Кератоконус — это хроническое, чаще двустороннее, дегенеративное заболевание роговицы, для которого характерны прогрессирующее истончение и деформация роговицы. При кератоконусе происходит асимметричное изменение структуры роговицы, конусовидное выпячивание и помутнение в оптической зоне. Патогенез кератоконуса на молекулярном уровне связывают с уменьшением количества коллагеновых связей и высокой активностью энзимов [1]. По мере прогрессирования кератоконуса содержание протеогликана в строме увеличивается, тогда как диаметр коллагеновых фибрилл уменьшается [2]. Вследствие этого увеличивается скольжение коллагеновых пластин на ультраструктурном уровне [3], при этом происходит уменьшение или полная потеря переплетений ламеллярной структуры стромы роговицы с боуменовой мембраной и уменьшение сшивок между коллагеновыми пластинами стромы [4].

До появления кросслинкинга роговицы (КЛР) лечение кератоконуса сводилось к коррекции последствий прогрессирующего ослабления роговицы. Для этого использовали жесткие газопроницаемые контактные линзы, имплантацию интрастромальных сегментов и трансплантацию роговицы (глубокая передняя ламеллярная или сквозная кератопластика).

КЛР — это относительно новый метод укрепления роговицы, профилактирующий прогрессию кератоконуса. Впервые КЛР был предложен G. Wollensak и соавторами в 2003 г. и с тех пор используется для лечения таких заболеваний, как прогрессирующий кератоконус, пострефракционная кератэктазия, пеллюцидная краевая дегенерация роговицы, а также при бактериальных и грибковых язвах роговицы. КЛР индуцирует образование новых ковалентных связей в строме роговицы под воздействием УФ-излучения типа А (УФ, 370 нм) и фотомедиатора рибофлавина (витамин В₂). Изменения, происходящие в строме, увеличивают жесткость и препятствуют истончению роговицы, уменьшают эктазию.

На сегодняшний день стандартный протокол КЛР включает деэпителизацию роговицы до применения рибофлавина для увеличения его проникновения в строму. Рибофлавин, абсорбируя УФ-лучи, оказывает экранирующее действие для подлежащих структур глаза. Предполагается, что при стандартной процедуре КЛР обработке подвергаются передние 300 мкм стромы роговицы. Следовательно, данный протокол можно применять только у пациентов с деэпителизированной толщиной роговицы более 400 мкм во избежание цитотоксического действия УФ на эндотелий роговицы, хрусталик и глубжерасположенные ткани глаза. Поскольку при использовании КЛР в большинстве случаев роговицы тоньше 400 мкм, предложены различные модификации и в настоящем обзоре обсуждается разнообразие протоколов КЛР для лечения прогрессирующего кератоконуса при тонкой роговице, а также обсуждена их эффективность и безопасность в клинической практике.

Стандартный Дрезденский протокол кросслинкинга роговицы

Стандартный КЛР проводят в соответствии с Дрезденским протоколом. Процедура включает в себя удаление слоя роговичного эпителия диаметром 7—9 мм с последующей инстилляцией 0,1% изоосмолярного раствора рибофлавина или в 20% декстране с последующим УФ-облучением центральной зоны роговицы диаметром 8 мм в течение 30 мин [5]. Эффективность данного протокола доказана многочисленными исследованиями.

G. Kymionis и соавт. [6] применяли стандартный протокол в 14 глазах с толщиной роговицы после удаления эпителия менее 400 мкм (340—399 мкм). Пациентов наблюдали в течение 12 мес, было отмечено улучшение некорригированной остроты зрения (НКОЗ), максимально корригированной остроты зрения (МКОЗ) и уменьшение средних показателей кератометрии. Однако, несмотря на отсутствие клинически очевидных осложнений, после операции наблюдали значительное снижение плотности эндотелиальных клеток с 2733 до 2411 клеток/мм².

Результаты различных протоколов КЛР в лечении кератэктазии на тонких роговицах приведены в таблице. Обращает на себя внимание, что практически все протоколы выполнения КЛР обеспечивают незначительное уменьшение средних значений кератометрии и не обеспечивают заметного улучшения НКОЗ.

Примечание. К(ср.) — средние показатели кератометрии, К(макс.) — максимальные показатели кератометрии (в верхушке конуса); ПЭК — плотность эндотелиальных клеток; * — толщина роговицы после деэпителизации.

