Роговица является основной преломляющей поверхностью глаза и служит его механическим барьером. В норме роговица является аваскулярной тканью, что придает ей особые свойства - прозрачность и иммунопривилегированность [1-3].

Прозрачность роговицы - результат ее сложной высокоорганизованной ультраструктуры [1]. Основную часть (каркас) роговицы составляет строма, клеточный состав которой представлен кератоцитами, лежащими между пучками коллагеновых волокон. Высокая плотность упаковки коллагена способствует низкой гидратации роговицы, а строгая упорядоченность расположения его волокон обеспечивает минимальное светорассеяние, позволяя сохранять высокие оптические свойства роговицы [4-6].

Экстрацеллюлярный матрикс, расположенный между коллагеновыми волокнами и кератоцитами, состоит преимущественно из воды, протеогликанов, гликопротеидов и неорганических солей. При взаимодействии с коллагеновыми волокнами протеогликаны за счет своей структуры, представленной белковым ядром и боковыми цепями сульфатированных гликозаминогликанов, обеспечивают архитектонику роговичного матрикса. Гидрофильные свойства гликозаминогликанов обусловливают способность стромы удерживать воду [6].

Эпителий и эндотелий также играют чрезвычайно важную роль в поддержании прозрачности роговицы. Благодаря барьерным функциям и наличию активных насосных механизмов, эндотелий поддерживает роговицу в относительно дегидратированном состоянии, предотвращая развитие ее отека и помутнения [4, 7].

При врастании новообразованных сосудов нарушается нормальная ультрастуктура роговицы, что может привести к нарушению ее прозрачности [8, 9]. Оптические свойства роговицы могут быть снижены посредством 5 возможных механизмов: 1) нарушение прозрачности, обусловленное непосредственно наличием циркулирующих клеток крови в сосудах; 2) нерегулярная архитектура стенок сосудов, индуцирующая аберрации высших порядков; 3) нарушение расположения архитектоники стромальных коллагеновых волокон, расположенных между кровеносными сосудами; 4) ликедж жидкости, отек и отложение липидов в ткани, окружающие проницаемые кровеносные сосуды; 5) иррегулярность глазной поверхности [10].

Особое взаимодействие глаза с иммунной системой известно под термином «иммунопривилегированность». Впервые этот феномен был описан в 1940 г. Sir Peter Medawar, который отметил, что помещенный в переднюю камеру глаза кожный аллотрансплантат не провоцировал возникновение иммунного конфликта [11, 12]. Позже J. Streilein предположил, что это происходит не только из-за «иммунологического невежества», обусловленного наличием анатомических клеточных и молекулярных барьеров, но и благодаря наличию механизмов активного иммунного подавления [13].

Отличительная особенность роговицы - отсутствие кровеносных и лимфатических сосудов, что предотвращает прямой доступ клеток иммунной системы к роговице. Такая «ангиогенная привилегированность» препятствует транспорту антигенов и антиген-представляющих клеток к богатым Т-лимфоцитами вторичным лимфоидным органам [12, 15].

Клетки эпителия роговицы, кератоциты и эндотелиальные клетки не экспрессируют, либо экспрессируют в малых количествах и неактивном состоянии молекулы класса II MHC (Major Histocompability Complex - главный комплекс гистосовместимости), а содержат только низкие уровни молекул класса I MHC [12, 16]. Это означает, что главной мишенью при реакции отторжения становятся не антигены MHC, а минорные H-антигены в роговичных аллотрансплантатах. Это позволяет выполнять аллогенную трансплантацию роговицы без МНС-типирования [16].

Механизмы активного иммунного подавления играют важную роль и осуществляются посредством экспрессии на тканях глаза таких иммуносупрессивных факторов, как Fas-лиганд, TGF-β и др. [14, 16, 17].

Особую роль играет феномен ACAID (от английского «anterior chamber associated immune deviation») - иммунное отклонение передней камеры глаза, при котором антигенспецифический Тh1-клеточный иммунный ответ и реакция гиперчувствительности замедленного типа подавляются путем цепи сигнальных цитокиновых эффектов [9, 18].

Угнетение механизмов ACAID может провоцировать реакцию отторжения роговичного аллотрансплантата. Более того, индукция ACAID путем введения аллоантигенных клеток перед операцией трансплантации роговицы улучшала результаты последней в эксперименте на животных [12].

