作者:佚名 来源:本站原创 点击数: 更新时间:2008年07月03日【字体:大 中 小】
角膜盲人在我国约有200~300万,已经成为第二大致盲原因,角膜移植是这部分患者复明的唯一手段。角膜移植术是目前器官和组织移植成功率最高的手术,但术后的免疫排斥反应仍是手术失败的最主要原因。我国目前每年开展约5000例角膜移植手术。大样本量、前瞻性的研究显示,角膜移植后l0年排斥反应发生1次的累积发生率为20%,而严重感染、化学伤等高危角膜移植患者,术后的免疫排斥反应发生率高达6o%~90%,因此减少因免疫排斥反应导致的再次致盲是摆在我国广大从事角膜移植的眼科工作者亟待解决的问题。深刻地理解角膜移植排斥反应的发生机制,采取有效的预防措施,一旦发生免疫排斥反应则给予规范的免疫排斥治疗并加强随诊,对我国的防盲治盲工作具有重大的意义。
一、角膜移植排斥反应的发生机制
角膜移植排斥反应是一个免疫应答过程,涉及抗原提呈细胞(antigen.presentingcell,APC)将供体抗原呈递给受体特异性的T淋巴细胞,辅助性T细胞在识别了作为第一信号的APC提呈的异体抗原和APC分泌的作为第二信号的IL广l后激活,分泌IL-2、IL4、IL-5、IFN.等一系列细胞因子,使特异性识别异体抗原的迟发型超敏反应T细胞(delayedtypehypersensitivity,DTH)、细胞毒性T细胞(cytotoxicTcell,TC)、B淋巴细胞分化、增殖为效应性的DTH、TC和抗体分泌细胞,通过多种途径对异体角膜发动免疫攻击。
1.角膜移植免疫排斥反应相关的抗原
参与角膜移植免疫排斥反应的抗原有人类主要组织相容性抗原、人类次要组织相容性抗原及ABO血型抗原。人类主要组织相容性抗原(majorhistocompatibility,MHC)又称人类白细胞抗原(HLA),分为两型:MHC.I和MHC.II。MHC.1分布于所有人体细胞;MHC.II仅分布于抗原提呈细胞和B细胞。两型MHC均可作为角膜移植排斥反应中细胞毒效应的靶抗原。但是HL~配型在角膜移植排斥反应中的作用尚存在争论。次要组织相容性抗原匹配可以减少角膜移植免疫排斥反应。ABO血型相配也可以降低角膜移植免疫排斥反应发生率。
2.抗原提呈细胞的作用
抗原提呈细胞在角膜移植排斥反应的免疫应答中起关键的作用。参于角膜移植免疫排斥反应的抗原提呈细胞有Langerhans细胞和单核巨噬细胞。非血管化的植床由Langerhans细胞负责呈递抗原;血管化的植床或炎症期的眼球则两者均有可能参与,因为角膜有大量的炎症细胞浸润。正常角膜组织中含有Langerhans细胞,其在周边角膜中的分布明显地高于中央角膜。非血管化的角膜移植动物实验表明,大植片的角膜移植排斥反应明显高于小植片的角膜移植;而且,取自中央角膜的植片移植于周边角膜的排斥反应率最高,周边角膜植片移植于中央角膜次之,中央角膜植片移植于中央角膜最低,说明位于周边角膜的Langerhans细胞在角膜移植排斥反应过程中起重要的作用。抗原提呈细胞提呈抗原有两种方式,一是角膜植片中的过路白细胞(单核巨噬细胞、Langerhans细胞)从移植物引流致外周淋巴组织,迅速致敏T淋巴细胞,称为中枢致敏;其二是宿主外周血中的抗原提呈细胞进入移植物,在那里接触、处理抗原,然后呈递给T淋巴细胞,使T淋巴细胞激活。
3.效应细胞的增殖与抗体分泌
不管是中枢致敏还是外周致敏,移植物抗原都是首先经APC处理并与MHC分子一起呈递,并有APC细胞分泌的非特异性细胞因子作为第二信号,才能有效激活同种抗原特异性的T细胞。活化的T细胞或DTH在移植物中,或回到淋巴组织,在活化的CD4+细胞分泌的细胞因子如IL.2作用下,大量克隆增殖、分化为效应性的杀伤性T细胞或效应性的DTH。B细胞也可以接受抗原提呈细胞呈递的异体抗原而活化,并在Th细胞分泌的细胞因子如IL-2、IL.4及IL-5的作用下,大量增殖、分化为浆细胞,分泌抗原特异性的抗体。
