白内障术后大泡性角膜病变的预防及治疗热点

张 琴 综述，马华峰 审校

(重庆医科大学附属第二医院眼科，重庆 400010)

角膜内皮对角膜保持透明度至关重要。然而，由于感染、眼内手术、创伤、营养不良等原因会发生角膜内皮功能障碍。超声乳化相关角膜内皮细胞损伤是白内障外科医师主要关注的问题。目前，角膜移植是治疗角膜功能障碍的主要方法，然而，这种治疗策略面临着全球角膜短缺、移植失败和严重不良反应等缺点，所以，人们积极寻找角膜移植的替代疗法，如丝氨酸蛋白激酶(ROCK)抑制剂的应用、人诱导多能干细胞衍生的角膜内皮样细胞的应用、人工角膜内皮移植物的应用等。现将白内障手术后引起的角膜大泡样病变的预防及治疗热点综述如下。

1 白内障术后发生大泡性角膜病变机制

人的角膜主要由角膜上皮层、前弹力层、基质层、后弹力层及内皮层组成，角膜内皮细胞层是位于角膜最内侧的单层细胞层，角膜内皮细胞的钠-钾ATP酶(Na+-K+-ATPase)使房水从眼内渗透到角膜中，为角膜功能提供所需的营养，也可沿相反的方向使水从角膜基质泵出到前房，使角膜处于“脱水”状态，维持角膜透明性[1]。大泡性角膜病变是由于角膜内皮Na+- K+-ATPase功能障碍引起角膜水肿。由于角膜内皮功能损害导致基质和上皮水分不能正常被泵出，导致上皮及上皮下大泡的形成。在更晚期的病例中基质增厚到一定程度时则存在上皮下纤维化，可能形成一层后膜胶原蛋白或后膜纤维化和角膜血管化[2]。免疫组织化学研究表明，在大泡性角膜病患者中细胞外基质的特定成分，如黏附蛋白-C和纤维蛋白-1的沉积。黏附蛋白-C是一种在愈合过程中具有促进组织重塑和修复作用的糖蛋白。纤维蛋白-1属于与弹性微纤维相关的细胞外基质蛋白家族，在大泡性角膜病的角膜中纤维蛋白-1被过度调节而沉积[3]。

2 白内障术后发生大泡性角膜病变常见原因

患者自身角膜内皮功能不好，维持正常角膜内皮功能所需的角膜内皮细胞密度不够，角膜内皮细胞密度低于1 500个/mm2、六角形细胞百分比小于50%和(或)合并浅前房、创伤、Fuchs角膜营养不良、青光眼等其他眼部疾病[4]。患者高龄(>80岁)，晶状体核硬度Ⅳ～Ⅴ级及过熟期白内障，劈核时所需的超乳时间长，超声能量大[5]。灌注液瓶越高灌注压越大、水流对角膜内皮的冲击力越大及术中所受的超声热损伤越大[6]。合并糖尿病可降低角膜内皮细胞密度、减少六角形细胞百分比及增加角膜内皮细胞变异系数，抑制角膜内皮细胞Na+-K+-ATPase的活性[7]；在白内障超声乳化手术对角膜内皮灌注液损伤、氧化损伤、热损伤等损伤因素的综合作用下导致角膜内皮功能失代偿，发生角膜大泡样病变[8]。从白内障术后发生角膜大泡样病变的机制和原因分析，可为预防白内障术后发生角膜内皮失代偿等并发症提供预防措施思路。

3 白内障术后大泡性角膜病变的预防

3.1准确评估术前角膜状态及可能影响角膜状态的因素 有研究发现，先天性因素与后天性因素中机械性损伤是大泡性角膜病变重要病因[9]。因此，需要准确评估患者术前的角膜状态及可能影响角膜状态的因素，如全身疾病史(糖尿病)、眼部疾病史(角膜炎、青光眼、葡萄膜炎)、眼部手术史(抗青光眼手术、玻璃体切割术等)等，存在上述病史的白内障患者与无上述病史的白内障患者比较，术前角膜内皮细胞数量少、功能欠佳，故术前需详细检查，术中根据情况随时调整各项参数；术前评估患者术眼角膜是否清亮、角膜内皮功能是否能耐受手术、前房深度及晶状体核硬度、评估手术仪器是否合格[10]。

