重视角膜移植植片内皮细胞慢性失功的研 究

·述评·重视角膜移植植片内皮细胞慢性失功的研究谢立信作者单位：266071 青岛山东省眼科研究所（Email：lixinxie@）【摘要】随着配型技术及新型免疫抑制剂的临床应用，器官或组织移植术后早期急性免疫排斥发生率明显下降，慢性移植物失功成为导致远期移植失败主要的原因之一。

研究表明角膜移植术后和全身实质器官移植术后一样存在角膜植片慢性失功的过程，且角膜植片慢性失功已经成为再次角膜移植的主要原因之一。

因此，重视角膜植片慢性失功对临床防治角膜移植植片慢性失功，延长角膜植片的存活率有着重要的意义。

（眼科，2009，18：145-147）【关键词】慢性失功；角膜移植；角膜植片；角膜内皮细胞Pay much attention to the research of chronic corneal allograft dysfunction after cornealtransplantation Xie Lixin. Shandong Eye Institute, Qingdao 266071, China (Email：lixinxie@)【Abstract】With the clinical application of new technology and immunosuppressive drugs, the early acute graft rejection had been significantly decreased. Howerer, chronic graft failure in long-term transplantation has become one of the most important reasons. As the same as body solid organ transplantation, chronic corneal allograft dysfunction was indeed present after penetrating keratoplasty and has been one of the main reasons causing keratoplasty again. Therefore, studying the mechanism of chronic allograft dysfunction will be of the most important significance in clinical prevention and treatment for chronic graft corneal transplant failure, especially in prolongation of corneal grafts survival rate. (Ophthalmol CHN, 2009, 18: 145-147 )【Key words】chronic corneal allograft dysfunction; corneal transplantation; corneal graft; corneal endothelial cell随着配型技术及新型免疫抑制剂的临床应用，器官或组织移植术后早期急性免疫排斥发生率明显下降，慢性移植物失功（chronic transplant dysfunction，CTD）成为导致远期移植失败主要的原因之一。

防治移植物慢性失功, 进一步改善移植物的长期存活正成为器官和组织移植研究的一个热点。

全身实质器官移植对慢性失功的研究相对成熟，如对移植肾慢性失功的研究，传统观念认为肾移植失败的主要原因是免疫排斥反应,而实际上其所占比例不大且逐年下降。

研究表明，肾移植失败的主要原因是移植物慢性失功，其临床表现主要是肾功能减退，如进行性蛋白尿、高血压、血肌酐升高等。

那么在角膜移植后是否也存在植片慢性失功的问题呢？这个问题很值得引起广大眼科医师以及基础研究者的关注。

一、角膜移植植片慢性失功的概念角膜移植术后一年的存活率约为90%，术后5年降低至74%，术后10年62%，而高危角膜移植患者植片10年的存活率低于35%[1]。

角膜处于“免疫赦免”的地位，而手术技术的提高和术后抗免疫排斥药物的更新，植片近期存活率明显提高，但远期的存活率在过去的10～15年内没有得到明显的提高。

近期研究发现，角膜移植术后即使在没有明显的免疫排斥反应及其他明显原因的情况下，植片也会逐渐出现混浊，最终发生角膜植片功能丧失，这种现象用传统的免疫排斥理论难以解释。

因此角膜移植术后可能和全身实质器官移植术后一样存在角膜植片慢性失功(chronic corneal allograft dysfunction, CCAD)的过程，且角膜植片慢性失功已经成为再次角膜移植的主要原因之一。

我们把CCAD定义为患者角膜移植后植片透明，近期的病史没有发生过免疫排斥反应，手术后数年内无特殊原因出现角膜植片功能缓慢、进行性减退，最终导致植片混浊，并伴有特征性的组织学改变[2]。

临床检查可以发现慢性失功过程中植片内皮细胞进行性超生理下降，其内皮细胞下降速率3~5年间高达7.8%/年，5~10年间为4.2%/年[3]。

角膜基质细胞密度下降、植片厚度增加，植片透明性降低，基质出现云雾状混浊。

超微结构检查可以见到典型的细胞成分的萎缩性改变和非细胞成分的纤维增殖性改变[2]。

二、角膜移植植片存在内皮细胞慢性失功的证据角膜内皮细胞作为关键细胞，对维持角膜的正常生理功能至关重要。

临床和实验室各项检查都观察到角膜移植术后植片内皮细胞存在类似实质器官慢性失功的表现，主要表现在以下几个方面。

（一）临床存在植片内皮细胞慢性失功的表现一项关于植片存活时间预测性研究显示[4]，如果角膜移植术后植片内皮细胞密度大约为2500个/mm2，按生理性下降，其发生移植失败的年限大约为20年，但许多植片在没有急性排斥情况下，仍存活较短时间，这说明除了急性免疫排斥反应可能造成移植失败外，还存在其他的导致植片功能缓慢丧失的危险因素。

