplasty，DSEK)或后弹力层角膜内皮移植术(descemet membrane endothelial keratoplasty，DMEK)为首选的手术方式极大地改善了FECD患者的预后[6]。 与穿透性角膜移植术(penetrating keratoplasty，PKP)相比，选择性的替换角膜内皮及后弹力层排斥率更低，术中并发症及术后散光更少，视力恢复更快[7-8]。尽管如此，DMEK手术仍然存在包括移植物脱位和原发性移植物失败等各种问题[9]。且虽然较传统角膜移植手术减少了排斥率，但DMEK手术仍然存在排斥风险[10-11]，并且受到供体来源的极大限制[12]。近年来意外发现的仅剥离中央Descemet膜而无角膜内皮移植的手术(descemetorhexis without endothelial keratoplasty，DWEK)用于治疗FECD取得令人惊喜的效果。本文将就DWEK手术的发现、命名、机制、手术效果、影响因素、并发症及药物辅助等方面对其进行综述。

1 DWEK的发现及定义

从2003年Braunstein等[13]报道了白内障手术中不慎将Descemet膜切除后角膜水肿在6mo后逐渐消退的一个病例，到2012年Dirisamer等[14]发现FECD患者在行DMEK手术后尽管发生了移植物脱离，却仍然出现角膜水肿自发清除的现象。同年Shah等[15]报告了在后部多形性角膜营养不良(posterior polymorphous corneal dystrophy, PPCD)和FECD患者中， Descemet剥离后没有供体内皮细胞移植术后内皮细胞再生导致角膜水肿自发清除的第一个确定性病例。越来越多证据表明角膜内皮可能能够在患有FECD等内皮功能障碍的患者中自我修复。DWEK手术是剥离Descemet膜的中央部分，外周内皮细胞自发迁移以覆盖裸露区域而无需内皮移植的手术方式，配合局部Rho相关激酶抑制剂可以促进其疗效。鉴于当前文献中没有该手术方式的标准化名称，为了清晰和统一，Kaufman等[16]在遵循Descemet剥离自动内皮角膜成形术(DSAEK)和Descemet膜角膜内皮成形术(DMEK)的命名精神的情况下，提出其标准名称和首字母缩略词的建议，即Descemetorhexis Without Endothelial Keratoplasty(DWEK)。

2 DWEK的机制

FECD区别于大疱性角膜病变，是一种内皮细胞耗竭性疾病，在早期阶段通常仅影响中央角膜内皮，在接下来的疾病自然史中才可能逐渐损害外周角膜[17]。那么在FECD中Descemet膜剥离后中央内皮再生的现象到底是内皮细胞的增殖还是外周细胞迁移到中央角膜呢？一般认为角膜内皮细胞的密度随疾病或年龄而降低，且不可再生。内皮细胞在细胞周期的G1期停止，并且通常在出生后不再复制[18-19]。除了周围细胞的迁移之外，已经提出了角膜中央裸露基质的外周内皮再增殖的几种机制，但均已被证明在人类体内没有这些机制[20]。虽然已经从活人体内角膜中分离并培养出具有增殖能力的成体内皮干细胞[21]，且只在周边角膜存在，其作用尚未阐明[22]。但促进从细胞接触抑制中释放的内皮细胞有丝分裂已被证明仅离体才能被诱导[23]。因此，目前的观点主要集中在细胞迁移而非细胞增殖。Borkar等[24]猜想去除患病的Descemet膜可能会释放接触抑制，从而促进健康的外周内皮细胞向中央迁移，且内皮细胞已经被证明可以在健康的人类角膜中心连续迁移[25]。此外，Descemet膜剥离的中央直径4mm区域仅为直径平均12mm角膜内皮总表面积的约10%，预计内皮细胞从外周迁移到中央覆盖区域不会对外周内皮细胞计数产生显著影响[24]。通过更加精确的方法观察到外周内皮细胞计数的下降趋势进一步佐证DWEK的机制仍然是细胞迁移[26]。

3 DWEK的手术效果

目前DWEK治疗FECD的研究主要基于以下纳入及排除标准：术前FECD患者均有中央滴状赘疣(guttata)，中央内皮细胞计数检测不到，共聚焦显微镜显示角膜外周拥有完整的内皮细胞镶嵌，无明显的大疱性角膜病变临床表现，无眼部合并症[24,26]。在Borkar等[24]的一项研究中，75%(10/13)的眼睛在DWEK术后获得了中央内皮计数提高和角膜透明度，且视力在随访时间内较术前提高，并依据角膜还原透明的时间，将患者分为快速反应者、反应者、慢反应者和无反应者。快速反应者被认为是在术后第1mo就诊时出现中央内皮镶嵌和角膜水肿消退，反应者在术后第3mo就诊时有明显的中央内皮镶嵌。而术后第3mo出现角膜水肿并伴有可见中央内皮嵌合被认为是慢反应者，需要内皮移植术的持续性角膜水肿被归类为无反应者。Moloney等[26]也获得了相似的结果75%(9/12)，甚至在DWEK不成功的病例中使用了Rho相关激酶抑制剂加速内皮迁移后有92%(11/12)获得了角膜水肿清除和视力改善。虽然在所有病例中都观察到中央角膜厚度减小，且4/5患者最终实现了矫正视力的改善，但与Borkar相比[8/13(60%)]，Iovieno等[27]只有1/5(20%)患者获得最佳矫正视力≥20/25。Arbelaez等[28]和Koenig[29]报告的两个小样本(分别为3例和2例)的研究均未得到令人满意的结果。最近另一项直接对比DWEK和DMEK手术效果的研究[30]显示，对于轻中度FECD患者，DWEK的术后视力与DMEK相当，却显著降低了不良事件的发生率,缺点是恢复期显著延长。

