長期に高密度の角膜内皮細胞を維持する全層角膜移植術例の臨床的特徴

admin — Sun, 30 Mar 2014 15:29:59 +0000

《原著》あたらしい眼科31（3）：415.420，2014c長期に高密度の角膜内皮細胞を維持する全層角膜移植術例の臨床的特徴宮本佳菜絵＊1,2中川紘子＊2脇舛耕一＊1,2稲富勉＊2木下茂＊2＊1バプテスト眼科クリニック＊2京都府立医科大学大学院医学研究科視覚機能再生外科学Long-termClinicalCharacteristicsofCaseswithHighCornealEndothelialCellDensityPostPenetratingKeratoplastyKanaeMiyamoto1,2）,HirokoNakagawa2）,KoichiWakimasu1,2）,TsutomuInatomi2）andShigeruKinoshita2）1）BaptistEyeClinic,2）DepartmentofOphthalmology,KyotoPrefecturalUniversityofMedicine目的：全層角膜移植術後長期に高い角膜内皮細胞密度（ECD）を維持する症例の臨床的特徴を検討する．対象：1998.2007年に同一術者が施行した全層角膜移植のうち，重大な術後合併症を生じず，術後5年までのECD測定が可能であった203眼．方法：対象を術後5年のECDが2,000個/mm2以上の高ECD群，1,000個/mm2以上2,000個/mm2未満の中ECD群，1,000個/mm2未満の低ECD群に分類し，ホスト因子（手術時年齢，原疾患），ドナー因子（年齢，死因，術前ECD，死亡から強角膜片作製までの時間，死亡から手術までの時間），手術因子（術式，移植片サイズ，手術による角膜内皮細胞減少）を検討した．結果：3群の内訳は高ECD群14眼（6.9％），中ECD群53眼（26.1％），低ECD群136眼（67.0％）であった．ドナー術前ECDは，低ECD群に比べて高ECD群で有意に高かったが，高ECD群の14眼のうち，ドナー術前ECDが3,000個/mm2以上と高値であったのは8眼のみであった．他の因子は3群間で差異を認めなかった．結論：高いドナー術前ECDが術後長期のECDに良好な影響を与える因子の一つであることが確認できたが，他にもなんらかの未知の因子が影響を及ぼしている可能性があると考えられた．Purpose：Toevaluatethelong-termclinicalcharacteristicsofcaseswithhighcornealendothelialcelldensity（ECD）postpenetratingkeratoplasty（PKP）.Methods：Wereviewedtheclinicalrecordsof203patientswhohadundergonePKPattheBaptistEyeClinicfrom1998to2007andwhowerefollowedupformorethan5years.Theywereclassifiedinto3groups,accordingtotheirECDat5yearspostoperatively,asfollows：HighECD（groupA：over2,000cells/mm2）,MiddleECD（groupB：from1,000.2,000cells/mm2）andLowECD（groupC：under1,000cells/mm2）.Hostcharacteristics,donorcharacteristicsandsurgicalcharacteristicswereevaluated.Results：Ofthe203patients,groupAcomprised6.9％ofcases,groupBcomprised26.1％andgroupCcomprised67.0％.AlthoughpreoperativeECDwashigheringroupAthaningroupC,ofthe14casesclassifiedintogroupAonly8hadpreoperativeECDover3,000cells/mm2.Nosignificantdifferenceswerefoundamongthe3groupswithrespecttotheothercharacteristics.Conclusions：TheresultsofthisstudysuggestthatnotonlyhigherpreoperativedonorECD,butotherunknownfactorsaswell,areassociatedwithhigherpostoperativeECDoverthelongterm.