3.2术中尽量减少角膜内皮损伤 大泡性角膜病变的主要机制是内皮细胞丢失，主要是由于白内障手术所致，大多数为60岁以上患者[3]。飞秒激光辅助白内障手术提供了手动超声乳化无法实现的精确度、准确性和定制化水平。随着屈光性白内障手术时代的患者期望值的提高和人工晶状体使用率的提高，可预测性和准确性已变得至关重要；对晶状体核比较硬的白内障患者或合并由于前房浅、眼轴短的白内障患者劈核时可用飞秒激光协助劈核，可缩短超声乳化操作时间，降低白内障术眼所需超声乳化能量，从而减少超声能量对角膜内皮的损害[11]；高负压、低能量可加快手术进度，减少角膜内皮细胞的损伤，术中手术切口不可过小，需与主刀医师操作水平相适应。手术操作尽量远离角膜，超乳头斜面向下使溢出的能量尽量远离角膜内皮。对低角膜内皮细胞密度的患者术中尽量减少高灌注及核碎片与核微粒对角膜内皮的损伤。针对不同晶状体核硬度适当调整超声能量，对过硬的晶状体核尽量避免行超声乳化[12]。

3.3降低术后内皮细胞密度的趋势 有研究表明，眼内手术后位于基底外侧细胞的内皮Na+-K+-ATP酶泵部位的数量和容量减少，而这些酶泵负责角膜水合作用[13]。最近有研究表明，上述部位在角膜上皮中的重要性，角膜上皮在白内障手术后亚临床受到影响，选用眼科专用平衡液BSS或复方乳酸钠；复方乳酸钠与眼科专用平衡液BSS在白内障手术角膜保护方面的效果相似，然而在超声乳化时间更长、冲洗量更大的白内障手术中使用复方乳酸钠具有降低术后内皮细胞密度的趋势[14]；有条件者可使用含有氢气的灌注液，保护角膜内皮细胞免受氧化应激的损伤[15]；灌注液瓶高度合适[80～85 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)]可减少白内障术中角膜内皮细胞的丢失[6]；建议当患者晶状体核硬度较大需要长时间操作和较多超声乳化功率时优先选择弥散型黏弹剂[14]。

3.4采用合适的眼表麻醉剂以抑制角膜内皮细胞受损与促进角膜内皮细胞生长 一项通过体外培养的人角膜内皮细胞的形态变化和细胞活力的体外实验研究了利多卡因联合阿魏酸钠(一种具有抗凋亡和抗炎特性的抗氧化剂)对利多卡因诱导的角膜内皮损伤的影响，结果显示，5～200 mg/L 阿魏酸钠明显降低了2 g/L 利多卡因对人角膜内皮细胞的毒性，50 mg/L阿魏酸钠使受损的人角膜内皮细胞恢复至正常生长状态。此外，100 mg/L 阿魏酸钠可明显抑制利多卡因诱导的猫眼角膜内皮细胞丢失和角膜增厚。总之，阿魏酸钠可保护人角膜内皮细胞免受利多卡因诱导的细胞毒性，并减轻前房内注射利多卡因后猫眼的角膜内皮细胞损失和中央角膜增厚[15]。未来有望这种抗氧化剂与眼表麻醉剂的联合使用，减少对眼表的不良反应。白内障术后发生角膜大泡的病变是多种损伤因素的综合作用，不仅与患者全身及眼局部疾患相关，而且与手术准备、手术医师操作的熟练程度也息息相关。

4 白内障术后大泡性角膜病变的治疗

有研究表明，大泡性角膜病变是一种进行性疾病，其病理与间质水肿的持续时间有关，角膜间质水肿以时间依赖的方式引起角膜间质的病理改变[16]。临床实际操作中可依据角膜水肿不同时期制定不同的恢复措施。

