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角膜与外眼

角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)

1. 什么是角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)?

Section titled “1. 什么是角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)?”

角膜上皮是复层鳞状上皮,每3至10天完全更新一次。支持这种持续再生的干细胞存在于角膜结膜交界处的角膜缘。1921年Vogt描述的角膜缘栅状结构(POV)就是这些干细胞的微环境(niche)1)

角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)是指这些干细胞先天或后天消失或功能不全的状态。当角膜上皮的自我修复能力丧失时,结膜上皮会侵入角膜,即“结膜化”。结膜化伴随表层新生血管角膜混浊的进展,导致视力障碍。

角膜缘还起到防止结膜血管侵入角膜的屏障作用。一旦这个屏障被破坏,角膜的透明性就会丧失。LSCD呈现从部分性(不完全结膜化)到全周性(完全结膜化)的各种严重程度1)。据认为,只要残留7%的角膜缘干细胞,现代手术技术就能重建角膜上皮1)

角膜缘干细胞缺乏症图像
角膜缘干细胞缺乏症图像
Anja Viestenz, Christiane Kesper, Thomas Hammer, Joana Heinzelmann, et al. ALT (allogeneic limbal transplantation): a new surgical technique for limbal stem cell deficiency 2022 Aug 19 Int Ophthalmol. 2022 Aug 19; 42(12):3749-3762 Figure 3. PMCID: PMC9617846. License: CC BY.
a为术前,角膜整体混浊且血管侵入严重。b至d为术后过程,表面上皮化和透明度恢复进展,箭头所示可见角膜缘移植物。

主要主诉为复发性上皮糜烂引起的眼痛视力下降。异物感、隐形眼镜不耐受畏光和流泪也很常见。上皮屏障破坏易并发感染性角膜炎。

裂隙灯显微镜检查可见以下阶段性表现1)

  • 轻度荧光素染色显示旋涡状上皮病变(whorl-epitheliopathy)。上皮变薄从角膜缘向中央进展。
  • 中度:出现表层新生血管和周边部角膜血管翳。
  • 重度:360度角膜结膜化、基质新生血管角膜混浊/瘢痕化。有时可导致角膜穿孔。

角膜学会2019年发布的全球共识提出了基于角膜缘受累范围、角膜表面受累范围及对视轴影响的临床分期分类1)

POV在正常情况下存在于角膜缘全周(尤其在上方和下方易于观察)。LSCD时POV消失。但10岁以下或70岁以上正常人也可能难以观察到POV。

LSCD的原因分为遗传性、获得性和特发性1)

获得性(外伤、医源性、药物性)

化学烧伤:单眼LSCD的最常见原因。碱性损伤尤其容易严重。

隐形眼镜:2%~5%的CL佩戴者出现LSCD1)。机械刺激和低氧环境损伤角膜缘干细胞

药物诱导:已报道的有度普利尤单抗3)、德瓦鲁单抗5)、丝裂霉素C/5-FU(与青光眼手术联合使用时)等。

手术/放射翼状胬肉手术、青光眼手术、冷冻凝固术、外照射放射治疗。

炎症性、感染性、遗传性

Stevens-Johnson综合征:严重的眼表炎症导致双侧LSCD

免疫介导性眼黏膜类天疱疮(MMP)、移植物抗宿主病(GVHD)。

感染性:疱疹性角膜炎、沙眼、水痘6)

遗传性无虹膜症(PAX6突变)最常见。还包括KID综合征、着色性干皮病等。

某三级医院738只眼14年的流行病学调查显示,病因构成为无虹膜症30.9%、化学/热烧伤20.6%、CL 16.8%、Stevens-Johnson综合征10.4%1)

Mehta等人报告了一例56岁男性在开始使用度普利尤单抗57个月后出现双侧LSCD和广泛睑球粘连的病例。认为IL-4/IL-13信号抑制导致杯状细胞减少,引发眼表炎症,慢性炎症耗尽了角膜缘干细胞3)

