Лимбальная недостаточность: этиология, патогенез, принципы и перспективы хирургического лечения
https://doi.org/10.21516/2072-0076-2019-12-1-103-111
Аннотация
Обзор посвящен современному представлению об этиологии и патогенезе лимбальной недостаточности, рассмотрена история развития тканевой и клеточной трансплантации лимбальных эпителиальных стволовых клеток, а также обсуждены некоторые перспективные направления лечения пациентов с лимбальной недостаточностью.
Об авторах
А. С. Дубовиков
ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны
Россия
Россия
клинический ординатор
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
И. О. Гаврилюк
ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны
Россия
Россия
врач-офтальмолог
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
А. Н. Куликов
ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны
Россия
Россия
д-р мед. наук, начальник кафедры офтальмологии
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
С. В. Чурашов
ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны
Россия
Россия
д-р мед. наук, доцент, профессор кафедры
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
В. Ф. Черныш
ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны
Россия
Россия
канд. мед. наук, доцент, доцент кафедры
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
А. В. Безушко
ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны
Россия
Россия
врач-офтальмолог
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
Список литературы
1. World Health Organization. Global data on visual impairments 2010. WHO; 2012: 3–4.
2. Burman S., Tejwani S., Vemuganti G.K., et al. Ophthalmic application of preserved human amniotic membrane: a review of current indications. Cell Tissue Banking. 2004; 5: 161–75. https://doi.org/10.1023/B:CATB.0000046067.25057.0a
3. Nakamura T., Inatomi T., Sotozono C., Koizumi N., Kinoshita S. Ocular surface reconstruction using stem cell and tissue engineering. Prog. Retin. Eye Res. 2016; 51: 187–207. doi:10.1016/j.preteyeres.2015.07.003
4. Holland E.J. Management of limbal stem cell deficiency: a historical perspective, past, present, and future. Cornea. 2015; 34: 9–15. doi:10.1097/ICO.0000000000000534
5. Ситник Г.В. Современные клеточные биотехнологии в офтальмологии. Амниотическая мембрана как субстрат для культивирования стволовых эпителиальных клеток. Белорус. Мед. Журнал. 2005; 3: 13–6.
6. Черныш В.Ф., Бойко Э.В., Шишкин М.М. Лимбальная трансплантация в лечении и зрительной реабилитации пациентов с тяжелыми химическими ожогами глаз. Вестник офтальмологии. 2004; 120 (2): 8–11.
7. Dua H.S., Saini J.S., Azuara-Blanco A., Gupta P. Limbal stem cell deficiency: Concept, aetiology, clinical presentation, diagnosis and management. Indian J. Ophthalmol. 2000; 48: 83–92. PMID: 11116520.
8. Grueterich M. Ex Vivo Expansion of Limbal Epithelial Stem Cell: Amniotic Membrane Serving as a Stem Cell Niche. Surv. Ophthalmol. 2003; 48 (6): 631–46. doi: https://doi.org/10.1016/j.survophthal.2003.08.003
9. Hazlett L.D. Epithelial desquamation in the adult mouse cornea: A correlative TEM-SEM study. Ophthalmic Res. 1980; 12: 315. doi:10.1159/000265095
10. Lavker R. Corneal epithelial stem cells at the limbus: looking at some old problems from a new angle. Exp. Eye Res. 2004; 78: 433–46. doi:10.1016/j.exer.2003.09.008
11. Черныш В.Ф., Бойко Э.В. Ожоги глаз: состояние проблемы и новые подходы. СПб.: ВМедА; 2008.
12. Holland E.J., Schwarz G. The evolution of epithelial transplantation for severe ocular surface disease and a proposed classification system. Cornea. 1996; 15: 549–56. PMID: 8899265.
13. Daya S.M., Chan C.C., Holland E.J. Cornea Society nomenclature for ocular surface rehabilitative procedures. Cornea. 2011; 30 (10): 1115–9.
