激光后上皮下霧狀混淆的研究進(jìn)展

激光后上皮下霧狀混淆的研究進(jìn)展

準(zhǔn)分子激光研磨矯正手術(shù)包括準(zhǔn)分子激光屈光度膜成像（rc）、準(zhǔn)分子激光原膜磨成術(shù)（lasik）、準(zhǔn)分子激光自適應(yīng)面磨成術(shù)（lasek）和準(zhǔn)分子激光自適應(yīng)面磨成術(shù)（epi-lasik）。由于lasik有自己無(wú)法克服的膜瓣并發(fā)癥，近年來(lái)，平面面漆技術(shù)（prk、lasek、epi-lasek）再次受到關(guān)注，安全操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，而平面膜切開(kāi)術(shù)（prk）、散列面漆、術(shù)后疼痛和視力恢復(fù)緩慢。其中，散列是影響其廣泛發(fā)展的主要因素。本文就近年來(lái)haze的研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)要綜述。一、lasik的術(shù)后表現(xiàn)及術(shù)后療效不同手術(shù)方式haze的發(fā)生率有所不同。PRK術(shù)后常有明顯的haze發(fā)生,且切削越深術(shù)后haze越明顯。LASEK手術(shù)雖然haze發(fā)生率較PRK少,但在高度近視眼中仍不能完全避免。2003年開(kāi)展的Epi-LASIK手術(shù)初期臨床報(bào)道顯示haze的發(fā)生較LASEK更少。LASIK手術(shù)保留了完整的上皮組織和前彈力層,其術(shù)后基本無(wú)haze發(fā)生。正常的角膜上皮厚約50μm,基底膜150nm,前彈力層厚約8～14μm,基質(zhì)層厚約500μm。這些結(jié)構(gòu)中,人們開(kāi)始關(guān)注最薄的基底膜。正常情況下,角膜基底膜能夠結(jié)合細(xì)胞因子,被破壞時(shí)可能會(huì)影響到對(duì)一些信號(hào)分子的屏障作用,而這些信號(hào)分子通常帶有對(duì)角膜細(xì)胞和炎癥細(xì)胞有趨化和促有絲分裂作用的信息,從而促進(jìn)創(chuàng)傷的愈合反應(yīng)。在PRK手術(shù)中角膜上皮、基底膜和前彈力層均被破壞,從而使基質(zhì)淺層的細(xì)胞直接暴露于受損上皮和淚液的各種細(xì)胞因子中,啟動(dòng)創(chuàng)傷修復(fù)過(guò)程。LASEK手術(shù)保留有角膜上皮,乙醇浸泡制瓣的平面位于基底膜的透明板和致密板之間,故術(shù)后也會(huì)啟動(dòng)角膜創(chuàng)傷的修復(fù)反應(yīng),導(dǎo)致haze的形成。另一方面,由于保留了上皮瓣,一定程度上保護(hù)了基質(zhì)免受淚液中各種因子的影響,其haze發(fā)生率低于PRK。Ivarsen等發(fā)現(xiàn)在LASIK術(shù)后第一天,切緣的缺損上皮已經(jīng)愈合,而該處的基底膜仍然中斷,這種明顯的中斷限定了其下方基質(zhì)創(chuàng)傷修復(fù)的范圍,術(shù)后第6個(gè)月,可看到瓣緣的基質(zhì)有纖維化,這種現(xiàn)象與基底膜的屏障作用受損有關(guān)。Pallikaris等發(fā)現(xiàn)Epi-LASIK的上皮瓣包含有較完整的基底膜組織,其制瓣平面位于基底膜下方,術(shù)后患者無(wú)明顯haze形成。初步研究顯示Epi-LASIK較LASEK效果更佳,基底膜完整可能是其術(shù)后haze不明顯、臨床效果更佳的重要原因。不同手術(shù)方式對(duì)haze形成有不同影響,深層次的原因需從分子病理生理學(xué)的角度進(jìn)行探索。二、傷口的恢復(fù)過(guò)程與赫茲的關(guān)系準(zhǔn)分子激光手術(shù)對(duì)于角膜組織首先是一創(chuàng)傷刺激,故haze的發(fā)生與角膜組織的創(chuàng)傷愈合反應(yīng)有直接關(guān)系。