CC BY
107
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
УДК 617.7-053.1-089.844:611-018.7
АЛЛОЛИМБАЛЬНАЯ ТРАНСПЛАНТАЦИЯ В ЛЕЧЕНИИ ПАЦИЕНТОВ С НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ ЛИМБАЛЬНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ПРИ ВРОЖДЕННОЙ АНИРИДИИ
Н.А. Поздеева1, Х.Д. Тонаева2, С.А. Борзенок2,
'Чебоксарский филиал ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова», г. Чебоксары,
2ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова», г. Москва
Поздеева Надежда Александровна - e-mail: [email protected]
Проведена оценка эффективности аллолимбальной трансплантации после предварительного этапа органотипической консервации у пациентов с врожденной недостаточностью лимбальных
стволовых клеток при аниридии. Были имплантированы аллолимбальные трансплантаты, прошедшие предварительную стадию органотипической консервации, в ходе которой в глубоких слоях лимба активируются ММСК-подобные, обеспечивающие процессы физиологической и репаративной регенерации роговицы и обладающие иммуносупрессивными свойствами. В 8 глаз имплантировали 4 сегмента аллолимбальных трансплантатов длиной 8 мм и шириной 2 мм вдоль лимба субконъюнктивально. Положительная динамика наблюдалась во всех глазах. Ускорялась реэпителизация, происходило закрытие эпителиальных дефектов, уменьшалась сосудистая активность новообразованных сосудов роговицы, улучшалась прозрачность роговицы. Аллолимбальная трансплантация позволяла воздействовать на патогенетический механизм кератопатии и демонстрировала 50% эффективность ее использования.
Ключевые слова: аллолимбальная трансплантация, органотипическая консервация, врожденная аниридия, врожденная недостаточность лимбальных стволовых клеток.
Efficacy of allolimbal transplantation after preliminary stage of organtypical conservation in patients with congenital limbal stem cells deficiency limbal stem cells deficiency in case of aniridia was estimated. Allolimbal transplants were implanted after preliminary organtypical conservation when MMSK-like are activated in deep layers of limbus, which provide processes of physiologic and reparative regeneration of cornea and which have immunosupressive abilities. 4 segments of allolimbal transplants with 8 mm length & 2 mm width along limbus were implanted subconjunctivally in 8 eyes. Posititve dynamics was observed in all eyes. Re-epitalization quickened, epithelial deficiencies closure took place, vessel activity of newly formed cornea vessels lessened, corneal transparency improved. Allolimbal transplantation influenced pathogenic mechanism of keratopathy and demonstrated 50% efficacy of its use.
Key words: allolimbal transplantation, organtypical conservation, congenital aniridia,
congenital limbal stem cells deficiency.
Актуальность
Врожденная аниридия сопровождается рядом серьезных сопутствующих проблем. К таковым помимо вторичной глаукомы, гипоплазии макулы и зрительного нерва, катаракты, нистагма, косоглазия, глубокой амблиопии относится и патология глазной поверхности. У этих пациентов имеется врожденная, генетически обусловленная недостаточность лимбальных стволовых клеток. Практически у 90% пациентов развивается кератопатия различной степени выраженности. Нестабильность слезной пленки, покрывающей аномально измененную глазную поверхность, приводит к развитию вторичного сухого глаза (ВСГ).
Причинами патологических изменений эпителия роговицы при врожденной аниридии являются мутации в гене РАХ6, который регулирует развитие глазных тканей (эпителия роговицы, радужной оболочки, цилиарного тела, хрусталика и сетчатки). Мутации в РАХ6 приводят к снижению экспрессии цитокератинов СК-12 и СК-3, нерастворимых в воде белков цитоскелета клетки, составляющих промежуточные микрофиламенты эпителиальных корнеальных клеток, основной функцией которых является ста-
билизация поверхности роговицы, что транслируется в вакуолизацию и хрупкость эпителия. Кроме того, мутации в РАХ6 приводят к сокращению молекул адгезии в эпителии роговицы, таких как десмоглеин, бета- и альфа-катенин, что также делает поверхность роговицы очень хрупкой и приводит к рецидивирующим эрозиям и постоянным дефектам эпителия. Также такие мутации приводят к нарушению функции металопротеиназ - ферментов, производимых эпителиальными клетками и осуществляющих регуляцию баланса между производством коллагена кератоцитами и его деградацией, что изменяет упорядоченное расположение коллагеновых волокон и способствует потере прозрачности роговицы. Врожденная недостаточность лимбальных эпителиальных стволовых клеток является причиной отсутствия барьера для развития конъ-юнктивизации и неоваскуляризации роговицы. А недостаточность или отсутствие палисад Фогта как окружения (микросреды) лишают нормального существования лим-бальные стволовые клетки [1].
