先天性白内障患者角膜内皮细胞和角膜厚度的研究

刘劲超，冯丙岂，苏静静，王施丹，旷龙昊，冯其高

0引言

先天性白内障是导致可治性儿童盲的首要疾病[1]，占儿童盲病例的8%～39%[2]。先天性白内障患者的角膜内皮细胞及其变化规律鲜有研究报道，目前尚未明确先天性白内障对角膜内皮细胞是否存在影响。角膜厚度是评估眼部发育的重要参数之一。研究先天性白内障患者的角膜内皮细胞和角膜厚度，可帮助临床医生了解角膜内皮功能储备，有助于为疾病的诊断和治疗以及内眼手术提供安全保障，也将帮助我们更全面地了解先天性白内障的疾病特点，为研究该疾病的机制和治疗奠定基础。本研究将分析先天性白内障患者的角膜内皮细胞和角膜厚度与年龄、性别的关系，并对比双眼患者、单眼患者患眼与健眼的角膜内皮细胞、角膜厚度的差异，从而探究先天性白内障患者角膜内皮细胞和角膜厚度的变化规律。

1对象和方法

1.1对象回顾性研究。选取2014-08/2018-12在我院确诊为先天性白内障的住院患者141例，年龄2～20(7.62±4.04)岁，其中男74例，女67例；双眼患者68例，单眼患者73例。纳入标准：(1)年龄≤20岁；(2)均行白内障摘除联合人工晶状体植入术；(3)术前至少有以下1项手术指征：1)致密白内障；2)位于视轴中央的明显混浊，直径>3mm；3)晶状体混浊影响眼底检查；4)合并斜视、眼球震颤[3]。排除标准：(1)先天性子宫内感染白内障(如风疹性白内障)、复杂性白内障(如葡萄膜炎并发白内障)、代谢性白内障(如手足抽搐性白内障)、外伤性白内障等患者；(2)既往有白内障手术史、青光眼、视网膜疾病、病理性近视、先天性无虹膜、晶状体异位脱位、角膜白斑、角膜变性、眼球萎缩、小眼球、合并上睑下垂、睑内翻等其它眼部疾病或全身疾病的患者。本研究获得我院伦理委员会批准，所有患者均对手术知情并签署知情同意书。

1.2方法采集纳入患者的年龄、性别、双眼或单眼患病情况等一般资料，并由经验丰富的眼科检查医师使用非接触型角膜内皮细胞显微镜(SP-3000P)检测角膜内皮细胞密度(endothelial cell density，ECD)、平均面积(average size，AVE)、面积标准差(standard deviation of size，SD)、变异系数(coefficient of variation，CV)、六边形细胞百分比(hexagonality，Hex)和中央角膜厚度(central corneal thickness，CCT)。

统计学分析：使用SPSS 23.0进行统计分析。计量资料采用均数±标准差表示，双眼之间眼部参数比较采用配对样本t检验。采用偏相关分析评估眼部参数与年龄的关系，并使用逐步多元回归分析进行曲线拟合。采用协方差分析比较双眼和单眼患者、不同性别患者眼部参数的差异。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2结果

2.1眼部参数检测结果本研究纳入的双眼先天性白内障双眼之间眼部参数测量结果差异均无统计学意义(tECD=-0.24，PECD=0.811；tAVE=0.279，PAVE=0.781；tSD=0.69，PSD=0.493；tCV=0.771，PCV=0.444；tHex=-0.701，PHex=0.486；tCCT=1.634，PCCT=0.107)，故对于双眼先天性白内障患者仅纳入右眼检测结果进行分析。本研究纳入的单眼患者双眼之间眼部参数差异亦均无统计学意义(tECD=0.317，PECD=0.752；tAVE=-0.090，PAVE=0.928；tSD=1.150，PSD=0.254；tCV=1.283，PCV=0.204；tHex=-0.776，PHex=0.440；tCCT=1.423，PCCT=0.159)。本组患者ECD、AVE、SD、CV、Hex和CCT检测结果见表1。