4.效应细胞或效应分子的作用
活化增殖的各种免疫效应细胞或特异性抗体对异体角膜组织发动免疫攻击是免疫排斥反应的最后阶段。重要的免疫效应细胞包括TC、DTH和自然杀伤(naturalkiller,NK)细胞。TC是角膜移植免疫排斥的重要效应细胞。Tc对靶细胞的杀伤机制可能与其分泌的穿孔素蛋白和细胞毒素有关。11C对异体组织细胞的杀伤作用是抗原特异性的,而且受MHC一1类限制。实验证明,发生免疫排斥的角膜植片有强烈的TC作用。DTH主要通过分泌大量的趋化因子以及IL一2、TNF、IFN一7、GM—CSF等细胞因子,产生以淋巴细胞、单核巨噬细胞浸润为主的免疫损伤效应。因此,DTH介导的炎症反应是非特异性的。NK是原始的杀伤细胞,没有抗原识别受体,其杀伤作用是非特异性的。研究发现在排斥的角膜植片上有NK细胞的浸润,但其在角膜排斥中的确切作用还不清楚。尽管参与角膜移植免疫排斥反应主要是细胞免疫,但是体液免疫也起一定的作用。排斥反应过程中活化增殖的B细胞分泌大量的特异性抗体,直接攻击异体角膜组织,或通过抗体依赖的细胞诱导的细胞毒作用破坏异体角膜,还可通过招募其它免疫细胞,激发炎症损伤。
二、角膜移植排斥反应的危险因素
1.角膜血管化:角膜血管化使得异体抗原更容易呈递给受体免疫系统。无血管的植床植片存活率为9o%,而血管化的植床其植片存活率仅为50%~75%。角膜基质新生血管比角膜表面的新生血管更有临床意义,因为角膜移植排斥的危险性随角膜基质血管化程度的增加而增加。超过两个象限的角膜基质新生血管强烈预示排斥反应的发生。
2.炎症:眼部炎症将导致角膜植片排斥,因此角膜移植手术应在眼部炎症静止3个月后进行。角膜移植术后上皮缺损以及拆线后均会产生损伤性的炎症反应,应注意防止免疫排斥反应的发生。
3.虹膜前粘连:无论是术前还是术后的虹膜前粘连均可使供体抗原直接暴露给机体免疫系统,从而导致免疫排斥反应发生。因此,术中要注意分离虹膜前粘连及形成前房,术后要注意抗炎,以免发生炎症继发的虹膜前粘连。
4.多次角膜移植:多次角膜移植手术,特别是因植片排斥导致手术失败容易引起移植排斥反应。眼前段的手术史以及在进行角膜移植手术同时施行玻璃体手术均会提高角膜移植排斥反应的发生率。
5.年龄:大样本前瞻性的研究表明低于年龄40岁的角膜移植患者更容易发生免疫排斥反应。
6.大植片移植及偏中心移植:这两种情况均使异体抗原更容易通过角膜缘血管网呈递,从而产生移植排斥反应。
7.其它因素:有青光眼病史以及化学伤、单疱病毒性角膜炎病史者更倾向于发生角膜移植排斥反应。
三、早期诊断
角膜内皮无再生能力。1次角膜移植免疫排斥反应可造成30%~80%的内皮细胞丢失,极易引起角膜内皮功能失代偿。因此,预防免疫排斥反应的发生,或者在免疫排斥反应刚表现出它的早期征象时及时有效地阻断它的进程,避免内皮细胞的丢失,具有非常重要的意义。
1.加强随诊:超过半数以上的角膜移植排斥反应发生于角膜移植手术后1年以内,但是角膜植片作为人体的异体组织,终生都要面临排斥反应的危险性。角膜移植术后诸多因素可以导致角膜植片发生排斥。因此,定期随诊,早期发现危及植片的眼表以及眼内异常情况乃至全身异常,及时采取措施,才能及时有效防止免疫排斥反应的发生。一旦出现异常情况,应及时就诊以免延误诊治。加强随诊是最有效的防治免疫排斥反应的方法。