Изменения слезной пленки обнаруживаются во всех ее составляющих. Муциновый слой разрушается более всего вследствие уменьшения количества бокаловидных клеток
в конъюнктиве и их проникновении в роговицу, что увеличивает проницаемость роговичного эпителия. Водянистый слой страдает из-за нарушения нейропептидных связей между поверхностью глаза и ЦНС. Дисфункция мейбоми-евых желез приводит к дефициту липидной составляющей слезной пленки [2].
Патологические изменения глазной поверхности (более или менее явные) могут начаться в первом-втором десятилетии жизни в виде неравномерного утолщения периферии эпителия, ограниченного помутнения, за которым следует поверхностная неоваскуляризация, которая с годами прогрессирует по направлению к центру, в дальнейшем поражая всю поверхность роговицы [1-4]. Пациенты страдают рецидивирующими эрозиями, язвами и хронической болью. Если не проводить серьезного лечения, в конечном счете, развивается гиперплазия лимбального эпителия, хроническое воспаление, изменения в боуменовой оболочке и кератинизация, субэпителиальный фиброз роговицы, появляются стромальные рубцы, помутнения, нео-васкуляризация со значительной потерей остроты зрения. Любое хирургическое вмешательство на таких глазах, приводящее к нарушению глазной поверхности и к сухости глаза, способно привести к быстрому прогрессированию кератопатии от 1-й до 2-й и 3-й стадий [3-4].
В настоящее время в мире для восполнения популяции лимбальных стволовых клеток применяются аутотрансплантаты лимба [5] или лимбальные клетки с парного глаза, культивированные на различных носителях [6-8], а также трансплантаты аллогенного лимба от доноров-трупов [3, 4, 9-11]. В случае врожденной аниридии первый вариант неприемлем из-за двусторонности поражения роговицы, а во втором случае требуется длительная иммуносупрессия.
Несмотря на это, при врожденной аниридии трансплантация аллогенного лимба является патогенетически обоснованной, так как исследования показали, что эта зона представляет собой специализированное микроокружение или нишу, которая регулирует поддержание, самовозобновление, активацию и пролиферацию стволовых клеток [12-13]. В состав ниши традиционно относят мультипо-тентные мезенхимные стромальные клетки (ММСК), которые принимают непосредственное участие в формировании и функционировании микроокружения, обеспечивающего индуктивными и регуляторными сигналами не только сами ММСК, но и другие немезенхимальные стволовые клетки, а именно эпителий роговицы [14-16]. ММСК-подобные клетки, способные секретировать регуляторные пептиды и трансформироваться в клетки роговицы, одновременно активируют регенераторные процессы, а также за счет синтеза противовоспалительных цитокинов и экспрессии рецепторов Н_А-С обладают иммуносупрес-сивными и толерогенными свойствами [17-18]. Между тем известно, что консервация донорских роговиц в жидких средах позволяет не только сохранить исходный фенотип клеток трансплантата, но и значительно снизить его иммунную реактивность за счет элиминации клеток Лангерганса (антигенпрезентирующих клеток) [19-23]. Сама органотипическая консервация, являющаяся эквивалентом культивирования клеток, также способствует не только сохранению жизнеспособности клеток трансплантата, но и увели-
чению клеточной массы и повышению их функциональной активности [17].
В связи с этим целью исследования явилась оценка эффективности аллолимбальной трансплантации после предварительного этапа органотипической консервации у пациентов с врожденной недостаточностью лимбальных стволовых клеток при аниридии.