(一)腫瘤相關(guān)因子檢測(cè)Wilson等提出角膜創(chuàng)傷修復(fù)反應(yīng)的始動(dòng)因素是角膜細(xì)胞的凋亡。而凋亡過(guò)程又受到多種因素影響:1.細(xì)胞因子:Wilson等發(fā)現(xiàn)受損的角膜上皮組織有促進(jìn)角膜細(xì)胞凋亡的作用,尤其是角膜周邊的上皮組織,這種作用更明顯。這與上皮組織分泌的許多細(xì)胞因子有關(guān),而且不同部位的角膜上皮分泌細(xì)胞因子的能力也不同。很多研究表明,創(chuàng)傷后角膜上皮細(xì)胞分泌的白細(xì)胞介素-1(IL-1)與角膜細(xì)胞的凋亡有關(guān)。當(dāng)IL-1與基質(zhì)淺層角膜細(xì)胞表達(dá)的IL-1受體結(jié)合后,可誘導(dǎo)具有Fas受體的角膜細(xì)胞表達(dá)FasL,繼而執(zhí)行自分泌性死亡。在合適的環(huán)境下,腫瘤壞死因子-α(TNF-α)也能促進(jìn)角膜細(xì)胞凋亡。Mohan等發(fā)現(xiàn)角膜組織中有TNF-α及其受體的表達(dá),TNF-α在誘導(dǎo)角膜細(xì)胞凋亡的同時(shí)還會(huì)激活轉(zhuǎn)錄因子NF-κB,而后者通過(guò)刺激TNFR相關(guān)因子(TRAF-I、TRAF-2)以及凋亡蛋白抑制物(IAP1、IAP2)的轉(zhuǎn)錄來(lái)抑制TNF-α凋亡信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo),對(duì)TNF-α介導(dǎo)的凋亡起負(fù)調(diào)節(jié)作用。此外,人們?cè)诮悄ぜ?xì)胞中同時(shí)檢測(cè)到骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP-2、BMP-4)及其受體的表達(dá),而B(niǎo)MP-2和BMP-4可誘導(dǎo)神經(jīng)嵴起源的細(xì)胞(角膜細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞)凋亡及分化。由此可見(jiàn),創(chuàng)傷后角膜細(xì)胞的凋亡是一個(gè)多種細(xì)胞因子參與的過(guò)程。2.基因調(diào)控:角膜細(xì)胞凋亡也是多基因調(diào)控的過(guò)程。目前關(guān)注較多的是fas基因,它可使細(xì)胞表達(dá)fas受體,當(dāng)fasL與其結(jié)合后可以促進(jìn)該細(xì)胞凋亡。當(dāng)角膜上皮受損時(shí),該區(qū)域基質(zhì)淺層的角膜細(xì)胞也會(huì)表達(dá)fas,除了前述IL-1介導(dǎo)的自分泌性死亡外,受損的上皮細(xì)胞也可直接釋放fasL,使這些角膜細(xì)胞發(fā)生旁分泌性死亡。除fas基因外,bax基因也有促進(jìn)凋亡的作用,而bcl-2、bcl-xl等基因的產(chǎn)物則可抑制凋亡。Wilson在原代培養(yǎng)的3種角膜細(xì)胞中檢測(cè)到了bcl-2、bcl-xl和bax基因的mRNA,提示這些基因均參與了角膜細(xì)胞凋亡的調(diào)控。3.其他:不同的角膜損傷方式及角膜上皮在光損傷后釋放的一些活性氧簇(ROS)等,也可能與角膜細(xì)胞的凋亡有關(guān)。角膜細(xì)胞凋亡作為創(chuàng)傷修復(fù)的起始階段機(jī)制非常復(fù)雜;而凋亡后局部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)的無(wú)細(xì)胞區(qū),促使附近的角膜細(xì)胞活化、增生,并在向該區(qū)域遷移的過(guò)程中向肌成纖維細(xì)胞分化、合成新的膠原和基質(zhì)重構(gòu),最終導(dǎo)致haze發(fā)生。