Зотов В.В.

Чебоксарский филиал ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, просп. Тракторостроителей, 10, Чебоксары, Российская Федерация, 428028

Паштаев Н.П.

Чебоксарский филиал ФГБУ "МНТК "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова" Минздрава России

Поздеева Н.А.

Чебоксарский филиал ФГБУ "МНТК "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова" Минздрава России

Кросслинкинг роговичного коллагена в лечении кератоконуса

Журнал: Вестник офтальмологии. 2015;131(4): 88-93

Просмотров : 311

Загрузок : 6

Как цитировать

Зотов В. В., Паштаев Н. П., Поздеева Н. А. Кросслинкинг роговичного коллагена в лечении кератоконуса. Вестник офтальмологии. 2015;131(4):88-93.
Zotov V V, Pashtaev N P, Pozdeeva N A. Corneal collagen cross-linking for keratoconus. Vestnik Oftalmologii. 2015;131(4):88-93.
https://doi.org/10.17116/oftalma2015131488-93

Авторы:

Зотов В.В.

Чебоксарский филиал ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, просп. Тракторостроителей, 10, Чебоксары, Российская Федерация, 428028

Все авторы (3)

Кератоконус — дегенеративное невоспалительное заболевание роговицы, характеризующееся прогрессирующим асимметричным ее истончением с выпячиванием центральных отделов, формированием миопической рефракции и нерегулярного астигматизма и заканчивающееся помутнением оптической зоны роговицы [1].

Этиология кератоконуса до сих пор окончательно не ясна. Предложены эндокринная, наследственная, обменная, иммунологическая, аллергическая и даже вирусная теории происхождения кератоконуса. При этом большинство исследователей склоняются к многофакторной теории, учитывающей все вышеперечисленное. Наиболее распространенным является мнение, что кератоконус — это спорадическое заболевание, при котором пациенты, имеющие его генетическую причину с аутосомно-доминантным или рецессивным типом передачи, составляют меньшинство [2].

К морфологическим признакам кератоконуса относятся: кольцо Флейшера, являющееся результатом накопления частиц ферритина в межклеточном веществе и цитоплазме эпителиальных клеток; разрывы в боуменовой мембране; истончение стромы с изменением морфологии кератоцитов, а также полиморфизм эндотелиальных клеток [3—5]. В проведенных гистологических и биохимических исследованиях кератоконусные роговицы характеризуются повышенным уровнем протеаз и других катаболических ферментов, снижением уровня тканевых ингибиторов металлопротеиназ, увеличением коллагенолитической активности, апоптозом кератоцитов, а также изменениями в ориентации и распределении коллагена [6, 7].

Для лечения кератоконуса был разработан ряд хирургических и нехирургических методов. Одним из методов так называемого «первого ряда» являются жесткие газопроницаемые контактные линзы (ЖГКЛ) [8]. Однако имеются сложности в посадке таких линз в связи с неправильной формой роговицы, а по мере прогрессирования кератоконуса процедура становится все более сложной и менее успешной. Непереносимость контактных линз (КЛ) у некоторых пациентов в связи с образованием субэпителиальных рубцов на вершине конуса может перейти в развитие эрозии и повышение дискомфорта [9]. В настоящее время наряду с ЖГКЛ используют и специальные «мягкие» гидрофильные линзы большой толщины, а также гибридные линзы с твердым центром и мягкой каймой [10].

По мнению N. Koreman [12] и H. Mark [11], ношение ЖГКЛ способствует прогрессированию кератоконуса, хотя некоторые авторы (S. Gaida и соавт., 2005), напротив, считают, что использование КЛ приостанавливает развитие кератоконуса.