Несмотря на то что роговица является иммунопривилегированной тканью, неоваскуляризация, воспаление, или травма могут привести к срыву этого защитного механизма [17].

«Ангиогенный переключатель» - термин, первоначально предложенный для описания возникновения опухолевого ангиогенеза, однако актуальный и для описания перехода от роговичной аваскулярности к неоваскулярному процессу. Этот переключатель «выключен», когда эффект антиангиогенных веществ преобладает над уровнем проангиогенных, и «включен», когда равновесие нарушается в сторону ангиогенеза [20, 21].

Факторы из семейства VEGF считаются ключевыми медиаторами ангиогенеза [2, 22]. В это семейство входят VEGF-А, VEGF-В, VEGF-С, VEGF-D, VEGF-Е, а также плацентарный фактор роста (PlGF - Placental Growth Factor). Они необходимы для эмбрионального и постнатального развития сосудов. Также они играют важную роль в развитии патологического неоангиогенеза, в том числе внутриглазного и опухолевого [21, 22].

Изначально VEGF был идентифицирован как фактор проницаемости сосудов, однако позже было обнаружено его влияние на митоз эндотелиальных клеток и ангиогенез, что открыло новые горизонты в понимании патогенеза различных патологических процессов [2].

Взаимодействие VEGF со специфичным рецептором приводит к стимуляции миграции и пролиферации сосудистых эндотелиальных клеток, а также дилатации сосудов и увеличению их проницаемости [1, 17, 22].

В то время как VEGF-А признается ключевым медиатором гемангиогенеза, VEGF-С и VEGF-D считаются главными стимуляторами лимфангиогенеза [21] (однако последние исследования указывают на активное участие в регуляции лимфангиогенеза и VEGF-А) [1, 23].

Воспаление и гипоксия индуцируют продукцию VEGF-А различными клетками, в том числе перицитами и гладкомышечными клетками стенки кровеносных сосудов, макрофагами и Т-клетками. Кроме того, VEGF служит хемоаттрактантом для клеток воспаления (например, макрофагов), которые продуцируют дополнительные проангиогенные факторы [23].

Семейство FGF (Fibroblast Growth Factor - фактор роста фибробластов) регулирует различные процессы, включая ангиогенез и репарацию тканей. Наиболее значимым представителем семейства является bFGF (basic FGF), который способствует миграции эндотелиальных клеток сосудов, их пролиферации и дифференциации [24].

Матриксные металлопротеиназы (ММР) - это цинкзависимые эндопептидазы, участвующие в ремоделировании экстрацеллюлярного матрикса [3, 24]. В роговице найдены 8 из 24 идентифицированных ММР [25]. Исследования указывают на проангиогенную роль ММР 2, 9 и МТ1-ММР, секреция которых способствует деградации матрикса и высвобождению проангиогенных молекул. Кроме того, MMP способны разрушать эндогенные нейтрализаторы VEGF, тем самым склоняя баланс в сторону ангиогенеза [8].

Ангиопоэтины - главная система, регулирующая процесс созревания сосудов. Считается, что Ang-1 стабилизирует сосуды, делая их менее чувствительными к VEGF, стимулирует миграцию эндотелиальных клеток, а также миграцию перицитов, гладкомышечных клеток, что способствует покрытию стенки сосуда муральными клетками [25].

Провоспалительные цитокины, такие как IL-1, IL-6, TNF, TGF-β, способствуют активации воспалительных клеток, которые являются богатыми источниками VEGF [3].

Ангиостатин - протеолитический фрагмент плазминогена мол. массой 38-kDa [24]. Эндогенный ангиостатин присутствует в роговичном эпителии и слезной жидкости. Обладает выраженными антиангиогенными свойствами, угнетает миграцию и пролиферацию клеток [9].

Фактор пигментного эпителия (PEDF) осуществляет антиангиогенный, иммуномодуляторный и нейротрофический эффекты [24]. Его антиангиогенная активность осуществляется посредством подавляющего влияния на миграцию и пролиферацию клеток, также он индуцирует апоптоз эндотелиальных сосудистых клеток [3, 8]. PEDF был выделен в эпителии и эндотелии роговицы, а также в составе слезной жидкости. Его экспрессия считается важным компонентом ангиогенной привилегированности [24].

