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角膜與外眼

輪部幹細胞缺乏症(LSCD)

1. 什麼是輪部幹細胞缺乏症(LSCD)?

Section titled “1. 什麼是輪部幹細胞缺乏症(LSCD)?”

角膜上皮是複層鱗狀上皮,每3至10天完全更新一次。支持這種持續再生的幹細胞存在於角膜結膜交界處的輪部。1921年Vogt描述的輪部柵狀組織(POV)就是這些幹細胞的微環境(niche)1)

輪部幹細胞缺乏症(LSCD)是指這些幹細胞先天或後天消失或功能不全的狀態。當角膜上皮的自我修復能力喪失時,結膜上皮會侵入角膜,即「結膜化」。結膜化伴隨表層新生血管角膜混濁的進展,導致視力障礙。

輪部還起到防止結膜血管侵入角膜的屏障作用。一旦這個屏障被破壞,角膜的透明性就會喪失。LSCD呈現從部分性(不完全結膜化)到全周性(完全結膜化)的各種嚴重程度1)。據認為,只要殘留7%的輪部幹細胞,現代手術技術就能重建角膜上皮1)

輪部幹細胞缺乏症圖像
輪部幹細胞缺乏症圖像
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為術前,角膜整體混濁且血管侵入嚴重。b至d為術後過程,表面上皮化和透明度恢復進展,箭頭所示可見角膜緣移植片。

主要主訴為復發性上皮糜爛引起的眼痛視力下降。異物感、隱形眼鏡不耐受、畏光和流淚也很常見。上皮屏障破壞易併發感染性角膜炎。

裂隙燈顯微鏡檢查可見以下階段性表現1)

  • 輕度螢光素染色顯示漩渦狀上皮病變(whorl-epitheliopathy)。上皮變薄從角膜緣向中央進展。
  • 中度:出現表層新生血管和周邊部角膜血管翳。
  • 重度:360度角膜結膜化、基質新生血管角膜混濁/瘢痕化。有時可導致角膜穿孔。

角膜學會2019年發布的全球共識提出了基於角膜緣受累範圍、角膜表面受累範圍及對視軸影響的臨床分期分類1)

POV在正常情況下存在於角膜緣全周(尤其在上方和下方易於觀察)。LSCD時POV消失。但10歲以下或70歲以上正常人也可能難以觀察到POV。

LSCD的原因分為遺傳性、獲得性和特發性1)

獲得性(外傷、醫源性、藥物性)

化學燒傷:單眼LSCD的最常見原因。鹼性損傷尤其容易嚴重。

隱形眼鏡:2%~5%的CL佩戴者出現LSCD1)。機械刺激和低氧環境損傷角膜緣幹細胞

藥物誘發:已報告的有杜匹魯單抗3)、德瓦魯單抗5)、絲裂黴素C/5-FU(與青光眼手術併用時)等。

手術/放射:翼狀胬肉手術、青光眼手術、冷凍凝固術、體外放射治療。

發炎性、感染性、遺傳性

Stevens-Johnson症候群:嚴重的眼表發炎導致雙側LSCD。

免疫媒介性:眼黏膜類天皰瘡(MMP)、移植物抗宿主病(GVHD)。

感染性:皰疹性角膜炎、砂眼、水痘6)

遺傳性:無虹膜症(PAX6突變)最常見。還包括KID症候群、著色性乾皮症等。

某三級醫院738隻眼14年的流行病學調查顯示,病因構成爲無虹膜症30.9%、化學/熱燒傷20.6%、CL 16.8%、Stevens-Johnson症候群10.4%1)

Mehta等人報告了一例56歲男性在開始使用杜匹魯單抗57個月後出現雙側LSCD和廣泛眼瞼球粘連的病例。認爲IL-4/IL-13信號抑制導致杯狀細胞減少,引發眼表發炎,慢性發炎耗盡了角膜緣幹細胞3)

Schumaier等人報告了一例65歲男性在開始使用德瓦魯單抗治療非小細胞肺癌2個月後出現雙側LSCD樣表現和左眼角膜穿孔的病例。角膜高表達PD-L1,PD-1/PD-L1路徑抑制可能誘發了自體免疫性角膜炎。停用德瓦魯單抗後結膜發炎消退。5)

Q 戴隱形眼鏡會導致LSCD嗎?
A

長期佩戴隱形眼鏡可能導致LSCD。尤其常見於軟式隱形眼鏡,據報導約2%–5%的隱形眼鏡佩戴者出現LSCD。從開始佩戴到發病的平均時間為14–17年。機械刺激、低氧環境以及保養液中的防腐劑被認為會損傷角膜緣幹細胞

LSCD的診斷主要基於臨床表現,並輔以各種檢查1)

診斷方法優點缺點
印跡細胞學檢測杯狀細胞以確認結膜依賴檢體品質
共焦顯微鏡可定量評估全層細胞需要患者配合5–15分鐘
眼前段OCT非接觸、時間短解析度低於共焦顯微鏡

診斷流程

  1. 使用裂隙燈顯微鏡確認POV消失。
  2. 通過螢光素染色評估漩渦狀角膜病變或結膜化模式。
  3. 必要時進行印跡細胞學檢查,檢測角膜表面的杯狀細胞(結膜化的標誌)。
  4. 使用共聚焦顯微鏡確認基底上皮細胞密度降低和化生細胞的存在。