Материалы и методы
Под нашим наблюдением находились 8 глаз пациентов с врожденной кератопатией и ВСГ. Все пациенты перенесли операцию имплантации искусственной иридохрустали-ковой диафрагмы (ИХД), получали лечение противовоспалительными, лубрикантами и слезозаместительными препаратами. В трёх глазах ранее были установлены обтураторы слезных канальцев, на двух выполнена сквозная кератопластика, 3 пациента получали инстилляции аутосыворотки. Больные предъявляли жалобы на чувство инородного тела в глазу, слезотечение, боли. Объективно наблюдались рецидивирующие эрозии роговицы с прокрашиванием витальными красителями, были значительно снижены показатели менискометрии в среднем до 240-315 мкм, осмолярность слезной жидкости была увеличена до 320-359 мОсм/л, имелась активная неоваску-ляризация роговицы по всей окружности лимбальной зоны, в некоторых случаях с прорастанием сосудов в оптическую зону. Острота зрения была очень низкой. Максимальная некорригированная острота зрения (КОЗ) составляла лишь 0,01-0,02, а в 2 глазах определялось лишь движение тени у лица.
С учетом этиологии и патогенеза ВСГ всем были имплантированы аллолимбальные трансплантаты, прошедшие предварительную стадию органотипической консервации, в ходе которой в глубоких слоях лимба активируются ММСК-подобные, обеспечивающие процессы физиологической и репаративной регенерации роговицы и обладающие иммуносупрессивными свойствами.
Для этого лимбальные трансплантаты предварительно были подвергнуты органотипической консервации в среде Борзенка-Мороз с добавлением инсулина, дексаметазона и фетальной телячьей сыворотки, при температуре 37°С, 5% содержании СО2, 95% влажности, в течение 25±3,0 суток.
Имплантировали 4 сегмента аллолимбальных трансплантатов длиной 8 мм и шириной 2 мм вдоль лимба суб-конъюнктивально. Процедура выполнялась под местной инстилляционной анестезией 0,5% ибупрокаином. Паралимбально выполнялся разрез конъюнктивы шириной около 2 мм перпендикулярно лимбу, производилась отсепаровка конъюнктивы и тенноновой оболочки от эписклеры, сегмент трансплантата помещался в сформированное субконъюнктивальное пространство вдоль лимба, разрез ушивался Вирджинским шелком с иглой 8-00. Таких трансплантатов вдоль лимба по окружности имплантировалось 4. Интра- и послеоперационных осложнений мы не наблюдали.
Результаты и их обсуждение
Положительная динамика после аллолимбальной трансплантации постепенно наблюдалась во всех глазах. Происходило закрытие эпителиальных дефектов, уменьшалась сосудистая активность новообразованных сосудов
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
роговицы. В одном случае у пациентки после механического удаления наросшего на роговицу до оптической зоны рыхлого утолщенного дефектного эпителия с новообразованными сосудами и имплантации аллолимбальных трансплантатов была проведена блефарорафия. В результате удалось сохранить относительную прозрачность роговицы, добиться формирования более полноценного эпителия роговицы без центрально расположенных новообразованных сосудов. В 2 случаях у пациентов с врожденной аниридией после ранее выполненной сквозной кератопластики, у которых диагностировалась рецидивирующая незаживающая корнеальная язва, была произведена деэпителизация роговицы с одномоментной имплантацией аллолимбальных трансплантатов. В результате удалось добиться хорошей реэпителиза-ции и сохранить полупрозрачность трансплантата роговицы (рис. 1, а-д). Еще в трех случаях с рецидивирующими эрозиями роговицы также удалось добиться ускорения реэпите-лизации. Было отмечено, что аллолимбальная трансплантация во всех случаях способствовала снижению сосудистой активности, прекращению агрессивного роста сосудов на роговицу. Острота зрения улучшилась во всех случаях полной эпителизации роговицы. Трансплантаты в субконъюн-ктивальном пространстве постепенно, в течение 6-9 месяцев рассасывались. Кроме того, через 6-15 месяцев в 4 из 8 случаев после имплантации аллолимбальных трансплантатов вновь начали появляться рецидивирующие эпителиальные дефекты роговицы, вновь стали более активными новообразованные сосуды.