Растворимые рецепторы к VEGF - sVEGFR. В отличие от фиксированных на эндотелии сосудов мембраносвязанных рецепторов VEGFR-1 и VEGFR-2, являются эндогенными ингибиторами VEGF. Экспрессированные на поверхности роговицы и входящие в состав слезы sVEGFR служат «ловушкой» для молекул VEGF, предотвращая их взаимодействие с рецепторами на поверхности сосудистого эндотелия [8, 17].

Эндостатин - протеолитический фрагмент коллагена XVIII типа, обладающий антиангиогенными свойствами. Подавляет как вызванный FGF, так и VEGF-индуцированный роговичный неоангиогенез [24].

Помимо «ангиогенного переключателя» и активации проангиогенных молекул, главными ступенями так называемого «ангиогенного каскада» являются: дилатация существующих сосудов, активация сосудистых эндотелиальных клеток, гиперпроницаемость посткапиллярных венул и дестабилизация сосудов, локальная протеолитическая деградация базальной мембраны, ремоделирование экстрацеллюлярного матрикса в ответ на активацию матриксных металлопротеиназ, миграция эндотелиальных клеток и их пролиферация, образование сосудистых трубок и их слияние с образованием сосудистых петель, рекрутирование перицитов и гладкомышечных клеток и созревание сосудов [8, 10, 26].

Неоваскуляризация роговицы является потенциальным осложнением многочисленных патологических состояний, включающих инфекции, травмы, хирургические вмешательства, аутоиммунные заболевания [2, 25, 27], лимбальную недостаточность, неоплазии, дистрофии роговицы, а также гипоксию, ассоциированную с ношением контактных линз [25, 27].

Несмотря на прогресс современной медицины, трахома остается ведущей причиной слепоты. По данным ВОЗ, в мире зарегистрировано 146 млн случаев заболевания Chlamydia trachomatis, из них 5,9 млн угрожает слепота [3]. Рецидивирующие эпизоды трахомы поражают конъюнктиву и веки, приводя к рубцовым осложнениям (трихиаз, энтропион). Постоянное травмирование эпителия ресницами может приводить к абразии роговицы, ее изъязвлению, неоваскуляризации и рубцеванию [28].

Однако в развитых странах наиболее частой причиной развития слепоты является офтальмогерпес, вызванный Herpes simplex virus (HSV) [10, 29, 30], и, реже, herpes zoster. Кератит, вызванный вирусом простого герпеса - это иммуноопосредованное заболевание, которое редко возникает при первичном инфицировании. Чаще всего кератит возникает при реактивации латентной HSV-1-инфекции нейронов в ганглии тройничного нерва с последующим аксональным транспортом вирусных белков и/или самого возбудителя в роговичную строму. Эрадикация вируса из организма практически невозможна, поэтому зачастую заболевание принимает рецидивирующий характер. Точные механизмы индукции ангиогенеза при герпес-кератитах неизвестны, однако имеются подтверждения важной роли продукции инфицированными клетками таких цитокинов, как IL-6, IL-1, IL-17A и, возможно, VEGF [10].

Бактериальные и грибковые кератиты могут стать причиной развития неоваскуляризации роговицы. Также РНВ развивается при дегенеративных процессах, таких как краевая дегенерация Терьена, птеригиум и др. [1].

Птеригиум представляет собой конъюнктивально-роговичную дегенерацию, сопровождаемую ростом фиброваскулярной ткани поверх роговицы. Распространение птеригиума в оптическую зону может угрожать зрению и требует хирургического лечения. Рецидивирующий характер течения заболевания и повторные операции могут приводить к истончению роговицы, астигматизму [29, 30].

Травмы органа зрения также способны спровоцировать рост новообразованных сосудов. Особенно опасны ожоги роговицы, которые зачастую сопровождаются лимбальной недостаточностью. Нарушение барьерной функции лимба приводит к конъюнктивизации поверхности роговицы с развитием массивной неоваскуляризации [31].