2.提示免疫排斥反应的早期症状:眼红、畏光、视力下降以及眼痛这4个症状常常出现在免疫排斥反应之前。因此,出现这些症状的患者要加强随诊。一旦确诊,立即采取积极有效治疗措施,尽最大可能保护角膜内皮。临床观察的一组高危角膜移植患者显示,70%的角膜移植排斥反应发生前会出现症状,而只有30%的排斥反应是通过常规检查发现的。虽然这些症状的敏感性和特异性都很差,但是不应忽视这些症状,出现这些症状的患者必需排除排斥反应的发生。
3.提示免疫排斥反应的早期体征:角膜移植排斥反应是一个免疫应答的过程,因此它具有炎症的特点,例如结膜充血、睫状充血以及前房闪辉和细胞。这些都是非特异性的体征,但是出现时应警惕免疫排斥反应的发生。眼压升高和角膜上皮缺损也是两个早期的非特异性的体征。没有葡萄膜炎的前房闪辉和细胞应高度怀疑免疫排斥反应。植片上皮下浸润是角膜移植排斥反应发生的先兆,发生在10%一15%的角膜移植免疫排斥反应中,它是上皮下的炎症细胞浸润,不波及植床,对治疗的效果好,不留疤痕。如不及时处理,将会发生全面的角膜移植排斥反应。
四、常用防治角膜移植排斥反应药物的作用机制
1.糖皮质激素:糖皮质激素是最常用也是最有效的控制角膜移植排斥反应的药物。它既可预防角膜移植免疫排斥反应的发生,又是发生急性排斥反应时强有力的治疗手段。它可以减少血液中的循环T淋巴细胞;激活核酸内切酶导致淋巴细胞凋亡;下调巨噬细胞表达MHCⅡ;清除朗罕氏细胞的表面分子,并破坏朗罕氏细胞;改善血管通透性,减少细胞和蛋白渗出;抑制炎症细胞趋化和吞噬作用;稳定溶酶体膜;通过抑制磷脂酶A2抑制前列腺素产生;更主要的是与糖皮质激素反应元件结合,抑制II一1、1L。2、lL一6、1FNa和INn的产生,抑制T细胞增殖。糖皮质激素眼液滴眼可以预防角膜排斥反应的发生当角膜移植排斥反应发生的时候,应加大滴眼的频数,并联合全身用药,但必需注意糖皮质激素应用的局部及全身副作用。
2.环孢霉素A:环孢霉素A为亲脂性的药物,通过弥散作用进入细胞内,与胞浆中的环孢亲和素结合,阻止核因子NF—AT进入细胞核,抑制IL.2的转录翻译,从而抑制CIM+、CD8+细胞的活化。此外,环孢霉素A还抑制其它细胞因子如IN的产生,抑制高亲和力的IL-2受体的表达。环孢霉素可能还有助于形成免疫耐受。
3.他克莫司(Tncrotimus,FK506):FK506是放线菌筑波链霉菌的一种代谢产物,与CsA作用机制相似,均作用于钙神经素,但其体外抑制淋巴细胞活性的作用是CsA的10~100倍,具有高度的脂溶性,水溶性极低,是目前唯一可以取代CsA的一线抗排斥药。FK506进入胞浆后,和FK506结合蛋白结合,抑制钙神经素,从而降低IL-2、IFN一7的转录此外,FK506还能破坏同种异体抗原刺激的T细胞上IL一2受体的表达。
五、角膜移植排斥反应的治疗
临床治疗角膜移植排斥反应最重要的是早期诊断早期治疗。一旦发生角膜移植排斥反应后,立即进行及时而有效的治疗,66%的角膜移植免疫排斥反应可以逆转。如果治疗在移植排斥反应发生后数天才开始,则绝大部分的患者将不可避免地发生植片功能失代偿。发生1次免疫排斥反应之后,如果不进行规范的治疗,则免疫排斥反应很快会再次发生。因此,一旦确诊发生角膜移植免疫排斥反应,除积极有效的治疗外,规范的随诊、用药显得尤为重要。