Ускоренный протокол кросслинкинга роговицы

В настоящее время активно применяется ускоренная процедура КЛР, при которой снижение продолжительности УФ-облучения компенсируется пропорциональным повышением ее мощности. По сравнению со стандартным протоколом ускоренный протокол обладает аналогичной безопасностью, но в отдаленные сроки наблюдения после КЛР авторы отмечают более низкие параметры уплощения роговицы [7] и поверхностную демаркационную линию [8]. Предположительно такой эффект связан с более активным потреблением кислорода в ходе ускоренного протокола. Скорость поступления кислорода в ткани ограничена временными рамками, на фоне которой может возникать относительная гипоксия, снижающая эффективность КЛР.

E. Ozgurhan и соавт. [9] опубликовали результаты проведения ускоренного КЛР (облучение УФ при 30 мВт/см² в течение 3 мин) для стабилизации прогрессирования кератоконуса в 34 тонких роговицах без потери плотности эндотелиальных клеток в течение 12 мес наблюдения, что подтвердило безопасность процедуры ускоренного КЛР на тонкой роговице и положило начало дальнейшим исследованиям ускоренного режима в случае тонкой роговицы и применению его в комбинации с другими модификациями.

Для решения вопроса недостатка кислорода в ходе процедуры в ускоренном протоколе КЛР был использован импульсный режим УФ-излучения, который, по-видимому, приводит к более высокому эффекту по сравнению с непрерывным потоком УФ-света из-за увеличении доступности кислорода. Значения концентрации кислорода, измеренные в строме роговицы, показали, что определенная комбинация времени включения и выключения УФ-излучения способствует непрерывному восстановлению концентрации кислорода, что приводит к усилению эффекта КЛР без увеличения силы облучения. Такой подход во многом нивелирует гипоксию роговичной ткани в ходе увеличении мощности излучения при ускоренном КЛР [10]. Более того, при применении импульсного режима демаркационная линия зарегистрирована в более глубоких слоях по сравнению с непрерывным режимом. Таким образом, использование импульсного режима при КЛР увеличивает эффективность при сохранении или улучшении безопасности процедуры, что может быть особенно полезно при лечении тонкой роговицы.

Кросслинкинг роговицы с гипоосмолярным раствором рибофлавина

Строма роговицы имеет способность увеличивать свой объем в изотонической среде. Деэпителизированная роговица может становиться в 2 раза толще под воздействием гипоосмолярного раствора [11].

F. Hafezi и соавторы [12] применили этот метод для увеличения толщины стромы перед проведением КЛР на тонкой роговице. После удаления эпителия в течение 30 мин закапывали 0,1% изоосмолярный раствор рибофлавина, а затем вводили 0,1% гипоосмолярный раствор рибофлавина до тех пор, пока толщина роговицы в самой тонкой точке не достигала 400 мкм. Метод применяли на 20 глазах, в результате была отмечена стабилизация кератэктазии. Подобный протокол использовали F. Raiskup и соавторы в 2011 г. [13] на 32 глазах. В исследовании после 12-месячного наблюдения были получены следующие результаты: МКОЗ и показатели кератометрии остались неизменными и отсутствовали рубцовые повреждения роговицы.

Похожие результаты были получены H. Wu и соавт. в 2014 г. [14], при которых не обнаружено статистически значимых различий между дооперационным и послеоперационным количеством эндотелиальных клеток. В противовес S. Gu и соавторов в 2015 г. [15] опубликовали работу, в которой описано снижение плотности эндотелиальных клеток с 2706±201,6 до 2641±218,2 клеток/мм² у 6 пациентов, подвергшихся КЛР с гипоосмолярным раствором рибофлавина.

M. Koc и соавторы [16] провели операцию ускоренного КЛР с гипоосмолярным раствором рибофлавина на 49 глазах у пациентов с прогрессирующим кератоконусом с тонкой роговицей. Наблюдение в течение 6 мес показало значительное повышение НКОЗ и МКОЗ, а также снижение показателей кератометрии.

Предоперационное набухание роговицы расширяет спектр показаний для проведения КЛР при тонкой роговице. Однако F. Hafezi [17] сообщил о том, что применение КЛР не смогло остановить прогрессирование кератоконуса в очень тонкой роговице (минимальная толщина 268 мкм после удаления эпителия), несмотря на то что при набухании с гипоосмолярным раствором ее толщина увеличивалась до 406 мкм. Поэтому автор предположил, что существует минимальная, но еще не определенная стромальная толщина, необходимая для эффективного КЛР. Они считали, что кросслинкинг эффективен лишь при минимальной толщине роговицы 330 мкм и более до набухания при использовании гипоосмолярного раствора рибофлавина.