4.1保守治疗 在角膜内皮水肿失代偿前期可使用碱性成纤维细胞生长因子促进角膜内皮细胞修复、高渗液眼药水减轻细胞内皮水肿、控制眼压的药及预防感染的非甾体抗炎药等药物改善角膜水肿或使用角膜绷带镜减轻眼睑对角膜大泡的摩擦；可联合ROCK抑制剂局部治疗。ROCK抑制剂可刺激角膜内皮细胞增殖及细胞迁移和细胞凋亡移植，可用于早期角膜内皮失代偿的治疗[17]；有学者在灵长类动物模型证实了ROCK抑制剂Y-27632增加了体外培养的灵长类动物角膜内皮细胞的增殖，改善了角膜水肿[18-19]。ROCK抑制剂具有促进角膜内皮细胞迁移、扩散、增殖，以及减轻角膜内皮水肿等作用，相信将为角膜病的防治提供新思路。然而，在大泡性角膜病变的进展期和晚期保守治疗恢复角膜的透明性及减轻角膜水肿的作用却有限。

4.2手术治疗 在角膜内皮水肿失代偿进展期和晚期则通常需要手术治疗。

4.2.1角膜移植术 由于体内角膜内皮的再生能力有限，大泡性角膜病变等进行性角膜内皮疾病最终导致角膜水肿和视力丧失，是角膜移植的主要适应证。在过去传统的手术治疗方式中治疗失代偿期的角膜内皮水肿通常选择角膜移植；而穿透性角膜移植术是角膜移植最常用的手术方式。随着科技水平的提升角膜移植手术也有了进一步的发展，包括深板层角膜移植术、角膜后弹力层剥除自动角膜刀取材内皮移植术(DSAEK)、角膜后弹力层内皮细胞移植术(DMEK) 、前弹力层内皮移植术(PDEK)和人工角膜移植术[20]。角膜内皮移植术也逐渐成为最常用的角膜移植手术，角膜内皮移植术的替代疗法也逐渐成为研究热点。

4.2.2飞秒激光辅助穿透性角膜移植术 传统穿透性角膜移植术通常使用手动或真空环钻切割供体和受体角膜。供体角膜移植物用连续或间断10-0尼龙缝线固定在受体角膜床上。飞秒激光技术提供了更精确的角膜切割和复杂的角膜伤口形态，与手动吸引术比较，组织损伤更少。与传统角膜移植比较，使用飞秒激光创建精确和定制的切割配置可改善移植物和床面的对准情况，增强伤口稳定性，减少伤口渗漏的机会，潜在地降低了对缝线张力的要求，并有望提供更低的术后散光和更好的视力。飞秒激光辅助穿透性角膜移植的出现提高了手术的准确性、安全性和屈光度。大量研究证实了飞秒激光在辅助角膜穿透性移植术中具有较高价值。一项荟萃分析结果显示，飞秒激光辅助穿透性角膜移植术后6、12个月视力改善情况优于传统穿透性角膜移植术[21]。

4.2.3DSAEK、DMEK及PDEK DSAEK主要是移除病变角膜内皮和后弹力层，利用自动角膜微切器切取供体植片，通过切口送入受体前房，植片展开后在前房注入气泡压迫植片与宿主角膜紧密结合。而DMEK与DSAEK的区别主要是其植片只包括角膜后弹力层和内皮细胞层，移植片没有基质层。2种手术方式均适合人工晶状体或无晶状体眼大泡性角膜病变的治疗，2种手术方式与穿透性角膜移植术比较，视力恢复更快，免疫排斥率更低，移植物存活率更高[22]。2016年ARNALICH-MONTIEL等[23]提出了PDEK作为DMEK的改进方式，因可提供的角膜供体数量少、移植角膜内皮所需的费用高昂、免疫排斥反应等，所以，人们逐渐将目光投放在角膜内皮移植的替代疗法，如内皮细胞疗法，将体外培养扩张的供体角膜内皮细胞种植到羊膜、胶原基质、人角膜基质等，再将这些含有人角膜内皮细胞的移植物植入眼内。KINOSHITA等[24]通过上述方法将这些体外培养的角膜内皮细胞移植到大泡性角膜病变的兔模型中，证明了是这些患有大泡性角膜病变兔子的角膜水肿是可逆转的。ZHU等[25]纳入135例患者的一项临床试验证实，在含有ROCK激酶抑制剂的生长液中注射培养的角膜内皮细胞可有效地治疗角膜水肿和恢复视力，而且术后24个月效果是稳定的。