1.糖皮质激素应用:糖皮质激素对角膜移植免疫排斥反应同时具有预防和治疗的作用。常规角膜移植术后即可给予糖皮质激素眼液滴眼,可以抑制术后炎症反应,预防植片排斥反应。对高危角膜移植患者,围手术期即可给予频繁滴眼。常规用法为:起初的1~2wk予1%醋酸泼尼松龙1次/2h,逐渐减量并持续使用几个月,除非出现并发症。在高危角膜移植患者,激素的局部应用可能不足以预防免疫排斥反应的发生,可以辅以全身用药。通常于手术当天静脉滴注甲基泼尼松龙125~250mg,接着口服泼尼松1mg·kg·d~,缓慢减量持续3~6个月,隔日加倍口服可以减少并发症。轻度免疫排斥反应重新给予糖皮质激素局部应用或加强局部用量即可控制对于波及内皮的重度排斥反应予强化治疗。首先给予醋酸泼尼松龙125~250mg静脉滴注,接着口服泼尼松1mg··d-。,同时醋酸泼尼松龙眼液滴眼1次/1h。静脉滴注醋酸泼尼松龙效果优于口服。
2.环孢霉素A:环孢霉素A主要作用于抗原识别的早期阶段。即使在抗原提呈的数小时后用药,都会显著地降低环孢霉素A的疗效。动物实验表明,眼局部低剂量的环孢霉素A即可达到阻断免疫排斥反应的传人弧,从而抑制免疫排斥反应的目的。加大局部用量,使其达到一定的血药浓度,则亦可抑制已经激活的免疫系统对角膜植片的免疫攻击。因此,环孢霉素的理想用药应是预防角膜移植排斥反应的发生。有研究者用2%环孢霉素A橄榄油滴眼剂用于l1例高危角膜移植患者,10例在随访的16个月中角膜植片保持透明。另有研究者将0.5%环孢霉素A眼液用于治疗16例棘手的角膜移植排斥反应患者,9例获得治愈,6例明显缓解。由此表明,环孢霉素局部应用对角膜移植排斥反应兼具预防和治疗的作用。环孢霉素A的局部应用具有很好的耐受性。在2~3年的随访期间,除局部刺激症状外,未发现其它明显的眼部毒性,亦无全身副作用。即使滴眼1次/2h的频繁使用,亦未能测出环孢霉素A的血药浓度及发现血肌酐浓度上升。因此,环孢霉素A是很有效地治疗角膜移植排斥反应的药物,特别是糖皮质激素无效或不能耐受糖皮质激素的患者。因为具有明显的肾毒性、肝毒性及引起高血压,环孢霉素A较少全身使用以治疗角膜移植排斥反应使IL。2的产生、细胞毒性T淋巴细胞活化增殖、B淋巴细胞增殖达到50%抑制的环孢霉素A的浓度依次为l0~20ng/n~,20~50ng/n~,5~15ng/ml。观察兔眼滴2%的环孢霉素10ul,6h后测得角膜的最大浓度为9OO~1400ng/ml,即使48h后角膜的药物浓度仍可达600~900ng/n~。由此推知,2%环孢霉素A眼液隔日滴眼1次仍可在角膜组织获得很高的药物浓度。因此,环孢霉素是预防角膜移植排斥反应或者控制急性排斥反应后预防再发的理想用药。全身应用环孢霉素12个月可收到最大效果,但是使用4~6个月也可以收到较好的效果,而且4~6个月停药后植片存活了较长时间,表明可能形成了免疫耐受。3.他克莫司(FK506):局部应用测不到血药浓度,因此作为T淋巴细胞增殖抑制剂,其是通过局部作用抑制眼部免疫效应的。动物实验表明,FK506可以作为预防角膜免疫排斥反应的局部制剂。陈剑等证明0.5%FK506眼液早期应用预防兔角膜移植排斥反应的效果优于1%环孢霉素A眼液。FK506的全身应用可引起肾毒性、神经毒性以及高血糖。
综上所述,目前应用于治疗角膜移植排斥反应的药物主要是糖皮质类固醇激素,但是长期应用此类药物可以导致白内障、青光眼以及其它的全身副作用。因此,糖皮质类固醇激素应用于角膜移植术后短期控制炎症反应以及角膜移植急性排斥反应。一旦病情控制,即应缓慢减量停药。环孢霉素A及FK506均作用ChinJOphthalmolandOtorhinolaryngol,ptember2006,Vo16,No.5于角膜移植排斥反应的早期,抑制T细胞的活化增殖,可用于预防角膜移植免疫排斥反应。环孢霉素A及FKS06的全身使用均可引起严重的副作用,较理想的用药途径是局部用药,但是两者的最佳药物使用浓度、频度以及使用时间均未十分清楚,仍需进一步的基础及临床实验确定。
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