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각막 및 외안부

각막윤부 동종이식

각막윤부 동종이식(KLAL)은 윤부줄기세포결핍증(LSCD)을 치료하기 위한 안구표면줄기세포이식(OSST)의 한 유형입니다. 사체 공여자로부터 제공된 각막공막 운반체에 부착된 동종 윤부 조직을 이식하여 각막 상피의 항상성을 회복시킵니다.

LSCD에서는 각막 상피 줄기세포가 손상되어 각막 상피결막 상피로 대체됩니다1). 이 결막화로 인해 각막 투명성이 상실되어 시력 저하, 반흔 형성, 신생혈관이 발생합니다1). 각막 이식 단독으로는 LSCD 치료에 효과가 없으며, 반복적인 표면 파괴와 상피 치유 장애로 이식편 부전에 이릅니다2).

KLAL은 다음 증례에 적용됩니다. 생체 공여자가 없는 양안 LSCD. 단안 LSCD에서 건강한 눈이 공여자로 부적합한 경우. 무홍채증이나 콘택트렌즈 관련 LSCD결막 침범이 적은 LSCD.

역사적으로, 1984년 Thoft가 각막 상피 이식술을 보고했습니다. 1990년 Turgeon과 Thoft가 윤부 조직을 포함한 개선된 술식을 보고했으며, 이것이 기록상 최초의 KLAL입니다.

Q KLAL과 자가이식의 차이점은 무엇인가요?
A

자가이식(CLAu, SLET)은 단안 LSCD에 대해 건강한 눈에서 윤부 조직을 채취하므로 면역억제가 필요하지 않은 장이 있습니다. 반면, KLAL은 사체 공여자의 동종 조직을 사용하므로 전신 면역억제가 필요하지만, 양안 LSCD나 건강한 눈이 공여자로 적합하지 않은 증례에서도 시행 가능합니다. 체계적 검토에서 자가 CLAu의 해부학적 성공률은 81%, SLET은 78%였습니다2).

각막윤부 동종이식 이미지
각막윤부 동종이식 이미지
Yhu Fhei Lee, Dayna Wei Wei Yong, Ray Manotosh A Review of Contact Lens-Induced Limbal Stem Cell Deficiency 2023 Dec 5 Biology (Basel). 2023 Dec 5; 12(12):1490 Figure 3. PMCID: PMC10740976. License: CC BY.
A와 C는 플루오레세인 염색 하에 윤부에서 각막으로 뻗어가는 신생혈관을 보여줍니다. B와 D에서는 시각축에 이르는 판누스와 표층 혼탁이 보이며, 윤부줄기세포 손상의 범위를 알 수 있습니다.

LSCD 환자는 시력 저하를 주소로 합니다. 이는 각막결막화와 반흔화로 인한 투명성 상실 때문입니다. 지속성 각막 상피 결손이 발생하면 안통을 동반합니다. 눈부심과 눈물흘림도 나타납니다.

LSCD의 임상 양상은 중증도에 따라 다릅니다1).

LSCD 중증도임상 소견
경증소용돌이 모양 상피병증
중등도표재성 신생혈관 및 판누스
중증전주 결막

경증 LSCD에서는 플루오레세인 염색으로 소용돌이 모양의 상피병증이 관찰됩니다1). 중등도에서는 표재성 각막 신생혈관과 주변부 판누스가 나타납니다1). 중증에서는 전주 결막화로 인해 각막 전체가 결막 상피로 대체됩니다1).

LSCD의 중증도 분류에서는 임상 등급에 따라 경증(2-4), 중등도(5-7), 중증(8-10)으로 분류됩니다1). 기저 상피 세포 밀도는 대조안에서 9,252 cells/mm²인 반면, 중증 LSCD안에서는 2,821 cells/mm²까지 감소합니다1).

LSCD윤부 줄기세포가 손상되어 발생합니다. 가장 흔한 원인은 무홍채증(30.9%)이며, 화학 화상(20.6%), 콘택트렌즈(16.8%), SJS(10.4%)가 그 뒤를 잇습니다1). 단안성인 경우 화학 화상이 가장 흔합니다1).

원인 범주대표 질환
외상성화학 화상, CL 사용
면역성SJS, 막 유사천포창, GVHD
유전성무홍채증

녹내장 수술은 LSCD의 위험 인자입니다1). 섬유주 절제술이나 방수 션트 수술에 의한 직접적인 기계적 외상이 윤부 줄기세포를 손상시킵니다1). 항대사 약물(마이토마이신 C, 5-FU)의 병용도 윤부 미세환경에 영향을 미칩니다1). LSCD 환자의 35%가 녹내장 또는 고안압증을 동반했다고 보고되었습니다1).