В настоящее время разработаны другие перспективные методы лечения. На начальной стадии кератоконуса применяется эксимерлазерная хирургия: фоторефракционная кератэктомия (ФРК) с фототерапевтической кератэктомией (ФТК), что позволяет, с одной стороны, уменьшить аметропию и получить высокую остроту зрения, а с другой — остановить прогрессирование заболевания за счет образования фотоиндуцированной фиброцеллюлярной мембраны [13]. Также на начальных стадиях в дополнение к ФТК и ФРК применяют лазерную термокератопластику для создания «кольца жесткости» и улучшения зрительных функций [14]. В современной офтальмологии широкое распространение получил метод имплантации интрастромальных сегментов, который позволяет изменить форму центральной оптической зоны роговицы [15, 16]. A. Daxer и соавт. [17] предложили метод имплантации кольца из полиметилметакрилата MyoRing в стромальный карман, формируемый микрокератомом PocketMaker. Кольца растягивают и натягивают центральную зону роговицы, приводя ее от конической к более правильной и более близкой к сферической форме. Существуют модификации данной методики с применением фемтолазера, а также ее сочетание с кросслинкингом роговичного коллагена (КРК) [18, 19].

В далеко зашедших стадиях кератоконуса основным методом лечения является сквозная пересадка роговицы (СКП), но эта операция может сопровождаться рядом осложнений, таких как травма хрусталика и радужки, повреждение эндотелия, отторжение и помутнение трансплантата, послеоперационный астигматизм [20, 21]. Однако разработанная фемтосекундная сквозная кератопластика при кератоконусе призвана нивелировать осложнения данного вида операции [22]. В последнее время все большее распространение получает глубокая передняя послойная кератопластика (DALK), подразумевающая пересадку только роговичной стромы до десцеметовой мембраны, дополненная не так давно модификацией с использованием фемтосекундного лазера [23, 24]. Основное преимущество этого метода в том, что, сохраняя эндотелий роговицы реципиента, он позволяет снизить риск воспалительных процессов и отторжения трансплантата. К недостаткам данной технологии относятся иррегулярность стромального ложа, помутнение интерфейса, развитие неправильного астигматизма.

Все вышеперечисленные методики не так давно были дополнены КРК. В отличие от всех предыдущих методов лечения кератоконуса, КРК — единственный патогенетически обоснованный метод, направленный на остановку прогрессирования заболевания.

Принцип кросслинкинга

Концепция так называемого «перекрестного сшивания», или кросслинкинга, достаточно давно используется в промышленности. Формирование ковалентных связей между длинными молекулами полимера для повышения прочности материалов используется при производстве пластмасс для биопротезов сердечных клапанов. T. Seiler, G. Wollensak и E. Spoerl [25, 26] были первыми, кто предложил использование кросслинкинга для укрепления роговицы. Были предложены различные методы с использованием как фотосенсибилизатора, так и химических реагентов. В настоящее время метод предполагает использование рибофлавина (витамин В2), который облучается ультрафиолетовым (УФ) светом длиной волны 370 нм при мощности 3 мВт/см2 (5,4 Дж/см2). Рибофлавин является гидрофильным соединением с мол. массой 376,37 г/моль, обладающим тремя пиками абсорбции для УФ-излучения на длинах волн 270, 366 и 445 нм. Таким образом, при КРК рибофлавин играет роль фотосенсибилизатора, а также поглощает УФ-излучение для предотвращения поражения внутриглазных структур. В процессе КРК образуются свободные радикалы, в том числе синглетный кислород, которые катализируют реакцию, приводящую к образованию ковалентных связей между молекулами коллагена, однако точный механизм полностью не изучен [27].

Эффекты кросслинкинга на роговицу

После процедуры кросслинкинга был выявлен и описан апоптоз кератоцитов на глубину 300 мкм, причем эффект был пропорционален дозе облучения [28]. Уменьшение плотности кератоцитов было подтверждено конфокальной микроскопией, которая является полезным методом для качественного анализа роговицы после КРК in vivo. Исследования, проведенные с использованием конфокальной микроскопии после КРК, показали отек стромы, потерю субэпителиальных нервных сплетений и увеличение рефлективности в средней строме [29—31]. Через 3—12 мес после лечения происходит репопуляция кератоцитов одновременно с регенерацией нервных сплетений и ламеллярной компактизацией [29, 31—33]. Был сделан вывод, что репопуляция кератоцитов и увеличение рефлективности внеклеточного матрикса являются причиной послеоперационного субэпителиального хэйза, который выявляется при осмотре за щелевой лампой [34].