2.2眼部参数与年龄的偏相关分析如图1所示，控制性别的影响，本组患者ECD与年龄呈显著负相关，可得到ECD=3957.33-306.62×ln(年龄)的拟合曲线(r2=0.246，P<0.001)；AVE与年龄呈显著正相关，可得到AVE=178.77+27.39×ln(年龄)的拟合曲线(r2=0.249，P<0.001)；SD与年龄呈显著正相关，可得到SD=77.13×e0.013×年龄的拟合曲线(r2=0.046，P=0.01)；CV、Hex、CCT与年龄均无显著相关性。如表2所示，控制性别的影响，双眼患者右眼ECD与年龄呈显著负相关，AVE与年龄呈显著正相关，但SD、CV、Hex和CCT与年龄均无显著相关性；单眼患者患眼ECD与年龄呈显著负相关，AVE与年龄呈显著正相关，SD、CV、Hex和CCT与年龄均无显著相关性，但健眼AVE、SD、CV与年龄均呈显著正相关，ECD、Hex和CCT与年龄均无显著相关性。

2.3不同性别患者眼部参数的比较协方差分析结果显示，本研究纳入的男性患者和女性患者ECD、AVE、SD、Hex和CCT差异均无统计学意义(P>0.05)，但女性患者CV显著大于男性，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。

2.4单眼和双眼患者眼部参数的比较协方差分析结果显示，排除年龄和性别的影响，双眼患者右眼ECD、AVE、CCT与单眼患者患眼ECD、AVE、CCT差异均无统计学意义(FECD=0.074，PECD=0.786；FAVE=0.017，PAVE=0.895；FCCT=0.998，PCCT=0.320)；双眼患者右眼ECD、AVE与单眼患者健眼差异均无统计学意义(FECD=0.013，PECD=0.910；FAVE<0.001，PAVE=0.989)；但双眼患者右眼SD明显大于单眼患者患眼(F=4.442，P=0.037)和健眼(F=7.567，P=0.007)，CV明显大于单眼患者患眼(F=4.903，P=0.028)和健眼(F=9.037，P=0.003)，Hex明显小于单眼患者患眼(F=7.747，P=0.006)和健眼(F=7.106，P=0.009)，CCT明显大于单眼患者健眼(F=4.322，P=0.041)，见图2。

3讨论

先天性白内障是导致可治性儿童盲的首要疾病[1]。研究先天性白内障患者角膜内皮细胞和角膜厚度的变化规律有助于更全面地了解其特点，为研究该疾病的机制和治疗奠定基础。角膜内皮细胞密度和形态学特征可帮助临床医生了解角膜内皮功能储备，有助于为疾病的诊断和治疗以及内眼手术提供安全保障。

本研究结果显示，先天性白内障患者ECD与年龄呈显著负相关，AVE和SD与年龄呈显著正相关，分别得到ECD=3957.33-306.62×ln(年龄)、AVE=178.77+27.39×ln(年龄)、SD=77.13×e0.013×年龄的拟合曲线。女性患者CV显著大于男性患者；双眼患者SD和CV明显大于单眼患者患眼和健眼，Hex明显小于单眼患者患眼和健眼。正常人具有随年龄增长ECD降低、AVE增大、CV增大和Hex降低的变化规律[4-6]，但本研究并未发现先天性白内障患者(双眼患者和单眼患者患眼)CV和Hex随年龄增长有相应变化，双眼患者、单眼患者患眼与健眼之间的SD、CV、Hex均有差异，表明先天性白内障可能引起角膜内皮细胞的改变。本研究发现，单眼患者健眼CV与年龄呈正相关，提示CV随年龄增长而增大，这与既往研究结果相符。既往研究显示角膜内皮无性别差异[7]，而本研究中女性患者CV大于男性患者，分析可能是由于不同性别患者的角膜内皮细胞受到先天性白内障的影响大小不同。

