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角膜與外眼

角膜輪部同種移植

角膜輪部同種移植(KLAL)是治療輪部幹細胞缺乏症LSCD)的一種眼表面幹細胞移植(OSST)。它移植來自死者捐贈者的附著在角膜鞏膜載體上的同種輪部組織,以恢復角膜上皮穩態。

LSCD中,角膜上皮幹細胞受損,角膜上皮結膜上皮取代1)。這種結膜化導致角膜透明度喪失,引起視力下降、瘢痕化和新生血管形成1)。單獨角膜移植LSCD無效,反覆的表面破裂和上皮癒合障礙導致移植物失敗2)

KLAL適用於以下情況:無活體捐贈者的雙眼LSCD;單眼LSCD但健眼不適合做為捐贈者;以及結膜受累較少的LSCD,如無虹膜症或隱形眼鏡相關LSCD

歷史上,Thoft於1984年報導了角膜上皮移植術。1990年,Turgeon和Thoft報導了包含輪部組織的改良術式,這是有記錄的首例KLAL

Q KLAL和自體移植有什麼區別?
A

自體移植(CLAu、SLET)從健眼獲取輪部組織治療單眼LSCD,優點是不需要免疫抑制。而KLAL使用死者捐贈者的同種組織,需要全身免疫抑制,但可用於雙眼LSCD或健眼不適合做為捐贈者的情況。系統評價顯示,自體CLAu的解剖成功率為81%,SLET為78%2)

角膜輪部同種移植圖像
角膜輪部同種移植圖像
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顯示螢光素染色下從輪部延伸到角膜新生血管。B和D顯示累及視軸的角膜血管翳和表層混濁,表明輪部幹細胞損傷的範圍。

LSCD患者主訴視力下降。這是由於角膜結膜化和瘢痕化導致透明性喪失所致。如果發生持續性角膜上皮缺損,會伴有眼痛。還可出現畏光和流淚。

LSCD的臨床表現因嚴重程度而異1)

LSCD嚴重程度臨床所見
輕度漩渦狀上皮病變
中度表層新生血管角膜血管翳
重度全周結膜

輕度LSCD時,螢光素染色可見漩渦狀上皮病變1)。中度時出現表層角膜新生血管和周邊部角膜血管翳1)。重度時全周結膜化導致整個角膜結膜上皮取代1)

LSCD的嚴重程度分類中,根據臨床分級分為輕度(2-4分)、中度(5-7分)和重度(8-10分)1)。基底上皮細胞密度在對照眼中為9,252 cells/mm²,而在重度LSCD眼中降至2,821 cells/mm²1)

LSCD 是由於角膜緣幹細胞受損而發生。最常見的原因是無虹膜症(30.9%),其次是化學灼傷(20.6%)、隱形眼鏡佩戴(16.8%)和 SJS(10.4%)1)。單眼病例中,化學灼傷最為常見1)

原因類別代表性疾病
外傷性化學灼傷、隱形眼鏡使用
免疫性SJS、黏膜類天皰瘡、GVHD
遺傳性虹膜

青光眼手術是 LSCD 的危險因子1)小樑切除術房水引流手術造成的直接機械性外傷會損傷角膜緣幹細胞1)抗代謝藥物(絲裂黴素 C、5-FU)的併用也會影響角膜緣微環境1)。據報導,35% 的 LSCD 患者合併青光眼高眼壓症1)

化學灼傷會損傷位於角膜緣鞏膜交界處的角膜上皮幹細胞。Vogt 柵欄的消失反映了角膜上皮幹細胞的損傷程度。

LSCD 的診斷基於臨床發現和影像學檢查的結合1)

臨床檢查

裂隙燈顯微鏡檢查:可直接觀察到Vogt柵欄的消失1)螢光素染色評估漩渦狀角膜病變或結膜化的範圍1)

印跡細胞學:使用醋酸纖維素濾膜採集眼表面上皮細胞1)。杯狀細胞的存在表示結膜1)。這是LSCD的診斷標準之一,但樣本品質有差異1)

影像學檢查

活體共軛焦顯微鏡:可觀察角膜上皮結膜上皮的形態學差異1)角膜上皮為大型多角形扁平細胞,結膜上皮為立方形、細胞質高反射1)

前眼部OCTAS-OCT:可進行非接觸式快速評估1)。能評估結膜化的範圍和上皮厚度的變化。

在全身麻醉或球後麻醉下進行。做360°角膜緣結膜切開(peritomy),去除角膜表面的纖維血管翳和異常上皮。從兩個捐贈角膜鞏膜緣切除中央角膜,製作四個新月形角膜緣組織。每個新月形的後半部分通過板層剝離去除,通常將三個新月形組織放置在受體角膜周圍。用10-0尼龍縫線和組織黏合劑固定。

