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角膜与外眼

角膜缘同种异体移植

1. 什么是角膜缘同种异体移植?

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角膜缘同种异体移植(KLAL)是治疗角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)的一种眼表干细胞移植(OSST)。它移植来自死者供体的附着在角膜巩膜载体上的同种异体角膜缘组织,以恢复角膜上皮稳态。

LSCD中,角膜上皮干细胞受损,角膜上皮结膜上皮取代1)。这种结膜化导致角膜透明度丧失,引起视力下降、瘢痕化和新生血管形成1)。单独角膜移植LSCD无效,反复的表面破裂和上皮愈合障碍导致移植物失败2)

KLAL适用于以下情况:无活体供体的双眼LSCD;单眼LSCD但健眼不适合作为供体;以及结膜受累较少的LSCD,如无虹膜症或隐形眼镜相关LSCD

历史上,Thoft于1984年报道了角膜上皮移植术。1990年,Turgeon和Thoft报道了包含角膜缘组织的改良术式,这是有记录的首例KLAL

Q KLAL和自体移植有什么区别?
A

自体移植(CLAu、SLET)从健眼获取角膜缘组织治疗单眼LSCD,优点是不需要免疫抑制。而KLAL使用死者供体的同种异体组织,需要全身免疫抑制,但可用于双眼LSCD或健眼不适合作为供体的情况。系统评价显示,自体CLAu的解剖成功率为81%,SLET为78%2)

角膜缘同种异体移植图像
角膜缘同种异体移植图像
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.
A和C显示荧光素染色下从角膜缘延伸到角膜新生血管。B和D显示累及视轴的角膜血管翳和浅层混浊,表明角膜缘干细胞损伤的范围。

LSCD患者主诉视力下降。这是由于角膜结膜化和瘢痕化导致透明性丧失所致。如果发生持续性角膜上皮缺损,会伴有眼痛。还可出现畏光和流泪。

LSCD的临床表现因严重程度而异1)

LSCD严重程度临床所见
轻度漩涡状上皮病变
中度浅层新生血管角膜血管翳
重度全周结膜

轻度LSCD时,荧光素染色可见漩涡状上皮病变1)。中度时出现浅层角膜新生血管和周边部角膜血管翳1)。重度时全周结膜化导致整个角膜结膜上皮取代1)

LSCD的严重程度分类中,根据临床分级分为轻度(2-4分)、中度(5-7分)和重度(8-10分)1)。基底上皮细胞密度在对照眼中为9,252 cells/mm²,而在重度LSCD眼中降至2,821 cells/mm²1)

LSCD 是由于角膜缘干细胞受损而发生的。最常见的原因是无虹膜症(30.9%),其次是化学烧伤(20.6%)、隐形眼镜佩戴(16.8%)和 SJS(10.4%)1)。单眼病例中,化学烧伤最为常见1)

原因类别代表性疾病
外伤性化学烧伤、隐形眼镜使用
免疫性SJS、黏膜类天疱疮、GVHD
遗传性无虹膜症

青光眼手术是 LSCD 的危险因素1)小梁切除术房水引流手术造成的直接机械性创伤会损伤角膜缘干细胞1)抗代谢药物(丝裂霉素 C、5-FU)的联合使用也会影响角膜缘微环境1)。据报道,35% 的 LSCD 患者合并青光眼高眼压症1)

化学烧伤会损伤位于角膜缘巩膜交界处的角膜上皮干细胞。Vogt 栅栏的消失反映了角膜上皮干细胞的损伤程度。

LSCD 的诊断基于临床发现和影像学检查的结合1)

临床检查

裂隙灯显微镜检查:可直接观察到Vogt栅栏的消失1)荧光素染色评估漩涡状角膜病变或结膜化的范围1)

印迹细胞学:使用醋酸纤维素滤膜采集眼表面上皮细胞1)。杯状细胞的存在提示结膜1)。这是LSCD的诊断标准之一,但样本质量存在差异1)

影像学检查

活体共聚焦显微镜:可观察角膜上皮结膜上皮的形态学差异1)角膜上皮为大型多角形扁平细胞,结膜上皮为立方形、胞质高反射1)

眼前节OCTAS-OCT:可进行非接触式快速评估1)。能评估结膜化的范围和上皮厚度的变化。

在全身麻醉或球后麻醉下进行。做360°角膜缘结膜切开(peritomy),去除角膜表面的纤维血管翳和异常上皮。从两个供体角膜巩膜缘切除中央角膜,制作四个新月形角膜缘组织。每个新月形的后半部分通过板层剥离去除,通常将三个新月形组织放置在受体角膜周围。用10-0尼龙缝线和组织粘合剂固定。