Контактные линзы (КЛ) - распространенный способ коррекции зрения. Однако у 11-23% пользователей развивается роговичная неоваскуляризация (РНВ) в ответ на гипоксию и воспаление, вызванные ношением КЛ [8]. Факторами риска являются: КЛ с низкой проницаемостью кислорода, нарушение рекомендованного режима ношения и контаминация КЛ [3, 32].

По классификации Azar 2006 г., учитывающей глубину залегания врастающих сосудов, роговичную неоваскуляризацию (РНВ) можно разделить на 3 клинические группы:

1 - глубокая РНВ, лежащая над десцеметовой мембраной и наблюдающаяся обычно при герпетических и сифилитических интерстициальных кератитах;

2 - стромальная неоваскуляризация, развивающаяся при стромальных кератитах;

3 - сосудистый паннус, представляющий собой пролиферацию фиброваскулярной ткани [1, 9, 25].

Источником поверхностной васкуляризации являются конъюнктивальные сосуды, глубокой - краевая петлистая сеть, заложенная в толще лимба, при смешанной васкуляризации сосуды прорастают из обоих источников.

По данным австралийского реестра по трансплантации роговицы градация васкуляризации с учетом распространенности РНВ выглядит следующим образом: 0 - отсутствие новообразованных сосудов во всех квадрантах роговицы, 1 - рост в одном квадранте, 2 - в двух, 3 - в трех, 4 - по всей окружности роговицы. Рост сосудов в 2 и более квадрантах ассоциировался с высоким риском развития реакции тканевой несовместимости. Причем частота развития иммунной реакции коррелировала с ростом количества квадрантов роговицы, вовлеченных в неоваскулярный процесс перед проведением кератопластики [8, 34].

Отечественными офтальмологами используется сходная классификация, учитывающая 4 степени тяжести неоваскулярного процесса:

I - в роговице обнаруживаются единичные крупные (до 50 мкм и более) сосуды; II - в роговице обнаруживаются сосуды различного калибра, занимающие до ¼ ее площади; III - сосуды различного калибра занимают ½ площади роговой оболочки; IV - сосуды занимают более ¾ площади роговицы.

Согласно клиническим наблюдениям, при РНВ I-II степени эффективна аргоновая лазерная коагуляция. При этом необходимо прижигать все вросшие сосуды, так как, по данным флюоресцентной ангиографии, в случае коагуляции только артерий, в венах обнаруживается обратный ток крови [33].

Пересадка роговицы является одной из самых успешных операций в трансплантологии. Ежегодно в мире выполняется более 65 000 кератопластик [16, 17]. Даже без применения HLA-типирования и системной иммуносупрессии прозрачное приживление трансплантата достигается в 90% случаев в группе кератопластики низкого риска [23].

Главной причиной неудачного исхода трансплантации роговицы является иммунное отторжение [35], риск развития которого может возрастать более чем в 2 раза и достигать 32% при врастании в роговицу кровеносных и лимфатических сосудов [16, 24]. Другими факторами риска являются наличие реакции отторжения трансплантата в анамнезе, ослабление швов, большой размер трансплантата и его близкое к лимбу расположение [36].

Имеются данные, что селективная замена пораженных слоев роговицы уменьшает частоту отторжения трансплантата [8, 37-40]. Однако послойная кератопластика является технически более сложной и выполнение ее невозможно при поражении всех слоев роговицы, поэтому сквозная кератопластика на данный момент занимает центральное место в хирургии роговицы.

Редукция неоваскуляризации может минимизировать иммуновоспалительный ответ после кератотрансплантации и повысить частоту прозрачного приживления трансплантата [27, 41].

При типичном иммунном ответе лимфатические сосуды играют роль афферентного звена (сенсибилизация) иммунорефлекторной дуги, позволяя антиген-презентирующим клеткам попасть в регионарные лимфатические узлы, где происходит созревание аллореактивных эффекторных Т-клеток [16, 17]. Кровеносные сосуды служат эфферентным звеном (отторжение), предоставляя эффекторным клеткам доступ к органу-мишени [1].

Традиционными методами профилактики и лечения РНВ является применение нестероидных противовоспалительных средств (НПВС) и кортикостероидов (КС), механизмы действия которых осуществляются посредством подавления воспаления. НПВС ингибируют синтез простагландинов, стимулирующих ангиогенез. КС подавляют ангиогенез, угнетая процессы рекрутирования воспалительных клеток, провоспалительных цитокинов (например, ИЛ-1, ИЛ-6), а также блокируя высвобождение арахидоновой кислоты [1, 26, 42].

