结膜替代产物的研究进展及应用

　　作者：辛向阳 郑利民综述 高莉莉 　内蒙古医学院第三附属医院眼科，内蒙古 包头 014010

　　【关键词】 结膜

　　中图分类号 R777.3

　　结膜是一层薄的半透明黏膜，柔软光滑且富弹性，它是眼表的重要组成部分，暴露于外界环境中，很容易因化学烧伤、辐射伤及外伤而受损。结膜损伤是临床上较为常见的眼科疾病，表现为结膜瘢痕形成、睑球粘连、眼球运动障碍、干眼，严重者可出现角膜混浊、进行性角膜结膜化、血管化，导致视力下降。这不仅影响美观，而且也常是致盲的主要原因，严重影响患者的生活质量。因此，长期以来，人们一直致力于结膜替代物的研究，如：自体结膜、异体结膜、口腔黏膜及鼻黏膜等黏膜组织，Polytef异物移植膜、羊膜及结膜细胞外基质的应用。现回顾文献，综述如下。

　　1 结膜移植

　　结膜由上皮细胞层和固有层构成，上皮细胞中含有其它类型细胞，包括杯状细胞，有分泌功能;朗罕细胞，在眼表面起免疫防卫作用，识别包裹抗原，并将信息传输至局部淋巴结激活T细胞产生初级免疫反应。结膜固有层，分为腺样层和纤维层。腺样层的间隙中含有大量免疫活性细胞，如肥大细胞、嗜酸细胞、浆细胞、淋巴细胞，纤维层中含有丰富的血管网。结膜移植物是一种较为理想的替代结膜缺损的材料，结膜移植分为同种自体结膜移植和同种异体结膜移植。

　　1.1 自体结膜移植

　　Thoft[1]将自体对侧健康的球结膜移植到5例单眼化学或热烧伤病人的患眼,结果3例缺损的角膜上皮迅速愈合,2例因深层角膜基质血管化而效果欠佳。Vastine[2]等扩展了Thoft推荐的应用自体结膜移植重建角膜表面的概念,将其用于重建14例因碱烧伤、放射性损伤、肿瘤、退行性病变及进行性异常所致的单侧球结膜和睑结膜异常,这是首次关于应用自体球结膜移植修复异常结膜的报道。对于需要较小的供体结膜的病人,植片取自同侧眼,首选颞上方球结膜,因其受眼睑保护可防止光和外界不良刺激的损害,鼻上、颞下及穹窿部结膜也可提供小的供体片;而对于需要大范围结膜重建的病例,如大的复发性翼状胬肉、单侧化学烧伤、肿瘤切除或切除术后大面积瘢痕的病人,由对侧眼提供植片,颞上和鼻上球结膜为首选部位,下方球结膜及穹窿部结膜也可供选择。供体结膜在高倍显微镜下获得,只取结膜表层,且需保留角膜缘周围4～5mm的正常结膜组织,大的植片约15mm×20mm,如在上方取2块植片,则必须保留上直肌上方4～5mm的正常球结膜,穹窿部只能取到结膜囊的顶点,用100尼龙线或80可吸收线将植片固定于缺损区的结膜边缘和表层巩膜上,供区不需缝合。随访2～18个月,1例发生肉芽肿(已治愈),其余均重新上皮化而不伴有任何并发症,术后反应轻微、结膜下瘢痕极小、植片稳定,很少发生收缩,这与移植组织所提供的正常细胞、基底膜以及血循环的重建有极大关系。值得注意的是供体组织必须是正常的。双侧化学伤或放射性损伤史,甚至即使是感染性疾病史都是这一手术的禁忌证。

　　自体结膜移植为重建眼表提供了一种有效、快速、安全的方法。自体结膜植片在外观上与病变周围正常结膜组织极为接近,亦能保持结膜的正常生理功能,是最为理想的治疗结膜缺损的替代材料,但其可用的结膜面积甚少,且不易为患者所接受;而大量有严重眼表疾病的患者,往往双眼受累,无正常结膜可供移植,故人们对同种异体结膜移植进行了探索。