14. Thoft R.A. Keratoepithelioplasty. Am. J. Ophthalmol. 1984; 97: 1–6. PMID: 6364814.
15. Kenyon K.R., Tseng S.C. Limbal autograft transplantation for ocular surface disorders. Ophthalmology. 1989; 96: 709–22. doi: https://doi.org/10.1016/S0161-6420(89)32833-8
16. Tsai R.J.F., Tseng S.C. Human allograft limbal transplantation for corneal surface reconstruction. Cornea. 1994; 13: 389–400.
17. Holland E.J. Epithelial transplantation for the management of severe ocular disease. Trans Am. Ophthalmol. Soc. 1996; 94: 677–743. PMID: 8981714 PMCID: PMC1312113.
18. Biber J.M., Skeens H.M., Neff K.D., Holland E.J. The Сincinnati procedure: technique and outcomes of combined living-related conjunctival limbal allografts and keratolimbal allografts in severe ocular surface failure. Cornea. 2011; 30: 765–71. doi: 10.1097/ICO.0b013e318201467c
19. Solomon A. Long-term outcome of keratolimbal allograft with or without penetrating keratoplasty for total limbal stem cell deficiency. Ophthalmology. 2002; 109: 1159–66. https://doi.org/10.1016/ S0161-6420(02)00960-0
20. Rheinwald J.G. Serial cultivation of strains of human epidermal keratinocytes: the formation of keratinizing colonies from single cells. Cell. 1975; 6: 331–43. https://doi.org/10.1016/S0092-8674(75)80001-8
21. Green H. Growth of cultured human epidermal cells into multiple epithelia suitable for grafting. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1979; 76 (11): 5665–8. PMID: 293669.
22. Todaro G.J., Green H. Quantitative studies of the growth of mouse embryo cells in culture and their development into established lines. The Journal of cell biology; 1963; 17 (2): 299–313. doi:10.1083/jcb.17.2.299
23. Subhashini S. Screening of antibacterial and cytotoxic activity of extracts from epidermis and epidermal mucus of Barbonymus schwanenfeldii (Tinfoil barb fish). Int J. Res. Engin. Technol. 2013; 2 (4): 492–7.
24. Sun T.T. Cultured epithelial cells of cornea, conjunctiva and skin: absence of marked intrinsic divergence of their differentiated states. Nature. 1977; 269 (5628): 489–93. doi:10.1038/269489a0
25. Pellegrini G., Traverso C.E., Franzi A.T., et al. Long-term restoration of damaged corneal surfaces with autologous cultivated corneal epithelium. Lancet. 1997; 349: 990–3. doi: 10.1016/S0140-6736(96)11188-0
26. Sugiyama H., Maeda K., Yamato M., et al. Human adipose tissuederived mesenchymal stem cells as a novel feeder layer for epithelial cells. J. Tissue Eng. Regen. Med. 2008; 2: 445–9. doi: 10.1002/term.111
27. Omoto M., Miyashita H., Shimmura S., et al. The use of human mesenchymal stem cell-derived feeder cells for the cultivation of transplantable epithelial sheets. Invest. Ophthalmol. 2009; 50: 2109–15. PMID: 19136703 doi: 10.1167/iovs.08-2262
28. Oie Y., Hayashi R., Takagi R., et al. A novel method of culturing human oral mucosal epithelial cell sheet using post-mitotic human dermal fibroblast feeder cells and modified keratinocyte culture medium for ocular surface reconstruction. Br. J. Ophthalmol. 2010; 94: 1244–50. doi: 10.1136/bjo.2009.175042
29. Nakamura T., Ang L.P., Rigby H., et al. The use of autologous serum in the development of corneal and oral epithelial equivalents in patients with Stevens-Johnson syndrome. Invest. Ophthalmol. 2006; 47: 909–16. PMID: 16505023 doi: 10.1167/iovs.05-1188
30. Miyashita H., Yokoo S., Yoshida S., et al. Long-term maintenance of limbal epithelial progenitor cells using rho kinase inhibitor and keratinocyte growth factor. Stem Cells Transl. Med. 2013; 2: 758–65. doi: 10.5966/sctm.2012-0156