〔AtarashiiGanka（JournaloftheEye）31（3）：415.420,2014〕Keywords：全層角膜移植術，長期成績，角膜内皮細胞密度，ドナー，ホスト．penetratingkeratoplasty,long-term,endothelialcelldensity,donor,host.はじめにた現在でも広く行われており，フェムトセカンドレーザーな全層角膜移植術（penetratingkeratoplasty：PKP）は，角どの手術機器の進歩1）により，今後もさらに手術手技の向上膜内皮移植術や表層角膜移植術といったパーツ移植が広まっが期待される手術である．PKPの長期術後において，高密〔別刷請求先〕宮本佳菜絵：〒606-8287京都市左京区北白川上池田町12バプテスト眼科クリニックReprintrequests：KanaeMiyamoto,BaptistEyeClinic,12Kitashirakawa,Kamiikeda-cho,Sakyo-ku,Kyoto,606-8287,JAPAN0910-1810/14/\100/頁/JCOPY（111）415度のドナー角膜内皮細胞を維持することができれば理想的であり，このことにより長期間にわたって透明角膜を維持し，良好な視機能を保つことが可能となる2）．PKP術後の角膜内皮細胞は，徐々に減少するとされる報告がほとんどであり3.8），林らは術後5年までの角膜内皮細胞減少率は73.2％であったと報告している6）．しかし，実際の臨床現場では，こうした通常の角膜内皮細胞減少の経過をたどらず，長期術後においても非常に高密度の角膜内皮細胞を維持している症例を経験することがある．術後の角膜内皮細胞密度（endothelialcelldensity：ECD）には，ホストの原疾患やドナー年齢などが関与することは過去にも報告されているが7.9），筆者らは上述のような症例の経験から，これまでに考えられている因子だけではなく，ドナー角膜内皮細胞の健常性そのものが長期術後のECDに影響を与えるのではないかとの仮説をもっている．そこで今回，筆者らは，PKP術後5年に2,000個/mm2以上の高いECDを維持している症例の臨床的特徴を調べることにより，術後長期のECDがホスト，ドナー，手術にかかわる既知の因子と必ずしも相関しないことを証明するため，検討を行ったので報告する．I対象および方法1998.2007年までの間に，バプテスト眼科クリニックにて同一術者（SK）が施行したPKPのうち，術後5年までの臨床経過観察とECD測定が可能であり，かつ拒絶反応，続発緑内障，感染症などの重大な術後合併症を認めなかった症例，計203眼を対象とした．対象を術後5年のECDが2,000個/mm2以上である「高ECD群」，1,000個/mm2以上2,000個/mm2未満である「中ECD群」，1,000個/mm2未満である「低ECD群」の3群に分け，これらの3群の臨床的特徴に差異があるか否かを検討した．検討項目は，ホスト因子として手術時年齢，原疾患（水疱性角膜症の割合），ドナー因子としてドナー年齢，ドナー死因（急性死の割合），ドナー術前ECD，死亡から強角膜片作製までの時間，死亡から手術までの時間，手術にかかわる因子として術式（PKP単独手術の割合），移植片サイズ，手術による角膜内皮細胞減少である．また，高ECD群については術前から術後5年までの角膜内皮細胞減少率を検討した．ドナー角膜はSightLifeR，NorthWestLionsR，HawaiiLionsRのいずれかの海外アイバンクのものを用いた．ドナー死因は，心疾患や脳血管障害，外傷によるものを急性死と定義し，それ以外のものを慢性死とした．ドナー術前ECDは海外アイバンクにて測定された値を用い，術後ECDはすべて当院で非接触型スペキュラーマイクロスコープを用いて測定した値を用いた．また，手術による角膜内皮細胞減少は，術後1カ月の時点で非接触型スペキュラーマイクロスコ416あたらしい眼科Vol.31，No.3，2014ープの撮影が可能であった症例のみを対象とし，術前から術後1カ月までの角膜内皮細胞減少を手術によるものと定義した．II結果203眼のうち，高ECD群は14眼（6.9％），中ECD群は53眼（26.1％），低ECD群は136眼（67.0％）であった．各検討項目の結果は以下のとおりであった．1.ホストに関連する因子（図1）a.