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兒童眼科與斜視

無虹膜症

虹膜症(Aniridia)是一種罕見的先天性疾病,特徵為虹膜不同程度的發育不全或缺損。「無虹膜症」這個名稱其實是誤稱,因為在隅角鏡檢查超音波生物顯微鏡UBM)下,幾乎總能觀察到虹膜組織的碎片。

盛行率約為1/40,000至1/100,000,並無顯著的種族或性別差異1)。在ICD-10中分類為Q13.1。

此疾病不僅影響虹膜,還會波及角膜水晶體隅角中心窩視神經,是一種泛眼球疾病1),並會引起多種威脅視力的眼部併發症。視力預後通常不佳,矯正視力多僅達0.1左右。瞳孔反射消失,但調節反射仍保留,且60%至90%為雙眼性。

已確認以下三種表現型。

孤立性無虹膜症

頻率:約佔整體的2/3。

遺傳模式體染色體顯性遺傳(AD)。

特徵:由PAX6基因突變引起。無全身性症狀。外顯率完全,但表現度多樣。

WAGR症候群

頻率:部分散發病例。

遺傳模式:PAX6與WT1的鄰接缺失。

特徵:合併威爾姆氏腫瘤、泌尿生殖器異常、智能遲滯。腫瘤風險最高達50%。

吉萊斯皮症候群

頻率:約佔整體的2%。

遺傳形式:ITPR1基因突變。

特徵:伴隨小腦失調及智能障礙。特徵性虹膜異常表現為固定性瞳孔散大3)

散發性無虹膜症約佔整體的1/3,由包含PAX6在內的11p13 de novo缺失引起。若缺失擴及鄰近的WT1基因,則會導致WAGR症候群1)。散發性無虹膜症患者中有25~30%會發生威爾姆氏腫瘤,相對風險據報告為67。

PAX6是眼睛發育的主控基因,參與眼睛、神經管、嗅球、胰臟蘭氏小島及嗅上皮的發育。單一對偶基因功能喪失(單倍劑量不足)即會發病,若雙對偶基因異常則會導致胚胎致死。2017年被指定為難病法規定的指定難病,重症度Ⅲ級以上(詳見診斷與檢查章節)可獲得醫療費用補助7)

Q 即使家族中沒有無虹膜症,也會發病嗎?
A

散發性(新發突變)約佔整體的1/3,即使沒有家族史也會發病。散發病例可能為WAGR症候群,因此基因檢測和腹部超音波進行威爾姆氏腫瘤篩檢很重要。

無虹膜症的前眼部照片。虹膜幾乎缺損,可見明顯擴大的瞳孔和紅色反射。
Law SK, et al. Asymmetric phenotype of Axenfeld-Rieger anomaly and aniridia associated with a novel PITX2 mutation. Mol Vis. 2011. Figure 2. PMCID: PMC3102021. License: CC BY.
前眼部照片顯示虹膜幾乎缺損角膜周邊僅有極薄的虹膜殘留。瞳孔區域明顯擴大,可透見紅色反射,呈現無虹膜症的典型臨床所見。