因此可以認(rèn)為,凋亡也是haze的始發(fā)因素。(二)免疫組織相關(guān)因子角膜細(xì)胞凋亡后,將發(fā)生一系列的創(chuàng)傷修復(fù)級(jí)聯(lián)反應(yīng),包括角膜細(xì)胞的增生、遷移和分化。Zieske等用Ki67(一種細(xì)胞周期相關(guān)蛋白)來(lái)標(biāo)記角膜細(xì)胞后發(fā)現(xiàn),在刮除角膜上皮28小時(shí)后,無(wú)細(xì)胞區(qū)的周?chē)蜕蠲骈_(kāi)始有Ki67表達(dá),44小時(shí)到達(dá)高峰,以后逐漸下降,這提示大部分的角膜細(xì)胞只進(jìn)行了一次增生,第二次增生發(fā)生在這些細(xì)胞遷移進(jìn)入無(wú)細(xì)胞區(qū)后。至于是什么因素促使角膜細(xì)胞開(kāi)始進(jìn)行分裂,機(jī)制尚不甚明了,可能與上皮釋放或淚液中含有的一些細(xì)胞因子有關(guān);也可能與基底膜破壞后釋放的血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)有關(guān),Kim等發(fā)現(xiàn)PDGF在正常角膜基底膜中大量存在,釋放后與角膜細(xì)胞上的PDGF受體結(jié)合促進(jìn)其活化、增生、遷移。在創(chuàng)傷后的3周內(nèi),活化的角膜細(xì)胞通過(guò)增生、遷移,逐漸充填無(wú)細(xì)胞區(qū),同時(shí)合成新的基質(zhì),這種基質(zhì)較原先有所改變。這種改變又可反過(guò)來(lái)影響活化的角膜細(xì)胞遷移。在創(chuàng)傷后的12～24小時(shí)內(nèi),創(chuàng)傷邊緣出現(xiàn)纖維連接蛋白的沉積,同時(shí),活化的角膜細(xì)胞表達(dá)整合素α5β1,接下來(lái)的24～48小時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)胞黏合素。Andresen等認(rèn)為纖維連接蛋白和整合素α5β1的表達(dá)增加可能是促進(jìn)活化的角膜細(xì)胞向無(wú)細(xì)胞區(qū)遷移的主要因素;細(xì)胞黏合素是一種抗細(xì)胞黏附的基質(zhì)蛋白,它能使細(xì)胞和纖維連接蛋白間的接觸變得不穩(wěn)定,從而促進(jìn)角膜細(xì)胞的遷移;此外,早期僅有硫酸軟骨素在傷口處沉積,它可以增加膠原間的空隙,促進(jìn)角膜細(xì)胞遷移并充填無(wú)細(xì)胞區(qū),使該處變混濁。直到硫酸角質(zhì)素的合成恢復(fù)正常后,角膜才重新恢復(fù)透明。角膜細(xì)胞在增生、遷移的過(guò)程中還可能發(fā)生分化,向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變。而這種含有獨(dú)特表型α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)的細(xì)胞與角膜的纖維修復(fù)及haze的形成密切相關(guān)。Wilson等在三組兔角膜上制作了相同的基質(zhì)瓣,并在其中兩組瓣下分別置入角膜的邊緣上皮組織和中央上皮組織,第三組作為空白對(duì)照,術(shù)后觀察到實(shí)驗(yàn)組切面前后緣的角膜細(xì)胞均表達(dá)了α-SMA,這提示上皮組織可促使角膜細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化,這與其釋放TGF-β有關(guān)。