Результаты электрофоретических исследований G. Wollensak и соавт. [35] продемонстрировали увеличение диаметра коллагеновых волокон после КРК. Рост их толщины в передней строме составил 12,2%, в задней — 4,6%.

G. Wollensak, E. Spoerl и T. Seiler в своих работах [36, 37] сообщают о росте устойчивости коллагена к ферментативному разрушению после КРК, что в свою очередь приводит к увеличению биохимической и биомеханической стабильности роговицы. Они также отметили [36]увеличение жесткости роговицы на 328%, а модуля Юнга — в 4,5 раза по сравнению с показателями контрольной группы.

Ряд исследований был посвящен изучению безопасности КРК. G. Wollensak, E. Spoerl и T. Seiler [36] показали, что в роговице кроликов цитотоксический эффект на эндотелий наблюдался при мощности УФ-излучения 0,36 мВт/см2; у человека он может быть достигнут в роговице толщиной менее 400 мкм. Таким образом, для обеспечения безопасности эндотелиальных клеток КРК может быть рекомендован при минимальной толщине стромы 400 мкм.

На основывании этих выводов были предложены 4 критерия для «безопасного» проведения процедуры КРК:

1. Эпителий должен быть удален для беспрепятственного проникновения рибофлавина в строму.

2. УФ-облучению должна предшествовать инстилляция 0,1% раствора рибофлавина в течение 30 мин.

3. Мощность УФ-излучения должна составлять 3 мВт/см2.

4. Толщина стромы должна быть не менее 400 мкм.

Стандартная методика КРК

Наиболее широко используемым протоколом лечения является Дрезденский протокол (2003) [27].

Процедура КРК проводится под инстилляционной анестезией. Методика предполагает механическое, с помощью шпателя, удаление роговичного эпителия диаметром 9 мм, поскольку он может препятствовать достаточному насыщению роговичной стромы рибофлавином, 0,1% раствор которого инстиллируется за 30 мин до УФ-облучения. Затем в течение получаса проводится облучение УФ-светом длиной волны 375—376 нм и плотностью мощности 3 мВт/см2. В течение 30-минутной процедуры каждые 4—5 мин инстиллируется раствор рибофлавина и анестетика. По окончании процедуры в глаз закапываются антибактериальные капли и накладывается бандажная контактная линза.

Клинические исследования

За последние 10 лет КРК прочно вошел в клиническую практику во всем мире. На фоне растущего числа публикаций, сообщающих о его безопасности и эффективности в лечении прогрессирующего кератоконуса, рандомизированных контролируемых исследований, посвященных КРК, было проведено не много.

Первое сообщение о клинических результатах КРК в лечении кератоконуса 23 глаз 22 пациентов было опубликовано G. Wollensak, E. Spoerl и T. Seiler [27]. Авторы отмечают стабилизацию прогрессирования кератоконуса и уменьшение кривизны роговицы до 2,0 дптр на 16 пролеченных глазах. Последующие исследования показали снижение сферического эквивалента рефракции, улучшение некорригированной и корригированной остроты зрения, уменьшение топографических индексов и повышение симметричности роговицы. При этом на интактных глазах контрольной группы отмечалось прогрессирование заболевания [27, 38].