虹膜症大多在出生時因虹膜瞳孔異常,或在嬰兒期因眼球震顫而被發現。

表現型在家族間及家族內有所不同,但左右眼的差異通常很小。

  • 虹膜:從幾乎完全缺損到輕度發育不全,表現多樣。輕症病例可能呈現看似正常的瞳孔,但通過虹膜透照可確認異常。
  • 中心凹發育不全:幾乎所有病例均可見,特徵為中心凹反射減弱、黃斑低色素沉著、以及橫跨中心凹區域的視網膜血管。OCT顯示中心凹凹陷缺失1)
  • 白內障:先天性前極混濁常見,最終影響視功能的混濁發生率為50〜85%。通常在出生後20年內出現6)。約80%的患者會併發白內障
  • 青光眼:報告的發生率在50%至75%之間。通常於童年後期或成年期發病,必須在兒童期定期評估眼壓青光眼的發病機制有兩種可能:一是小梁網房水流出阻力增加,二是周邊殘留的虹膜小梁網粘連,導致閉角型青光眼
  • 虹膜相關角膜病變(AAK):導致進行性角膜混濁,發生率為20%至80%。周邊角膜增厚並有新生血管,向中央進展2)角膜比正常人厚。兒童期角膜透明,但隨著年齡增長,結膜逐漸侵入,形成伴有血管的角膜血管翳。
  • 晶狀體半脫位:發生率較低,通常向上方偏移1)Zinn小帶脆弱
  • 視神經發育不全:約10%的病例發生。
  • 屈光不正與斜視:常伴有高度屈光不正,最常見的偏斜是內斜視
  • 眼瞼下垂:最多10%的患者出現雙側眼瞼下垂
Q 無虹膜症的視力程度如何?
A

中心凹發育不全為主要原因,矯正視力多為0.1至0.2左右。若合併黃斑部發育不良,視力預後尤其不佳。嬰幼兒期開始的屈光矯正與低視力照護對視覺發育至關重要。

PAX6除了在眼部組織表現外,也在中樞神經、胰臟蘭氏小島及嗅上皮表現,因此可能出現以下眼外併發症8)

  • Wilms腫瘤: WAGR症候群中合併率0~26.9%,孤發病例約30%在5歲前發病8)
  • 泌尿生殖器異常: 0~33.3%8)
  • 精神發育遲緩: 0~50%8)
  • 腦神經系統異常: 松果體缺損30%,重度腦形成障礙10%
  • 胼胝體缺損・癲癇・無嗅覺症・葡萄糖不耐受: 反映PAX6的多器官表現
  • WAGR症候群的全身合併症:牙齒形成異常35%、肌肉骨骼系統異常13%、嗅覺遲鈍5%、糖尿病7%等8)

決定視功能的關鍵因素為青光眼黃斑部發育不全、眼球震顫角膜病變、白內障虹膜發育異常,而青光眼造成的視野及視力損害是不可逆的,因此在追蹤觀察中眼壓管理最為重要8)

大多數先天性無虹膜症是由位於第11號染色體短臂(11p13)上的PAX6基因之異合子突變所引起。PAX6的主要致病機轉為單套基因不足1)

PAX6基因是眼睛發育的主控基因,對眼睛、神經管、嗅球及胰臟的發育扮演重要角色。正常的眼睛發育需要兩個PAX6基因拷貝,只要其中一個失去功能就會導致無虹膜1)

在中國患者的隊列研究中,96.9%的病例在PAX6基因中發現了致病突變1)。典型無虹膜症中,96%檢測到誘導無義突變依賴性mRNA降解(NMD)的突變或大片段缺失1)

病理學上,虹膜根部保留但平滑肌缺損,且前房角發育不全。角膜上皮幹細胞功能異常,導致上皮和Bowman膜異常,形成富含血管的角膜血管翳。

引起無虹膜症表型的PAX6突變分類如下。

突變類型頻率
無義突變約39%
框架位移突變約25%
剪接突變約13%
錯義突變約12%

通讀突變(C端延長突變)約佔5%,由於終止密碼子被轉譯為編碼密碼子,產生異常延長的PAX6蛋白質6)。C端延長突變常伴隨嚴重的虹膜發育不全及高度視力障礙1)6)

基因突變以PTC型突變居多,也有錯義突變的報告7)。關於基因檢測的實用性,透過Sanger定序或NGS可在近85%的孤立性無虹膜症患者中檢測到突變。此外,透過MLPA或CMA可在近15%的患者中檢測到PAX6基因內或順式調控區域的缺失8)

Wang(2023)新發現一個移碼突變c.640_646del(p.R214Pfs*28),並報告了一例表現為完全虹膜缺損中心凹發育不全水晶體偏位視網膜剝離的病例1)