Schumaier等人报告了一例65岁男性在开始使用德瓦鲁单抗治疗非小细胞肺癌2个月后出现双侧LSCD样表现和左眼角膜穿孔的病例。角膜高表达PD-L1,PD-1/PD-L1通路抑制可能诱发了自身免疫性角膜炎。停用德瓦鲁单抗后结膜炎症消退。5)

Q 佩戴隐形眼镜会导致LSCD吗?
A

长期佩戴隐形眼镜可能导致LSCD。尤其多见于软性隐形眼镜,据报道约2%–5%的隐形眼镜佩戴者出现LSCD。从开始佩戴到发病的平均时间为14–17年。机械刺激、低氧环境以及护理液中的防腐剂被认为会损伤角膜缘干细胞

LSCD的诊断主要基于临床表现,并辅以各种检查1)

诊断方法优点缺点
印迹细胞学检测杯状细胞以确认结膜依赖标本质量
共聚焦显微镜可定量评估全层细胞需要患者配合5–15分钟
眼前节OCT非接触、时间短分辨率低于共聚焦显微镜

诊断流程

  1. 使用裂隙灯显微镜确认POV消失。
  2. 通过荧光素染色评估漩涡状角膜病变或结膜化模式。
  3. 必要时进行印迹细胞学检查,检测角膜表面的杯状细胞(结膜化的标志)。
  4. 使用共聚焦显微镜确认基底上皮细胞密度降低和化生细胞的存在。

鉴别诊断包括翼状胬肉(通常位于鼻侧)、眼表鳞状细胞肿瘤OSSN)和周边感染性角膜炎。

治疗从保守管理逐步推进,考虑手术干预。单独角膜移植LSCD中为禁忌症2)

保守治疗

停止佩戴隐形眼镜并去除刺激因素:可逆的“角膜缘干细胞应激”可通过保守管理改善。

人工泪液:频繁滴用不含防腐剂的制剂以润滑眼表。

类固醇滴眼液:短期脉冲给药以控制炎症。

环孢素滴眼液:用于长期免疫调节。

自体血清滴眼液:有助于促进角膜上皮愈合。

手术治疗

结膜缘干细胞自体移植(CLAu):单眼LSCD从健康眼取缘组织。成功率77~100%2)

培养角膜缘上皮移植(CLET):取小块角膜缘组织在实验室扩增培养后移植。

简易角膜缘上皮移植(SLET:将供体干细胞直接播种在羊膜上。无需实验室。

培养口腔黏膜上皮移植(COMET):针对双眼LSCD,用自体口腔黏膜替代。4)

人工角膜(KPro):严重全周性LSCD的最后手段。

培养角膜上皮移植(日本起源的再生医疗)和羊膜移植也常联合使用。对于SJS等炎症严重的病例,有时会联合使用丝裂霉素C抑制成纤维细胞。

Booranapong等在泰国对3例化学烧伤和3例Stevens-Johnson综合征患者进行了培养口腔黏膜上皮片移植。化学烧伤的2例在1年后达到优秀评价,但Stevens-Johnson综合征病例因口腔黏膜本身受损,细胞存活率低,结果不佳。4)

Q 仅做角膜移植不能治愈吗?
A

单纯角膜移植不能治愈LSCD角膜移植提供的是角膜基质和内皮,不含角膜上皮干细胞。移植后干细胞缺乏状态未变,结膜化和角膜混浊会再次进展,导致移植失败。应首先进行补充角膜缘干细胞的手术,稳定角膜表面,然后根据需要二期进行角膜移植

角膜上皮干细胞位于POV的基底细胞层。POV的色素沉着保护干细胞免受紫外线伤害。干细胞作为基底细胞向心性移向角膜中央,在分化过程中移向表层,最终脱落。1)

干细胞微环境角膜缘干细胞需要角膜外基质血管系统的营养供应,因此位于靠近血管的周边区域。角膜为维持透明性而无血管,干细胞存在于这一过渡区域。

LSCD的发病机制

  1. 角膜缘上皮损伤(化学烧伤、炎症、机械刺激等)
  2. 干细胞微环境破坏(炎性细胞因子、基质金属蛋白酶)
  3. 干细胞减少 → 角膜上皮再生能力下降
  4. 结膜上皮侵入角膜结膜化)
  5. 表层新生血管角膜混浊、瘢痕化进展