V. Kaya, N. Soeters и соавт. [18, 19] проводили интраоперационные измерения толщины роговицы во время КЛР с гипоосмолярным раствором рибофлавина. Они обнаружили, что эффект искусственного набухания был кратковременным и пахиметрические показатели значительно уменьшались через 10 и 30 мин применения изоосмолярного рибофлавина (с декстраном). Еще одним недостатком данного протокола является меньшее влияние КЛР на биомеханику набухшей от избытка воды роговицы из-за более низкой относительной концентрации коллагена в гидратированной строме [20, 21].

Трансэпителиальный кросслинкинг роговицы

Такие вещества, как бензалкония хлорид, этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) и трометамол, особенно при их комбинации, усиливают эпителиальную проницаемость гидрофильных макромолекул. При добавлении усилителей для улучшения проникновения рибофлавина в строму роговицы через неповрежденный эпителий КЛР может быть проведен без удаления эпителия (трансэпителиальный КЛР/TЭ-КЛР) [22, 23]. TЭ-КЛР был предложен для уменьшения ранней послеоперационной боли, при временном ухудшении зрения, а также осложнениях (инфекционный кератит). Кроме того, тонкая роговица может быть подвергнута более безопасной операции по сравнению с традиционным КЛР, поскольку эндотелий лучше защищен от УФ.

M. Filippello и соавт. [24] провели исследование на 20 кератэктатических глазах с толщиной роговицы, включая эпителий, 412±21 мкм. Для улучшения пропитывания раствором рибофлавина роговицы использовали трометамол и ЭДТА. Проведенная операция остановила прогрессирование кератоконуса во всех обработанных глазах в течение 18 мес. Также отмечено статистически значимое улучшение зрения и топографических показателей, в то время как в контралатеральных необработанных глазах отмечено ухудшение всех параметров. L. Spadea и соавт. [25], которые использовали аналогичный протокол в тонкой роговице, подтвердили его влияние на стабилизацию состояния кератоэктатических глаз. Однако улучшение остроты зрения и показателей кератометрии было минимальным. В исследованиях не наблюдалось повреждений эндотелиальных клеток.

Ускоренный (акселерированный) протокол также используется совместно с TЭ-КЛР (A-TЭ-КЛР). В 2017 г. Z. Lin и соавт. [26] опубликовали результаты своей работы. В проспективное, нерандомизированное клиническое исследование, где применяли A-TЭ-КЛР, были включены 19 глаз с прогрессирующим кератоконусом и минимальной толщиной роговицы от 380 до 420 мкм (включая эпителий). Наблюдение проводилось в течение 12 мес. За этот период отмечали улучшение НКОЗ и МКОЗ, показателей кератотопографии. Плотность эндотелиальных клеток оставалась стабильной. Также у пациентов исследователи не наблюдали послеоперационные осложнения.

G. Wollensak и соавт. [27] оценили эффективность ТЭ-КЛР по сравнению с традиционным протоколом и получили увеличение жесткости роговицы всего на 64% от дооперационного уровня при TЭ-КЛР и на 320% при стандартном КЛР.

Недавно был предложен трансэпителиальный КЛР с использованием неинвазивной системы передачи, основаной на применении электрического тока малой мощности, для усиления проникновения рибофлавина в строму роговицы — ионофорез [28]. Доклинические результаты (2014 г.) показали, что ионофорез (И-КЛР) способен увеличить концентрацию рибофлавина в строме по сравнению с TЭ-КЛР. А. Cantemir и соавт. [29] провели И-КЛР 15 пациентам с тонкой роговицей. После этого в течение 12 мес отмечалось значительное увеличение остроты зрения. Плотность эндотелиальных клеток не изменялась. Никаких побочных эффектов или повреждения лимбальной области не отмечалось в течение всего периода наблюдения. Однако последние исследования показали, что КЛР с ионофорезом менее эффективен, чем в стандартной модификации [30].