　　1.2 同种异体结膜移植

　　Weise[3]等为研究同种异体结膜移植建立了实验动物模型,对9只成年恒河猴施行自体结膜或异体结膜移植术。所有移植物均进行临床生存活力的比较和免疫病理学检查。临床检查结果提示：虽然同种异体移植会引起更强的炎症反应,更容易形成瘢痕,但移植物很少收缩,并拥有一层正常的表层上皮。免疫病理研究表明:尽管异体移植具有很强的炎症反应,但眼表上皮是正常的。作者认为随着人们对调节免疫反应能力的增强,同种异体结膜移植将在眼表重建中起重要作用。Kwitko[4]等对10例双侧眼表异常患者的12眼行同种异体结膜移植术。其中5眼为Stevens -Johnson综合征,3眼为Lyell综合征,3眼为碱烧伤,1眼为双侧热烧伤。8例患者与其供体均进行了人类白细胞抗原(HLA)类型的检测及交叉配型,术后平均随诊17.2个月,结果11眼视力改善,角膜透明、表面光滑,角膜上皮稳定,新生血管减少,畏光减轻;3例发生免疫排斥反应,其中2例与供体HLA 100%不配型,1例50%不配型。供体眼在随诊阶段上皮未见异常,表明在HLA匹配情况下,对于双侧严重眼表异常行同种异体结膜移植术,是一种适宜的疗法,并发症很少。

　　同种异体结膜植片,来源相对较广,人们曾应用新鲜结膜、冷冻干燥结膜、干燥保存结膜及超低温保存结膜等行同种异体结膜移植术,均取得一定疗效,但免疫排斥反应一直是这一术式的焦点,有待进一步研究。

　　2 各种黏膜替代物

　　自体结膜来源有限,同种异体结膜移植易发生排斥反应,促使人们寻找其它自体黏膜组织作为结膜替代材料。

　　2.1 自体口腔黏膜

　　(1)全厚口腔黏膜:Shore[5]等应用全厚口腔黏膜植片,对17例类天疱疮病人23眼的42个眼睑结膜面缺损,进行眼睑结膜重建。结果表明口腔黏膜移植对于免疫抑制治疗已经控制的病例,恢复正常眼睑结构是有希望的,但也存在某些并发症,如:植片下睫毛乱生,植片表面角化,瞬目减少,持续性角膜上皮缺损,植片下纤维组织增生,植片收缩及口腔供体部位疼痛不适,出血,切口感染等并发症,且术后植片多肥厚、充血,具有红唇外观,有碍美容。作者认为,尽可能取上唇或下唇黏膜,取材部位距唇缘大于1cm,如以前曾取过唇黏膜植片,则可应用颊黏膜,植片厚度要适当,大小为3.5cm× 1.0cm,出血部位应行烧灼止血,避免损伤感觉神经,以免术后口唇感觉丧失。口腔大疱或活动性溃疡为该术的禁忌证。

　　(2)部分厚度的口腔黏膜:Forbes[6]等报道应用部分厚度的口腔黏膜联合β射线照射治疗3例复发性翼状胬肉,此病具有侵袭性,多次切除可致严重的结膜瘢痕、挛缩,使得进一步治疗时缺乏足够的结膜组织,因此必须由其它部位提供自体组织。因全厚的口腔黏膜容易引起红唇外观及移植物收缩,故作者进行了改进,行部分厚度的口腔黏膜移植,结果发现部分厚度的薄口腔黏膜移植优于全厚口腔黏膜移植,具有较好的外观,较少的收缩,及良好的眼球活动度。作者认为在缺乏自体结膜,同时结膜挛缩、眼球运动受限的复杂的复发性翼状胬肉患者,可试行部分厚度的口腔黏膜移植联合β射线照射。

　　口腔黏膜移植虽然解决了一部分病人的问题,但对于严重干眼患者,因其不能分泌粘液,而终致植片失败。

　　2.2 自体鼻黏膜

　　自体游离鼻黏膜不仅具有上皮下黏液腺,而且在表面上皮层内还有杯状细胞,与结膜具有类似结构。Naumann[7]等应用取自自体鼻甲的游离鼻黏膜移植治疗了24例具有广泛睑球粘连或眼睑融合的粘液缺陷综合征患者。作者对其中 3例于术后1～3年后行活组织检查证实:术后眼表同时被非角化上皮和杯状细胞所覆盖,并且产生了一粘液层。患者自觉疼痛消失及中等程度的视力改善。自体游离鼻黏膜移植所做例数尚少,其初期结果显示,在重建前节眼表结构中疗效似乎优于口腔黏膜移植。