31. Friend J. Corneal epithelial cell cultures on stromal. Invest. Ophthalmol. 1982; 23: 41–9.
32. Tsai R.J., Li L.M., Chen J.K. Reconstruction of damaged corneas by transplantation of autologous limbal epithelial cells. N. Engl. J. Med; 2000. 343: 86–93. doi:10.1056/NEJM200007133430202 33. Koizumi N., Fullwood N.J., Bairaktaris G., et al. Cultivation of corneal epithelial cells on intact and denuded human amniotic membrane. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2000; 41 (9): 2506–13. PMID: 10937561.
33. Koizumi N., Inatomi T., Suzuki T., Sotozono C., Kinoshita S. Cultivated corneal epithelial stem cell transplantation in ocular surface disorders. Ophthalmology. 2001; 108 (9): 1569–74. doi: https://doi.org/10.1016/S0161-6420(01)00694-7
34. Бойко Э.В., Черныш В.Ф., Абрамова И.А. Об использовании амниотической мембраны с целью конъюнктивальной пластики в эксперименте. Офтальмохирургия. 2004; 3: 8 –12.
35. Endo K. Human amniotic membrane, like corneal epithelial basement membrane, manifests the alpha-5 chain of type IV collagen. Invest. Ophthalmol. 2004; 45: 1771–4. doi:10.1167/iovs.03-0952
36. Solomon A., Rosenblatt M., Monroy D. Suppression of interleukin 1alpha and interleukin 1beta in human limbal epithelial cells cultured on the amniotic membrane stromal matrix. Br. J. Ophthalmol. 2001; 85: 444–9. PMID: 11264135.
37. Rama P., Bonini S., Lambiase A., et al. Autologous fibrin-cultured limbal stem cells permanently restore the corneal surface of patients with total limbal stem cell deficiency. Transplantation. 2001; 72: 1478–85. doi: 10.1097/00007890-200111150-00002
38. Nishida K., Yamato M., Hayashida Y., et al. Functional bioengineered corneal epithelial sheet grafts from corneal stem cells expanded ex vivo on a temperature-responsive cell culture surface. Transplantation. 2004; 77: 379–85. doi: 10.1097/01. TP.0000110320.45678.30
39. Dravida S., Gaddipati S., Griffith M., et al. A biomimetic scaffold for culturing limbalstem cells: a promising alternative for clinical transplantation. J. Tissue Eng. Regen. Med. 2008; 2: 263–71. doi: 10.1002/term.91
40. Francis D. Myogel supports the exvivo amplification of corneal epithelial cells. Exp. Eye Res. 2009; 88: 339–46. doi: 10.1016/j.exer.2008.06.016
41. Reichl S. Keratin films for ocular surface reconstruction. Biomaterials. 2011; 32: 3375–86. doi: 10.1016/j.biomaterials.2011.01.052
42. Grolik M., Szczubialka K., Wowra B., et al. Hydrogel membranes based on genipincross-linked chitosan blends for corneal epithelium tissue engineering. J. Mater Sci. Mater Med. 2012; 23: 1991–2000. doi:10.1007/s10856-012-4666-7
43. Di Girolamo N., Bosch M., Zamora K., et al. Watson Transplantation. A contact lens-based technique for expansion and transplantation of autologous epithelial progenitors for ocular surface reconstruction. 2009; 87 (10): 1571–8. doi: 10.1097/TP.0b013e3181a4bbf2
44. Sharma S., Mohanty S., Gupta D., et al. Cellular response of limbal epithelial cells on electrospun poly-epsilon-caprolactone nanofibrous scaffolds for ocular surface bioengineering: a preliminary in vitro study. Mol. Vis. 2011; 17: 2898–910. PMID: 22128237.
