虹膜角膜内皮综合征的临床研究现状及共焦显微镜观察

虹膜角膜内皮综合征的临床研究现状及共焦显微镜观察 虹膜角膜内皮综合征的临床研究现状及共焦显微镜观 察 中 文摘 要 目的: 本研究通过对 虹 膜角膜内 皮综 合征的 临 床研究现 状进 行综述 , 观察和 角膜激光共焦显微镜下该病的角膜内皮细胞的形态学特点, 计算患眼、 对侧 眼、 正常眼的角膜内皮细胞密度、 角膜内皮细胞面积以及角膜中央厚度, 并进行 统计学,从而为该病的诊治提供客观依据。 方 法:1 、通过 MEDLINE、PubMed 、维普数据库等资源,获得国内外相关 文献资料, 对虹膜角膜内皮综合征的临床研究现状进行综述。2、 选 择 2008 年 3 月至 2012 年 3 月于我院诊断为 “虹膜角膜内皮综合征 ”患者 21 例, 皆为单眼 发病,患 眼(21 只 眼 )作为研 究组,其 对侧 眼作为对 照组,并 随机 抽取 的眼压 正常、 未患明显眼部疾病的 21 只眼 (21 人) 作为对照组, 所以人皆进行双眼角 膜激光共焦显微镜 检查。在激光共焦显微镜下 观察其角膜内皮细胞的 形态学特 点,分析角膜内皮细胞的大小、形态,将患眼、对侧眼及正常眼图像进行比较; 计算角膜内皮细胞的密度、 角膜内皮细胞面积、 以及测量角膜中央厚度, 同时使 用 spss13.0 软件分别对患眼、 对侧眼和正常人群的角膜内皮细胞的密度、 内皮细 胞面积以及角膜中央厚度进行单因素方差分析 和 SNK 检验。 结果:1、虹膜角 膜内 皮综合 征的临 床表 现多 样,确 切的病 因尚 有争 论,治 疗上主要针对角膜混浊和继发性青 光眼两大并发症, 效果往往欠佳, 早期诊断非 常关键 。2、共焦显微镜下 绝大部分 ICE 综 合征患者的角膜内皮细胞发生了具 有诊断价值的异常改变 ,占 95.23% ,具体发 生了以下改变: ?角膜 内皮细胞的 六边形结构减少; ? 角膜内皮细胞密度降低; ?角膜内皮细胞面积相应增大; ? 角膜 内皮细胞的异常形态, 如内皮细胞呈疣锥状突起、 出现 “风筝样” 内皮细胞 或内皮细 胞呈“ 上皮化 ”改变。3、角 膜内皮 细胞密度 : 每两 组间的 差异均具有 统计学意义(P 0.05 ) ; 角 膜 内 皮细 胞 面 积: 患 眼 组 与 正常 眼 组 、患 眼 组 与对 侧眼 组 之间的差异 有 统计 学 意 义 (P 0.05 ) , 对 侧 眼 组 与正 常 眼 组之 间 的 差异 无统计学意义 (P 0.05 ) ; 角膜中央厚度: 三组间 的差异无统计学意义 (P 0.05) 。 结论: 共焦显微镜诊断 虹膜角膜内皮综合征具有重要 的临床意义, 共焦 显微 镜下该病的角膜内皮细胞具有特征性的形态学改变 , 患眼的角膜内皮细胞 密度明 显降低,角膜内皮细胞面积显著增大,对侧眼有一定程度的亚临床改变 。 关 键词 :ICE 综合征, 共焦显微镜,角膜 IAbstract Objective :To review clinical research of iridocorneal endothelial syndrome, observe and analyze the morphological changes of corneal endothelial cells in corneal confocal microscope, which provide the objective basis to the diagnosis and treatment of iridocorneal endothelial syndromeMethods :1、Through databases such as MEDLINE, PubMed, VIP , obtain the domestic and foreign relevant documents, review iridocorneal endothelial syndrome clinical researches. 2、 Choose 21 iridocorneal endothelial syndrome patients who were diagnosised in the Shenzhen eye hospital from March 2008 to March 2012, 21 sick eyes were the research group, the contralateral 21 eyes were control group , the other control group is constituted by random choosed 21 eyes which had normal intraocular pressures and had no eye disease, all the patients had their both eyes examined with the corneal confocal microscope.Observed the morphological changes of corneal endothelial cell, analysed the corneal endothelial cell size