Кросслинкинг роговицы с индивидуальной техникой эпителиальной обработки

G. Kymionis и соавт. [31] выполняли в своем исследовании КЛР с помощью специальной эпителиальной обработки, основанной на данных пахиметрии, в двух глазах с толщиной стромы менее 400 мкм. В этом модифицированном подходе КЛР был удален участок эпителия роговицы диаметром 8 мм, за исключением небольшой области с минимальной толщиной стромы (над вершиной конуса). Авторы предложили использовать гипоосмолярный раствор рибофлавина во время УФ-облучения, чтобы избежать дегидратации стромы. Через 9 мес после операции показатели топографии были стабильными, и в исследуемых глазах не обнаружено изменений плотности эндотелиальных клеток.

C. Mazzota и соавт. [32] провели КЛР с индивидуальной техникой эпителиальной обработкой на 10 глазах с тонкой роговицей (деэпителизированная толщина 368—391 мкм) с положительным результатом по остроте зрения и показателям кератометрии, не было обнаружено статистически значимых различий между дооперационным и послеоперационным количеством эндотелиальных клеток.

В противовес N. Cagil и соавторы в 2017 г. опубликовали работу [33], в которой описано снижение плотности эндотелиальных клеток с 2550±324 до 2030±200 клеток/мм² у 19 пациентов, подвергшихся данному методу КЛР.

Одно из исследований показало, что стромальное поглощение рибофлавина после индивидуальной эпителиальной обработки было неоднородным [34]. Отмечалось полное проникновение рибофлавина в строму под деэпителизированными областями и отсутствие проникновения под интактным эпителием. Неадекватное насыщение рибофлавином вместе со способностью поглощать УФ-излучение эпителием может приводить к уменьшению эффекта КЛР в области вершины конуса и влиять на эффективность всей процедуры.

Кросслинкинг роговицы с использованием контактной линзы

КЛР с использованием контактной линзы (КЛР-КЛ) впервые применили S. Jacob и соавт. [35]. Исследователи использовали однодневные мягкие контактные линзы c высоким водосодержанием из материала Хилафилкон (диаметр 14 мм, Bausch & Lomb) толщиной 90 мкм без УФ-фильтра. Первоначально контактную линзу выдерживали в течение 30 мин в 0,1% изоосмолярном растворе рибофлавина в декстране, затем линзу накладывали на деэпителизированную насыщенную рибофлавином роговицу. После достижения толщины более 400 мкм проводили облучение УФ-лучами в течение 30 мин. Каждые 3 мин во время операции закапывали раствор рибофлавина. В 14 глазах, где был проведен КЛР-КЛ, авторы описывают интраоперационное увеличение толщины роговицы в среднем на 108 мкм (включая контактную линзу и пленку раствора рибофлавина). Не было зарегистрировано значительной потери плотности эндотелиальных клеток или признаков послеоперационного повреждения эндотелия. В то же время не обнаружено значимых изменений МКОЗ или показателей кератометрии.

C. Mazzota и соавт. [36] провели конфокальную микроскопию 10 глаз, прошедших КЛР, с тонкой роговицей (менее 400 мкм). Цитотоксические эффекты КЛР-КЛ в данном исследовании оказались подобны изменениям, наблюдаемым в традиционном КЛР, и были сконцентрированы в передней и промежуточной строме на глубине до 300±30 мкм.

Авторы отмечают, что преимущество КЛР-КЛ заключается в том, что роговица не подвергается отеку (как при обработке гипоосмолярным раствором), который может вызвать складки десцеметовой мембраны и повреждение эндотелия. Однако поверхностное УФ-излучение на уровне стромы роговицы снижается на 40—50% при КЛР-КЛ. Кроме того, диффузия кислорода, которая имеет решающее значение в КЛР, может быть ограничена контактными линзами. В результате эффективность операции может быть снижена. Помимо всего, безопасность процедуры в некоторых случаях осложняется аллергическими реакциями на контактную линзу, особенно у пациентов с атопическими заболеваниями.

Кросслинкинг роговицы с использованием донорской лентикулы

Одним из наиболее актуальных на сегодняшний день является исследование возможности применения донорской лентикулы для КРЛ при тонкой роговице. Донорский материал получают при проведении рефракционных операций ReLEx SMILE при коррекции миопии, когда при помощи фемтосекундного лазера во внутренних слоях роговицы формируют и затем удаляют роговичным доступом стромальный диск (лентикулу).