角膜缘干细胞不仅负责角膜上皮的再群体化,还起到防止结膜血管侵入的屏障作用。一旦这种屏障功能丧失,就会发生结膜化和新生血管角膜透明性将不可逆地受损。

在部分性LSCD中,残留的健康角膜缘可供应角膜上皮,因此如果损伤范围局限,预后相对良好。在全周性LSCD中,外科干预必不可少。

新型药物引起的LSCD:已有报道免疫检查点抑制剂和度普利尤单抗等新型生物制剂导致LSCD3)5)。提出度普利尤单抗通过抑制IL-4/IL-13减少杯状细胞,导致慢性眼表炎症进而发展为LSCD的机制3)。度伐利尤单抗可能通过抑制PD-L1破坏角膜免疫特权,引发自身免疫性角膜5)

新病因的报道:Elmansouri等人报告了首例水痘后发生LSCD的10岁儿童病例6)。病毒感染导致LSCD的认识正在扩大。

口腔黏膜上皮再生医学:培养口腔黏膜上皮片移植(COMET)和SOMET是双侧LSCD且无法获得角膜缘供体时的有希望的选择4)。由于使用自体组织,无需免疫抑制,且SOMET不需要细胞培养基础设施,可在资源有限的环境中实施。

利用iPS细胞的角膜上皮再生:iPS细胞(诱导多能干细胞)有望解决供体不足和排斥反应的问题。除了自体iPS细胞,还正在考虑使用具有低免疫原性特定HLA类型的异体iPS细胞库。已有报道将人iPS细胞分化为角膜上皮细胞并制备细胞片,作为双侧LSCD的新治疗选择,临床研究正在推进。

基因治疗的融合:培养角膜缘上皮移植(CLET)在体外培养过程中可以进行基因导入。对于先天性LSCD如大疱性表皮松解症,正在考虑与基因治疗联合使用。这是CLAu或SLET无法实现的治疗策略,被认为是CLET独特的临床意义。

影像诊断的进步共聚焦显微镜前段OCT技术的改进使得LSCD的早期诊断和治疗效果监测更加精确1)

基因分析的应用:对于无虹膜症等遗传性LSCD,基因序列分析可能用于预测预后和决定治疗方案1)

Q 免疫检查点抑制剂也会引起眼部副作用吗?
A

是的。免疫检查点抑制剂罕见地会引起眼部副作用。葡萄膜炎干眼症相对常见,但重症病例有报道导致LSCD角膜穿孔。癌症治疗开始后如果出现眼部症状(充血、疼痛、视力下降),及时就诊眼科非常重要。

  1. Trief D, Rapuano CJ. Limbal stem cell deficiency: pathophysiology, clinical manifestations, diagnosis, and causes. Ann Eye Sci. 2023;8:13.
  2. Basu S, Chodosh J. Conjunctival limbal autograft transplantation for limbal stem cell deficiency: a systematic review. Br J Ophthalmol. 2023 (247.full).
  3. Mehta U, Farid M. Dupilumab Induced Limbal Stem Cell Deficiency. Int Med Case Rep J. 2021;14:275-278.
  4. Booranapong W, Kosrirukvongs P, Duangsaard S, et al. Transplantation of autologous cultivated oral mucosal epithelial sheets for limbal stem cell deficiency at Siriraj Hospital: a case series. J Med Case Rep. 2022;16:298.
  5. Schumaier NP, Heidemann DG, Gupta C. Durvalumab-associated limbal stem cell deficiency and secondary corneal perforation. Am J Ophthalmol Case Rep. 2024;35:102074.
  6. Elmansouri O, Lemkhoudem A, Bezza H, et al. Limbal stem cell deficiency: a dreaded complication of chickenpox in children. Oxford Med Case Rep. 2025;5:334-335.

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