我国角膜移植领域面临的困难与挑战

董诺 刘祖国

角膜病是我国目前主要致盲病因之一，据2008年第2次全国残疾人抽样调查统计，中国目前共有视力残疾1691万人，其中因角膜病致盲患者约400万人，角膜病为第2位致盲原因［1］。大部分角膜病致盲患者可以通过角膜移植手术重见光明。近20年来，政府对于医疗卫生事业的投入逐年增加，我国角膜移植手术量增多，技术水平也明显提高，但目前在角膜供体来源、开展成分角膜移植等方面存在的一些问题，对角膜移植基础研究和临床工作提出了挑战。

1 角膜供体来源匮乏

尽管2007年我国颁布的《人体器官移植管理条例》明确身后捐献眼角膜的立法问题，但由于宗教信仰、风俗习惯的影响，我国角膜捐献者甚少，如全国年受捐量最多的深圳眼库2010年累计接受角膜捐献仅336例［2］;另一方面 HIV、HBV、狂犬病毒和朊病毒可以通过角膜植片传播，而角膜屈光手术、人口老龄化等因素又缩小了角膜供体的选择范围，导致角膜材料短缺。由于供体来源匮乏，我国每年角膜移植手术的数量仅为4000～5000例，与发达国家(美国每年角膜移植手术量约45 000例)甚至某些发展中国家相差甚远，我国角膜病致盲患者数量的绝对数值逐年上升［3］。角膜供体短缺和需求之间的巨大差距，严重制约了中国复明性角膜移植手术的开展，我国绝大部分角膜病致盲患者只能在黑暗中等待，给家庭和社会带来沉重负担。

如何解决角膜供体短缺的问题?首先需要在政府主导、民众参与和媒体宣传模式下，提升公民对角膜供体捐献的认知度，宣传捐献角膜、延续光明的理念，使更多的人愿意身后捐献眼角膜;其次尽可能地利用角膜材料，将同一供体材料应用于多个受者［4］;最后还需要科学家积极寻找新的角膜替代物，如组织工程角膜和异种角膜。近年来，组织工程角膜构建的研究取得了长足进步。得益于角膜上皮干细胞研究的快速进展，自体角膜缘移植、异体角膜缘移植、体外培养的角膜上皮干细胞移植、口腔黏膜上皮细胞移植等组织工程角膜上皮纷纷成功应用于临床研究［5-7］，从目前的研究结果来看，这些不同来源的干细胞移植后远期效果均不十分理想。在组织工程板层角膜基质和角膜内皮研究方面，已有国外研究者将体外获取的板层角膜基质及角膜内皮细胞移植动物获得成功［8-10］。但是到现在为止，由于缺乏一种理想的既能满足光学性能要求，又具备天然角膜韧性的组织工程角膜支架材料，致使相关研究停留在动物实验水平。人工角膜(keratoprosthesis)虽然具有良好的透光性和维持角膜完整性，但由于人工角膜移植的手术要求极高而且术后并发症多，其临床应用限制较大，可是这仍然为无法进行常规角膜移植的患者带来了新的希望。异种角膜移植将有助于缓解目前供体严重短缺的状况，然而包括超急性排斥反应、内源性病毒以及相关的伦理及法律问题等多重障碍局限了其在临床应用［11］。尽管如此，角膜移植领域中组织工程角膜和异种角膜具有极大的医疗潜力，相信通过科学工作者不懈的努力和社会的广泛支持，它们将成为人类角膜供体的有效来源。