　　2.3 其它部位自体黏膜

　　其它部位自体黏膜如鼻窦黏膜、阴道、包皮黏膜、直肠黏膜亦有报道用作结膜替代材料,但未被大多数眼外科医生所接受。

　　总之,各种自体黏膜替代物移植术均存在手术复杂、供体部位疼痛不适、出血、感染、感觉神经损伤等缺点,且供体黏膜在组织结构及生理功能上与结膜组织亦存在不同程度的差异,使其应用受到了一定的限制。

　　3 Polytef (聚四氟乙烯、PTFE)异物移植膜

　　为减少手术步骤(获取黏膜植片的手术过程),克服自体黏膜组织移植的缺点如供体部位存在的并发症、黏膜植片收缩及一次只能获得数量有限的供体植片等,人开始探索PTFE异物移植膜在眼科的应用。Polytef作为心包和腹壁移植物已应用了数年,其化学及生物学活性很低,不具有抗原性,易于切割、塑形、缝合,并具有抗感染性。异物移植膜替代黏膜移植的优势在于一次能同时治疗大面积的眼表缺损,不需要特殊器械,手术时间缩短,病人的痛苦被减小到最低限度,但也存在黏膜下纤维组织增生收缩的问题,这可以通过移植前切除黏膜下纤维组织而减轻。Levin[8]等应用0.1mm Polytef作为临时性异物移植膜替代自体黏膜治疗9例结膜囊缩窄、结膜瘢痕收缩及严重睑球粘连的病人,结果移植后2周内患者残存的结膜上皮即在该异物移植膜下方生长,覆盖在重建的结膜囊表面。9例病人术后睑结膜及球结膜缺损均迅速重新上皮化,病人无不适感,即使异物膜紧邻角膜缘缝合时也未发现角膜并发症。异物膜是一种较为合理的黏膜替代物,虽然缺损程度不是限制其应用的一个因素,但其基本的病理过程及黏膜下组织进行性纤维化可能妨碍其效应的充分发挥,尚需深入研究。

　　4 羊膜移植

　　羊膜是近年兴起的治疗结膜缺损的新型材料。作为胎膜的最内层,由无血管的基质,一层厚而连续的由Ⅳ型、Ⅴ型胶原和层粘连蛋白组成的基底膜,及单层无纤毛的立方上皮细胞构成,自内向外分为5层,通常只粗略分为上皮面和基底膜面。目前认为羊膜很厚的基底膜和无血管的基质是决定移植成功的关键[9],基底膜具有促上皮细胞迁徙,增强基底上皮细胞粘附,促进上皮细胞分化[10],以及阻止上皮细胞凋亡的作用,能有效地促进上皮在其表面快速生长,起到修复眼表缺损的作用。另外,羊膜移植还具有以下优点:(1)羊膜材料容易获得且量多。(2)人羊膜不表达组织相容性抗原,几乎不发生免疫排斥反应。(3)人羊膜具有抗感染性,移植后发生感染的危险小。(4)羊膜具有很强的抗结膜下纤维化的作用。(5)人羊膜具有很强的抗粘附性,对于眼表结膜缺损所造成的睑球粘连与穹窿缩窄十分有利。以上特点决定了羊膜在重建眼表中的作用。羊膜移植可分为保存羊膜移植和新鲜羊膜移植。

　　4.1 保存羊膜移植

　　保存人羊膜治疗眼表疾病首先见于Kim[11]等(1995)的报道,将保存于4℃冰箱内、100%甘油中的人羊膜移植到严重破坏的兔眼表面,取得了实验性动物眼表重建的成功,1997年Lee[12]等报道在临床上应用保存的人羊膜移植术治疗角膜溃疡,证明了羊膜在角膜表面重建中的作用,随后Tseng[9]等将羊膜应用于结膜肿瘤、瘢痕和睑球粘连所致结膜大面积缺损的病人 ,同样取得了结膜表面重建的成功。保存的人羊膜可以促进正常结膜上皮化[13],Fukuda[14]等(1999)从免疫学角度证实羊膜基底膜Ⅳ型胶原的α2和α5亚链的分布与在结膜和角膜缘部基底膜中的分布相似,推测羊膜与结膜和角膜缘部可能享有共同的基底膜成分，并指出羊膜可作为结膜基底膜的替代物,看作是“底物移植”。另外,羊膜移植有防止广泛性结膜下纤维化瘢痕形成的作用,可能在巩膜上形成了连续性胶原薄垫片,起到抑制结膜下纤维化的机械屏障功能,羊膜上皮细胞也可能产生某些生长因子,通过调整成纤维细胞的增殖和分化,从而达到抑制纤维化的作用。