КС могут быть эффективны в подавлении индуцированной воспалением неоваскуляризации. Однако зачастую эффективность этих средств ограничена. Также к минусам применения КС можно отнести серьезные побочные эффекты: катаракту, вторичную глаукому, истончение роговицы и присоединение оппортунистических инфекций [27].

На сегодняшний день одним из эффективных и доступных методов воздействия на неоваскуляризацию роговицы является аргоновая лазерная коагуляция (ЛК) новообразованных сосудов [41, 42], эффективность которой, по данным разных авторов, может достигать 80% [42]. Для этих целей с определенным успехом использовались лазеры с различной длиной волны. Однако в ответ на лазерное воздействие могут высвобождаться проангиогенные факторы, что приводит к реканализации коагулированных новообразованных сосудов и формированию коллатералей. Комбинированное использование с ингибиторами ангиогенеза (например, анти-VEGF) может помочь избежать этих осложнений [43].

Фотодинамическая терапия (ФДТ) с использованием фотосенсибилизаторов (ФС) - еще одна процедура, направленная на окклюзию новообразованных сосудов роговицы. ФДТ основана на способности ФС накапливаться в тканях с высокой митотической активностью и под воздействием света определенной длины волны генерировать цитотоксический синглетный кислород и другие активные радикалы. ФС вводится внутривенно, достигает сосудов роговицы и, активируясь под воздействием лазерного облучения, приводит к гибели эндотелиальных сосудистых клеток и тромбозу сосудов [26, 44]. К недостаткам метода относятся фототоксичность препаратов [45] и индуцированный отек роговицы [44]. Кроме того, установлено повреждающее воздействие лазерного облучения на фоторецепторы сетчатки [45].

Другие методы деструкции новообразованных сосудов роговицы - рентгенотерапия, криодеструкция или тонкоигольная диатермокоагуляция - имели нестабильный эффект и зачастую были связаны с большим риском возникновения осложнений [1, 46].

Являясь ключевым медиатором ангиогенеза, VEGF служит основной терапевтической мишенью в современных исследованиях медикаментозного лечения патологического ангиогенеза [47].

Интравитреальное применение моноклональных антител к VEGF получило широкое применение в терапии ретинальной патологии [5, 10, 48]. На данный момент роговичная васкуляризация не является официально зарегистрированным показанием для применения анти-VEGF-препаратов, однако их применение «off label», т. е. вне зарегистрированных показаний, при данной патологии является патогенетически обоснованным.

На данный момент основными коммерчески доступными представителями группы ингибиторов VEGF являются бевацизумаб и ранибизумаб [3].

Бевацизумаб является полноразмерным гуманизированным рекомбинантным моноклональным гиперхимерным антителом с мол. массой 149 kD, которое селективно связывается с биологически активным VEGF и нейтрализует его [44]. Препарат препятствует связыванию VEGF с его рецепторами на поверхности эндотелиальных клеток, что приводит к предотвращению и редукции васкуляризации [44, 49].

Ранибизумаб является антигенсвязывающим Fab-фрагментом гуманизированного моноклонального химерного антитела, имеет мол. массу 48 kD. Связывает и ингибирует все изоформы VEGF [1].

Экспериментальная и клиническая апробация анти-VEGF-препаратов в лечении неоваскуляризации роговицы подтвердила их относительную безопасность и высокую эффективность, что проявлялось в снижении калибра и количества сосудов, уменьшении зоны инвазии новообразованных сосудов в роговицу [35, 46, 50, 51]. Препараты применялись в виде инстилляций [35, 41, 46, 50], субконъюнктивальных [41, 51, 52], интрастромальных, интракамеральных и интравитреальных инъекций [1, 3]. При сравнительном анализе эффективности применения местной и субконъюнктивальной форм введения оба способа показали антиангиогенную эффективность, однако местное применение требовало более высоких концентраций препарата [1]. Также в экспериментальной модели применения бевацизумаба при СКП высокого риска с сопутствующей васкуляризацией М. Dastjerdi и соавт. [53] выявили, что только субконъюнктивальное введение способствовало приживлению трансплантата в 33% случаев, в то время как инстилляции препарата и отсутствие терапии в контрольной группе приводили к отторжению трансплантата в 100% случаев.