M. Sadchev и соавт. [37] предложили проведение стандартного протокола КЛР после наложения донорской ткани на деэпителизированную роговицу. По окончании операции лентикула удаляется и накладывается бандажная контактная линза. Были опубликованы результаты этого метода на 6 глазах с прогрессирующим кератоконусом. Во всех случаях зафиксирована стабилизация показателей кератометрии, плотность эндотелиальных клеток не снижалась.

В свою очередь S. Ganesh и соавт. [38] предложили имплантировать лентикулу на глубину 100 мкм в карман, созданный с использованием фемтосекундного лазера, и после этого проводить ускоренный протокол КЛР. Исследование проводили на роговицах толщиной больше 400 мкм. Все 6 глаз показали улучшение НКОЗ, уменьшение показателей кератометрии. Также постепенно во всех глазах наблюдали уменьшение аберраций высокого порядка и аберраций кома. Плотность эндотелиальных клеток оставалась стабильной через 6 мес после операции.

Недостатком данной техники является использование донорской ткани. Требуется получение добровольного информированного согласия донора, а также проведение скрининга на наличие вирусов иммунодефицита человека, гепатитов В и С. Также определенную сложность составляет расчет необходимой толщины лентикулы для достижения необходимого эффекта [38]. Такие проблемы могут быть решены в условиях глазного банка, когда донорский материал необходимой толщины может быть своевременно заготовлен с помощью автоматизированных процедур (микрокератома) и законсервирован в гипотермических условиях до момента проведения КЛР.

Локальный кросслинкинг роговицы

Тем не менее встает вопрос о необходимости облучать всю поверхность роговицы, так как наитончайшая зона менее 400 мкм имеет зачастую небольшую протяженность, но может выполнять главную функцию — являться частью зрительной оси. Локальный КЛР решает многие проблемы вышеописанных протоколов и является перспективным методом для тонкой роговицы. В его основе лежит возможность локального воздействия на роговицу, что позволяет создавать в роговице зоны увеличенной ригидности по индивидуальному паттерну. При этом основные параметры КЛР: время пропитывания роговицы рибофлавином, мощность излучения, время облучения соответствуют стандартному протоколу. Для локального ослабления рефракции используется облучение в виде круговых сегментов, для усиления рефракции — радиальные зоны облучения. Технология локального КРЛ обладает возможностью индивидуализировать алгоритм в зависимости от параметров роговой оболочки каждого пациента, так как диафрагмы требуемой формы вырезаются на режущем плоттере в соответствии с топографической картиной каждого пациента. Кроме того, использование паттернов, исключающих облучение наитончайшей зоны роговицы, является главной профилактикой развития стромального помутнения (хейза) в послеоперационном периоде без снижения самой эффективности процедуры [39, 40].

Изменение концентрации фотомедиатора

Кроме того, были предложены модификации концентрации рибофлавина и параметров воздействия УФ. H. Iseli и соавт. [41] предположили, что более высокая концентрация рибофлавина может быть применена для лучшей защиты эндотелия тонкой роговицы. Однако на данный момент можно найти только лабораторные исследования по этому вопросу [42, 43].

Заключение

Минимальная толщина роговицы 400 мкм является порогом, при котором может быть применены стандартные методики КЛР. Однако из-за индивидуальных особенностей или в поздно диагностированных случаях пахиметрические данные часто имеют значения ниже этого порога. Для обеспечения стабилизации кератэктатических процессов было разработано несколько модификаций протоколов КЛР. Несмотря на описанные недостатки разработанных протоколов, их безопасность и эффективность допустима для клинического применения при КЛР в случае тонкой роговицы. Исследования показывают, что большинство из описанных методов являются эффективными для остановки прогрессирования кератэктазии без значительных послеоперационных осложнений в указанный срок наблюдения. Однако дальнейшие исследования требуются для разработки более эффективных протоколов КЛР, снижения риска послеоперационных осложнений и увеличения эффективности КЛР.

На данный момент перспективной является разработка комплексной математической модели при расчете оптимального набора параметров, таких как концентрация и осмолярность раствора рибофлавина, степень гидратации облучаемой ткани, скорость диффузии кислорода в нее, продолжительность и доза УФ-излучения при любой заданной толщине, а также определении оптимальной локальной зоны воздействия на роговицу для оптимизации применения КЛР в условиях истончения роговичной ткани при кератоконусе и других кератэктатических патологиях.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.