4.2.4内皮细胞疗法及内皮细胞的替代疗法 对患有角膜内皮细胞功能障碍患者进行基于角膜内皮细胞的体外细胞扩增疗法是一种有前景的治疗方法，可减少目前对新鲜角膜供体的依赖，并可能解决全球供体角膜短缺问题。此外有研究表明，在角膜缘后部的内皮周围存在干细胞样角膜内皮祖细胞，内皮祖细胞将是基于细胞疗法的有希望的来源，但角膜内皮细胞疗法需要完整后弹力层[26]。所以，人们又在积极寻找内皮细胞疗法的替代疗法。内皮细胞的替代疗法很多，如由于在胚胎学上认为角膜内皮细胞是从神经嵴分化而来的，通过神经嵴细胞的分化，有学者已成功地从成人皮肤来源的前体细胞分化出角膜内皮样细胞，其疗效在患有大泡性角膜病变不同动物模型中进一步得到了证实[27]。此外，GUTERMUTH等[28]用低温保存的人胚胎干细胞来源的角膜内皮细胞注入兔子和猴子的前房，可在剥离的后弹力层上形成功能性角膜内皮细胞，而且共聚焦扫描显微镜证实了该来源的角膜内皮细胞具有完整的六角形细胞结构，免疫组织化学分析显示，再生的内皮细胞中有表达屏障和泵功能蛋白的单层细胞。随着基因编码技术的兴盛，如使用CRISPR内切酶，即使在具有角膜疾病遗传易感性的患者中使用来自同种来源的角膜内皮细胞治疗角膜内皮疾病也可能是可行的[29]。最新有研究表明，在大鼠角膜内皮细胞中使用转录激活剂Cas9分子可刺激角膜内皮细胞增殖[30]。内皮细胞的替代疗法发展迅速，但从细胞水平过渡至基因水平及分子水平还需要大量的动物实验和临床试验来验证其安全性、有效性。

4.2.5无内皮角膜移植术[31]也称为单纯后弹力层移植术，是最近热门的再生医学治疗角膜内皮疾病的技术，剔除患病的中央后弹力层及内皮细胞，让周边健康的内皮细胞中心迁移和重新分布以恢复内皮细胞功能。因人工晶体眼角膜大泡样变性通常丢失较广泛角膜内皮细胞，所以，与周边拥有较多健康内皮细胞的疾病(如Fuchs角膜营养不良)比较，手术成功率较低[32]。无内皮角膜移植术与局部 ROCK 抑制剂联合使用可改善患者术后最佳矫正视力，由于目前上述疗法需要更多的临床研究改进特定的治疗技术来确定每种新疗法的长期安全性和有效性，可能意味着对未来内皮疾病的管理应采取更个性化的治疗方案。

4.2.6人工角膜内皮移植物 EndoArt®是作为人工内皮植入物的合成材料的新材料，是一种覆盖有黏性物质的柔性硅片，将其插入前房并通过空气/气体固定术附着在角膜后表面，类似于后弹力层内皮细胞移植物，这种硅片可防止电解质和水被动流入角膜，同时，允许水从角膜表面蒸发[33]。由于这是一个相对较新的概念和材料，目前，还没有相关的同行评审研究，也需要一项前瞻性的长期研究来验证。

5 小 结

白内障术后角膜大泡样变性严重危害患者的视力，因此，白内障术前评估患者全身及眼局部情况等预防措施具有重要的临床意义。当难以避免发生白内障术后角膜大泡样变性时早期可选择促进角膜内皮细胞修复、高渗液眼药水等药物保守治疗，进展期和晚期应选择个性化治疗方案。在过去的几十年里角膜大泡性角膜病等角膜内皮失代偿疾病的治疗主要采用角膜移植术，随着科学技术的发展，为减少对供体角膜的依赖，角膜细胞疗法、基因疗法、内皮再生和人工内皮为治疗角膜内皮疾病提供了更多选择。本文对白内障术后大泡性角膜病变的发生机制及预防、治疗方法进行了综述，以期为治疗白内障术后角膜大泡样变性提供参考。目前，白内障术后大泡性角膜病变的相关随机对照试验较少见，因此，仍需要开展多中心的随机对照试验，以寻求治疗白内障术后大泡性角膜病变的更为经济、有效的方法。