鑑別診斷包括翼狀胬肉(通常位於鼻側)、眼表鱗狀細胞腫瘤(OSSN)和周邊感染性角膜炎。

治療從保守管理逐步進展,考慮手術介入。單獨角膜移植在LSCD中為禁忌症2)

保守治療

停止佩戴隱形眼鏡並去除刺激因素:可逆的“角膜緣幹細胞應激”可通過保守管理改善。

人工淚液:頻繁滴用不含防腐劑的製劑以潤滑眼表。

類固醇滴眼液:短期脈衝給藥以控制炎症。

環孢素滴眼液:用於長期免疫調節。

自體血清滴眼液:有助於促進角膜上皮癒合。

手術治療

結膜輪部自體移植(CLAu):單眼LSCD從健康眼取輪部組織。成功率77~100%2)

培養輪部上皮移植(CLET):取小塊輪部組織在實驗室擴增培養後移植。

簡易輪部上皮移植(SLET:將供體幹細胞直接播種在羊膜上。無需實驗室。

培養口腔黏膜上皮移植(COMET):針對雙眼LSCD,用自體口腔黏膜替代。4)

人工角膜(KPro):嚴重全周性LSCD的最後手段。

培養角膜上皮移植(日本起源的再生醫療)和羊膜移植也常合併使用。對於SJS等發炎嚴重的病例,有時會合併使用絲裂黴素C抑制纖維母細胞。

Booranapong等在泰國對3例化學燒傷和3例Stevens-Johnson症候群患者進行了培養口腔黏膜上皮片移植。化學燒傷的2例在1年後達到優秀評價,但Stevens-Johnson症候群病例因口腔黏膜本身受損,細胞存活率低,結果不佳。4)

Q 僅做角膜移植不能治好嗎?
A

單純角膜移植不能治癒LSCD。角膜移植提供的是角膜基質和內皮,不含角膜上皮幹細胞。移植後幹細胞缺乏狀態未變,結膜化和角膜混濁會再次進展,導致移植失敗。應首先進行補充輪部幹細胞的手術,穩定角膜表面,然後根據需要二期進行角膜移植

角膜上皮幹細胞位於POV的基底細胞層。POV的色素沉著保護幹細胞免受紫外線傷害。幹細胞作為基底細胞向心性移向角膜中央,在分化過程中移向表層,最終脫落。1)

幹細胞微環境:輪部幹細胞需要角膜外基質血管系統的營養供應,因此位於靠近血管的周邊區域。角膜為維持透明性而無血管,幹細胞存在於這一過渡區域。

LSCD的發病機轉

  1. 輪部上皮損傷(化學灼傷、發炎、機械刺激等)
  2. 幹細胞微環境破壞(發炎性細胞激素、基質金屬蛋白酶)
  3. 幹細胞減少 → 角膜上皮再生能力下降
  4. 結膜上皮侵入角膜結膜化)
  5. 表層新生血管角膜混濁、疤痕化進展

輪部幹細胞不僅負責角膜上皮的再群聚化,也扮演防止結膜血管侵入的屏障角色。一旦此屏障功能喪失,就會發生結膜化和新生血管角膜透明度將不可逆地受損。

在部分性LSCD中,殘留的健康輪部可供應角膜上皮,因此若損傷範圍侷限,預後相對良好。在全周性LSCD中,外科介入必不可少。

新型藥物引起的LSCD:已有報導免疫檢查點抑制劑和杜匹魯單抗等新型生物製劑導致LSCD3)5)。提出杜匹魯單抗透過抑制IL-4/IL-13減少杯狀細胞,導致慢性眼表發炎進而發展為LSCD的機制3)。德瓦魯單抗可能透過抑制PD-L1破壞角膜免疫特權,引發自體免疫性角膜5)

新病因的報導:Elmansouri等人報告了首例水痘後發生LSCD的10歲兒童病例6)。病毒感染導致LSCD的認識正在擴大。

口腔黏膜上皮再生醫學:培養口腔黏膜上皮片移植(COMET)和SOMET是雙側LSCD且無法獲得輪部供體時的有希望的選擇4)。由於使用自體組織,無需免疫抑制,且SOMET不需要細胞培養基礎設施,可在資源有限的環境中實施。

利用iPS細胞的角膜上皮再生:iPS細胞(誘導性多能幹細胞)有望解決供體不足和排斥反應的問題。除了自體iPS細胞,也正在考慮使用具有低免疫原性特定HLA類型的異體iPS細胞庫。已有報導將人類iPS細胞分化為角膜上皮細胞並製備細胞片,作為雙側LSCD的新治療選擇,臨床研究正在推進。

基因治療的融合:培養輪部上皮移植(CLET)在體外培養過程中可以進行基因導入。對於先天性LSCD如大皰性表皮鬆解症,正在考慮與基因治療聯合使用。這是CLAu或SLET無法實現的治療策略,被認為是CLET獨特的臨床意義。

影像診斷的進步:共聚焦顯微鏡和前段OCT技術的改進使得LSCD的早期診斷和治療效果監測更加精確1)

基因分析的應用:對於無虹膜症等遺傳性LSCD,基因序列分析可能用於預後預測和治療方針的決定1)

Q 免疫檢查點抑制劑也會引起眼部副作用嗎?
A

是的。免疫檢查點抑制劑罕見地會引起眼部副作用。葡萄膜炎乾眼症相對常見,但重症病例有報告導致LSCD或角膜穿孔。癌症治療開始後如果出現眼部症狀(充血、疼痛、視力下降),及時就診眼科非常重要。

  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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