В 2 случаях пациентам с врожденной аниридией и рецидивирующими эрозиями после использования всего арсенала средств и методов лечения была выполнена сквозная кератопластика, которая, однако, дала лишь временный эффект. На трансплантатах вновь появились рецидивирующие эрозии, и после безуспешных попыток лечения в обоих случаях была выполнена кровавая блефарорафия. После удаления швов через 2 и 3 месяца было обнаружено интенсивное помутнение роговицы с активной неоваску-ляризацией. В данных случаях речь может идти лишь о кератопротезировании.
Таким образом, проблема ВСГ при посттравматиче-ской и врожденной аниридии занимает существенное место в ряду проблем, оказывающих влияние на окончательный результат имплантации ИХД. Своевременная поэтапная коррекция симптомов ВСГ играет важную роль в профилактике развития и прогрессирования его осложнений. Это медикаментозное ведение с назначением корнеопротекторов, лубрикантов и противовоспалительных средств (причем оптимальным является выбор препаратов без консервантов), массаж и зондирование протоков Мейбомиевых желез. Первоочередное значение имеет сохранение собственной слезы при помощи использования обтураторов слезных канальцев или их коагуляция радиочастотным зондом. Существенную помощь при этом может оказать применение частых инстилляций аутологичной сыворотки, схожей по составу с собственной слезой. Аллолимбальная транспланта-
Г Д
РИС. 1.
Фотографии пациентки с иридоартифакией при врожденной аниридии с имплантацией аллолимбальных трансплантатов: А, Б - рецидивирующая эрозия трансплантата роговицы, В - после субконъюнктивальной имплантации 4 фрагментов аллолимбальных трансплантатов, Г, Д - через 3 и 5 месяцев после операции.
ция способствует восстановлению роговичного эпителия вероятно за счет присутствующих в лимбальной зоне мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток, способных секретировать регуляторные пептиды и трансформироваться в клетки роговицы. Кровавая блефаро-рафия также не потеряла своей актуальности и в некоторых тяжелых осложненных случаях ВСГ может быть безальтернативным способом восстановления глазной поверхности. Сквозная кератопластика является необходимой мерой при значительных помутнениях роговицы с неоваскуляризацией, но она не всегда позволяет получить положительный функциональный результат. Кератопротезирование остается последним способом, дающим шанс на восстановление зрения пациентам с тяжелыми осложнениями ВСГ и кератопатии при врожденной аниридии.
Заключение
Вторичный «сухой глаз» при врожденной аниридии представляет большую проблему, для решения которой необходим целый комплекс разнообразных лечебных мероприятий. Аллолимбальная трансплантация позволяет воздействовать на патогенетический механизм кератопатии и демонстрирует 50% эффективность ее использования. Однако требуются дальнейшие исследования на большем количестве материала и при более длительных сроках наблюдения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Lopez-Garcia J. S., Garcia-Lozano I., Rivas L. Congenital aniridia keratopathy treatment. Arch. Soc. Esp. Oftalmol. 2006. Vol. 81. № 8. P. 435-444.
2. Murube J. Aniridia and the Ocular Surface. The Ocular Surface. 2004. Vol. 2. № 2. Р. 55-57.
3. Holland E.J. Epithellal transplantation for the management оf severe ocular surface disease. Tr. Am. Ophth. Soc. 1996. Vol. 14. Р. 677-743.
4. Holland E.J., Djalilian A.R., Schwartz G.S. Management of aniridic keratopathy with keratolimbal allograft: a limbal stem cell transplantation technique. Ophthalmology. 2003. Vol. 110. № 1. P. 125-130.
5. Kenyon K.R., Tseng S.C.G. Limbal autograft transplantation for ocular surface disorders. Ophthalmology. 1989. Vol. 96. P. 709-723.
6. Grueterich M., Scheffer C., Tseng G. Human limbal progenitor cells expanded on intact amniotic membrane ex vivo. Arch Ophthalmol. 2002. Vol. 120. P. 783-790.
7. Koizumi N., Cooper L.J., Fullwood N.J., et al. An evaluation of cultivated corneal limbal epithelial cells, using cell-suspension culture. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2002. Vol. 43. № 7. P. 2114-2121.
8. Sudha B., Madhavan H.N., Sitalakshmi G. Cultivation of human corneal limbal stem cells in Mebiol gel® - A thermo-reversible gelation polymer. Indian. J. Med. Res. 2006.Vol. 124. P. 655-664.