Ratna等人(2022)在印度人家系中鑑定出通讀突變c.1268A>T(p.*423L)。患者表現出完全無虹膜眼球震顫中心凹發育不全、AAK、晶狀體上方半脫位、高度近視視神經萎縮,顯示出C末端延長突變導致的嚴重表現型6)

在散發性無虹膜症中,除了PAX6之外,包含WT1基因的大片段缺失會導致WAGR症候群。若存在WT1缺失,Wilms腫瘤風險最高可達50%1)。若懷疑WAGR症候群,應透過遺傳學檢查確認PAX6和WT1的缺失,以便進行Wilms腫瘤風險評估和發育遲緩的追蹤觀察8)。基因檢測對WT1區域的評估不可或缺,據統計,30%的散發性病例在5歲前會發生Wilms腫瘤。由於WT1基因位於PAX6附近,兩者同時缺失的第11號染色體短臂缺失(11p13缺失)會導致無虹膜症合併Wilms腫瘤。

吉萊斯皮症候群是由ITPR1基因的異合子顯性負性突變或雙等位基因突變所引起3)。迄今為止,經分子診斷確認的病例報告有37例,其中Gly2554殘基被認為是熱點突變位置3)

根據無虹膜症的診斷標準(2020年),依下列條件確定診斷7)

A. 症狀

  1. 雙眼視力障礙
  2. 畏光

B. 檢查所見

  1. 裂隙燈顯微鏡:部分虹膜萎縮至完全虹膜缺損虹膜發育異常
  2. 眼底檢查OCT黃斑部發育不全(黃斑色素、中心凹凹陷、中心凹無血管區域不明顯)
  3. 裂隙燈顯微鏡:角膜輪部疲弊症、角膜混濁
  4. 裂隙燈顯微鏡:白內障(約80%合併)
  5. 超音波、MRI、CT:小眼球
  6. 眼球震顫
  7. 眼壓檢查:青光眼(因隅角發育不全,約50~75%合併)

C. 應鑑別的疾病

  • 皰疹病毒科既往感染引起的虹膜萎縮
  • 外傷後或眼內手術後虹膜缺損
  • 眼杯裂閉合不全引起的虹膜缺損
  • Rieger異常
  • 虹膜角膜內皮(ICE)症候群

E. 遺傳學檢查:PAX6基因的致病性變異或11p13區域的缺失

診斷類別7)

  • Definite:A(任一項)+B1+E,排除C
  • Probable:①A+B1+F(家族內發生)、②A+B1+B2、③A+B1+B3 任一項
  • 可能:僅A+B1

用於難病認定的嚴重度分類規定如下4個階段7)

嚴重度定義
Ⅰ級單眼患病,另一眼正常
Ⅱ級雙眼患病,較好眼矯正視力0.3以上
Ⅲ級雙眼患病,較好眼矯正視力0.1以上未滿0.3
Ⅳ級雙眼罹患,較好眼的矯正視力低於0.1

即使為Ⅰ~Ⅲ級,若伴隨青光眼等導致的視野狹窄(Goldmann I/4視標中心殘存視野20度以內),則移行至高一階段的嚴重度。嚴重度Ⅲ級以上為醫療費用補助的對象7)

使用裂隙燈顯微鏡確認虹膜缺損或發育不全,即可輕易進行臨床診斷。透過隅角鏡檢查超音波生物顯微鏡評估殘餘虹膜組織。同時確認前房隅角發育異常的有無。

系統性評估以下眼部併發症:

  • 中心凹發育不全:以OCT評估中心凹凹陷是否存在。典型表現為視網膜厚度正常但無中心凹凹陷。
  • 眼壓:在兒童期定期測量。從先天性青光眼到成人期青光眼,發病年齡範圍廣泛。
  • 角膜:評估AAK的存在與進展程度。中央角膜厚度通常增加6)
  • 水晶體:確認有無前極混濁、皮質混濁、半脫位。
  • 視神經:評估有無發育不全或缺損