A. Caporossi и соавт. [38] в своем исследовании отмечают ухудшение кератометрических показателей, наблюдаемых в 1-й месяц после процедуры КРК, которое они связывают с послеоперационным хейзом и отеком роговицы. Аналогичные результаты приводят М. Doors и соавт. [39], которые предполагают, что данное ухудшение связано с ремоделированием роговицы в 1-й месяц. Противоположное мнение в своей работе высказывают Р. Vinciguerra и соавт. [40], которые считают, что ухудшение кератометрических показателей может быть результатом удаления эпителия. В своем исследовании авторы сообщают о полученных аберрометрических результатах со значительным снижением общих и всех роговичных аберраций до седьмого порядка, а также о значительном уменьшении комы, преобладающей среди всех аберраций высшего порядка при кератоконусе. В последующих работах А. Caporossi и С. Mazzota [41] основывались на 4-летних наблюдениях. Авторы в своем исследовании разделяют пациентов на 3 возрастные группы: до 18 лет, от 19 до 26 лет и старше 27 лет. Вследствие наименьшего рефракционного эффекта после КРК у пациентов 3-й группы авторы делают вывод, что КРК является операцией выбора для пациентов до 27 лет [39].

Отдаленные результаты процедуры при 6-летнем периоде наблюдения были представлены Е. Spoerl в 2008 г. В исследовании участвовали 130 пациентов (241 глаз). У большинства из них было отмечено улучшение кератотопографических показателей и повышение остроты зрения на фоне приостановки прогрессирования кератоконуса [42].

В результате исследования с целью определения оптимальных для КРК дооперационных параметров T. Koller и соавт. [43] делают заключение, что предоперационный показатель кератометрии 54,00 дптр и больше, имеет приоритетное значение при назначении КРК. Авторы в своей работе сообщают о максимальном уплощении роговицы до 7,20 дптр после КРК. Напротив, Т. Asri и соавт. [44] высказывают мнение, что предоперационное значение кератометрии больше 58,00 дптр, возраст более 35 лет и женский пол в равной степени являются факторами риска послеоперационного прогрессирования кератоконуса. Учитывая результаты этих двух исследований, можно сделать вывод, что оптимальный диапазон показателей кератометрии роговицы для КРК находится между 54,00 и 58,00 дптр.

Изучение динамики пахиметрических данных после КРК показало разные результаты. При этом некоторые авторы не обнаруживают изменений, в то время как другие фиксируют сокращение толщины до 20 мкм в течение 12 мес [40, 41]. Также есть сообщения об увеличении данных пахиметрии на 21 мкм в последующие 24 мес после КРК [42].

Варианты хирургической техники КРК

КРК на тонкой роговице

F. Hafezi и соавт. [45], основываясь на работах G. Wollensak, представили усовершенствованную технику КРК при толщине стромы менее 400 мкм с использованием гипоосмолярного рибофлавина, вызывающего набухание роговицы. За счет этого, по мнению авторов, в процессе процедуры удается увеличить толщину роговицы на 15—20%.

E. Messmer и соавт. [33] изучали эффективность КРК на роговице толщиной менее 400 мкм. Посредством подсчета кератоцитов при проведении иммуногистохимического исследования на глазах после СКП не было обнаружено различий между роговицами после инстилляций гипоосмолярного рибофлавина и роговичными дисками после применения изотонического раствора рибофлавина.

Клиническое исследование, проводившееся на 32 глазах в течение 12 мес с использованием гипоосмолярного рибофлавина, не определило изменений среднего эквивалента рефракции и остроты зрения [46].

В своей работе G. Kymionis и соавт. [47 описывают использование дрезденского протокола в лечении 14 глаз с толщиной роговичной стромы менее 400 мкм. Спустя 12 мес авторы обнаружили статистически значимое снижение плотности эндотелиальных клеток (с 2733 до 2441 кл/мм2), несмотря на повышение остроты зрения и сферического эквивалента рефракции.

Комбинация КРК с рефракционными операциями

По сообщениям G. Kymionis и соавт. [48], в настоящее время все большее количество клиник по всему миру проводят процедуру, сочетающую ФРК с последующим КРК при кератоконусе. Авторы также сообщают о значительном повышении остроты зрения (на 0,46 LogMAR) после 19 мес наблюдения. Средний сферический эквивалент уменьшился с 2,30 до 1,08 дптр. Однако в 10% случаев на пролеченных глазах произошло снижение остроты зрения на одну строку [44].