화학 화상에서는 윤부공막에 존재하는 각막 상피 줄기세포가 손상됩니다. Vogt 창살(palisades of Vogt)의 소실은 각막 상피 줄기세포 손상 정도를 반영합니다.

LSCD의 진단은 임상 소견과 영상 검사의 조합에 기반합니다1).

임상 검사

세극등 현미경 검사: Vogt 팔리세이드 소실을 직접 관찰할 수 있습니다 1). 플루오레세인 염색으로 소용돌이 각막병증이나 결막화 범위를 평가합니다 1).

인상 세포진단: 셀룰로오스 아세테이트 필터로 안구 표면 상피를 채취합니다 1). 술잔세포의 존재는 결막화를 나타냅니다 1). LSCD 진단의 한 기준으로 사용되지만, 표본 품질에 차이가 있습니다 1).

영상 검사

생체 공초점 현미경: 각막 상피결막 상피의 형태학적 차이를 관찰할 수 있습니다 1). 각막 상피는 크고 다각형의 편평 세포이며, 결막 상피는 입방형이고 반사성이 높은 세포질을 가집니다 1).

전안부 OCT (AS-OCT): 비접촉식으로 신속한 평가가 가능합니다 1). 각막 결막화 범위와 상피 두께 변화를 평가할 수 있습니다.

전신 마취 또는 구후 마취 하에 시행합니다. 360° 윤부 결막 절개(peritomy)를 하고, 각막 표면에서 섬유혈관성 판누스와 비정상 상피를 제거합니다. 두 개의 공여자 각막공막 윤부에서 중심 각막을 절제하여 4개의 초승달 모양 윤부 조직을 만듭니다. 각 초승달의 뒤쪽 절반을 층판 박리로 제거하고, 일반적으로 3개의 초승달을 수용자 각막 주위에 배치합니다. 10-0 나일론 봉합사와 조직 접착제로 고정합니다.

공여자 조직 선택 기준으로 60세 미만의 젊은 공여자, 사망에서 보존까지의 시간 최소화, 사망 후 5일 이내 이식이 권장됩니다.

KLAL 후 이식편 장기 생존을 위해서는 전신 면역억제가 필수적입니다. Cincinnati OSSTP 프로토콜은 수술 1-2주 전부터 경구 타크로리무스 4 mg 1일 2회와 MMF 1 g 1일 2회를 시작합니다. 수술 후 경구 프레드니손 1 mg/kg/일을 추가하고 1-3개월에 걸쳐 감량합니다. 안구 표면이 안정된 환자에서는 수술 후 12-18개월부터 타크로리무스를, 수술 후 3년부터 MMF를 단계적으로 감량합니다.

KLAL 결과

안정적인 안구 표면: 적절한 3제 병용 면역억제 하에 73-77%에서 달성됩니다. 평균 4.5-4.7년 추적 관찰 보고입니다.

이식편 부전 분류: 일차 부전(수술 후 1주 이내 상피화 부전), 부분 부전(결막화와 건강한 상피 혼재), 전체 부전(전주성 LSCD 재발), 후기 부전(만성 거부 반응으로 인함).

부전의 위험 인자: 각화, 안구건조증, 안검구유착, 만성 염증, 과거 거부 반응 병력.

자가 LSCT 술식 비교

CLAu(결막 윤부 자가 이식): 해부학적 성공률 81%, 기능적 성공률 74.4%2). Kenyon과 Tseng에 의해 1989년 처음 보고됨2).

SLET(단순 윤부 상피 이식): 해부학적 성공률 78%, 기능적 성공률 68.6%2). CLAu와 동등한 결과2).

CLET(배양 윤부 상피 이식): 해부학적 성공률 61.4%, 기능적 성공률 53%로 CLAu와 SLET보다 열등함2).

Q 면역억제는 언제까지 필요한가요?
A

전신 면역억제는 일반적으로 단계적으로 감량한다: 타크로리무스는 수술 후 12~18개월부터, MMF는 수술 후 3년부터 감량한다. 안구 표면이 안정적이고 거부 반응 병력이 없으면 최종적으로 중단할 수 있다. 그러나 거부 반응 병력이 있는 경우 저용량 면역억제를 무기한 지속해야 한다. 장기 이식 전문의와의 협력이 권장된다.