（二）植片内皮细胞进行性下降角膜移植术后植片的内皮细胞出现超生理性下降。

角膜内皮细胞对维持角膜的透明性有着至关重要的作用，健康人的角膜内皮细胞随年龄增加的生理损失率约为0.6%/年，角膜移植术后即使没有发生明显免疫排斥反应，术后1~3年植片内皮细胞损失率约20%/年，但在其他内眼手术，除了术后短期内有超生理性下降外，都会稳定在生理性下降范围，这说明移植片内皮细胞超生理性下降手术会是其直接原因。

而角膜移植片即使移植术后20年，其下降的速率也远高于正常人。

随着角膜内皮细胞的损失，即使角膜植片维持透明，其厚度也会逐渐增加，这个过程将一直持续到移植失败，因此植片内皮细胞的超生理性下降可能是其功能慢性丧失的重要因素。

（三）特征性超微结构改变植片慢性失功必然伴随特征性的病理学改变，Bourn研究小组[5]对晚期内皮衰竭的患者植片内皮和后弹力层超微结构观察发现了类似于实质器官移植术后慢性失功的病理学改变。

Xie[2]等对慢性失功的角膜片的超微结构研究也发现了内皮数目减少、形状不规则细胞质的丢失、空泡现象等萎缩性改变，后弹力层不健康，内皮细胞双核现象等退化性改变，这些萎缩和退化性改变干扰角膜内皮细胞的功能和影响植片的透明度，最终导致植片失功。

上述研究结果表明角膜移植术后植片确实存在和肾脏移植术后相似的慢性失功过程，角膜移植术后植片内皮细胞的失功问题是客观存在的科学问题。

三、 CCAD与角膜内皮细胞功能失代偿的本质区别很多眼科医师以及研究者将角膜内皮细胞功能失代偿与角膜植片内皮细胞慢性失功混为一谈，然而角膜内皮细胞功能失代偿与角膜植片内皮细胞慢性失功存在者本质上的差别。

当内皮细胞的密度下降到一定数值（临界值），内皮细胞的生理功能不足以维持角膜基质内含水量的恒定时，基质表现为含水量增加，患者视力下降，雾视以及“晨雾午晴”现象。

进一步发展，出现临床上所谓“大泡性角膜病变”，最终导致角膜新生血管和混浊，这种病理现象称为角膜内皮细胞功能失代偿。

临床常见于白内障手术时对内皮的适度损害、持续性高眼压、以及化学药物等对内皮细胞的毒性，但却是一些物理、化学、药物因素导致的结果。

而角膜内皮细胞功能失代偿与角膜移植植片内皮细胞慢性失功有着本质的区别。

角膜移植植片内皮细胞慢性失功是特指穿透性角膜移植术或内皮移植术后，无特殊原因出现角膜植片内皮细胞功能缓慢、进行性减退，最终导致植片混浊，并伴有特征性的组织学改变，而近期的病史没有发生过免疫排斥反应。

四、目前对内皮失功的研究现状和存在的科学问题迄今，为了提高角膜移植术的成功率和预后，多数研究集中于如何降低术后的免疫排斥反应，而忽视了对角膜植片慢性失功的研究。

所以近20年来角膜植片远期存活率没有得到明显提高。

加之角膜移植供体材料来源有限，因而延长角膜植片远期存活率的问题越来越突出，已成为角膜移植中存在的亟待解决的科学问题。

为解决这一问题，只有深入地探讨角膜植片慢性失功的机制，在此基础上，才能采取有效的干预手段来防止这种现象的发生，但在眼科领域对此研究的学术平台却极少[3, 5]。

目前在CCAD研究中存在的科学问题是：（一）缺少动物模型目前国内外对CCAD的发生机理尚不清楚，其中最主要的原因是由于伦理学的原因，临床上只能获得失功后的角膜植片，不能获得慢性失功过程中的标本。

而且也没有建立科学的植片慢性失功动物模型，所以不能对植片内皮细胞慢性失功的发病机制进行详尽的研究。

如果能建立和临床类似或接近的慢性失功动物模型，对于研究角膜植片内皮细胞慢性失功的发生机制及干预治疗都有着重要意义，我们的研究小组已经进行了该方面的初步工作，CCAD 动物模型和衰老的内皮细胞模型都在进一步验证当中。

（二）慢性失功的机制尚不清楚借鉴慢性移植肾失功的研究结论，我们初步确认导致角膜移植植片内皮细胞慢性失功的可能原因主要包括：（1）无显著症状的亚临床慢性排斥反应[6]；（2）角膜植片内皮细胞凋亡；（3）内皮细胞超龄衰老，但这些问题都缺乏研究证据。

免疫排斥反应是导致实质器官移植术后慢性失功的主要危险因素。

角膜移植术后的免疫排斥反应也是功能慢性丧失的危险因素。

研究鼠角膜移植后内皮细胞数量的改变中发现，发生排斥反应的鼠内皮细胞数量减少后，受体的内皮细胞不能移行代偿，提示免疫排斥反应可能导致晚期内皮衰竭的发生。

此外，角膜移植术后急性免疫排斥反应经药物治疗植片恢复透明后，角膜内皮细胞的损失速率会增加，而这种内皮细胞损失率的增加不是因为持续存在的内皮型免疫排斥反应，因为组织学和超微结构的研究发现晚期内皮衰竭的植片内皮细胞没有相关的免疫效应细胞。