此外,研究發(fā)現(xiàn)類(lèi)似角膜板層切除這樣的創(chuàng)傷會(huì)誘導(dǎo)很多肌成纖維細(xì)胞產(chǎn)生,但Zieske等在角膜上皮刮除實(shí)驗(yàn)中卻發(fā)現(xiàn)角膜細(xì)胞雖然活化卻未轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞,Stramer等發(fā)現(xiàn)在刮除上皮而基底膜完整的模型中,TGF-β仍然限于上皮細(xì)胞內(nèi),同時(shí)無(wú)纖維修復(fù)的發(fā)生,這些均提示完整的角膜基底膜可保護(hù)下方的基質(zhì)免受TGF-β影響,減少角膜細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化,抑制纖維修復(fù),從而減少haze的發(fā)生。(三)免疫因子及免疫創(chuàng)傷修復(fù)過(guò)程離不開(kāi)諸多細(xì)胞因子的參與。它們可分四類(lèi):①由上皮細(xì)胞產(chǎn)生作用于角膜細(xì)胞,包括TGF-α、IL-1;②由上皮和角膜細(xì)胞產(chǎn)生,通過(guò)自分泌和旁分泌機(jī)制作用于它們自己,包括IGF-1、TGF-β1、TGF-β2、PDGF、bFGF;③由角膜細(xì)胞產(chǎn)生作用于上皮細(xì)胞,包括KGF、HGF;④由上皮或角膜細(xì)胞產(chǎn)生,作用于炎癥或免疫細(xì)胞,包括IL-8和巨噬細(xì)胞集落刺激因子。此外,淚腺也分泌一些細(xì)胞因子,包括TGF-α、HGF、EGF和bFGF等,也有重要的調(diào)節(jié)作用。與角膜細(xì)胞增生、遷移、分化關(guān)系較密切的因子主要有:①TGF-β被認(rèn)為是準(zhǔn)分子激光手術(shù)后誘導(dǎo)角膜基質(zhì)纖維化的關(guān)鍵因子,它可誘導(dǎo)角膜細(xì)胞表達(dá)α-SMA,用抗體阻斷TGF-β,可顯著減少肌成纖維細(xì)胞的出現(xiàn),從而減少PRK術(shù)后haze的發(fā)生。Kaji等對(duì)兔施行PRK術(shù),術(shù)前僅在上皮和內(nèi)皮細(xì)胞中檢測(cè)到TGF-β1的表達(dá),刮除上皮對(duì)之無(wú)影響,術(shù)后4周時(shí)在激光切削區(qū)的基質(zhì)淺層內(nèi)增生的角膜細(xì)胞中檢測(cè)到TGF-β1的表達(dá),而其他部位的TGF-β1表達(dá)無(wú)變化,這種變化提示了TGF-β1在創(chuàng)傷修復(fù)中的作用。而Stramer等研究發(fā)現(xiàn),TGF-β2是上皮細(xì)胞產(chǎn)生的生長(zhǎng)因子,當(dāng)基底膜受損時(shí)會(huì)被釋放入基質(zhì),促進(jìn)角膜細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化,導(dǎo)致纖維化的發(fā)生。②人的角膜上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和角膜細(xì)胞均可合成PDGF及其受體,表明它可以通過(guò)自分泌和旁分泌作用于角膜細(xì)胞。PDGF有三種異構(gòu)體,PDGF-AA、PDGF-BB和PDGF-AB。Imanishi等研究表明,一定濃度的PDGF-BB可促進(jìn)活化的角膜細(xì)胞遷移,而PDGF-AA則無(wú)此作用。此外,它還可以協(xié)同TGF-β誘導(dǎo)角膜細(xì)胞的增生和分化。③在一些體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)IGF-1、TGF-α、EGF也可促進(jìn)角膜細(xì)胞的遷移,促進(jìn)創(chuàng)傷修復(fù)。綜上可見(jiàn),細(xì)胞因子在角膜創(chuàng)傷的修復(fù)過(guò)程中起著復(fù)雜而又重要的調(diào)節(jié)作用,它與haze的發(fā)生密切相關(guān)。