捐贈組織選擇標準包括:年齡小於60歲的年輕捐贈者、死亡到保存時間最小化、死亡後5天內移植。

KLAL術後移植物長期存活需要全身免疫抑制。Cincinnati OSSTP方案在術前1-2週開始口服他克莫司4 mg每日兩次和MMF 1 g每日兩次。術後加用口服潑尼松1 mg/kg/日,並在1-3個月內逐漸減量。眼表面穩定的患者,術後12-18個月開始逐漸減量他克莫司,術後3年開始逐漸減量MMF。

KLAL結果

穩定的眼表面:在適當的三聯免疫抑制下,73-77%的患者達到。平均追蹤4.5-4.7年的報告。

移植失敗分類:原發性失敗(術後1週內上皮化不全)、部分失敗(結膜化與健康上皮混合)、完全失敗(全周性LSCD復發)、晚期失敗(由慢性排斥反應引起)。

失敗的風險因子:角化、乾眼症、眼瞼球黏連、慢性發炎、過去排斥反應史。

自體LSCT術式比較

CLAu(結膜輪部自體移植):解剖學成功率81%,功能性成功率74.4%2)。由Kenyon和Tseng於1989年首次報告2)

SLET(簡易輪部上皮移植):解剖學成功率78%,功能性成功率68.6%2)。與CLAu效果相當2)

CLET(培養輪部上皮移植):解剖學成功率61.4%,功能性成功率53%,劣於CLAu和SLET2)

Q 免疫抑制需要持續多久?
A

全身免疫抑制通常逐步減量:他克莫司在術後12-18個月開始減量,MMF在術後3年開始減量。如果眼表穩定且無排斥史,最終可能停藥。但若有排斥史,則需無限期維持低劑量免疫抑制。建議與器官移植專科醫師協作。

Q KLAL後視力能恢復嗎?
A

KLAL的主要目的是建立穩定的眼表,而非直接改善視力。但在角膜表面穩定後,透過附加的光學角膜移植PKPDALK)可望恢復視力。有報告一例KLAL後行DMAK+allo-SLET矯正視力從20/200改善至20/403)

輪部幹細胞位於輪部基底層Vogt柵欄中1)。這些幹細胞向心性遷移,首先分化為基底上皮細胞,然後增殖並向表面遷移,最終脫落1)。輪部還起到屏障作用,防止結膜侵入角膜1)

LSCD中,輪部幹細胞受損導致角膜上皮結膜上皮取代,角膜透明性喪失。只要保留7%的輪部幹細胞,現代手術技術即可再生角膜上皮1)

在長期眼病中,發炎性細胞激素與黏膜類天皰瘡的聯合作用改變了輪部幹細胞的微環境1)。在水疱性角膜病變相關的LSCD中,無角膜新生血管的眼睛上皮化約需6天,而有新生血管的眼睛則約需29天1)

角膜上皮結膜上皮在形態上不同1)。正常角膜上皮由大型多角形扁平細胞組成,基底層具有低反射性細胞質與清晰的邊界1)結膜上皮為立方形,細胞質反射性較高,並含有杯狀細胞1)。細胞角蛋白3對角膜上皮特異,細胞角蛋白19對結膜上皮特異1)

作為KLAL失敗後的補救措施,已報告使用脫細胞Descemet膜進行前層角膜移植(DMAK)合併同種異體簡易輪部上皮移植(allo-SLET3)。Descemet膜比人類羊膜(HAM)更耐降解;在高濃度膠原酶浸泡下,Descemet膜可耐受超過24小時,而HAM在30分鐘內降解3)

據報告,在Descemet膜上培養的輪部幹細胞與HAM上相比,幹細胞標誌物(ABCG2、p63)的表現更好3)。在一例自體免疫性多腺體症候群相關LSCD病例中,KLAL排斥後進行DMAK+allo-SLET矯正視力從20/200改善至20/40,且1.5年內無上皮缺損復發3)

Descemet膜在透明性、耐久性以及作為輪部幹細胞培養基質方面具有優勢,是KLAL失敗後有希望的補救方法。然而,長期療效與免疫反應仍需進一步研究。3)

LSCD的診斷也取得了進展1)。隨著活體共聚焦顯微鏡與AS-OCT精確度的提高,LSCD嚴重程度的客觀評估與治療效果的監測正在改善1)。在無虹膜症中,基因分析的進展可能有助於預後預測與管理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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