虹膜症的遺傳學評估中,最重要的目標是確認PAX6缺失是否延伸至WT1基因1)。透過全外顯子組分析或MLPA法評估PAX6及WT1區域的突變或缺失1)2)

  • 腹部超音波檢查:Wilms腫瘤篩檢。散發性病例建議每隔數個月進行追蹤觀察。
  • 頭部MRI:評估嗅球、小腦、胼胝體異常。
  • 發展評估:進行認知功能與行為層面的評估。
Q 基因檢測是否一定必要?
A

散發性無虹膜症中,因WT1基因缺失導致的Wilms腫瘤風險評估直接影響生命預後1)。即使為家族性病例,由於表現型多樣性,仍建議透過基因檢測進行確診及遺傳諮詢

無虹彩症目前無根治性治療方法。管理核心在於充分利用殘餘視力低視力照護,以及針對各併發症的個別治療8)

對於角膜實質混濁,角膜移植需謹慎評估8)

角膜移植可能在短期內改善視力,但因黃斑部發育不全等併發症,改善程度有限。長期而言,青光眼進展及移植片功能不良會導致視力預後不佳。

  • 全層角膜移植的排斥反應率:64%(Kremer報告)
  • 輪部移植後二期全層移植的移植片失敗率:30%(Holland報告)12)
  • Boston KPro的解剖學維持率:77~100%(中期)、87%(4.5年長期)
  • Boston KPro術後青光眼:14.3~88%,發生率高
  • Boston KPro術後後面膜樣物形成:13.3~61%

角膜上皮幹細胞衰竭症應考慮手術治療8)

  • 異體輪部移植:6例12眼平均logMAR視力從1.4改善至0.35(追蹤64.4個月)12)
  • 培養口腔黏膜上皮細胞片移植:17眼中76.4%角膜透明化,88.2%視力改善11)
  • 合併角膜實質混濁時,併用角膜移植有助於提升視力
  • 需注意長期使用免疫抑制劑的全身副作用(腎損傷、糖代謝異常)

白內障手術需根據混濁與畏光的程度來評估8)

白內障在20歲前有50~85%的發生率。根據混濁與畏光的強度來規劃手術。據報告,66~100%的手術病例可改善視力,但需注意以下幾點:

  • 術後青光眼惡化:26.9~50%
  • 需進行青光眼手術的病例:4~40%
  • 前囊纖維化症候群(Anterior Fibrosis Syndrome, AFS):155眼中6.4%(全為女性)發生15)
  • 角膜內皮細胞密度降低的風險
  • 6mm以下的前囊切開可能因纖維化而扮演瞳孔的角色

由於Zinn小帶脆弱,植入人工水晶體需謹慎評估適應症。

Hu等人(2024)對2例伴有嚴重AAK的先天性無虹膜症患者,在吊燈式逆照明輔助下進行超音波晶體乳化術。因角膜混濁導致常規術中可視化困難,但透過後方照明可清晰顯示水晶體及前囊,術後3週矯正視力分別改善至20/200及20/10004)

青光眼直接影響視功能預後,因此應積極治療8)

青光眼發病後,根據以下5階段演算法進行管理。

  1. 藥物治療:β阻斷劑、交感神經興奮劑、前列腺素(PG)相關藥物有效。對嬰幼兒使用溴莫尼定(α腎上腺素受體激動劑)有中樞神經抑制風險,故2歲以下禁用。若擔心角膜上皮損傷,應使用不含防腐劑的製劑。