and shape, compared the research group with the two control group.Calculated the corneal endothelial cell area, the corneal endothelial cell density and the central corneal thickness, in the last the ANOVA was done to assess the differencesResults :1.Iridocorneal endothelial syndrome has various manifestations, the cause is still controversial, mainly treatment corneal opacity and secondary glaucoma two major complications, the effect often poor,so early diagnosis is the key.2Iridocorneal endothelial syndrome has characteristic changes of corneal endothelial cells , performance for a significant reduction in normal hexagonal structure cells and the cell number, cell area become larger.The difference of endothelial cell density between the sick eye , the contralateral eye and the normal eye was statistically significant P 0.05, The difference of endothelial cell density between the sick eye and the contralateral eye, the sick eye and the normal eye was statistically significant P 0.05 ,The difference of the central corneal thickness between the sick eye ,the contralateral eye and the normal eye eyes was not statistically significant P 0.05 Conclusions :Confocal microscopy have an important clinical role in the IIdiagnosis of iridocorneal endothelial syndrome,there are morphological corneal endothelial cell changes which are observed by the confocal microscope in iridocorneal endothelial syndromeKey words :Iridocorneal endothelial Syndrome, Confocal microscope,Cornea III目录 中文摘要 „„„ „ „„„„ „„„ „ „„„„ „„„ „ „„„ I 英文摘要 „„„ „ „„„„ „„„ „ „„„„ „„„ „ „„„ II 前 言 „„„„ „„„„ „„„ „ „„„„ „„„ „ „„„ 1 第一部分 ICE 综 合征的临 床研究 现 状 „„„ „„„ „ „„„ 2 1.1 致 病机制 „ „ „„„„ „„„ „ „„„„ „„„ „ „ 2 1.2 临床 表现 „„ „„„„ „„„ „ „„„„ „„„ „ „ 3 1.3 诊 断及鉴 别诊断 „„„„ „„„ „ „„„„ „„„ „ 4 1.4 治疗 „„ „„„ „„„„ „„„ „ „„„„ „„„ „ 7 第二部分 共 焦显微 镜发展历 史及应 用 原理 „„ „„„ „ „„ 9 第三部分 共 焦显微 镜的临床 观察 „ „ „„„„ „„„ „ „„ 12 3.1 临 床资料 „„„ „„„„ „„ „ „ „„„„ „„„ „ 12 3.2 观察 方法 „„„ „„„„ „„ „ „ „„„„ „„„ „ 12 3.3 观 察指标 „„„ „„„„ „„ „ „ „„„„ „„„ „ 13 3.4 统 计方法 „„„ „„„„ „„ „ „ „„„„ „„„ „ 13 结 果 „„„„ „„„„„„„ „ „„„„ „„„ „ „„ „ 14 讨 论 „„„„ „„„„ „ „„ „ „„„„ „„„ „ „„ „ 18 结 论 „„„„ „„„„ „ „„ „ „„„„ „„„ „ „„ „ 22 参考文献 „„„ „ „„„„ „ „„ „ „„„„ „„„ „ „„ „ 23 附图及简 要说明 „ „„„„ „„„ „ „„„„ „„„ „ „„„28 在校期间 发表论 文 情况„„ „„„ „ „„„„ „„„ „ „„„34 致 谢 „„„„ „„„„ „„„ „ „„„„ „„„ „ „„„ 35 IV 暨南大学硕士学位论文 前言 虹膜角膜内皮综合征iridocorneal endothelial syndrome , ICE 是以角膜 内皮细 胞变性、 进行性虹膜 萎缩及虹膜周边前粘连、 继发 性青光眼为主要改变的一组疾 病, 多单眼发病, 临床 上分为 chandler 综合征 、 进行性虹膜萎缩和 Cogan ?Reese 综合征三种类型,ICE 综合征的发病机制目前尚不 明确,有 Campbell 膜学说、 [1] 病毒感染学说、 缺血学说、 神经嵴细胞学说 等 。 