Е. Coskunseven и соавт. [49] провели 7-месячное рандомизированное сравнительное исследование результатов выполненных операций КРК с последующей имплантацией интракорнеальных роговичных сегментов (ИИРС) и КРК, проведенного после ИИРС [49]. Интервал между вмешательствами в обеих группах составлял 7 мес. Результатом явилось повышение остроты зрения, сферического эквивалента, цилиндрического компонента рефракции и значений кератометрии в обеих группах, однако суммарный эффект был выше в группе, где ИИРС проводили после КРК.

Продолжительность облучения

К. Rocha и соавт. [50] предложили методику «Flash-linking» с использованием нового сшивающего агента поливинилпиролидона вместо рибофлавина, при этом время УФ-облучения составляло всего 30 с при 4,2 мВт/см2. Проведя измерения прочностных свойств роговицы с применением эластометрии на свиных глазах ex vivo, авторы метода предположили, что «Flash-linking» и стандартный КРК могут иметь сопоставимый эффект.

Тем не менее остается до конца не выясненным вопрос оптимальных параметров УФ-излучения для достижения полноценного эффекта сшивания. Предложены модификации с изменением концентрации рибофлавина и мощности УФ-излучения. Некоторые исследователи высказывают мнение, что использование более высокой мощности УФ-излучения с меньшим временем экспозиции может иметь эффект, равный стандартному КРК [50].

В исследовании по применению более высокой концентрации рибофлавина был сделан вывод, что для лечения тонкой роговицы использование повышенной концентрации рибофлавина может быть безопаснее за счет линейной зависимости между коэффициентом поглощения и концентрацией рибофлавина [51].

Трансэпителиальный КРК

Предметом жарких споров остается вопрос о необходимости полного удаления эпителия перед КРК в связи с выраженным болевым синдромом и риском послеоперационных осложнений, которые являются результатом деэпителизации. Так как рибофлавин не может проникать через интактный эпителий в достаточном количестве, были представлены различные методы улучшения насыщения роговичной стромы рибофлавином [52]. Такие методы предполагают использование до операции капель, содержащих консервант бензалкония хлорид для ослабления эпителиальных межклеточных связей, либо удаление лишь поверхностного слоя эпителия без полной деэпителизации. Однако исследования на животных показали уменьшение и неоднородность поглощения рибофлавина стромой роговицы при неполном удалении эпителия [52, 53]. Кроме того, при применении методики с использованием консервантов достигается лишь 1/5 часть биомеханического эффекта [54].

Таким образом, пока методика трансэпителиального КРК набирает популярность, в рецензируемой литературе имеется весьма ограниченный ряд статей, описывающих благоприятные клинические результаты. Одна из первых подобных работ была опубликована C. Chan, M. Sharma и B. Wachler [55], которые описали технику ИИРС с предварительным КРК для лечения кератоконуса. Результатом процедуры было уменьшение цилиндрического компонента рефракции, а также средней и максимальной кератометрии.

В исследовании трансэпителиального КРК, представленном А. Leccisotti и Т. Islam [56], используется раствор рибофлавина, содержащий 0,3% раствор гентамицина, 0,01% раствор этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и 0,01% раствор бензалкония хлорида, который инстиллировали каждые 15 мин в течение 3 ч. В послеоперационном периоде было получено повышение остроты зрения на 0,036 LogMAR, сферического эквивалента на 0,35 дптр и средних значений кератометрического индекса лишь на 0,1 дптр. Эти результаты указывают на меньший эффект по сравнению с методикой КРК с удалением эпителия, что в свою очередь доказывает необходимость исследования степени кросслинкинга, достаточной для остановки прогрессирования кератоконуса.