2 成分角膜移植带来的新问题

传统角膜移植以穿透角膜移植为主流术式，然而穿透角膜移植不单单切除病变的内皮细胞，连带健康的基质、前弹力层和上皮层一起切除，不仅增加了排斥反应发生的可能，造成患者不必要的损伤，也浪费宝贵的角膜供体材料。随着手术技术的进步、医疗器械的改良，临床上角膜移植手术逐渐向成分角膜移植方向发展，即只移植患者角膜中发生病变的上皮、基质或内皮部分，如角膜缘干细胞移植、角膜上皮移植、板层角膜基质移植、带内皮的板层基质移植，以及单纯角膜内皮移植等，不仅术后并发症少，患眼光学效果也更好［12］。在制作不同成分角膜供体和切除病变角膜组织方面，借助板层刀分层法、直接开放式剖切、水分层法、空气注人法、黏弹剂注入剖切法或锥虫蓝染色法等方法可暴露角膜后弹力层，或借助自动微型角膜刀、准分子激光或飞秒激光等设备对角膜进行精密切削可得到精确控制的植床植片厚度和光滑的切削面。然而这些手术方法开展时间短、学习曲线长，设备及耗材昂贵，一定程度上限制了成分角膜移植的普及。在避免传统穿透角膜移植常见并发症的同时，成分角膜移植也带来了一些新的并发症，如后弹力层穿孔、双前房现象、内皮细胞丢失、内皮移植片移位或脱落等［13-14］，而人工角膜则有角膜融解、人工角膜前膜或后膜、人工角膜镜脱出、房水渗漏等并发症［15］，这些对临床医生都是新的问题。重视角膜移植后并发症的防治，可提高角膜移植成功率，有效避免因角膜移植片衰竭而导致的二次角膜移植。

3 角膜移植后排斥反应了解很少

角膜移植是目前器官和组织移植中成功率最高的移植手术，其主要原因是角膜无血管和淋巴管，处于相对的免疫豁免区，尽管如此，排斥反应仍是传统穿透角膜移植失败的首要原因［16］。角膜移植后排斥反应的发生是多因素参与的复杂过程，尤其新生血管化的角膜、大移植片与偏中心移植、多次角膜移植等高危角膜病变，术后出现排斥反应的概率明显增加，排斥反应发生的时间也相对较早，而且时间跨度较长，导致术后排斥反应发生率高达 38.1% ～62.2%［17］。目前，有关成分角膜移植后排斥反应的报道较少，如角膜缘干细胞移植后仅少数病例发生排斥反应，与我们认为“角膜缘富含丰富的血管而没有角膜的免疫豁免地位，角膜缘干细胞移植的排斥反应风险大大增加”的想法相悖;角膜内皮移植后排斥反应的发生率在0～20%之间，其中在发生排斥反应的患眼中约7.6%因移植片水肿而需再次手术［18-19］;角膜内皮排斥线(posterior khodadoust line)是穿透角膜移植后出现排斥反应的重要特征，此特征在角膜内皮移植后报道较少［20］。可见成分角膜移植后排斥反应的临床特征目前仍未完全了解，值得进一步探讨。

综上所述，我国角膜移植的临床研究任重道远，既要正视我国角膜供体材料短缺的现状，也应看到新技术开展、新设备应用对角膜移植的临床研究带来的强大动力，挑战与机遇并存!

1 第二次全国残疾人抽样调查领导小组，中华人民共和国国家统计局.2006年第二次全国残疾人抽样调查主要数据公报［J］.中国康复理论与实践，2006，12(12):1013.

2 石义胜.角膜捐献让714人重见光明［EB/OL］.(2010-02-21)［2011-02-10］.http://sztqb.sznew.com/html/2010-02/21/content_968490.html.

3 袁进，陈家祺.加强我国角膜移植免疫研究［J］.眼科，2009，18(6):370-373.

4 Vajpayee RB，Sharma N，Jhanji V，et al.One donor cornea for 3 recipients:a new concept for corneal transplantation surgery［J］.Arch Ophthalmol，2007，125(4):552-554.

5 Shimazaki J，Aiba M，Goto E，et al.Transplantation of human limbal epithelium cultivated on amniotic membrane for the treatment of severe ocular surface disorders［J］.Ophthalmology，2002，109(7):1285-1290.

6 Tsai RJ，Li LM，Chen JK.Reconstruction of damaged corneas by transplantation of autologous limbal epithelial cells［J］.N Engl J Med，2000，343(2):86-93.

7 Nishida K，Yamato M，Hayashida Y，et al.Functional bioengineered corneal epithelial sheet grafts from corneal stem cells expanded ex vivo on a temperature-responsive cell culture surface［J］.Transplantation，2004，77(3):379-385.

8 Lagali N，Griffith M，Fagerholm P，et al.Innervation of tissue-engineered recombinant human collagen-based corneal substitutes:a comparative in vivo confocal microscopy study［J］.Invest Ophthalmol Vis Sci，2008，49(9):3895-3902.

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