Q KLAL 후 시력이 회복되나요?
A

KLAL의 주요 목적은 안정적인 안구 표면 확립이며, 직접적인 시력 개선이 아니다. 그러나 각막 표면이 안정화된 후 추가적인 광학 각막 이식(PKP 또는 DALK)을 통해 시력 회복을 기대할 수 있다. KLAL 후 DMAK+allo-SLET을 시행한 예에서 교정 시력이 20/200에서 20/40으로 개선되었다는 보고가 있다3).

6. 병태생리학 및 상세 발병 기전

섹션 제목: “6. 병태생리학 및 상세 발병 기전”

윤부 줄기세포윤부 기저층의 Vogt 팔리세이드에 존재한다1). 이 줄기세포는 구심성으로 이동하여 먼저 기저 상피세포로 분화한 후 증식하여 표면 방향으로 이동하여 탈락한다1). 윤부는 또한 결막각막으로 침입하는 것을 막는 장벽 역할을 한다1).

LSCD에서는 윤부 줄기세포 손상으로 각막 상피결막 상피로 대체되어 각막 투명성이 상실된다. 단 7%의 윤부 줄기세포만 남아 있어도 현대 수술 기법으로 각막 상피를 재생시킬 수 있다. 1)

장기적인 안구 질환에서는 염증성 사이토카인과 막 유사천포창의 복합 작용으로 인해 윤부 줄기세포의 미세환경이 변화합니다1). 수포성 각막병증에 동반된 LSCD에서는 각막 신생혈관이 없는 눈에서는 상피화까지 약 6일이 걸리는 반면, 신생혈관이 있는 눈에서는 약 29일이 소요됩니다1).

각막 상피결막 상피는 형태학적으로 다릅니다1). 정상 각막 상피는 크고 다각형의 편평 세포로 구성되며, 기저층은 저반사성 세포질과 뚜렷한 경계를 가집니다1). 결막 상피는 입방형이며 더 높은 반사성을 가진 세포질을 가지고 있고, 잔세포를 포함합니다1). 사이토케라틴 3는 각막 상피에, 사이토케라틴 19는 결막 상피에 특이적입니다1).

KLAL 실패 후 구제 방법으로, 탈세포 데스메막을 이용한 전층 각막 이식(DMAK)과 동종 단순 윤부 상피 이식(allo-SLET)의 병용이 보고되었습니다3). 데스메막은 인간 양막(HAM)에 비해 분해에 대한 저항성이 높아, 고농도 콜라게나제 침지에 24시간 이상 견디는 반면 HAM은 30분 내에 분해됩니다3).

데스메막에서 배양된 윤부 줄기세포는 HAM에서 배양된 것과 비교하여 줄기세포 마커(ABCG2, p63)의 발현이 더 우수했다고 보고되었습니다3). 자가면역 다선 증후군에 동반된 LSCD에서 KLAL 거부 후 DMAK+allo-SLET을 시행한 증례에서는 교정 시력이 20/200에서 20/40으로 개선되었고, 1.5년 동안 상피 결손 재발 없이 경과하였습니다3).

데스메막은 투명성, 내구성, 윤부 줄기세포 배양 기질로서의 우수성을 가지며, KLAL 실패 후 구제 수단으로 유망합니다. 그러나 장기적인 유효성과 면역 반응에 대해서는 추가 검토가 필요합니다. 3)

LSCD의 진단에서도 진전이 있습니다1). 생체 공초점 현미경AS-OCT의 정확도 향상으로 LSCD 중증도의 객관적 평가와 치료 효과 모니터링이 개선되고 있습니다1). 무홍채증에서는 유전자 분석의 진전이 예후 예측과 관리에 기여할 가능성이 있습니다1).

  1. Hu JCW, Trief D. A narrative review of limbal stem cell deficiency & severe ocular surface disease. Ann Eye Sci. 2023;8:13.
  2. Vazirani J, Nair D, Shanbhag S, et al. Autologous limbal stem cell transplantation for unilateral limbal stem cell deficiency: a systematic review. Br J Ophthalmol. 2021;105(2):247-252.
  3. Cheung AY, Reinisch CB, Hou JH. Decellularized Descemet Membrane Anterior Keratoplasty With Allogeneic Simple Limbal Epithelial Transplantation for Partial Limbal Stem Cell Deficiency Following Partial Keratolimbal Allograft Failure. Cornea. 2025;44(1):108-112.

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