4 DWEK手术成功的影响因素

中央Descemet膜剥离大小被认为是影响DWEK手术成功的因素，在不成功的病例中，Descemet膜剥离直径通常在6～6.5mm，大于被普遍认为的4mm[24]。其影响机制可能是直径从4mm增加到6mm需要剩余内皮重新填充的表面积增大两倍以上(4πvs9π)，而8mm则是4mm的四倍。此外，遗传因素可能影响Descemet膜剥离后中央内皮细胞的再增殖。已有研究证明基因突变和核苷酸的多态性与FECD有关[31-33]。其中，TCF4基因的特异性三核苷酸重复扩增已表现出会显著增加FECD风险并影响疾病的严重程度[34-36]。因此推测三核苷酸重复扩增数量的差异可能会影响没有DWEK手术的成功或失败[24]。另外环境因素，例如吸烟和糖尿病，会影响FECD疾病严重程度，机制可能是氧化应激增加[37-40]。这些氧化应激可能会影响角膜中央Descemet膜剥离后自我修复的能力[24]。虽然有学者认为较小的年龄、较薄的角膜厚度可能会增加DWEK手术成功率[15,26]。但在Davies等[41]的研究中，基线年龄、术前角膜厚度和内皮细胞计数在快反应者和慢反应者之间没有显著的统计学差异。此外，手术技术,前房中的生长因子等也被认为可能是影响因素。目前影响因素是基于各研究者小样本量下的推断，未得到普遍支持，更大样本量的多中心研究有助于阐明DWEK手术的最佳适应人群。

5 DWEK的术后并发症

在目前报告的DWEK术后并发症中，不规则散光被描述的较多。可以理解残留的斑片状水肿会引起不规则散光，但在角膜清晰患者中也出现不规则散光的原因目前尚不清楚[28]。但这种屈光不正可以被透气性硬性隐形眼镜(RGP)所矫正[27]。Descemet膜边缘的后部基质混浊或瘢痕形成和角膜地形不规则出现的概率也较高，Iovieno等[27]猜测可能与手术器械“descemetorhexis钩”的使用有关，去除Descemet膜可能引起伤口愈合反应，继而导致后部基质混浊或瘢痕和角膜地形不规则。还可能源自角膜长期水肿继发的角膜细胞活化，其类似于Yoeruek等[42]在DMEK手术分离患者的基质中报道的方式。由于晚期FECD最终需要内皮移植，因而影响随后的DMEK手术被认为是DWEK最严重的并发症。一些外科医生主张粗糙化基质床以增强DSAEK移植物的粘附性[43]。同样的，如果DWEK手术被尝试后失败，除非将重新填充的内皮细胞层除去，否则随后的DMEK移植物可能不容易粘附到被剥离的区域[44]，从而影响DMEK手术成功率。然而，Rao等[45]对3例DWEK手术失败后持续的角膜水肿患者进行DMEK手术治疗，全部获得了良好的结果。

6局部Rho相关激酶抑制剂

Rho相关激酶是丝氨酸/苏氨酸激酶，是Rho GTP酶的重要下游效应物，调节各种生理功能，如平滑肌收缩，趋化作用，神经生长和基因表达[46]。近年它的抑制剂在促进角膜内皮再生的潜在效应逐渐得到关注，其机制可能是促进细胞增殖，增加细胞粘附，并抑制角膜内皮细胞的凋亡[47]。Ripasudil(0.4%)是一种局部用的选择性ROCK 1和2抑制剂，2014年被日本批准用于治疗青光眼和高眼压症，原理为增加房水流出，常见的不良反应是结膜充血[48]。已经证明了其在用于临床试验中的安全性，以及其加速兔模型中角膜内皮愈合的能力[49]。大量研究已经证明了ROCK抑制剂加速角膜内皮愈合的作用[50-51]。而且最近一项研究显示，DWEK术后的自发性角膜水肿清除率大约为75%，而使用ROCK抑制剂可进一步使66%失败的眼睛完全清除角膜水肿[26]。因此DWEK联合ROCK抑制剂的组合将有希望成为治疗FECD或其他内皮病变的有效方法。

7小结

DWEK和局部ROCK抑制剂代表了FECD的一种令人兴奋的新疗法，其最大优势是无需供体角膜内皮移植。DWEK本身不是内皮移植手术，它剥离Descemet膜的中央部分，无需内皮移植，外周内皮细胞即可迁移以覆盖裸露区域，局部Rho激酶抑制剂可以在剥离Descemet膜后加速内皮迁移。尽管可能难以避免最终的结果，但DWEK可以减少内皮移植的需要，为有临床症状的轻中度患者提供另一种可靠的选择。尽管一些学者持消极态度，认为在有一种方法可以更好地刺激和控制角膜内皮细胞再生之前，不应该推荐DWEK，而仍应选择DMEK[28-29,52]。也有研究者因为其结果具有相当大的不可预测性而持谨慎态度[27]，但大多数专家仍然认为，DWEK是一项充满希望的手术方式[24,26,53]。DWEK是一项最新的技术，还未大规模应用于临床。目前只有小样本量、短期随访的研究，所得结论难免有局限性，更大样本的多中心的研究有助于进一步阐明DWEK的机制及最佳适应证。