表1 本组患者眼部参数检测结果

图1 眼部参数与年龄的拟合曲线 A：ECD与年龄的拟合曲线；B：AVE与年龄的拟合曲线；C：SD与年龄的拟合曲线。

表2 本组患者眼部参数与年龄的偏相关分析

图2 单眼和双眼患者眼部参数的比较 A：SD；B：CV；C：Hex；D：CCT。aP<0.05 vs 双眼患者(右眼)。

表3 不同性别患者眼部参数的比较

研究表明，先天性白内障与遗传因素密切相关[8]，也有研究认为角膜内皮细胞受遗传因素影响[9]。Xiao等[10]研究发现，转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)在先天性白内障晶状体上皮细胞内表达增加，Harris等[11]则报道角膜内皮细胞增殖与TGF-β有关。另有研究报道，外源性和内源性TGF-β2可抑制角膜内皮细胞进入细胞周期的S期，而在正常人的房水中，内源性TGF-β2被激活并呈高浓度表达[12]，从而对内皮细胞的增殖产生抑制作用。这种抑制作用有明显的浓度和时间依赖性，可能是通过先后诱导p27Kip1蛋白和p21Cip1蛋白表达增加，使内皮细胞停留在G1/G0期[11]。TGF-β2以剂量依赖的方式抑制内皮细胞的增殖，并增加内皮细胞的移行[13]。此外，研究显示先天性白内障会对眼轴造成影响[14]，而眼轴增长会对角膜内皮细胞产生不利影响[15]。先天性白内障是否由于遗传因素，通过TGF-β、眼轴增长或者其它原因导致角膜内皮细胞的变化仍有待相关基础研究来明确其机制。

本研究发现，单眼患者健眼ECD与年龄无相关性(P=0.054)，可能是由于健眼样本量(73眼)较少。本研究中健眼Hex与年龄无明显相关性，可能是单眼患者健眼与正常眼具有一定差异。但也有研究显示，正常眼Hex与年龄无明显相关性[16]，或正常眼Hex与年龄相关性较弱[17]，这也与我们的结果相近。

我们发现，双眼患者的CCT明显大于单眼患者健眼。Lupinacci等[18]研究显示，单眼患者患眼和健眼CCT无显著差异。Lin等[19]报道单眼患者患眼CCT大于健眼，双眼患者与单眼患者患眼CCT无明显差异，Lin等[20]另一项研究则未发现单眼患者患眼和健眼CCT有显著不同。Lin等[21]将双眼患者和单眼患者患眼合并为1组，对比单眼患者的健眼，结果发现患有先天性白内障的眼CCT更大。Kun等[22]研究也显示单眼患者患眼CCT大于健眼。各研究之间的差异可能和样本量不同有一定关系(上述5项研究样本量分别为31、476、25、428、42例)，也可能和测量使用的仪器不同有关(Lupinacci等[18]使用超声角膜测厚仪，Lin等[19-20]和Lin等[21]使用Pentacam，Kun等[22]使用Ocuscan RxP)，研究显示不同仪器测量CCT的结果不一[23]。但同一研究的患者均使用同样的仪器完成检查，结果仍有不同，双眼患病和单眼患病对CCT有无影响，仍存在争议。

本研究虽然有一定的样本量支持，各项检查和统计分析也均准确完成，但仍有如下局限性：(1)样本未纳入不适合手术或有其它疾病的患者，只能代表来我院就诊有手术指征的患者，不能代表先天性白内障患者总体；(2)本研究未考虑白内障类型和严重程度对结果的影响，但纳入的均是有手术指征的患者(致密白内障；位于视轴中央的明显混浊，直径大于3mm；晶状体混浊影响医生检查眼底；合并斜视、眼球震颤[3])，因此纳入的患者均有一定的同质性；(3)由于部分患者年龄较小无法配合检查，造成纳入样本量较少。

综上所述，先天性白内障患者ECD与年龄呈显著负相关，AVE和SD与年龄呈显著正相关；女性患者CV显著大于男性患者；双眼患者SD和CV明显大于单眼患者患眼和健眼，Hex明显小于单眼患者患眼和健眼，CCT明显大于单眼患者健眼CCT。本研究结果有助于为先天性白内障手术提供安全保障，也为了解疾病特点提供参考，为研究该疾病的机制和治疗奠定了基础，但仍有待大样本、多中心的随机对照研究进一步验证本研究结果。