目前没有针对 ICE 综合征病因 的有效治疗, 往往是针对角膜 内皮失代偿和继 发青光眼这两大并发症进行治 [2] 疗 。 ICE 综合征发病隐匿, 临床表现多样, 预后差, 常常由于眼 压失控和角膜内 皮失代偿而致失明, 所以早期诊断、 早期治疗非常关键。 早在八十年代, 就有通 过角膜内皮镜观察角膜内皮层的结构改变来诊断 ICE 综合征,但角 膜内皮镜不 能用于角膜水肿和角膜透明度下降的情况 , 角膜共焦显微镜打破了这些限制, 并 且能够实时 、 无创的 对活体组织进行扫描, 观察角膜各层 组织的形态学改变, 扫 [3] 描 所得图像 清晰准确 ,可为 ICE 综合征的早期 诊断 提供重要依据 。 本研究 利用共焦显微镜 观察ICE综合征的各层 角膜细胞的形态学 改变,总结 其形态特点, 并 计算 角膜内皮细胞密度、 内皮细胞面积 及角膜中央厚度, 并进行 统计 学分析, 以期获得 诊断ICE综合征的客观 依据 。- 1 - 暨南大学硕士学位论文 第 一部 分 ICE 综 合 征的 临床 研究 现状 1.1 致病 机制 ICE 综合征无遗传倾向 , 组织病理学检查显示角膜的病变开始于后天, 而不 是先天存在的,ICE 综 合征的基本病理改变是角膜内皮细胞的异常, 而导致这一 异常改变的机制目前存在争论, 有 Campbell 膜学说、 病毒感染学说、 缺血学说、 [4] 神经嵴细胞学说 等,其中以 Campbell 膜学说最受推崇 ,他认为 ICE 综合征首 先表现为角膜内皮异常, 继而发展至角膜水肿, 并且异常的角膜内皮细胞增生跨 越前房角, 到达虹膜前表面, 形 成玻璃膜组织, 玻 璃膜细胞部分收缩, 导致虹膜 前粘连, 进而引起房角关闭, 影响正常的 房水循环, 发生青光眼, 同时牵拉对侧 [3] 虹膜导致瞳孔变形、移位,以及出现虹膜萎缩和孔洞。组织病理学研究表示 , 在虹膜表面可见由单层 角膜内皮细胞与 Descemet 膜的基底膜链接形成的膜,这 是三种类型 ICE 综合征 的共有的特征 ,这也在一定程度上支持了 Campbell 膜学 [5] 说 。 [6] 病毒感染学说目前越来越受到肯定,Eagle 和Shields 提出,ICE 综合征患者 的 角膜内皮细胞被病毒感染后,基因发生了改变,从而具有了增殖能力。 [7] Rodrigues 等 用单克隆抗体对一些新鲜冰冻切片中的 患眼角膜进行染色, 显示角 膜上皮能正常染色, 而角膜内皮无法正常染色, 在内皮细 胞内可见淋巴细胞, 提 示病毒可能通过游走细胞迁移到角膜内皮细胞中 ;观察13例ICE综合 征的病人血 清,皆具有一种Epstein-Barr 病毒;在25只ICE 综合征患者的角膜标本中,用PCR 方法配对细胞,在16 只眼角膜中发现有疱疹病毒DNA ,这些研究都在 一定程度 [8] 上支持病毒感染学说。Tsai 等发现ICE综合征 患者 的疱疹病毒的滴度显著 高于 正常人。 共焦显微镜观察到异常内皮细胞内有高反光的细胞 核, 以及双核细胞和 [9] 处于分裂状态的内皮细胞, 这些都为Eagle 的假 设提供了依据。 乐琦骅等 研究发 现,ICE患眼除了角膜 内皮细胞,角膜基质神经也存在异常改变 ,ICE 患眼的基 质神经显著增粗并且扭曲,随着病程延长,基质神经的异常改变越明显, [10] Grupcheva 等 研究认为 ,由疱疹病毒具有亲神经性可推测,病毒感染是基质神 经 改变的原因, 这些研究都为进一步研究病毒感染学说提供了依据。 随着共焦显 微镜的普及, 越来越多学者观察到角膜内皮的显微结构变化, 这些改变在一定程 度上支持了病毒感染学说。 - 2 - 暨南大学硕士学位论文 缺血学说认为原发性虹膜萎缩与 虹膜供血不足有关, 关于供血不足的原因, 有很多推测, 如血管硬化、 先天性虹膜血管障碍、 组织释放的毒素引起血管供血 不足等, 荧光造影发现原发性虹膜萎缩患者的血管异常, 进一步支持了上述观点。 [11] 有人认为虹膜缺血可能与Campbell 膜学说中提到的膜的形成存在内部的 联系 。 [12] 神经嵴细胞学说主要由Bahn 提出,他认为神经嵴细胞分化成角膜内皮细 胞, 并且, 显微镜下观 察角膜内皮细胞, 发现早期病变的 角膜内皮细胞显著变小, 与婴儿时期的 角膜内皮细胞类似,因此推测ICE综合征可能由原始神经嵴细胞的 异常增生引起。 