角膜屈光手術術后神經纖維變化的研究進展

梁穎 張旭 李文靜

作者單位：1新疆醫科大學研究生學院，烏魯木齊 830011；2新疆四七四醫院眼科，烏魯木齊830011

角膜是人體中神經密度極高的部位，其細致的感覺神經為我們提供了對冷、熱、疼痛、不適以及各種機械和化學刺激的敏銳感知。此外，角膜神經在釋放營養因子和激活特定的腦干回路中發揮著關鍵作用，從而確保眼表功能的正常運作[1]。然而，角膜屈光手術可能對這些神經造成損傷，從而降低角膜的感覺敏銳度和眼表的功能完整性。這種損傷可能對患者術后的視覺體驗和最佳矯正視力產生不利影響，并可能降低患者對手術效果的滿意度[2]。這些影響有的可能是短暫的，有的則可能長時間持續存在。因此，深入探討屈光手術對角膜神經的影響至關重要。本文將重點探討角膜屈光手術后，利用共聚焦顯微鏡觀測到的角膜神經的形態學變化。

1 角膜神經纖維概述

近年來，研究者們已通過免疫組織化學、光學顯微鏡、電子顯微鏡以及角膜共聚焦顯微鏡（Corneal confocal microscopy，CCM）等多種手段，對人類角膜神經的解剖結構進行了深入細致的研究。

人類角膜平均厚度為500～550 μm，每平方毫米約有7 000個游離的上皮神經末梢，是人體內神經分布最密集的組織。角膜感覺神經源自三叉神經的眼支[3]，它與睫狀神經一起到達角鞏膜緣，形成神經叢。自神經叢有60～80 根纖維末梢脫去髓鞘后，從角膜緣進入角膜，淺層以平行于角膜表面的方向延伸，行走到基底上皮層和前彈力層之間，構成基底神經叢（Sub-basal nerve plexus，SBNP）。研究發現，SBNP是一個螺旋狀的基底下神經纖維組合，這些神經纖維聚集在一個中心或漩渦上，該中心或漩渦位于角膜頂點下方并向鼻下旁正中區域旋轉，以順時針方向向心運動到角膜中心[2,4]。SBNP作為角膜神經的重要部分，對維持角膜的正常功能和修復角膜受損的結構形態起著關鍵作用。

角膜神經上的神經末梢能傳遞溫度、機械和化學刺激來作為疼痛的感覺；角膜神經也可以通過瞬目反射機制保護眼表，并釋放各種營養因子，從而調節上皮完整性、增殖和促進傷口愈合；它們還通過嚴格控制淚腺分泌，來維持含有水分、電解質及眾多蛋白質的淚液層的穩定性，從而維持淚液的總量和成分[5-6]。因此，角膜神經在角膜組織中發揮著不可或缺的作用。

2 角膜共聚焦顯微鏡檢查

對于角膜神經的研究，能夠使用更好觀察、分析和了解角膜神經形態和功能變化的方法也是非常重要的。

和應用免疫組織化學染色技術觀察角膜神經相比，免疫組織化學研究的角膜神經是在尸體或摘除眼球的角膜組織上進行的，因此，其結果可能受到組織加工和死后或離體神經變性退化產生的偽影的影響。而CCM就可以排除這方面的影響，它不僅可以連續、動態及可重復地觀察活體角膜神經纖維[7]，還操作簡便，成本低。由于SBNP的走行方向平行于角膜表面，成像較易，且它具有明顯的形態屬性，比如神經束的長度，易于量化，因此CCM的主要觀察角膜神經的對象通常是SBNP，而CCM也是唯一一種可以活體和非侵入性地觀察SBNP的方法[8]。有多項研究通過CCM評估角膜基底下神經叢的情況，來探究某些眼部和全身疾病以及眼部手術對角膜神經的影響，如干眼[9]、糖尿病神經病變[10-11]、圓錐角膜[12]、白內障術后[13]等。

應用相關的軟件，比如全自動軟件“ACCMetrics”可以對角膜神經形態的各個方面進行量化，如神經纖維密度（Corneal nerve fiber density，CNFD）、神經纖維長度（Corneal nerve fiber length，CNFL）、主要神經分叉節點密度（Corneal nerve branch density，CNBD）、總神經分叉節點密度（Corneal nerve fiber total branch density，CTBD）、神經纖維寬度（Corneal nerve fiber width，CNFW）、彎曲度、串珠、分支、反射率以及其總體走向、移行趨勢等[7]，這些軟件能使研究更形象具體。