45. Ortega I., Ryan A.J., Deshpande P., et al. Combined microfabrication and electrospinning to produce 3-D architectures for corneal repair. Acta Biomater. 2013; 9: 5511–20. doi: 10.1016/j.actbio.2012.10.039
46. Rheinwald J.G., Green H. Serial cultivation of strains of human epidermal keratinocytes: the formation of keratinizing colonies from single cells. Cell. 1975; 6: 331–43. doi: https://doi.org/10.1016/S0092-8674(75)80001-8
47. Nakamura T., Inatomi T., Sotozono C., et al. Successful primary culture and autologous transplantation of corneal limbal epithelial cells from minimal biopsy for unilateral severe ocular surface disease. Acta Ophthalmol. Scand. 2004; 82: 468–71. https://doi.org/10.1111/j.1395-3907.2004.00285.x
48. Rama P., Matuska S., Paganoni G. Limbal stem-cell therapy and long-term corneal regeneration. N. Engl. J. Med. 2010; 363: 147–55. doi: 10.1056/NEJMoa0905955
49. Schwab I.R., Reyes M., Isseroff R.R. Successful transplantation of bioengineered tissue replacements in patients with ocular surface disease. Cornea. 2000; 19: 421–6. PMID: 10928750
50. Хлопин Н.Г. Общебиологические и экспериментальные основы гистологии. Ленинград: Изд-во АН СССР; 1946.
51. Nakamura T., Kinoshita S. Ocular surface reconstruction using cultivated mucosal epithelial stem cells. Cornea. 2003; 22: 75–80. PMID: 14703711.
52. Nishida K., Yamato M., Hayashida Y., et al. Corneal reconstruction with tissue-engineered cell sheets composed of autologous oral mucosal epithelium. N. Engl. J. Med. 2004; 351: 1187–96. doi: 10.1056/NEJMoa040455
53. Denig R. Eine chirurgische Behandlung f r Kalkverletzungen des Auges. Munch. Med. Wochenschr. 1912; 12: 579–80.
54. Denig R. Circumcorneal transplantation of buccal mucous membrane as a curative measure in diseases of the eye. Arch Ophthalmol. 1929; 1: 351–7. doi:10.1001/archopht.1929.00810010367007
55. Ballen P.H. Mucous membrane grafts in chemical (lye) burns. Am. J. Ophthalmol. 1963; 55: 302–12.
56. Gipson I.K., Geggel H.S., Spurr-Michaud S.J. Transplant of oral mucosal epithelium to rabbit ocular surface wounds in vivo. Arch. Ophthalmol. 1986; 104: 1529–33. doi:10.1001/archopht.1986.01050220123039
57. Sotozono C., Inatomi T., Nakamura T., et al. Visual improvement after cultivated oral mucosal epithelial transplantation. Ophthalmology. 2013; 120: 193–200. doi: 10.1016/j.ophtha.2012.07.053
Рецензия
Для цитирования:
Дубовиков А.С., Гаврилюк И.О., Куликов А.Н., Чурашов С.В., Черныш В.Ф., Безушко А.В. Лимбальная недостаточность: этиология, патогенез, принципы и перспективы хирургического лечения. Российский офтальмологический журнал. 2019;12(1):103-111. https://doi.org/10.21516/2072-0076-2019-12-1-103-111
For citation:
Dubovikov A.S., Gavrilyuk I.O., Kulikov A.N., Churashov S.V., Chernysh V.F., Bezushko A.V. Limbal stem cell deficiency: etiology, pathogenesis, priniciples and prospects of surgical treatment. Russian Ophthalmological Journal. 2019;12(1):103-111. (In Russ.) https://doi.org/10.21516/2072-0076-2019-12-1-103-111
Просмотров: 1941
Послать статью по эл. почте 