(四)haze發(fā)生的原因Haze的形成與角膜透明性下降有關(guān)。角膜的透明需要角膜細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)光線均保持良好的通透性。正常的角膜細(xì)胞胞漿內(nèi)含有很多晶體蛋白,它是一種水溶性的球蛋白,參與透明角膜的發(fā)育,能幫助可見(jiàn)光通過(guò),它的濃度一定程度上決定了角膜細(xì)胞的屈光指數(shù)和對(duì)光線的散射能力。正常情況下,角膜基質(zhì)層膠原纖維粗細(xì)均勻,排列成規(guī)則的網(wǎng)柵狀,而整個(gè)角膜處于水分平衡狀態(tài),故每條膠原纖維向旁邊的散射光線均會(huì)被相鄰纖維的散射光線所抵消;同時(shí)膠原的直徑(約30nm)和膠原間的距離(約60nm)與可見(jiàn)光波長(zhǎng)(400～700nm)相比顯得很小,對(duì)光線的阻隔也少,這均有助于細(xì)胞外基質(zhì)的透明。而創(chuàng)傷后新合成的基質(zhì)中取而代之的是許多肥大的肌成纖維細(xì)胞和粗大而排列紊亂的膠原纖維。在肌成纖維細(xì)胞中,晶體蛋白明顯減少,故其對(duì)光線的通透性下降,這種細(xì)胞在基質(zhì)淺層的大量堆積導(dǎo)致了光線散射的增加,這是haze發(fā)生的原因之一。而粗大的膠原和不規(guī)則的膠原間距離也改變了原先與可見(jiàn)光波長(zhǎng)之間的關(guān)系,M《ller-Pedersen認(rèn)為當(dāng)膠原的直徑或間距大于最短可見(jiàn)光波長(zhǎng)的一半(約200nm)時(shí),對(duì)光線的散射性將大大增加,從而影響角膜的透光性,導(dǎo)致haze的發(fā)生。創(chuàng)傷修復(fù)的最終結(jié)果往往是大量肌成纖維細(xì)胞在受損基質(zhì)處聚集,合成新的膠原蛋白和細(xì)胞外基質(zhì),然后其內(nèi)的平滑肌樣結(jié)構(gòu)收縮,通過(guò)“鞋帶樣”收緊的機(jī)制使基質(zhì)重新排列,如果這一過(guò)程過(guò)度就會(huì)發(fā)生角膜透明性下降,導(dǎo)致haze發(fā)生。此外,正常角膜的基質(zhì)中含有Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ型膠原蛋白,以Ⅰ型為主,Ⅵ型膠原蛋白在保持角膜基質(zhì)的有序板層結(jié)構(gòu)方面起重要作用,而創(chuàng)傷后新合成的膠原以Ⅲ型膠原蛋白為主。許多實(shí)驗(yàn)表明,新合成的膠原蛋白在1～3個(gè)月時(shí)達(dá)到高峰,6～12個(gè)月時(shí)減少至消失,其動(dòng)態(tài)變化曲線與haze分級(jí)變化曲線相似,提示新的膠原纖維合成與haze的發(fā)生有關(guān),可能的原因?yàn)樾潞铣傻哪z原纖維是以瘢痕的主要成分——Ⅲ型膠原蛋白為主,結(jié)構(gòu)粗大,排列紊亂,其直徑及相互間隔不規(guī)則,影響了對(duì)光線的通透性?？傊?角膜創(chuàng)傷的愈合過(guò)程與haze的形成關(guān)系密切,然而此過(guò)程中很多機(jī)制并未被完全闡明。三、其他與屋頂有關(guān)的因素(一)不同種人所通過(guò)激光手術(shù)的刺激效果haze的發(fā)生與患者年齡、術(shù)前眼壓、欲矯正的屈光度、傷口愈合的個(gè)體差異等有關(guān);此外,已知深色人種比淺色人種更易在皮膚組織受損后形成瘢痕,故不同人種角膜組織對(duì)激光手術(shù)的刺激反應(yīng)也可能不同。Tabbara等對(duì)PRK術(shù)后的150例266眼回顧性研究發(fā)現(xiàn),棕色眼的沙特阿拉伯人角膜haze發(fā)生率較藍(lán)色眼的白色人種明顯高。(二)prk的時(shí)機(jī)選擇紫外線輻射也可能與PRK術(shù)后的ha