手術時年齢手術時年齢は，高ECD群で66.6±11.2歳，中ECD群で62.8±12.1歳，低ECD群で67.2±11.8歳であり，3群間に有意差は認めなかった（p＝0.06KruskalWallistest）．b.ホスト原疾患ホスト原疾患は，水疱性角膜症とそれ以外の疾患に分けて検討した．水疱性角膜症の割合は，高ECD群で14眼中6眼（42.9％），中ECD群で53眼中25眼（47.2％），低ECD群では136眼中75眼（55.1％）であり，3群間で有意差は認めなかった（p＝0.47c2test）．2.ドナーに関連する因子（図2）a.ドナー年齢ドナー年齢は，高ECD群で57.3±18.9歳，中ECD群で57.3±16.3歳，低ECD群で63.1±9.6歳であり，3群間で有意差は認めなかった（p＝0.12KruskalWallistest）．b.ドナー死因ドナー死因のうち急性死の占める割合は，高ECD群では14眼中9眼（64.3％），中ECD群では53眼中31眼（58.5％），低ECD群では136眼中84眼（61.8％）であり，すべての群において急性死が多かったが，3群間で有意差は認めなかった（p＝0.89c2test）．c.ドナー術前角膜内皮細胞密度ドナー術前ECDは，高ECD群で3,062±544.2個/mm2，中ECD群で2,919.7±368.1個/mm2，低ECD群で2,768.8±344.6個/mm2であり，高ECD群は低ECD群に比べて有意に高かった（p＝0.005Steel-Dwasstest）．d.死亡から強角膜片作製までの時間（分）死亡から強角膜片作製までの時間は，高ECD群で442.5±310.1分，中ECD群で358.6±165.7分，低ECD群で408.3±208.3分であり，3群間で有意差は認めなかった（p＝0.36KruskalWallistest）．e.死亡から手術までの時間（日）死亡から手術までの日数は，高ECD群で5.07±1.00日，中ECD群で5.15±1.08日，低ECD群で5.21±1.01日であり，3群間で有意差は認めなかった（p＝0.88KruskalWallistest）．（112）ab9060水疱性角膜症（％5040302010術前ECD（個/mm2）手術時年齢（歳603000高ECD中ECD低ECD高ECD中ECD低ECD図1ホストに関連する因子a：手術時年齢．b：原疾患（水疱性角膜症の占める割合）．ab907060ドナー年齢（歳）急性死（％）5060403020103000高ECD中ECD低ECD高ECD中ECD低ECDc＊d4,0003,0002,0001,000死亡～強角膜片（分）80060040020000高ECD中ECD低ECD高ECD中ECD低ECDe76543210高ECD中ECD低ECD図2ドナーに関連する因子死亡～手術（日）a：ドナー年齢．b：ドナー死因（急性死の占める割合）．c：ドナー術前ECD．d：死亡から強角膜片作製までの時間．e：死亡から手術までの時間．3.手術に関連する因子（図3）23眼（43.4％），低ECD群では136眼中45眼（33.1％）であa.術式り，3群間で有意差は認めなかった（p＝0.35c2test）．術式は全層角膜移植単独手術と白内障同時手術（眼内レンb.移植片サイズズ縫着術を含む）に分けて検討した．単独手術の割合は，高移植片サイズは，高ECD群で7.68±0.18mm，中ECDECD群では14眼中4眼（28.6％），中ECD群では53眼中群で7.59±0.26mm，低ECD群で7.52±0.27mmであり，（113）あたらしい眼科Vol.31，No.3，2014417ab950840手術による内皮減少（％）移植片サイズ（mm）7654100高ECD中ECD低ECD高ECD中ECD低ECDcPKP（％3020321035302520151050高ECD中ECD低ECD図3手術に関連する因子a：移植片サイズ．b：術式（PKP単独手術の割合）．c：手術による角膜内皮細胞減少．3群間で有意差は認めなかった（p＞0.05Steel-Dwasstest）．c.手術による角膜内皮細胞減少高ECD群で19.4±13.4％（n＝7），中ECD群で14.7±10.3％（n＝19），低ECD群で14.9±12.9％（n＝49）で，3群間で有意差は認めなかった（p＞0.5Steel-Dwasstest）．3群を比較検討した結果，高ECD群は低ECD群に比べてドナー術前ECDが有意に高かったが，それ以外の検討項目は3群間で有意な差を認めなかった．このことより，高いドナー術前ECDが，術後長期のECDに良好な影響を与える因子の一つであることがわかった．しかし，表1に示したように，今回高ECD群に分類された14眼の中には，ドナー術前ECDが2,000個/mm2台と決して高値ではない症例も含まれており，術後長期の高いECDにはさらに他の因子が関与していると考えられる．そこで今回，筆者らは，ドナー術前ECDが3,000個/mm2以上の症例のみを抽出し，上記と同様に，術後5年のECDによって3群に分類し，比較検討を行った．結果は，ドナー術前ECDが3,000個/mm2以上と高値である症例は203眼中54眼存在したが，その中で高ECD群に分類されたのは8眼（14.8％）のみであった．また，高ECD群に分類された8眼と，中ECD群に分類された20眼および低ECD群に分類された26眼との間で，前述の検討項目（ホスト手術時年齢，原疾患，ドナー年齢，ドナー死因，ドナー術前ECD，死亡から強角膜片作製までの時間，死亡から手術までの時間，術式，移植片サイズ，手術による角膜内皮細胞減少）すべてにおいて，有意な差異を認めなかった．418あたらしい眼科Vol.31，No.3，2014高ECD群に分類された症例について，図4に術前後の前眼部写真を示した．また表1に，ホスト原疾患，ドナー年齢，ドナー術前ECD，術後5年ECD，術前から術後5年までの角膜内皮細胞減少率を示した．III考察今回の検討では，PKP術後5年に2,000個/mm2以上の高密度の角膜内皮細胞を維持する症例が，全体の6.9％（14/203眼）に存在することがわかった．また，高ECD群では低ECD群に比べてドナー術前ECDが有意に高く，ドナー術前の高密度の角膜内皮細胞が，術後長期のECDに良好な影響を与える因子の一つであることが確認できた．しかし，ドナー術前の高密度の角膜内皮細胞が3,000個/mm2以上と高値であっても，そのうち術後5年に2,000個/mm2以上の高密度の角膜内皮細胞を維持し得た症例はわずか14.8％のみであり，2,000個/mm2以上の角膜内皮細胞を維持しなかった症例と比較しても，その臨床的特徴に差異は認められなかった．このことから，術後長期のECDは，必ずしもホスト，ドナー，手術にかかわる既知の因子だけでは示されず，なんらかの未知の因子が，長期術後のECDに影響を与えている可能性が示唆された．PKPにおける術前から術後5年までの角膜内皮細胞減少率は，Bourneらの報告では58.9％9），Priceらの報告では70％10），林らの報告では73.2％6）とされている．一方，今回術後5年に2,000個/mm2以上の高密度の角膜内皮細胞を維持した症例（高ECD群）の，5年間の平均角膜内皮細胞減少（114）（1）（2）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（13）（14）図4高ECD群に分類された症例の術前および術後5年における前眼部写真（14眼中12眼）表1高ECD群の原疾患，ドナー年齢，ドナー術前・術後5年角膜内皮細胞密度ドナ一年齢ドナー術前ECD5年時ECDECD減少率（術前.5年）原疾患（歳）（個/mm2）（個/mm2）（％）1.水疱性角膜症（LIBK）502,7272,5008.32.水疱性角膜症（graftfailure）602,7942,38314.73.水疱性角膜症（PBK）463,1422,53219.44.水疱性角膜症（LIBK）473,0102,14528.75.水疱性角膜症（ABK）753,1562,16931.26.水疱性角膜症（Fuchs）34,5632,42046.97.角膜混濁752,1612,0963.08.角膜混濁572,7462,38113.29.円錐角膜582,6002,22214.510.角膜混濁493,3702,58723.311.角膜混濁683,0612,18728.812.角膜混濁712,9102,02830.313.角膜混濁703,2022,18031.914.角膜混濁733,4262,19435.9LIBK：レーザー虹彩切開術後水疱性角膜症．Graftfailure：移植片機能不全．PBK：偽水晶体性水疱性角膜症．ABK：無水晶体性水疱性角膜症．Fuchs：フックス角膜内皮ジストロフィ．率は23.6％であり，中に3.0％や8.3％と非常に低い症例も認められた．健常なヒトでは，角膜内皮細胞は1年で0.3.0.6％減少するとされており11），上述したような症例は，むしろ健常なヒトの角膜内皮細胞に近い経過をたどっているといえる．さらに，ホスト原疾患が水疱性角膜症であれば術後の角膜内皮細胞減少が早いとされているにもかかわらず，予想外ではあるが，高ECD群に分類された14眼のうち6眼が，ホスト原疾患が水疱性角膜症である症例であった．これらの結果は，術後長期のECDには，一般的に考えられている条件だけでは説明がつかない事象が生じているといわざるを得ない．