保存羊膜在眼表疾病治疗中的应用现状
发表时间:2010-11-09 浏览次数:515次
作者:金龙山,孟欢 作者单位:延边大学附属医院 眼科,吉林 延吉 133000
【关键词】 羊膜;眼疾病;移植
羊膜是胎膜的最内层,由滋养细胞层分化而来,表面光滑,半透明,有韧性及弹性,无血管、神经和淋巴管.正常的羊膜厚度约为0.02~0.50mm,是人体最厚的基底膜.羊膜从外向内组织学上分为上皮层、基底膜、致密层、纤维母细胞层和海绵层.羊膜所特有的肥厚的基底膜及无血管的基质结构,为移植于眼表面及治疗眼表疾病提供可能,并已制备出保存羊膜应用于临床,得到了良好的效果.
1 羊膜的制备和保存
羊膜取自经血清学检查排除获得性免疫缺陷病毒(HIV)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)及梅毒病毒的剖宫产产妇的胎盘.将胎盘取出后,立即在层流罩下用含50mg/L青霉素、50mg/L链霉素、100mg/L新霉素及25mg/L两性霉素的平衡盐溶液清洗表面凝血块.从绒毛膜间的潜在腔隙中钝性分离出羊膜,将其上皮面朝上,平铺于0.45μm微孔硝酸纤维素膜上,切成3cm×4cm大小,储藏于-80℃,含有Eagle基质和甘油(1∶1)混合液的无菌瓶内备用[1].鉴于羊膜的制作和保存条件不足所带来的医用安全问题,灭菌生物羊膜已上市并投入使用.
2 羊膜的组织学特点及治疗眼表疾病的理论依据
2.1 羊膜基底膜结构特点 羊膜的基底膜结构与结膜及角膜缘部的基底膜相似,因此羊膜移植(amniotic membrane transplantation, AMT)可看作结膜基底膜的“替代移植”[2].羊膜作为移植底物,是提供基质,而不是移植上皮活细胞.羊膜中含有Ⅳ型胶原蛋白(与结膜中Ⅳ型胶原蛋白相同,可刺激杯状细胞的分化)、整合素及板层体等多种成分,是结膜上皮化的合适附着物,为病变组织提供健康的上皮下基质环境.羊膜不表达HLAⅡ类抗原,抗原性极低,用于异体移植时一般不产生排斥反应[3].
2.2 促进上皮增殖和分化作用 羊膜中含有各种蛋白成分,如层黏连蛋白、纤维连结蛋白及胶原纤维等,可促进上皮的分化和增生,增强上皮细胞的黏附性,在上皮创伤愈合中起着重要作用.羊膜可刺激上皮细胞的分化并延长其寿命,印迹细胞学方法[1]证实生长在羊膜上的上皮细胞形态规则,小而致密,上皮细胞数目是对照组的2倍,羊膜基底膜亦可延长角膜及结膜前体细胞的生命链,促进角膜缘干细胞和瞬时扩增细胞的生长、分化和移行[4].
2.3 抗纤维化作用 羊膜基质对成纤维细胞表达细胞因子具有调节作用[5],可抑制TGFβ1的mRNA表达,抑制正常成纤维细胞分化为肌成纤维细胞,减少成纤维细胞分化增殖, 同时可抑制转化因子TGFβ5的表达,而TGFβ5是在伤口愈合过程中调节成纤维细胞活性的纤维生长原型细胞因子,减少瘢痕的形成.羊膜与健康基质黏附紧密,具有抑制结膜下纤维化的机械屏障作用[6].
2.4 抗炎及抗感染作用 羊膜可减少多形核白细胞通过泪膜侵入基质,减轻炎症反应.羊膜含有多种蛋白酶抑制因子,通过抑制蛋白酶而发挥它的抗炎作用,促进上皮愈合.Talmi等[7]认为羊膜基底膜与植床间强大的黏附能力和移植后与植床的紧密接触(通过弹力蛋白纤维连接)使宿主自身的防御机制得以发挥作用,从而降低术后感染的发生率.
2.5 抗黏附和抗新生血管作用 羊膜自身具有很强的抗黏附作用,AMT用于穹隆部结膜囊的重建,可防止睑球粘连的发生,对泪膜的形成和稳定起到促进作用[2].羊膜亦可抑制新生血管组织生长,减少新生血管形成[8].通过上述作用,使AMT应用于眼表疾病的治疗可加速结膜上皮化,维持正常上皮表型,减轻炎症反应,减少血管化和瘢痕形成等.
3 羊膜在眼表疾病治疗中的应用
3.1 应用于眼表重建 角膜缘干细胞缺乏常伴有角膜上皮结膜化,未经治疗可引起角膜血管化、瘢痕形成及钙化,严重时形成溃疡及溶解,甚至造成穿孔.对于这类患者,自体或异体角膜缘干细胞移植是角膜上皮重建的关键步骤,但单纯的干细胞移植存在术后免疫排异、瘢痕产生、植床新生血管化及炎症微环境缺乏等问题,故成功率较低.AMT可提供健康的基底膜,与干细胞移植联合应用,效果显著.AMT亦可应用于陈旧性热烧伤及化学烧伤等眼表疾患及创面修复,羊膜可提供含基底膜和基质成分的胶原支架,以使受体的结膜或角膜表型上皮细胞扩展或移行于其上,达到真正的结膜及角膜眼表重建.
3.2 应用于持续性眼表上皮缺损 AMT可替代结膜移植和上下眼睑封闭术,用于经药物治疗无效的持续性眼表上皮缺损病例[9],包括外源性(如感染及眼干燥症等)和内源性原因(如神经营养因素及神经麻痹等).移植后对视力影响较小,尤其适合仍有一定视力的患眼.角膜溃疡累及基质层时,用多层羊膜覆盖效果较佳;而对新近穿孔或肿胀严重的角膜则治疗效果不佳[9].
3.3 应用于翼状胬肉切除术 翼状胬肉切除术后可用AMT来替代自体结膜移植修复缺损.国内外学者观察研究后发现,翼状胬肉切除联合AMT术的复发率介于单纯胬肉切除和胬肉切除联合自体结膜移植之间.翼状胬肉切除联合AMT术的复发率较单纯胬肉切除明显减少,且外观上可达到令人满意的效果,如复发可再考虑行自体结膜移植,且为需要行青光眼滤过性手术的患者做好准备.但对于严重角膜缘干细胞缺乏的病例,应联合角膜缘干细胞移植,可减少复发率.
3.4 应用于青光眼滤过手术 长期以来,滤过手术后眼球外改变是手术失败的主要原因,抗纤维化药物常被用来抑制瘢痕形成,但用药并发症的发生率亦较高.羊膜具有抗纤维化作用,即具有抑制瘢痕形成的特性,在青光眼患者结膜下植入引流装置的手术中,应用羊膜覆盖移植物可防止移植物的暴露,避免感染,且在术后随访中发现此方法可成功地控制眼压[10].对接受青光眼小梁切除术联合丝裂霉素C治疗的患者的结膜漏进行修复时应用AMT,术后可获得功能滤过泡和较理想的眼压[11].
3.5 应用于治疗大疱性角膜病变 近年来,国内外学者试用AMT治疗大泡性角膜病变,取得了良好效果[1012].手术容易操作,且不会损伤干细胞功能.患者接受AMT术后疼痛感迅速缓解,多数患者视力得到明显提高.羊膜的半透明性可能在视力改善中起到一定的作用,降低了将来行全层角膜移植术的几率.虽然部分患者术后羊膜部分溶解并有角膜小疱复发,但在随访中发现这些患者诉无任何的不适感.患者疼痛感迅速缓解的原因较难解释,作用机制尚需进一步研究阐明.
3.6 应用于屈光手术 准分子激光屈光性角膜切削术(PRK)是中低度近视的良好术式,但PRK术后角膜上皮下雾状混浊和近视回退发生率较高.Sippel等[13]和Zhou等[14]报道,PRK术后羊膜遮盖可减少角膜上皮下雾状混浊的形成、屈光回退及散光程度,提高视觉质量.准分子激光原位角膜磨镶术是目前屈光矫治手术中应用最广泛的术式,该手术中角膜瓣的异常及术后瓣移位、皱褶、瓣下异物残留和瓣下上皮细胞植入是AMT主要并发症.AMT可对复位后的角膜瓣施压,促进角膜瓣愈合,有效地阻止角膜瓣下上皮细胞植入,减轻因上皮植入而导致的散光.
3.7 应用于义眼座植入术及对Medpor或义眼座暴露的修复 羟基磷灰石义眼座是眼球摘除术后首选的眶内植入材料,但作为可引起巨细胞反应的永久性异物,它粗糙的表面增加了与机体的接触面积,增加了异物反应的可能性.刘文斌等[15]报道,应用羊膜包裹义眼座可减少排斥反应的发生.对于发生排斥反应后的Medpor或义眼座暴露,在传统治疗方法效果不佳时,利用灭菌羊膜进行修复可取得成功,而不会引起感染或排斥反应[16].
3.8 应用于提高角膜缘移植术的成功率 对浅表受累的部分角膜缘干细胞缺失可行单纯羊膜移植术,其疗效优于角膜缘移植术.对整个角膜缘干细胞缺失者,需另行角膜缘移植术,AMT可有助于重建角膜缘周边部基质,减轻炎症反应,减少血管化,提高角膜缘移植的成功率.
3.9 作为体外细胞培养的载体 自体角膜缘干细胞移植,可造成健眼干细胞缺乏,而同种异体角膜缘干细胞移植的排斥反应较重,且来源有限.羊膜因具有较佳的生物相容性及免疫抗原性,可作为干细胞培养的载体.应用此方法,少量的角膜缘组织经培养可提供足够的干细胞应用于角膜表面重建,且经体外培养的干细胞可能已改变了部分免疫性,移植后不发生明显的排斥反应[17].目前,众多学者正试图将培养有角膜干细胞的羊膜载体应用于同种异体移植,但尚无定性结果.
4 羊膜在眼科疾病治疗应用中的不足
羊膜作为移植底物,是提供基质,而不是移植上皮活细胞.因此,对于角膜缘严重缺失的患者,AMT可作为底物附着层来清除角结膜瘢痕组织,抑制纤维化,同时必须联合自体或异体角膜缘干细胞移植,提供干细胞来源,重建健康眼表功能,因而AMT不能替代角膜缘干细胞移植术.单纯AMT治疗严重干眼症时,亦不能达到理想的效果,术后仍需使用人工泪液.
【参考文献】
[1] Kim JC, Tseng SC.The effects on inhibition of corneal neovascularization after human amniotic membrane transplantation in severely damaged rabbit corneas[J].Korean J Ophthalmol,1995,9(1):32.
[2] Tseng SC,Prabhasawat P,Lee SH.Amniotic membrane transplantation for conjunctival surface reconstruction [J].Am J Ophthalmol,1997,124(6):765.
[3] Ueta M, Kweon MN, Sano Y, et al..Immunosuppressive properties of human amniotic membrane for mixed lymphocyte reaction[J].Clin Exp Immunol,2002,129(3):464.
[4] Pires RT, Tseng SC, Prabhasawat P, et al..Amniotic membrane transplantation for symptomatic bullous keratopathy [J].Arch Ophthalmol,1999,117(10):1291.
[5] Tseng SC,Li DQ,Ma X.Suppression transforming growth factorbeta isoforms, TGFbeta receptor typeⅡ, and myofibroblast differentiation in cultured human corneal and limbal fibroblasts by amniotic membrane matrix[J].J Cell Physiol,1999,179(3):325.
[6] 陈家祺,周世有,黄挺,等.新鲜羊膜移植治疗严重的急性炎症期及瘢痕期眼表疾病的临床研究[J].中华眼科杂志,2000,36(1):13.
[7] Talmi YP, Sigler L, Inge E, et al..Antibacterial properties of human amniotic membrances [J].Placenta,1991,12(3):285.
[8] 李线,丁琦,陈剑,等.新鲜羊膜移植术对角膜新生血管抑制作用的实验研究[J].眼科新进展,2001,21(6):407.
[9] AzuaraBlanco A,Pillai CT,Dua HS.Amniotic membrane transplantation for ocular surface reconstruction [J].Br J Ophthalmol,1999,83(4):399.
[10] Lee HI, Ha SW, Kim JC.A novel application of amniotic membrane in patients with bullous keratopathy[J].J Korean Med Sci,2006,21(2):324.
[11] Li G, O'Hearn T, Yiu S, et al..Amniotic membrane transplantation for intraoperative conjunctival repair during trabeculectomy with mitomycin C [J].J Glaucoma,2007,16(6):521.
[12] 游向东,左文渊.新鲜羊膜移植治疗大泡性角膜病变[J].临床军医杂志,2003,31(4):38.
[13] Sippel KC, Ma JJ, Foster CS.Amniotic membrane surgery[J].Curr Opin in Ophthalmol,200l,12(4):269.
[14] Zhou XT, Rho SH, Yoo KW, et al..Amniotic membrane corrects surgically induced astigmatism[J].Ophthalmologica,2006,220:389.
[15] 刘文斌,孙思勤,温耀春,等.羊膜包裹的羟基磷灰石义眼座植入[J].眼科新进展,2001,21(3):191.
[16] Chen YH,Cui HG.Amniotic membrane transplantation for porous sphere orbital implant exposure[J].J Zhejing Univ Sci B,2007,8(9):616.
[17] Nakamura T, Endo K, Cooper LJ, et al..The successful culture and autologous transplantation of rabbit oral mucosal epithelial cells on amniotic membrane [J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2003,44(1):106.