　　4.2 新鲜羊膜移植

　　新鲜羊膜移植治疗眼病首先见于Castellano AG[15]等的报道,他将新鲜羊膜连同绒毛膜一起移植到眼球表面,用以治疗睑球粘连,试图修复结膜缺损,结果6例病人中1例成功,5例因严重的排斥反应发生了进行性萎缩、自溶而失败。Mejia[16]等将无菌条件下取下的胎盘用足量的盐水冲洗,尽可能地去掉血液,然后钝性从绒毛膜上分离出羊膜,再次用足量盐溶液浸泡,保存于盛有盐溶液的无菌瓶中,于冰箱中保鲜,24小时内应用,保存过程中不添加任何抗生素和其它物质。作者利用新鲜羊膜移植治疗了5例分别为非浸润性结膜鳞状细胞癌、角膜持续性上皮缺损、严重碱烧伤、继发于多次手术后角膜缘几乎完全缺损及眼类天疱疮的病人,成功地重建了眼表,除上皮化延迟的个别病例,所有病人感觉舒适。早期植片看起来较厚,约在第5天开始变薄,与保存羊膜类似。新鲜羊膜移植效果与保存羊膜移植相似,但保存羊膜花费较大,并不是所有国家都能获得,尤其发展中国家更是如此。关于保存羊膜时化学处理、冷冻和解冻过程对羊膜上皮细胞生物化学活性的影响尚存在争议。

　　5 结膜细胞外基质(ECM)的应用

　　利用组织工程技术,将异体结膜制成脱细胞的结膜细胞外基质,可作为结膜组织的替代材料,用于结膜成形。细胞外基质(ECM)是围绕体内所有细胞并相互作用的大分子超复合结构,主要由3种类型的大分子组成:胶原蛋白、蛋白多糖及糖蛋白。有学者发现ECM在创伤修复中起着至关重要的作用,它并非一种被动无活性的结构支架,而是一种活泼的动态物质,可影响细胞的分化、增殖、粘附及形态变化等一系列生物学过程[17]。ECM结构中无细胞成分,所以其抗原性极低,可应用于组织修复移植过程中。孟忻[18]等采用结膜ECM作为结膜替代物移植于结膜缺损的兔眼中,术后观察移植修补术后结膜成形的情况,并行镜下、免疫组化及淋巴细胞毒检查;同时将结膜ECM应用于7例烧伤术后睑球粘连患者,行结膜囊成形+结膜ECM移植术,观察其疗效。结果动物实验组,术后1周可见新生血管自移植片边缘长入,8周时外观已接近正常结膜,无免疫排斥反应;光镜下可见移植后4周时的移植区上皮已接近正常结膜上皮;电镜下,术后8周可见再生的结膜上皮细胞超微结构与正常结膜上皮细胞基本一致。7例患者,术后1～2周可见新生血管长入植片;2个月时结膜组织与正常球结膜相近,术后随访9～26个月,平均18.3个月,结膜ECM植片存活良好,睑球粘连明显改善,已形成穹窿部,移植区结膜基本恢复正常颜色。作者认为结膜ECM有以下特点:抗原性低、结膜再生速度快、无瘢痕增生。结膜ECM是一种较为理想的结膜替代材料,但目前尚未广泛应用,须深入研究。

　　结膜替代物多种多样,各有优缺点。自体结膜结构功能均佳,但来源有限,尤其双眼受累时更是如此;异体结膜则存在免疫排斥反应的问题;自体黏膜、羊膜来源相对广泛,但其结构及生理功能上与结膜存在不同程度的差异,且结膜缺损患者常伴有的干眼症状得不到改善;异物移植膜黏膜下纤维化尚未得到解决;结膜ECM研究时间较短,应用例数尚少,须进一步研究。今后的研究应着重于寻找在结构和生理功能上与结膜相似,同时又能分泌粘液的一种新型的结膜替代材料,这将是一项造福人类的工程。

　　参考文献

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