Клиническая апробация использования инъекций ингибиторов VEGF в профилактике отторжения трансплантата показала многообещающие результаты: 85-100% кератотрансплантатов оставались прозрачными и аваскулярными, несмотря на высокий риск развития иммунной реакции [1, 52, 54-56].

Неоваскуляризация характерна для прогрессирования птеригиума. По сравнению с нормальной конъюнктивой уровни VEGF при птеригиуме повышены, что может указывать на его роль в патогенезе заболевания. Применение анти-VEGF-препаратов может способствовать снижению уровня рецидивирования [30].

Применение бевацизумаба ассоциировано с повышенным риском развития эпителиопатии и эпителиальных дефектов [1, 2, 41, 47]. Предположительно, возникновение их связано с нарушением адгезии между эпителием и базальной мембраной [1]. Факторами, повышающими вероятность возникновения данных осложнений, являются: 1) применение бевацизумаба в концентрации, превышающей 1%; 2) продолжительность лечения более 1 мес; 3) назначение пациентам с предсуществующими эпителиальными дефектами или нейротрофической кератопатией [3, 57].

Применение комбинации бевацизумаба с доксициклином, который помимо антибактериальной активности является ингибитором ММР [15], показало увеличение антиангиогенного эффекта [31, 58-60]. Кроме того, доксициклин предотвращал возникновение такого известного побочного эффекта местного применения бевацизумаба, как возникновение эрозий роговицы и их замедленное заживление [58-60]. Это указывает на возможную роль ММР в возникновении побочных эффектов.

Имеются сообщения о единичных случаях развития истончения роговицы [2, 3] и ее расплавления [47]. Расплавление трансплантата или его ложа в нескольких случаях было ассоциировано с применением препарата у пациентов с щелочным ожогом и лимбальной недостаточностью в анамнезе [47, 61]. В связи с этим следует проявлять особую осторожность при назначении анти-VEGF-препаратов пациентам с дефектами эпителия, лимбальной недостаточностью и нейротрофической кератопатией [57].

Некоторые случаи демонстрируют резистентность к анти-VEGF-терапии. Причинами рефрактерности к лечению может быть применение анти-VEGF препаратов в поздних фазах ангиогенеза, когда просвет сосуда уже сформирован и перициты создают плотные контакты, в результате потребность в VEGF для функционирования сосудов снижается [62, 63]. Другим механизмом рефрактерности может быть регуляция ангиогенеза через альтернативные пути посредством активации других стимуляторов ангиогенеза [64]. В связи с этим предпринимаются попытки комбинированного применения анти-VEGF-препаратов с методами, направленными на облитерацию просвета новообразованных сосудов (ЛК, ФДТ) [42, 44, 64], а также с цитостатиками [65]. Наиболее часто применяемым в офтальмологии цитостатиком является циклоспорин, который избирательно блокирует пролиферативную активность Т-лимфоцитов [66].

Роговичная неоваскуляризация является потенциальным осложнением различных воспалительных и дистрофических заболеваний роговицы. Главными медиаторами ангиогенеза и основной мишенью в лечении РНВ на настоящий момент признаны факторы из семейства VEGF, принимающие участие как в гемангиогенезе, так и в лимфангиогенезе. Резистентные к анти-VEGF-терапии формы неоваскуляризации роговицы требуют применения сочетанных методик борьбы с неоваскуляризацией.

При наличии сформированных сосудов крупного калибра представляется перспективным применение лазеркоагуляции новообразованных сосудов роговицы в комбинации с субконъюнктивальным введением анти-VEGF-препарата. Сочетание антиангиогенного и вазообструктивного подходов может обеспечить синергидное антиангиогенное воздействие. Применение данной методики перед выполнением кератопластики высокого риска может снизить риск возникновения реакции отторжения трансплантата.

Для оценки эффективности и целесообразности клинического применения комбинированной методики с целью профилактики реакции отторжения трансплантата требуются рандомизированные клинические исследования на достаточном клиническом материале.