M. Filippello, E. Stagni и D. O’Brart [57] аналогично использовали модифицированный раствор рибофлавина, содержащий трометамол и натрия ЭДТА для ослабления эпителиальных межклеточных связей. Послеоперационные обследования переднего сегмента с помощью оптической когерентной томографии продемонстрировали демаркационную линию на 100 мкм, которая сопоставима с таковой на глубине 320—340 мкм при стандартном КРК. Это говорит о том, что эффект трансэпителиального КРК более поверхностный.

Перспективной представляется техника КРК с использованием фемтолазера, предложенная A. Kanellopoulos [58] в 2009 г. Согласно данной методике, раствор рибофлавина вводится в роговичный карман, сформированный фемтосекундным лазером на глубине 100 мкм, с последующим УФ-облучением мощностью 7 мВт/см2 в течение 15 мин. В ходе почти 2-летнего наблюдения автор отмечает повышение остроты зрения, уменьшение сферического и цилиндрического компонентов рефракции, а также значений максимальной кератометрии с 48,7 до 47,90 дптр.

В 2010 г. в Чебоксарском филиале МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова был разработан метод локального фемтокросслинкинга роговичного коллагена для лечения прогрессирующего кератоконуса [59]. Суть этой методики заключается в проведении кросслинкинга с предварительным формированием на заданной глубине (150 мкм) кольцевидного канала внутренним диаметром от 4 до 5 мм и внешним — от 8 до 9 мм с помощью фемтосекундного лазера IntraLase («Advanced Medical Optics») с учетом кератотопограмм пациента. В сформированный таким образом туннель вводится 0,1% раствор рибофлавина до полного пропитывания стромы в области туннеля с последующим локальным облучением УФ-светом длиной волны 376—375 нм и плотностью мощности 3 мВт/см2 в течение 30 мин. Клинические исследования 30 глаз после локального фемтокросслинкинга, проведенные в период с 2010 по 2013 г., показали стабилизацию эктазии роговицы на фоне повышения корригированной и некорригированной остроты зрения, а также топографических, биомеханических показателей.

Несомненным преимуществом данного метода является исключение травматичного и довольно опасного этапа удаления эпителия, вследствие чего снижаются риски инфицирования и практически отсутствует роговичный синдром. Операция становится более безопасной и необременительной для пациента.

Ионофорез

Ионофорез предполагает использование небольшого электрического тока для усиления проникновения препарата в ткани. В литературе есть доклады о возможности ионофореза увеличивать проникновение рибофлавина в строму роговицы [60]. Рибофлавин подходит для ионофореза из-за его низкой молекулярной массы, растворимости в воде и отрицательного заряда. При использовании данной методики уменьшается время, необходимое для насыщения стромы рибофлавином, а КРК может быть выполнен через интактный роговичный эпителий. Доклинические испытания показали эффективность этого метода в увеличении механической жесткости роговицы [61]. Исследование этой перспективной новой техники продолжается.

Заключение

КРК в последнее десятилетие привлекает все большее внимание. Результаты клинических исследований продемонстрировали не только остановку прогрессирования кератэктазии, но и повышение остроты зрения.

Были предприняты попытки оптимизации КРК для уменьшения боли и дискомфорта пациента после операции, а также для сведения к минимуму осложнений на тонкой роговице.

Основными проблемами безопасности КРК являются деэпителизация роговицы и повреждение клеток эндотелиального слоя. Хотя безопасность КРК была продемонстрирована в многочисленных экспериментальных исследованиях на животных, клинические результаты являются более сложными. Так, послеоперационный период может достаточно сильно различаться в зависимости от стадии кератоконуса, возраста и пола пациента.

В клинических исследованиях стандартного КРК были зарегистрированы такие осложнения, как отек, помутнение стромы и инфекционный кератит. Поэтому перспективным представляется продолжение исследований в области трансэпителиальных модификаций КРК, в частности методик с применением фемтолазера и ионофореза.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail