角膜胶原交联研究动态【综述】

角膜胶原蛋白交联（Corneal Collagen Cross-Linking），是使用紫外线和光敏剂（如核黄素）来加强角膜中化学键的医疗技术。它治疗的目标是停止角膜形状的渐进性和不规则变化，即角膜膨胀。本文将对国际上截止2017年底的交联相关既往研究成果与最新研究动态进行综述性论述¹。

交联

交联20世纪90年代后期引入，其显着改变了角膜病患者的治疗。最近的研究报道，在交联引入后每年角膜移植次数显着减少（《交联成熟降低对角膜移植治疗的需求【疗法研究】》）。大多数研究报道在应用CXL后稳定圆锥角膜发展的成功率超过90％。

交联使用核黄素（维生素B2）与紫外线A（UV-A）在角膜中诱发光聚合作用，通过机理尚未完全阐明的分子反应过程增加了角膜纤维内和纤维间的羰基胶原共价键的形成，从而达到加强角膜强度的作用。关于交联的更多原理性阐述，请参考《关于核黄素交联的若干问题》一文。交联之后的角膜在裂隙灯和在眼前节OCT检查中可以观察到一条分界线。许多研究人员认为，这种分界线可以作为治疗深度和程度的指标。

标准交联的德累斯顿协议包括去除角膜中央8-10毫米的上皮细胞，并在照射前30分钟将核黄素溶液应用于角膜表面， 之后在辐照度为3 mW / cm2的370 nm UV-A下暴露30分钟。基于此许多学者已经提出了若干其他方案，基本围绕保持角膜上皮或减少暴露时间，将在后面的章节详细论述。

许多研究表明交联治疗圆锥角膜在视力和地形指数方面的有益结果（如《交联治疗圆锥5年跟踪报告【疗法研究】》， 《标准交联治疗激光手术后圆锥1年跟踪【最新研究】》，《【新闻】角膜交联7年后证实安全有效》等）。 Hersh等人的一项前瞻性临床试验证明渐进性圆锥角膜患者视力和最大角膜曲率得到交联的改善。 Vinciguerra等人报道了在CXL后随访12个月后，角膜总波前像差以及未矫正和矫正视力的改善。 Wittig-Silva等人在他们的前瞻性随机试验中，报道了最大角膜曲率值和视力的显著改善。关于交联治疗的长期效果，《交联后10年效果跟踪【疗法研究】》报道了交联后角膜曲率持续数年得到改善。通过术前分析预测交联效果目前并无定论，但有研究表明术前角膜曲率大于58D和异常圆锥位置可能会导致更高的并发症发生率。

就安全性而言，在角膜厚度至少为400μm的患者中正确应用标准交联德累斯顿协议是最安全的方式。但是为了避免紫外线对内皮的损伤，应特别注意角膜厚度测量应该在上皮去除之后并且在应用核黄素和紫外线光照之前达到。尽管有一些关于增加内皮毒性和降低治疗效果的担忧，如果患者的角膜厚度未达到安全厚度，可以通过使用低渗核黄素让角膜组织水肿，但有学者对此方法可能导致的内皮损伤和治疗效果的降低存在担忧。大部分交联的并发症由去除上皮导致，包括感染、无菌浸润、延迟上皮复原、角膜水肿和角膜混浊。

交联+

经过多年临床实践，交联已被证明是阻止圆锥角膜发展和增加角膜强度的有效且安全的治疗手段。然而，对于角膜扩张的视觉康复仍需要通过改善角膜曲率的不规则性和减少残余屈光不正来实现。学界及临床上已经提出几种与交联相结合的辅助疗法，不仅可以阻止圆锥形角膜的进展，而且可以改善视觉功能和延迟甚至预防角膜移植的需要。 Kymionis在2011年提出了“CXL plus（交联+）”的术语，指的即是为增强交联治疗效果而研究的几种联合屈光手术。

目前来看交联+角膜环和交联+准分子激光切削术的联合治疗显示出优良的效果，未矫正远视力、远视矫正视力和中央角膜曲率值治疗后显着改善，并提高视功能。但对这两项治疗方法，视力结果的稳定性需要在长期随访中进一步确认。交联+人工晶状体植入还处于早期研究阶段。

交联+准分子激光

交联+地形引导的准分子激光切削术（PRK）是首次使用准分子激光进行的联合交联治疗，如《交联加波前引导激光手术治疗圆锥【最新研究】》、《陈世豪交联加激光治疗圆锥1年跟踪【最新研究】》、《抑制圆锥并提高视力：CXL加角膜激光手术【最新研究】》所述。目前针对这两种手术的时间安排、最大建议角膜切削深度以及丝裂霉素C的使用，学界已经提出了该技术的几种变化。

关于两种手术程序的顺序，Kanellopoulos在他的比较研究中显示，同时进行地形引导的PRK和交联比交联之后（6个月或更多）进行PRK对于角膜扩张患者的视觉康复更为有效。他的团队提出的联合疗法包括，准分子激光上皮去除（50μm）、局部地形引导准分子激光基质消融术、快速交联。最近有学者试图将cyclolotation补偿纳入定制的地形指导治疗中，在光学治疗性角膜切削术（PTK）（增强的雅典协议）之前进行部分PRK。

关于PRK后使用丝裂霉素C，Kanellopoulos提出了使用丝裂霉素C0.02％20秒 。但Kymionis等人建议不使用丝裂霉素C，因为他们假设基质消融基础上的交联会使得角膜基质细胞变形，这可以减少角膜雾霾的可能性。

研究证明，交联前使用激光飞秒切削（t-PTK）对角膜进行重塑是去上皮交联的有效替代方法。基于此技术提出的克里特（Cretan）协议最先被证明对视力和屈光结果的改善。对此的解释是，t-PTK准分子激光可以去除圆锥角膜上皮以及锥体顶点上的角膜基质组织，从而调节角膜前表面形态并提高交联效果。

交联+角膜环

交联+角膜环（ICRS）联合治疗不仅可以稳定圆锥形角膜，而且可以改善圆锥角膜患者的视觉水平。尽管一些研究发现联合治疗并不比单独的ICRS植入更优越，但有几项报告显示联合治疗效果更好。

交联可以在ICRS植入之前，期间或之后进行，但是联合治疗的理想顺序和时间仍然不确定。回顾性分析了分为三组的41只眼睛。第1组仅接受ICRS植入，第2组先接受ICRS植入、随后接受交联，第三组先接受交联、之后接受ICRS植入。研究发现这三组之间没有显着差异。相反，在Coskunseven等人的研究中则显示先进行ICRS植入再进行交联，可以比先进行交联再进行ICRS植入达到更好的角膜屈光度和视力结果。

交联+人工晶状体植入

Phakic人工晶状体（PIOL）植入是另一种圆锥角膜联合治疗方法，可优化交联的效果，如《交联后植入ICL治疗早期圆锥3年跟踪【疗法研究】》。目前有三种类型的PIOL用于眼内屈光矫正：角度支持型，虹膜固定型和后房型IOL。虽然目前的初步研究很有希望，但该疗法需要长期大样本的研究以评估手术的稳定性和潜在并发症，并进一步确定其是否可以作为替代治疗方法以治疗圆锥角膜发展和屈光改变。

快速交联

交联治疗效果的稳定得到了广泛的认可，目前对于交联的临床研究工作主要致力于优化手术的实施时间、术中术后的舒适度以及疗效。

使用更高辐照度的紫外线A在较短时间内提供等效总能量剂量，即为所谓的快速交联。该技术基于本森 - 罗斯科光化学相互作用定律，即通过在更短的时间内输送相同的总能量可以实现相同的光化学效应。

最近几项使用不同方案的研究显示该方法安全有效地阻止扩张进展。耶尔德勒姆等人比较了基于5.4 J / cm2的紫外线A的快速交联治疗的74只眼和基于7.2 J / cm2的紫外线A的快速交联治疗的72只眼，并发现两组的屈光和地形结果相似。 Alnawaiseh等人使用18 mW / cm2的紫外线A照射5分钟的方案治疗了28只眼，平均随访时间21.7个月，报告有效终止圆锥角膜进展【快速交联21个月跟踪研究【疗法研究】】。 Tomita等人比较了两种不同的核黄素应用时间（15和30分钟），结果显示与标准交联相似。关于手术后的安全性和恢复时间，Ozgurhan等人和Hashemian等人发现，快速交联发现较少的基底部神经中断。

一些研究者观察到较浅的快速交联术后分界线，这表明核黄素渗透和交联治疗深度的降低。但是，Kymionis等人使用改进的加速协议（18 mW / cm2 7分钟和9 mW / cm2 14分钟）与标准交联进行了比较，在分界线深度方面没有区别。尽管关于加速交联的效果仍然存在争议，但该技术在过去几年中已经越来越受欢迎。对于能够提供最佳疗效的紫外线强度与照射时间组合目前还没有定论，期待进一步研究。

更多方法

脉冲交联

对于快速交联作用深度较浅的一个假设，是因为高强度紫外线消耗了更多的氧气，这导致交联反应因缺少氧气而效果降低。在快速交联过程中增加角膜中氧浓度的一种方法，是在紫外线停照的间隔期间递送脉冲照射，以此让氧气扩散到基质中。 这样的方式有可能会使得同样的紫外线A照射剂量下角膜获得更好的硬化效果，并且可以潜在地减少手术时间。Peyman等人与Mazzotta等人研究发现，脉冲辐射是有意义的，其安全性等同于基于连续的紫外线照射协议，但有更好的交联效果。 Park等人最近在使用加速脉冲紫外线A的角膜基质中显示出比连续照射紫外线A更好的效果。

保留上皮交联

为了避免标准交联治疗并发症和术后疼痛，目前已经有几种方法来增强核黄素穿透完整上皮细胞的能力。寻找一种有效保留上皮细胞的交联技术也是许多研究的主题。添加角膜增强化合物如苯扎氯铵、乙二胺四乙酸和丁卡因的核黄素制剂可改善核黄素即使在上皮保留的情况下的扩散程度。也有研究提出将基质内通道和皮瓣作为去上皮的替代途径。各种保留上皮技术的报道存在很多争议性结果。

离子电渗辅助角膜交联是一种非侵入性的方法，其中低强度电流增强了核黄素向基质的渗透，并促进了电离分子更精确、均匀地扩散通过上皮，《PiXL交联与T-ionto CL交联【新闻】》。对兔和人尸体角膜的离体研究表明，离子电渗透保留上皮交联引起的人角膜生物力学抵抗力的增加与用标准交联相当。有临床研究表明术后最佳矫正视力有改善，中央角膜厚度和内皮细胞密度没有变化。然而，最近的研究表明，尽管离子电渗辅助角膜交联成功阻止了圆锥角膜的进展，但标准交联似乎对深基质有更好的效果和更好的平均形态结果。此外，离子电渗疗法后发现的分界线比标准交联后发现的分界线更暗淡，深度更小。

地形引导的交联

除了通过修改紫外线辐照度、总能量剂量和频率之类的参数来改变交联深度之外，通过使用定制的紫外线可以更好地控制角膜中交联形成的横向分布。这可以将角膜最弱区域定制硬化，而不是均匀硬化整个中央角膜。许多的研究正在评估该方案的有效性，如《地形图引导的交联改善视力1年跟踪【最新研究】》、《PiXL交联与T-ionto CL交联【新闻】》。 Mazzotta等人分析了使用能量从7.2到15 J / cm2的紫外线A进行快速交联治疗21只眼睛，得到地形曲率和有利的1年跟踪结果。 Nordström等人在他们的前瞻性临床试验中报道了类似的的利好结果。

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Footnotes

1. Andreanos Konstantinos D., et al. "Keratoconus Treatment Algorithm." Ophthalmology and therapy 6.2 (2017): 245-262. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5693837/ ↩