9.Tsubota K., Satake Y., Kaido M. Treatment of severe ocular surface disorders with corneal epithelial stem cell transplantation. N. Engl. J. Med. 1999. Vol. 340. P. 1697-1703.
10. Dua H.S., Azuara- Blanco A.A. Allolimbal transplantation in patients with limbal stem cell deficiency.Br. J. Opthalmol. 1999. Vol. 83. P. 414-419.
11. James E.S., Rowe A., Ilari L. The potential for eye bank limbal rings to generate cultured corneal epithelial allografts. Cornea. 2001. Vol 20. № 5. Р. 488-494.
12. Schlotzer-Schrehardt U., Dietrich T., Saito K. Characterization of extracellular matrix components in the limbal epithelial stem cell compartment. Exp Eye Res. 2007. Vol. 85. № 6. P. 845-860.
13. Li G.G., Zhu Y.T., Xie H.T. Mesenchymal Stem Cells Derived from Human Limbal Niche Cells. Stem Cells. 2010. Vol. 28. № 3. Р. 597-610.
14. Du Y., Funderburgh M.L., Mann M.M. Multipotent stem cells in human corneal stroma. Stem Cells. 2005. Vol. 23. P. 1266-1275.
15. Polisetty N., Fatima A., Madhira S.L. Mesenchymal cells from limbal stroma of human eye. Mol. Vis. 2008. Vol. 4. № 14. Р. 431-442.
16. Lim M.N., Hussin N.H., Othman A. Ex vivo expanded SSEA-4+ human limbal stromal cells are multipotent and do not express other embryonic stem cell markers. Mol Vis. 2012. Vol. 18. P. 1289-1300.
17. Борзенок С.А, Онищенко Н.А., Тонаева Х.Д., Комах Ю.А., Сускова В.С., Сусков С.И., Диденко Л.В., Шевлягина Н.В., Кост Е.А. Длительная нормотермическая консервация лимбальных трансплантатов как способ повышения количества и активности их ММСК-подобных клеток. Вестник трансплантологии. М. 2012. № 2. С. 77-85.
Borzenok S.A., Onishenko N.A., Tonayeva H.D., Komah U.A., Suskova V.S., Suskov S.I., Didenko L.V., Shevlagina N.V., Kost Е.А. Dlitelnaya normotermicheskaya konservacia limbalnyh transplantatov kak sposob povyshenia kolichestva I aktivnosty ih MMSK-podobnyh kletok.Vestnik transplantologii. М. 2012. № 2. S. 77-85.
18. Le Discorde М., Moreau P., Sabatier P. Expression of HLA-G in human cornea, an immune-privileged tissue. Hum. Immunol. 2003. № 64. P. 10391044.
19. Юрченко Т.Н., Шарлай Т.М., Волков В.В. Криоконсервация в трансплантации роговицы. Киев: Наук. думка, 1986. С. 152.
Jurchenko Т.№, Sharlay Т.М., VolkovV.V. Kriokonservacia v transplantacii rogovicy. Kiyev: Nauk.dumka, 1986. S. 152.
20. Кротова Е.В. Клинико-иммунологические аспекты рекератопластики различными видами донорского материала: автореф. дисс. ... канд. мед. наук. Москва, 1994. 24 с.
Krotova E.V. Kliniko-immunologicheskie aspect rekeratoplastiki razlichnymi vidami donorskogo materiala: а^ЬгеГ diss. ... kand. med. nauk. Мoskva, 1994. 24 s.
21. Holland E.J., DeRuyter D.N., Doughman D.J. Langerhans cells in organ-cultured corneas. Arch Ophthalmol. 1987. Vol. 105. P. 542-545.
22. Ehlers N., Hjortdal J., Moller-Pedersen T. Corneal storage and complications related to grafting. Curr. Opin. Ophthalmol. 1994. Vol. 5. № 4. Р. 75-80.
23. Ardjomand N., Berghold A., Reich M.E. Loss of corneal Langerhans cells during storage in organ culture medium, Optisol and McCarey-Kaufman medium. Eye. 1998. Vol. 12. P. 134-138.
y E3