  2. 流出道重建術(隅角切開術、小樑切開術:建議作為初次手術16)。也有預防性隅角切開術的報告。但若殘留虹膜覆蓋小樑網,則可能無效。

  3. 濾過手術小樑切除術:僅有少數病例及中短期報告。兒童眼手術效果傾向不佳,術後眼球癆發生率約25%13)。也有術後惡性青光眼的報告。

  4. 青光眼植入物手術(引流管手術):可使用Baerveldt或Ahmed型裝置。對有水晶體眼,建議引流管插入方向為切線方向而非朝向角膜中央。可望獲得良好的眼壓控制。

  5. 睫狀體凝固術:最後手段。有報告指出睫狀體冷凍凝固術後多數發生眼球癆。因睫狀體發育不全,眼球癆風險高於正常眼。

Q 無虹膜症的青光眼治療與一般青光眼不同嗎?
A

由於隅角發育異常的背景,需要與一般開放隅角青光眼不同的處理方式。初次可選擇流出道重建術,其次導管分流手術是良好的選擇。Brimonidine禁用於2歲以下兒童,而抗代謝藥物的使用可能惡化AAK,需謹慎判斷8)

低視力照護應早期導入8)

屈光矯正是基礎,近視的合併率達64%以上。

  • 光學視覺輔助具:矯正眼鏡、放大鏡、遮光眼鏡、弱視眼鏡(掛鏡式・焦點調節式)
  • 非光學視覺輔助具:放大教科書、書架、照明調整、閱讀尺、平板電腦、擴視機17)
  • 就學期間需根據視功能選擇視覺輔助具並進行使用訓練,以及改善學習環境
  • 根據生命階段與福利、教育、就業相關機構的合作至關重要

羞明治療對於維持視覺功能發育和生活品質至關重要8)

  • 遮光眼鏡:使用試鏡片選擇最能減輕羞明的顏色來處方。
  • 人工虹膜軟式隱形眼鏡(SCL):具有減輕眼震的效果。早期遮光治療可能有助於改善固視功能和視力發育。
  • 戶外使用寬邊帽或陽傘,室內使用間接照明。
  • 人工虹膜移植術:也可在白內障手術同時植入人工虹膜5)
  • 使用隱形眼鏡時,應仔細觀察是否有角膜上皮幹細胞障礙。

多數患者可進入普通班級就讀,但需要放大教科書、平板電腦、閱讀架等輔助。也可選擇就讀弱視班,或利用盲校、視覺特別支援學校提供的育兒諮詢及教育諮詢。

自2017年4月起,此病被指定為罕見疾病,即使未取得身心障礙手冊,若重症度達Ⅲ級以上,即可獲得醫療費補助及輔具補助7)。補助的輔具包括矯正眼鏡、遮光眼鏡、隱形眼鏡(含人工虹膜型)、弱視眼鏡、視覺障礙者安全手杖、義眼

PAX6基因涵蓋22kb的基因組DNA,包含14個外顯子,編碼422個胺基酸1)。它具有兩個DNA結合域(配對結構域和配對型同源結構域),C端的PST(富含脯氨酸、絲氨酸、蘇氨酸)結構域作為轉錄激活因子。

PAX6調控細胞增殖、分化、遷移和黏附,其靶基因包括PAX6本身,以及編碼晶狀體晶狀體蛋白和角膜角蛋白的基因。在成人的視網膜、晶狀體和角膜中持續表達。PAX6基因是胚胎期器官分化的主控基因之一。

大多數PAX6突變通過無義突變依賴性mRNA降解(NMD)導致單倍劑量不足1)。引入提前終止密碼子(PTC)的突變(無義突變、移碼突變、大多數剪接突變)會產生典型的無虹膜症表現型。

另一方面,若PTC位於最終外顯子或倒數第二個外顯子末端50bp以內,則可能逃脫NMD,並翻譯出截短蛋白,導致嚴重表現型1)

曾有罕見病例報告指出,PAX6無義突變c.282C>A(p.Cys94*)與21三體症合併發生於同一患者。該PAX6突變為新生突變,患者表現為完全雙側無虹膜先天性青光眼、AAK及中心凹發育不全2)