供体组织选择标准包括:年龄小于60岁的年轻供体、死亡到保存时间最小化、死亡后5天内移植。

KLAL术后移植物长期存活需要全身免疫抑制。Cincinnati OSSTP方案在术前1-2周开始口服他克莫司4 mg每日两次和MMF 1 g每日两次。术后加用口服泼尼松1 mg/kg/日,并在1-3个月内逐渐减量。眼表面稳定的患者,术后12-18个月开始逐渐减量他克莫司,术后3年开始逐渐减量MMF。

KLAL结果

稳定的眼表面:在适当的三联免疫抑制下,73-77%的患者达到。平均随访4.5-4.7年的报告。

移植失败分类:原发性失败(术后1周内上皮化不全)、部分失败(结膜化与健康上皮混合)、完全失败(全周性LSCD复发)、晚期失败(由慢性排斥反应引起)。

失败的风险因素:角化、干眼症睑球粘连、慢性炎症、既往排斥反应史。

自体LSCT术式比较

CLAu(结膜角膜缘自体移植):解剖学成功率81%,功能性成功率74.4%2)。由Kenyon和Tseng于1989年首次报道2)

SLET(简易角膜缘上皮移植):解剖学成功率78%,功能性成功率68.6%2)。与CLAu效果相当2)

CLET(培养角膜缘上皮移植):解剖学成功率61.4%,功能性成功率53%,劣于CLAu和SLET2)

Q 免疫抑制需要持续多久?
A

全身免疫抑制通常逐步减量:他克莫司在术后12-18个月开始减量,MMF在术后3年开始减量。如果眼表稳定且无排斥史,最终可能停药。但若有排斥史,则需无限期维持低剂量免疫抑制。建议与器官移植专科医生协作。

Q KLAL后视力能恢复吗?
A

KLAL的主要目的是建立稳定的眼表,而非直接改善视力。但在角膜表面稳定后,通过附加的光学角膜移植PKPDALK)可望恢复视力。有报道一例KLAL后行DMAK+allo-SLET矫正视力从20/200改善至20/403)

角膜缘干细胞位于角膜缘基底层Vogt栅栏中1)。这些干细胞向心性迁移,首先分化为基底上皮细胞,然后增殖并向表面迁移,最终脱落1)角膜缘还起到屏障作用,防止结膜侵入角膜1)

LSCD中,角膜缘干细胞受损导致角膜上皮结膜上皮取代,角膜透明性丧失。只要保留7%的角膜缘干细胞,现代手术技术即可再生角膜上皮1)

在长期眼病中,炎症细胞因子和黏膜类天疱疮的联合作用改变了角膜缘干细胞的微环境1)。在大疱性角膜病变相关的LSCD中,无角膜新生血管的眼睛上皮化约需6天,而有新生血管的眼睛则约需29天1)

角膜上皮结膜上皮在形态上不同1)。正常角膜上皮由大型多角形扁平细胞组成,基底层具有低反射性细胞质和清晰的边界1)结膜上皮为立方形,细胞质反射性更高,并含有杯状细胞1)。细胞角蛋白3对角膜上皮特异,细胞角蛋白19对结膜上皮特异1)

作为KLAL失败后的补救措施,已报道使用脱细胞Descemet膜进行前层角膜移植(DMAK)联合同种异体简易角膜缘上皮移植(allo-SLET3)。Descemet膜比人羊膜(HAM)更耐降解;在高浓度胶原酶浸泡下,Descemet膜可耐受超过24小时,而HAM在30分钟内降解3)

据报道,在Descemet膜上培养的角膜缘干细胞与HAM上相比,干细胞标志物(ABCG2、p63)的表达更好3)。在一例自身免疫性多腺体综合征相关LSCD病例中,KLAL排斥后行DMAK+allo-SLET矫正视力从20/200改善至20/40,且1.5年内无上皮缺损复发3)

Descemet膜在透明性、耐久性以及作为角膜缘干细胞培养基质方面具有优势,是KLAL失败后有希望的补救方法。然而,长期疗效和免疫反应仍需进一步研究。3)

LSCD的诊断也取得了进展1)。随着活体共聚焦显微镜AS-OCT精度的提高,LSCD严重程度的客观评估和治疗效果的监测正在改善1)。在无虹膜症中,基因分析的进展可能有助于预后预测和管理1)

  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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