現在，筆者らは，その一つとして，角膜内皮細胞そのものの健常性が術後長期のECDに影響を及ぼすと想定しており，本検討は筆者らの仮説を支持する結果であると考えられた．例えば，原疾患が水疱性角膜症の場合に，術後長期に高密度の角膜内皮細胞を維持したとすれば，これらの細胞群は間違いなくドナー由来のものであり，ドナー角（115）あたらしい眼科Vol.31，No.3，2014419膜内皮細胞がきわめて健常であるか，場合によっては一部増殖すらしている可能性も否定できないと考えられる．今回の検討の限界として，高ECD群の対象となった症例が14眼と少ないこと，また内皮細胞の健常性の評価がまだ可能でないことがあげられる．スペキュラーマイクロスコープによる角膜内皮検査は，いわゆる組織構造検査であり，生理機能を検査するものではない．このため，細胞の長期の健常性を検討できるようなバイオマーカーの発見は今後不可欠なものになると思われる．今後，角膜内皮細胞の健常性の評価が可能になれば，筆者らの仮説を証明することが可能となるだけでなく，高い健常性をもつ角膜内皮細胞を選択的に採取・培養することにより，再生医療の分野においても有用な手法となることが予想される．現在，ヒト角膜内皮細胞培養でも，ドナー角膜細胞の多様性が重要であると考えられはじめている．文献1）BaharI,KaisermanI,LangeAPetal：Femtosecondlaserversusmanualdissectionfortophatpenetratingkeratoplasty.BrJOphthalmol1：73-78,20092）松原正男，木村内子，佐藤孜ほか：角膜移植片の透明性と内皮細胞面積について．臨眼38：751-755,19843）IngJJ,IngHH,NelsonLRetal：Ten-yearpostoperativeresultsofpenetratingkeratoplasty.Ophthalmology105：1855-1865,19984）PatelSV,HodgeDO,BourneWMetal：Cornealendotheliumandpostoperativeoutcomes15yearsafterpenetratingkeratoplasty.AmJOphthalmol139：311-319,20055）HayashiK,KondoH,MaenoAetal：Long-termchangesincornealendothelialcelldensitiyafterrepeatpenetratingkeratoplastyineyeswithendothelialdecompensation.Cornea32：1019-1025,20136）BourneWM：One-yearobservationoftransplantedhumancornealendothelium.Ophthalmology87：673-679,19807）ObataH,IshidaK,MuraoMetal：Cornealendothelialcelldamageinpenetratingkeratoplasty.JpnJOphthalmol4：411-416,19918）WagonerMD,Gonnahel-S,Al-TowerkiAEetal：Outcomeofprimaryadultopticalpenetratingkeratoplastywithimporteddonorcorneas.IntOphthalmol2：127-136,20109）BourneWM,HodgeDO,NelsonLRetal：Cornealendotheliumfiveyearsaftertransplantation.AmJOphthalmol118：185-196,199410）PriceMO,FairchildKM,PriceDAetal：Descemet’sstrippingendothelialkeratoplastyfive-yeargraftsurvivalandendothelialcellloss.Ophthalmology118：725-729,201111）BourneWM,NelsonLR,HodgeDO：Centralcornealendothelialcellchangesoveraten-yearperiod.InvestOphthalomolVisSci38：779-782,1997＊＊＊420あたらしい眼科Vol.31，No.3，2014（116）

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