雖然尚未建立明確的基因型–表現型關聯,但已知一些趨勢1)

  • 誘導NMD的突變或大規模PAX6缺失會呈現典型的無虹膜
  • 無義突變、錯義突變及部分剪接變異可能表現為較輕微的虹膜發育不全
  • C端延長變異與嚴重表現型(明顯虹膜發育不全、重度視力障礙)相關1)6)

Grant與Walton的隅角鏡檢查系列顯示,初期虹膜實質向前延伸至小梁網上形成沾黏樣附著,逐漸形成片狀,最終導致隅角閉塞14)。此機制為青光眼發生的主要因素。病理學基礎為虹膜根部平滑肌缺損隅角發育不全。

AAK主要由輪部幹細胞缺損LSCD)引起,但角膜上皮異常分化、黏附異常、結膜細胞浸潤及淚液分泌不足也參與其中。由PAX6調控的基質金屬蛋白酶9(MMP-9)缺乏導致纖維蛋白積聚和發炎細胞浸潤,進而造成基質膠原蛋白排列紊亂,失去透明度。

AAK可分為5個階段。第I階段僅周邊上皮異常,第II階段為向心性上皮變化(未達中央),第III階段為中央角膜上皮變化及周邊表層新生血管,第IV階段為全角膜表層新生血管,第V階段為全角膜上皮異常及深層基質疤痕10)

PAX6突變狀態與AAK的進展有關。具有PTC或C端延長突變的患者,AAK會隨年齡增長而進展,而其他突變型則可能表現為非進行性角膜病變11)

吉萊斯皮症候群是由ITPR1基因突變所引起3)。ITPR1是IP3受體家族的一員,形成鈣離子釋放通道,位於內質網。顯性負性突變影響虹膜括約肌的形成與維持,導致瞳孔周圍特異性虹膜發育不全及固定性瞳孔散大。

Ciaccio等人(2024)的吉萊斯皮症候群文獻回顧中,分析了33例經分子確診的病例,確認運動發育雖有延遲但隨時間改善,智力障礙並非所有病例皆有,17%智力正常,神經學徵象為非進行性3)

隨著全外顯子組分析技術的普及,新的PAX6突變不斷被鑑定。截至2018年,Human PAX6 Mutation Database已登錄491個突變,此後又報告了約250個新突變1)。非編碼區的突變也被發現可能導致無虹膜症,有望闡明傳統檢查無法診斷的病例9)

對於伴有重度AAK的白內障病例,使用吊燈式逆照明輔助的可視化技術非常有用4)。該技術使Grade 3~4高度AAK患者也能安全進行超聲乳化吸除術,並獲得術後視力改善。

PAX6突變的類型與AAK的進展模式之間的關聯逐漸明朗。隨著基因檢測成本下降,根據突變類型預測臨床病程並進行早期介入已成為現實選項。

虹膜症與21三體症合併的病例中,儘管兩種疾病共存,仍有報告顯示相對輕微的病程2)。了解多種遺傳疾病共存於同一患者時對表現型的影響,可能為未來的個人化醫療提供重要見解。

針對PTC型突變的讀通藥物(ataluren)應用於無虹膜症的基礎研究正在進行中8)。關於PAX6基因治療,利用Sey突變小鼠模型進行AAV-PAX6載體基因補充的基礎研究也在進行中。未來有望進入臨床試驗階段。

iPS細胞來源的角膜上皮細胞片移植的臨床試驗已在國內外進行,作為AAK的新治療方法備受關注8)。人工虹膜(如CustomFlex Artificial Iris等)在海外已累積使用經驗。作為輔具,附人工虹膜的隱形眼鏡屬於保險給付範圍。

在日本,透過大規模登記資料的累積來掌握實際狀況,並提升證據品質,是未來的重要課題8)。基於個別基因突變的AAK病程預測與早期介入的最佳化,備受期待。


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