3 角膜屈光手術的分類

據已有的文獻研究，全球2020 年的近視患者比例已占全球總人口的33%，預測至2050 年，這一比例將增至50%。這樣的趨勢預示著將有近60億的人口可能受到近視的困擾[14]。作為一種改善視力，實現擺脫眼鏡依賴的重要治療方式，角膜屈光手術已經成為全球范圍內廣泛采用的眼科治療方式之一[15]。長久以來，角膜屈光手術以其高效、安全和穩定的治療效果，贏得了越來越多患者的青睞。尤其是隨著激光技術在眼科領域的廣泛應用，屈光手術的數量正呈現出快速增長的趨勢。全球范圍內，已有數以百萬計的屈光手術被成功執行，有效地治療了近視、遠視和散光等視力問題[16]。

角膜屈光手術是通過改變角膜的形狀，降低或增加其屈光度，從而矯正屈光不正。由于角膜基質神經主要集中在角膜基質前1/3，角膜神經的密度和分支數量從上皮基底細胞層到中基質層逐漸減少[2]，無論是哪種屈光手術，利用激光磨鑲角膜基質層，都會影響到最密集的SBNP，從而降低角膜敏感度。

根據手術方法和設備的不同，角膜屈光手術劃分為兩大類：激光板層角膜屈光手術和激光表層角膜屈光手術。激光表層角膜屈光手術利用機械、化學或激光手段去除角膜上皮，或者機械制造角膜瓣，在角膜前彈力層表面及其下方的角膜基質進行激光切削。這一類手術包括：準分子激光屈光性角膜切削術（PRK）、準分子激光角膜上皮下磨鑲術（LASEK）、機械法-準分子激光角膜上皮瓣下磨鑲術（Epipolis-laser in situ keratomileusis，Epi-LASIK）及經上皮準分子激光角膜切削術（Trans-epithelial photorefractive keratectomy，TransPRK）。激光板層角膜屈光手術通常指以機械刀或飛秒激光輔助制作角膜瓣的準分子激光原位角膜磨鑲術（LASIK）及飛秒激光 LASIK（Femtosecond LASIK，FS-LASIK），也包括僅以飛秒激光完成角膜基質微透鏡并取出的術式：飛秒激光小切口基質透鏡取出術（SMILE）[17]。

4 不同角膜屈光手術對角膜神經纖維的影響

4.1 PRK

在王力翔和李瑩[18]的研究中發現，在PRK手術后的第7天，位于5 mm直徑中央圓形區域外的角膜神經纖維顯得極為稀疏，纖細，而3 mm直徑范圍內的神經纖維分布更加稀少。3 個月后，角膜中央神經纖維尚未恢復至術前狀態。有研究發現，PRK術后2個月前基質層可見出芽神經，3個月可見無分支的SBNP，PRK術后24個月，再生的基底下神經開始分支并完全恢復，但PRK術后3年仍可觀察到形態異常的基底下神經[19]。

PRK術后5年，角膜中央SBNP的數量和密度基本恢復到術前水平，并且展現出了與未手術的健康對照組相似的SBNP分支模式。Tosi等[20]人揭示了PRK術后長期的角膜形態變化，即使在PRK術后15年，SBNP的密度和長度仍未完全恢復。25年隨訪顯示，SBNP密度仍在緩慢恢復中。相對的，Bilgihan等[21]的研究發現，PRK術后20年和10年的基底下神經纖維形態及CNFD、CNBD和CNFL的均值與健康對照組相似，這表明PRK術后10年與20年的角膜神經呈現穩定趨勢。

關于神經再生，通過使用CCM，在PRK術后的第1周內，即可直接觀察到消融的SBNP再生[18]。到PRK術后的2個月，可以在前角膜基質中看到神經的生長，而在第3個月時，非分枝的基底神經就已經出現了。預計基底神經的再生需24個月才能完全恢復[19]。此外，據Erie等[22]報告指出，PRK術后中央角膜敏感度于術后4～6周開始恢復，而在PRK術后24個月和36個月時，神經密度才恢復到正常水平。

4.2 LASEK

Darwish等[23]研究發現，LASEK術后，SBNP的直徑和密度顯著減少，術后6個月尚未恢復至術前狀態。Hou等[24]進一步研究了LASEK與其他常見的屈光手術方法，他們發現，在術后12個月，LASEK組患者的角膜中央神經密度仍未恢復至手術前水平。LASEK組在術后的6、12 個月，其角膜中央和顳側神經纖維明顯寬于SMILE和FS-LASIK組。特別是在直徑6 mm的中央角膜范圍內，LASEK組的神經纖維密度顯著高于其他2 組。李江峰等[25]研究進一步詳細描述了LASEK手術后角膜神經纖維的微觀結構走向和分布情況，他們發現，在術后的12 個月，中央區的神經纖維主要分布在距離上皮前表面70～90 μm的混濁區域。有趣的是，LASEK術后的角膜顳側神經恢復似乎優于鼻側，且其下方的神經纖維粗細不一，而上方的神經分支較少、神經密度略高。值得注意的是，與SMILE和FS-LASIK相比，LASEK術后中央角膜的CNFW更寬，但CNFD、CNBD、CNFL、CTBD均顯著降低。特別是在上方的角膜切口周圍，LASEK組的CNBD和CTBD顯著優于其他2種手術方法。

4.3 TransPRK

針對TransPRK術后的角膜神經形態學變化，相關研究資料較為匱乏。王力翔和李瑩[18]研究發現，TransPRK術后7天，角膜神經纖維的數量達到最低值，術后3個月，患者角膜中央神經纖維仍未達到術前水平。Liu等[26]研究發現TransPRK手術后，角膜神經的密度和長度立即下降，而且在術后的1年內，仍未恢復至術前的水平。他們還發現，手術后，角膜對機械刺激的敏感度會暫時降低。術后1周時，角膜敏感度稍微低于術前的水平，但在術后1個月內，這種敏感度能夠恢復至術前的水平。這些研究指出，雖然手術后角膜神經密度的降低可能導致角膜對機械刺激的敏感度短暫下降，影響患者的眨眼頻率和淚膜穩定性，進一步可能引發術后干眼癥狀，角膜的感知敏感度恢復、眨眼頻率的改變似乎并不與SBNP的再生過程直接相關。這一觀察為進一步研究TransPRK如何影響角膜形態學和患者的術后體驗打開了新的探討路徑。

4.4 LASIK及FS-LASIK

Chao等[27]的研究指出，LASIK術后，再生的角膜神經結構表現出異常特征。盡管新生神經纖維的路徑和方向大體上保持與術前相似，但它們展現出更多的分支和曲折度，并且其排列顯得更加無序，尤其在角膜中央和顳側，神經方向的變化顯著，特別是中央部分的變化顯著高于顳側和上方。這些變化可能與角膜上皮化的速度超過神經再生的速度，以及新生神經需要避開原有無神經支配區域的需求有關。在術后12 個月時，LASIK組在角膜中央的6 mm和6～12 mm直徑范圍及總區的角膜密度均低于FS-LASIK組和LASEK組。Zhao等[28]通過比較不同度數的LASIK術后患者角膜神經變化，發現高度近視患者的角膜神經纖維所需時間更長。

Liu等[29]探討了LASIK手術的長期影響，發現術后平均4.1年，角膜神經纖維的密度、分支數量及長度均顯著減少，而新生神經明顯增多，特別是在高度近視患者中。他們觀察到，即使在術后2.7年，神經再生活動仍在進行，且即便在術后5.5年，神經狀態仍未恢復正常。

王力翔和李瑩[18]的研究顯示，FS-LASIK手術后第7天，角膜神經纖維數量下降到最低點，在術后3個月，患者的角膜中央神經纖維尚未恢復至術前水平。同時，Recchioni等[30]研究發現，FS-LASIK導致CNFD、CNBD和CNFL顯著降低，其影響比SMILE更為顯著，且FS-LASIK術后干眼癥狀的發生率也更高。另一方面，Hou等[24]發現，在FS-LASIK術后6～12個月，角膜上方區域的神經纖維寬度有所增加。研究還顯示，手術后角膜顳側神經纖維相對于鼻側神經纖維更為密集，尤其是在角膜顳側區域，FS-LASIK組的CNFL明顯短于SMILE組。在FS-LASIK術后6個月，角膜上方區域的神經分布較為密集，并覆蓋了大量的朗格漢斯細胞，12個月后，切口愈合良好的患者可觀察到神經直接穿過切口生長，而在切口迂曲或上皮化情況下，神經或沿著切口方向生長，或向切口下方生長。

4.5 SMILE

根據王力翔和李瑩[18]的研究發現，在SMILE手術后的第7天，角膜神經纖維的數量達到最低點，而到了術后第3個月，大多數患者的中央角膜區域神經纖維數量已大幅恢復，部分患者的纖維密度甚至達到或超過術前水平，盡管新生纖維較為細弱。與此形成對比，FS-LASIK和TransPRK手術的患者在角膜中央區域的神經纖維密度未能恢復至術前水平。綜合考慮CNFD、CNFL、CNBD和CTBD的恢復狀況，SMILE手術展現出相較于其他2種手術方法的優越性。

而Recchioni等[30]研究發現，SMILE術后1個月，角膜神經纖維的長度、密度和分支數量顯著下降。Ramírez等[31]的研究亦驗證了這一點，他們發現SMILE術后1個月，角膜上皮下神經叢消失。

Jiang等[32]的比較性研究發現，雖然SMILE術后的角膜神經密度顯著低于術前，但在術后的第1個月和第3個月，SMILE組的角膜神經密度均有所增大，并在神經損傷修復和再神經支配方面展現出優異的表現。術后1、3和6個月，SMILE和FS-LASIK組的角膜神經密度和主干數量均顯著減少。研究推斷，由于SMILE手術切口較小，可能導致較小的角膜神經損傷，在早期階段，SMILE術后角膜神經密度較FS-LASIK手術更為理想。Hou等[24]進一步研究發現，12個月后，SMILE組神經分布及形態與術前相似。

Li等[33]研究指出，術后1 年，年輕患者的CNFL和CNFD能夠恢復到術前水平，而較年長患者的相應指標在1年后仍低于術前。這表明年齡可能影響術后角膜神經的恢復情況。

研究者們[25-34]發現，高度近視患者行激光角膜屈光術后1、3 和6 個月，SMILE組中央CNFD、CNBD、CNFL修復情況明顯優于FS-LASIK和 LASEK組；術后1年，除角膜上方切口周圍的神經修復情況稍遜于FS-LASIK和LASEK，其他區域的神經修復情況都存在優勢。Liu等[29]研究則關注SMILE的長期影響，他們發現，即便術后2.7年，仍可觀察到神經再生活動，并且在術后5.5年，神經狀態仍未恢復正常。

5 神經纖維修復與干眼的相關性

干眼癥是角膜屈光手術后常見的一種并發癥，多數手術患者在術后會出現不同程度的干眼癥狀。根據Eydelman等[35]的研究，LASIK術后患者在手術后第1周內干眼不適癥狀達到峰值，但大部分患者在隨后的6～12個月內癥狀會逐漸減輕。相較于LASIK，SMILE手術患者出現干眼癥狀的頻率更少，病程較短，且癥狀較輕[30,35]。Sambhi等[36]的研究指出，LASIK手術會顯著降低淚膜破裂時間（Tear breakup time，TBUT），而SMILE和PRK手術則沒有顯著降低。此外，LASIK手術后的淚液產量會顯著減少，但SMILE和PRK則不會。與其他屈光手術相比，LASIK更易導致TBUT和淚液量的減少。這些干眼癥發生的差異主要與角膜神經受損和修復程度有關。Barros等[9]的研究顯示，使用富含生長因子的血漿（Plasma rich in growth factors，PRGF）治療能在角膜基底部更好地促進神經叢再生，明顯增加其長度、分支數量和密度，同時顯著提高淚膜的穩定性。神經生長因子（Nerve growth factor，NGF）能夠刺激角膜的感覺性及神經再生。因此，NGF被提議作為干眼癥的一種潛在治療方式。Gong等[37]在研究中發現，LASIK術后使用NGF治療，TBUT在術后1個月和3個月均有顯著增長，證明NGF對角膜神經修復起到了顯著作用，并有望改善LASIK術后干眼癥的情況。

6 結論與展望

綜上所述，角膜屈光手術對角膜神經的影響不可忽視，且受多種手術方式和個體因素的影響。盡管LASIK和SMILE術后的神經損傷及再生速度相似，一些研究指出LASIK可能引起更多神經結構異常，而PRK和TransPRK可能帶來較小的神經損傷，卻需較長恢復時間。無一手術方式能稱之為完美，每種均有其優劣與潛在風險，因而在選擇手術方法時，需充分理解其對角膜神經的潛在影響，并在醫患之間進行充分溝通和權衡。

雖然多項研究已深入探討了角膜屈光手術對角膜神經的影響，但關于神經損傷后的再生機制、損傷與修復的分子及細胞機制等仍有待進一步研究。我們亦需解答諸多尚存疑慮，例如手術方法的進一步優化、神經再生結構的完整性及加速神經再生的可能治療方法等。隨著新興技術和屈光手術方法的發展，深入評估其潛在影響顯得至關重要，全面且系統的研究勢在必行。

利益沖突申明 本研究無任何利益沖突

作者貢獻聲明 梁穎：收集數據，參與選題、設計及資料的分析和解釋；撰寫論文；根據編輯部的修改意見進行修改。張旭：參與選題、設計和修改論文的結果、結論。李文靜：參與選題、設計、資料的分析和解釋，修改論文中關鍵性結果、結論，根據編輯部的修改意見進行核修