因为ICE综合征多在成年以后发病,所以这一学说当时 未被大多数 [13] 人接受, 直到Blair 报 道了一个病人,同时患有后部多形性营养不 良和ICE综合 征 ,他提出ICE综合征 的发病机制可能为二次突变 学说,ICE综合征 与后部多形 性营养不良 存在生殖细胞中的等位基因的异常 , 如果在胚胎发育过程中基因发生 突变,则导致后部多形性营养不良;如果在成年 时期发生基因突变,则 导致ICE [14] 综合征。 有学者认为 病毒感染可能是诱发基因突变的一个重要因素 。 总之,在ICE综合征的 发病机制上还需要进一步的研究。 1.2 临床表现 ICE 综合征的临床表现 主要为角膜 、 虹膜、 房角的 异常, 早在 19 世纪后期, 文献上就有广泛原发性虹膜萎缩的报道,Harms 和 Anlhorn 首先了原发性虹 膜萎缩 和虹 膜孔 洞的 病 例,合 并有 单眼 青光 眼 ,他们 把这 个病 命名 为 “ 进 行性原 [15] 发性虹膜萎缩 ” 。1956 年,Chandle 报告了一组病例,以角膜水肿 和角膜内皮 营养不良 为主要特征, 虹膜 轻度萎缩, 限于基质层, 没有虹膜孔洞形成, 可出现 [16] 瞳孔移位 ,眼压 正常或 者轻度增 高,命 名为 “ 虹膜角膜 内皮综 合征 ” 。1969 年 Cogan-Reese 报告了两 例病人,临床表现与进行性原发性虹膜萎缩和 虹膜角膜内 皮综合征 有相似之处, 不同的是此类病变在虹膜表面可见许多色素性结节, 由于 疑诊为黑色 素细胞瘤, 行眼球摘除, 病理检查后发现小结节是良性的 , 并且与虹 膜 组 织 相 似 , 近 年 来 , 人 们 对 该 类 病 例 进 行 了 超 微 结 构 的 研 究 , 并 命 名 为 [17] “ C og a n-Reese 综合征 ” 。 三种类型的 ICE 综合征 虽具有各自的临床特点,但他们共同的特征是角膜 [18] 内皮 的 病 变 , 由 于 虹 膜 病 变 的 程 度 不 同 , 而 划 分 为 不 同 类 型 。 虹 膜 角 膜 内 皮 综合征 主要以角膜营养不良和角膜水肿为特征表现, 眼压正常或者轻度增高, 虹 - 3 - 暨南大学硕士学位论文 膜萎缩程度轻微 , 只限于基质层, 色素上皮层未见异常, 少见虹膜孔洞形成。 瞳 孔形态正常或者 瞳孔轻度变形和移位, 呈卵圆形。 进行性虹膜萎缩以虹膜病变最 为突出, 表现为广 泛而明显的虹膜变薄以及虹膜孔洞形成, 常见瞳孔变形、 移位, 角膜 病变 轻, 有的病例甚至未见任何 角膜异常。 进行性虹膜萎缩出现的虹膜孔洞 分为两种形式, 其一是牵引性孔洞, 由于周边虹膜前粘连, 导致瞳孔向某一象限 移位, 并出现葡萄膜外翻, 对侧虹膜明显变薄, 虹膜基质层 撕裂, 最 终形成孔洞 ; 另一种是溶解性孔洞, 没有明显的葡萄膜外翻和虹膜变薄, 表现为 色 素 上皮溶解 形成虹膜孔洞, 此类孔洞常常不会累计瞳孔括约肌, 因此少见瞳孔移位。 进行性 虹膜萎缩患者进行前 房检查时, 常可发现不同程度的虹膜周边前粘连, 为虹膜与 角膜后表面相贴, 初期 粘连的虹膜组织为细小锥状, 逐渐增宽为大范围的周边前 粘连, 甚至全 周角 膜。Cogan ?Reese 综合征 往往可 在虹膜 表面 见到 很多色 素性 结节, 可伴有弥漫性的异常角膜内皮细胞增生, 并出现虹膜周边前粘连, 瞳孔向 [19 ] 虹 膜 粘 连 方 向 移 位 , 同 时 可 出 现 瞳 孔 缘 色 素 膜 外 翻 , 但 虹膜 孔 洞 少 见 。 Cogan ?Reese 综合征 会出现虹膜异色现象 , 这点可与进行性虹膜萎缩进行鉴别, 后者除虹膜病变区域外,其他部位的虹膜少见虹膜异色,外观基本正常。 ICE 综合征多见于儿童 和中青 年妇女,女性多见, 罕见家族史,常单眼发 病 , 发病隐匿, 进展缓慢, 从早期发展到晚期 往往需要十多年, 最常见的症状是 视力下降和眼部疼痛, 早期可能 由于角膜水肿引起 , 晚期由于继发性青光眼引起。 轻度的角膜水肿常在晨起后数小时内 出现视?, 严重 者出现角膜失代偿, 导致视 力永久受损。 当继发青光眼出现时, 可加重角膜水肿, 并引起视神经萎缩, 最终 引起视力受损,甚至失明,所以对 ICE 综合 征采取早期正确的诊断和及时有效 [20] 的治疗非常关键 。 1.3 诊断 及鉴别诊断 在对 ICE 综合征的诊断 上,通过裂隙 灯 显微镜可观察到角膜后部有细小银 屑样改变 , 外观粗糙, 可以出现于无任何症状时, 也可出现有轻度角膜水肿患者, 或伴 有一定程度的有视力下降和眼部疼痛。ICE 综合征的诊断在角膜内皮镜 出现 后, 发生了革命性的变化,Hirst 早在 1980 年就使用角膜内皮镜观察到 ICE 综合 征 患者的角膜内皮有弥漫性的异常改变, 表现为大小、 形态及密度各异的多形性 内皮细胞, 内皮细胞的六边形边界变得模糊, 角膜内皮细胞失去正常的六边形嵌 - 4 - 暨南大学硕士学位论文 合结构, 细胞增大呈圆形或半圆形, 呈 “ 风筝样细胞 ” , 细胞数目明显减少, 细胞 [21] 内出现不同大小的暗区, 人们命名这些异常的 内皮细胞为“ I C E 细胞” 。 角膜内 皮镜 成像分辨率低, 并且受到角膜透明度的限制, 共焦显微镜以其不受角膜水肿 和角膜透明度下降 的 影响、 并且能对活体进行三维、 实时、 无创的扫描, 已逐渐 取代角膜内皮镜,被用来诊断 ICE 综合征。 共焦显微镜能对各层角膜组织扫描 形成高分辨率的图像, 在细胞水平上观察病变组织, 观察所得结果与病理研究相 符, 具有高度的准确性。 共焦显微镜以它独特的优势, 被越来越多的人用来观察 9 和研究 ICE 综合征的角 膜内皮病变。 乐琦骅 等 在共焦显微镜下观察了 23 例 ICE 综合 征患者,按照病程的长短,分为 1 年、1~3 年、3~5 年及 5 年 以上,分别 观察角膜各层 细胞的形态学改变, 发现早期 ICE 综合征患者仅有少量的 “ 风筝样” 内皮细胞, 有核内皮细胞比例也较低, 随着病程的延长, “ 风筝样” 内 皮细胞逐渐 增多, 有核内皮细胞比例也明显增多, 病情继续发展, “ 风筝样” 细胞 的大小和形 态也发生 了明显改变, 出现 “ 上皮样 ” 内皮细胞 , 细胞变圆, 细胞内可见立体感强、 高 反光的细胞核, 还可以看到双核细胞以及正处于分裂状态的细胞核 。 “ 风筝样” 内皮细胞和 “ 上皮样 ” 内 皮细胞在 3 种类型的 ICE 综合征中都存在, 说明 3 类 ICE 综合 征具 有相似的角膜内皮的形态改变,共焦显微镜 在 ICE 综合征 的分型上并 [22] [23] 不具有重大意义。Garibaldi 和 Grupcheva 的 研究显示,“ 风筝样” 内 皮细 胞 见 于早期的患者, 仍保留有部分的内皮细胞形态, “ 上皮样” 内皮细胞见 于晚期的患 者,已失去大部分甚至全部的内皮细胞的六边形结构特点。 ICE 综合征的诊断需要 与各种角膜内皮的疾病、虹膜溶解性疾病以及虹膜 结节、弥漫性色素病变 等相鉴别。角膜后部多形性营养不良与 ICE 综合征相似 的症状是有前房角和虹膜的变化, 并且合并青光眼, 但角膜后部多形性 营 养不良 往往有家族遗传病 史, 为常染色体显性遗传, 亦可见常染色体 隐性遗传, 并且双 眼发病, 发病年龄无明显倾向, 亦 无种族和性别的倾向, 主要为后角膜异常, 极 少产生上皮水肿和基质层 混浊, 视力往往不受影响。 典型的角膜后部多形性营养 不良 常伴有全身异常,已有报道该病与 Alport 综合征(先天性听力丧失和先天 性肾炎) 具有密切的关系, 利用角膜内皮镜和共焦显微镜能在角膜内皮形态上对 ICE 综合征和角膜后部 多形性营养不良进行鉴别。Fuchs 内皮营养不 良也是容易 与 ICE 综合征混淆的疾 病, 它具有和 ICE 综合 征类似的角膜病变, 典型的 Fuchs - 5 - 暨南大学硕士学位论文 内皮营养不良具有角膜 中央后部碎银状外观, 裂隙灯 显微镜下可见病变开始于中 央部, 逐渐向周边扩散, 各层角膜组织皆可发生病 变, 如角膜点状变性, 后弹力 层皱褶; 内皮细胞色素沉着; 角膜基质层水肿 ; 上皮层水肿以及大泡形成。 突出 的改变是角膜 后中央呈银箔样,类似于 ICE 综 合征的外观,但较其粗糙,Fuchs 内皮营养不良可合并青光眼,它与 ICE 综合征的区别 在于 0.它是常染色体显性 遗传疾病, 双眼发病多见, 中年绝经期后的妇女多发, 年龄多为 40~60 岁, 并且 不合并虹膜和前房角的病变。 虹膜溶解性疾病如Axenfeld-Rieger 综合征、无 虹膜以及虹膜劈 裂需要与 ICE 综合征相鉴别。Axenfeld-Rieger 综合征是 由中胚叶发育不良引起的疾病, 它 虹膜基 质发育不全, 具有虹膜萎缩及裂 洞形成 、 瞳孔移位、 多瞳、 色 素 膜外翻等 特点, 广泛周边 虹膜 前粘连合并明显的Schwalbe 线前移,房角畸形,大约50% 病 人合并有闭角型青光眼。本病为先天性、家族性, 双眼发病, 角膜无水肿, 角膜 内皮正常, 非进行性的虹膜异常, 显著的Schwalbe 线前移,以及合并 一定程度的 [24] 骨及牙齿 的异常等全身表现, 借助这些特点可与ICE 综合征鉴别 。 无 虹膜多为 双眼发病, 常合并小眼球 、 小角膜、 晶状体缺损以及 混浊的小晶状体、 脉络膜缺 损、 小视乳头等先天性的眼部异常, 常有家族史, 为常染色体显性遗传, 可合并 全身 的先天性异常, 如四肢及外耳畸形、 多指或多趾畸形、 智力发育不全等, 前 房角镜检查可见残留的虹膜组织覆盖小梁网, 阻碍房水流出,继而引起青光眼。 虹膜劈裂分为原发 性和继发性两类, 多见于老年人, 常双眼发病, 有虹膜前后实 质层的分离, 偶尔出现角膜水肿和继发性闭角型青光眼, 继发性虹膜劈裂多发生 在 急性闭角型青光眼发作后,可出现虹膜 孔 洞。虹膜溶解性疾病没有ICE综合征 特征性的角膜内皮病变, 通过角膜内皮镜检查和 共焦显微镜检查都可以很好的进 行鉴别。 Cogan- Reese 综合征需 要与虹膜结节及弥漫性色素病变 进行鉴别, 神经纤 维瘤病、先天性黑色素细胞瘤和 结节病具有类似于ICE综合征的虹膜 的结节性和 色素性病变,神经纤维瘤病为常染色体显性遗传病,特征表现是眼部可见肿 瘤样 结节, 好发于眼睑、 结 膜、 角膜、 虹膜、 葡萄 膜、 视网膜等, 并伴有 全身皮肤色 素样沉着, 可见皮下结节形成, 合并有骨骼和神经系统的病变。 先天性黑色素细 胞瘤也称眼黑变瘤, 可伴有单眼青光眼, 表现为先天性虹膜异色, 眼睑的色素沉 - 6 - 暨南大学硕士学位论文 着明显,虹膜色泽暗淡, 虹膜基质层未见异常, 可与ICE 综合征鉴别 。结节病 是良性的、 慢性的全身 性疾病, 病因和发病机制尚不明确, 常合并有胸内器官和 皮肤的病变,约10%~50% 的患者出现眼部受累,常为眼前部葡萄膜炎,特征为 角膜后羊脂状KP ,房水闪辉,虹膜隐窝及瞳孔缘可见多发性的白色的小虹膜结 [25] 节,约11% 的病人出现继发青光眼 。 1.4 治疗 ICE 综合征在治疗上, 目前没有针对病因的有效 治疗措施,治疗上 主要是 针对继发性青光眼及角膜水肿这两大并发症。ICE 综合征中有45% ~ 80% 的病例 发生继发性青光眼, 部分病例的角膜水肿和 继发性 青光眼可通过药物或 手术降低 眼压 , 首先 选择药物控制眼压, 药物治疗以减少房水产生的药物最佳, 如噻吗心 胺、 美开朗、 贝特舒和碳酸酐酶抑制剂。 同时可 增加一些辅助治疗, 减轻角膜水 肿,如滴用高渗溶液,佩戴软性角膜接触镜 。随着病情的发展,角膜水肿和青光 眼的治疗会越来越困难, 药物往往难以控制, 一旦确认药物治疗不能很好的控制 [26] 眼压,为减少视力及视野的 进一步损害,应尽早行 手术治疗, Kidd等 报道的患 者行第1 次小梁切除术手术,术后la 的成功率为64%,患者行第2次和3次小梁切 [27] 除手术, 术后1a 的手术 成功率分别为79%和63%。Hania 、Loganow ski 等 报道 的第一次小梁切除手术 后第1a 的 手术成功率为60% , 术后第5a 时降 为2l %, 第2 次、第3 次小梁切除术后第1a 的手术 成功率分别为20%和17%,他们认为由于异 常的角膜内皮细胞增生膜跨越角膜外缘滤孔, 不仅侵入滤过泡, 且跨越角巩膜手 术区向房角生长, 引起滤孔内皮化, 滤过道阻塞, 进而导致手术失败, 常需重复 手术,为此有学者提出手术时烧灼创口边缘 和 使用5-FU 类抗代谢药物 可抑制异常 的角膜内皮细胞增生 , 提高手术成功率, 也有部分学者 提出反对意见, 认为使用 [28] [29] 抗代谢药物是无效的 。Lanzl 等 对25例ICE 患者进行了长达4 a 的随访观察, 药物治疗有效率仅为12%,并且报道了10例 实施小梁切除术的ICE 综 合征继发 青光眼的患者,并术中联合使用丝裂霉素, 平均随访了14. 9mo ,结果2例患者因 眼压 控制不理想 ,进而施行了青光眼引流阀植入术, 8例患者眼压控制良好,手术 总 成功率 为80% 。, Lanzl 等认为滤过术中联合 使用丝裂霉素可 有效提高手术的成 [30] 功率。汪晓宇等 观察 了10例ICE 综合征继发 青光眼的患者,对其中3例行 Ahmed 青光眼阀植入术, 7例行Ahmed青光眼阀联术, 术后1mo, 10 病例眼压均控 - 7 - 暨南大学硕士学位论文 制良好,眼压 21mmH g, 术后半年以上, 8例 患者眼压 21mmH g, 总成功率 为 80%, 视力 较术前略有提高,汪晓宇认为Ahmed 青光眼阀植入术是通过引流管将 房水 直接 引流到结膜囊赤道部引流盘周围 , 从而避开了角膜内皮细胞的增生区 域, 从而形成 了有效的长期引流通道, 是ICE 综合征继发青光眼的有效治疗方法 。 Ahmed 青光眼阀是单向压力敏感阀门,能限制房水外流阻力,当眼压为8~10 mmHg 时 开放, 当眼压 为5~6 mmHg 时关闭, 这可防止房水过度引流, 从而 在一 定程度上减少了术 后低眼压和浅前房 发生的概率 , 同时, 由于丝裂霉 素能有效地 抑制成纤维细胞的增生, 所以 在术中联合使用 丝裂霉素, 能有效地防止 引流盘周 [31] 围 滤过泡纤维化,提高手术 成功率,达到良好的远期疗效 。有学者 认为对于 [32] 视功能损害严重的晚期以及近绝对期的患者可考虑行睫状体光凝术 。 由于ICE综合征是慢性 进展性的疾病, 尽管眼压降低,异常的内皮细胞和类 似于后弹力层的组织仍然在生长, 随后可能发生更严重的角膜水肿。 对于没有眼 压 升高症状 的角膜水肿 患者, 采取滤过性手术 治疗往往无效。 角膜水肿仍可继续 存在。 当出现角膜失代偿时, 有失明的危险, 这时选择实行 穿透性角膜移植手术 [33] penetrating keratoplasty, PKP 是保护视力的唯一希望。Chang 报道 对12 例 [34] ICE 综合征患者实行了 穿透性角膜移植手术, 10例植片透明。DeBroff 等 对6例 虹膜基质萎缩患者实行了穿透性角膜移植手术,发现术后6例患者都出现了持续 的前 葡萄膜炎 ,全部患者出现了一次或多次排斥反应, 其中5例最终手术失败 总 [35] 失败率为 83. 3% 。 陈 家祺 等对8 例ICE 综 合征 患者实行了穿透性角膜移植 手术 , 其中5 例植片透明 , 推测另外3例的失败 可能是因为高眼压以 及植床中缺 乏 正常的 角膜内皮细胞。ICE 综合征患者角膜 中的正常内皮细胞已基本消失, 施 行 穿透性 角膜移植术后, 植片中的角膜内皮细胞得不到来自植床 中的 角膜内皮 细胞的补充, 并且植片 中的角膜内皮细胞向创口及植 床迁移, 这样术后植片 中的 角膜内皮细胞 密度显著减少,角膜植片容易出现 水肿。- 8 - 暨南大学硕士学位论文 第 二部 分 共 焦显微 镜 发 展历 史及 应用 原理 在过去,人类只能通过肉眼来获取信息,但是依靠肉眼来观察客观事物的 -4 分辨率的较低,最小约为3x10 m ,人们把客 观世界中人眼所不能看到 的细微结 构称为微观世界。 显微成像技 术是能将微观结构放大的技术, 这样人类就能直接 [36] 观察微观的世界了。RobertHooke 在1665年发明 了第一台光学显微镜 ,从此, 人类 开始了 观察微观世界的历史。Leeuwenhoek 使用原始显微镜观察到了池水中 的单细胞有机体, 从此显微镜被作为一个重要的工具来观察和研究生物的组织和 细胞,从而极大的推动了医学的发展。但光学显微 镜存在两个主要缺点 :l 使 用常规光束, 分辨率不高,所得到的图像清晰度不够 ;2 无法对病变 进行 准确 的深度定位, 想要观测样品的断层图像, 必须对组织进行 切片, 并进行染色, 因 此使用普通光学显微镜 不能用于观察活的生物组织, 这在一定程度上限制了 其在 医学上的使用 。 电子显微镜的分辨率比较于光学显微镜有了很大的进步, 但它只 能在真空条件下进行观察, 因此仍然无法用于观察活的生物组织, 而且电子显微 [37] 镜产生的电子束的照射会给生物体带来辐射损伤 。 随着科学技术的发展,20世纪80年代出现了激光共焦扫描显微镜 Laser confocal scaining Microscope ,LCSM,激光共焦扫描显微镜较之于普通光学显 微镜和电子显微镜都有了很大提高, 它通过使用较光学显 微镜更小的视场来获得 较高的分辨率, 并采用了先进的扫描技术来弥补视场小的不足, 其高的纵 向分辨 率使光学断层扫描成像成为可能, 能够对样本进行三维 的测量分析, 并进行三维 [38] 重建 。1957年,Marvin Minsky 发明了共焦显 微镜, 首次提出了共焦扫描显微 镜这个概念, 并阐明了 该技术的基本原理, 该技术 是利用聚光镜将光线聚焦到观 察样本的很小范围内, 同时将显微镜的物镜也聚焦于同一位置 , 由于 显微镜的物 [39] 镜和聚光镜的焦点相同,所以称为共焦显微镜 。当时由于受到光源的 限制, 产生的图像清晰 度不高 ,因此并没有被大多数人重视。自 上世纪八十 年代以来, 激光共焦扫描显微镜经过几十年的改进和发展,在理论和 实践上都不断成熟起 来。 在理论上, 对系统 的各种特性进行了更全面的研究, 在改善成 像 质量和提高 图像分辨率的方法上有了很大的 突破; 在实践 上, 美国、 德国、 日本 及英国等相 继加大了对共焦显微镜的研究 力度,投入了大量的人力和物力,目前世界上有 Nikon 公司、Zeiss 公司 、Olympus 公司、Bio-Rad 公司等生产用于生物医学的激光 - 9 - 暨南大学硕士学位论文 共焦扫描显微镜, 并投 入了市场, 如今, 高性 能的激光共焦显微镜不仅在系统结 构上和扫描成像速度上 有很大的提高, 而且在 图像分辨率和成像对比度上 也有很 大的突破,引起了人们的高度重视,被越来越多的人广泛用于生物医学领域。 在眼科领域里, 过去很 长的一段时间里, 我们 观察人体角膜的微观结构, 只 能 采用组织学手段对尸体角膜进行观察。 但是 , 由 于尸体角膜数量有 限, 来源 紧 张, 并且无法进行动态连续的观察 , 我们对人体角膜组 织学的认识一直以来没有 很大的提高, 眼科医学界在不断努力, 希望 能 对角膜组织进行活体的动态连续的 [40] 观察 。 1989 年, Cavanagh 首次把共焦显微镜应 用于活体眼球的检查, 并于 1993 年 成功地使用光学共焦显微镜对一名 52 岁的正常人的角膜进行实 时、非接触的 [41] 观察,获得了角膜各层 组织结构 和细胞形态 的 图 像 , 具有里程碑式的意义 。 在随后的 20 多年里,人们越来越认识到了光学共焦显微镜的 优越性,它不但具 有高分辨率和高放大倍数的优点, 而且还能对活体角膜组织进行实时连续的 无损 伤的 断层扫描, 不需要 进行病理切片, 就能清晰地观察到角膜内 各种细胞的形态 结构, 并且能观察到角膜内各种细胞所发生的动态变化 , 在眼科临床和研究领域 都得到了广泛的 推崇 , 在角膜的病理、 生理、 疾病诊断、 创伤愈合方面都具有 其 他检查设备不具备的优势, 使人们在角膜的组织学结构的认识 上有了极大的飞跃 [42] 。 近几年来,激光共 焦显微镜投入了临床工 作的使用,它 较 于 光 学 共 焦 显 微 镜有了很大的改进, 它 使用激光作为光源, 穿 透力强, 不仅能观察到 透明角膜 的 成像, 也能清晰地观察 到 水肿、 混浊的角膜组 织以及周边不透明的组织, 如角 虹 膜缘 、 结膜杯状细胞、 与角膜前粘连的虹膜组织和青光眼术后的结膜滤 过泡。 激 光共焦显微镜由点光源聚焦在所要检查的平面, 检查一个很小的体积范围, 并且 通过点 状 或裂隙状探测器收集同一 平面的反射和散射光线, 从而通过产生了一个 点扩散功能, 进而在两个 侧面x ,y 和一个矢 状面z 产生分辨作用, 实 行三维的 扫描, 同时它 可以缩窄 聚焦范围, 并且通过光学校准排除或减少物镜所确定的聚 焦平面外的离焦反射信号, 减少焦点外的模糊区, 从而达到对狭窄区域内的组织 产生放大作用, 提高了图像的 分辨率和对比度 , 使人们能更精确的看到 角膜的组 [43] 织学结构 。由于每个点状或裂隙状光源探测 器每次观察到的聚焦区 域只是角 膜组织中一个很小的体积, 要达到在整体上对角膜进行观察, 还需要 通过计算机 扫描系统和即时成像系统, 照明装置和检测装置的 同步进行, 才能够进行完整的 - 10 - 暨南大学硕士学位论文 [44] 图 像 分 析和 动 态观 察 。 比 较 于传 统 的光 学 显微 镜 , 它具 有 如下 优 点:1 激光 比传统的光学显微镜的光源具有更强的 穿透性, 打破了后者在角膜水肿、 混浊的 情况 下, 光线被表层组织反射或散射, 无法得到深层组织的清晰 图像的 缺陷;(2) 光源 具有单色性和相干性 , 图像清晰, 分辨 率有很大提高;3 能够对病变组织 进 行准确的深度定位, 可以反复操作, 有利于对疾病进行随访和比较病变 的前后 改变;4 独 特 的 纵 向 断 层 扫 描 能 够 对 角 膜 各 层 组 织 的 病 变 进 行 立 体 的 观 察 , 有 类似病理组织切片的效果,具有高度的准确性;5 提 供 不 同 图 像 获 取 模 式 , 在 获取横向的扫 描图像的同时, 也可以获得纵向的扫 描图像, 达到了三维立体的效 果;(6 )能够对角膜 细胞密度、角膜细胞面积进 行计算和分析,为疾病的研究 [45] 提供 客观的依据 。 近几年, 角膜激光共焦显微镜已在各种角膜疾病的 诊断和病理形态学研究中 有了广泛的应用, 如感染性角膜炎、 角膜移植术后免疫排斥反应、 圆锥角膜以及 [46] 准 分 子 激 光 切 削 术 后 角 膜 创 口 愈 合 的 动 态 变 化 , 其 临 床 应 用 价 值 受 到 了 国 内 外学者的高度关注。 - 11 - 暨南大学硕士学位论文 第 三部 分 共 焦显微 镜的 临床 观察 3.1 临床资料 3.1.1 一般资料:选择自 2008 年 3 月至 2012 年 3 月我院诊断为 ICE 综 合征患者共 21 例 (21 只眼) , 皆为单眼发病 , 并进行了双眼角膜激 光共焦 显微 镜检查, 其中男 11 例,女 10 例;左 11 例,右眼 10 例;年龄 33~68 岁,平均 年龄 37?3.7 岁。在我 院行双眼角膜激光共焦显微镜检查的 眼压正常、未患明显 眼部疾病的人群 中, 随机选取 21 人 (21 只眼 ) , 其中男 10 例, 女 11 例; 左眼 11 例,右眼 10 例; 年龄 35~57 岁,平均年龄在 37?3.0 岁。 3.1.2 ICE 综合征的诊 断标准: 以角膜内皮营养不良或角膜水肿、虹膜萎 缩变薄或虹膜孔洞形成、 虹膜表面多发性色素结节这三个特征其中一个为 主要表 [47] 现,可伴发周边虹膜前粘连,房角关闭及继发性青光眼 。 3.1.3 病例纳入、排除标准: 1、 纳入标准: (1) 不 同程度的角膜内皮营养不良 及角膜水肿、 虹膜萎缩 及 周边 虹膜前粘连 、 虹膜 表面多发性色素结节 的改变; (2) 眼压正常 或轻度增高, 眼压明显增高的患者先控制眼压,待行压平眼压检查低于 21mmHg 的情况下, 再行共焦显微镜检查。 2、 排除标准: (1) 无 法配合检查者, 如眼球震颤无法固视者, 小儿或老年 人合并全身疾病,无法保持固定眼位者; (2)结膜囊有活动性炎症并具有传染 性者; (3) 合并其他 角膜病变, 如角膜炎、 角膜溃疡、 反复角膜穿孔者; (4) 滴用表面麻醉剂 (如丁卡 因、 爱尔凯因) 过敏 不适者; (5) 眼压高 于 21mmHg , 控制眼压无效的患者 。 3.2 观察方法 3.2.1 共焦显微镜检查方法: 使用德国海德堡公司研制的HRT- ?角膜共 焦 激光显微镜(Heidelberg Rostock Cornea Module )进行检查,待检眼滴 用0.5% 爱 尔凯因表面麻醉3次 。用蘸有丙酮的软棉球清洁显微镜头的前表面,在显微镜头 的前表面点一大滴VidisicTM 凝胶, 防止气泡逸入其中 。将角膜接触帽从无菌包 装中取出, 安装于物镜头上, 患者坐于检查台前, 前额和下颌分别紧靠头托和下 颚 托上,嘱患者注视前方的固视光点 。调节CCD 摄像头的位置,使CCD 摄像头 的光轴与激光扫描摄像头的光轴垂直 , 将激光扫描摄像头缓缓前移, 当 患者角膜 - 12 - 暨南大学硕士学位论文 与Rostock角膜接触帽的距离在5mm 到10mm 之间 时, 上下左右方向移动激光扫描 摄像头, 使角膜接触帽定位于 角膜中心, 再缓慢将激光扫描摄像头 往 前移, 使角 膜接触帽接触患者角膜 ; 当显示器上出现角膜图像时, 微调焦距, 细胞各层信号 即可由电脑显示器快速显示出图像 , 重点连续扫描角膜内皮层的图像, 同时记录 [48] 所需图像 。计算中央 角膜上皮层至内皮层的距离即是角膜中央厚度。 3.2.2 分组: 选择单眼发病的 21 例 ICE 综合征 患者的 患眼为一组, 对侧眼为 另一组,正常人群 为 年龄在 37?3.0 岁的眼压正常、 未患明显眼部疾病的 21 人, 在正常人群中 随机选取 21 只眼为一组。 3.3 观察 指标 利用 Heidelberg Eye Explorer 软件对角膜各层 细胞进行分析处理, 分别计算 患眼、 对侧眼和正常 眼的角膜内皮细胞密度、 角膜内皮细胞面积以及 角膜中央厚 度 。 3.4 统计 方法 应用 SPSS13.