眼角膜（cornea），簡(jiǎn)稱角膜。位于眼球前部中央，呈略向前凸的透明偏橫橢圓形組織結(jié)構(gòu)，是重要的屈光系統(tǒng)構(gòu)成部分。角膜呈圓形，從前面看呈橢圓形，從后面看為正圓形。角膜有十分敏感的神經(jīng)末梢，如有外物接觸角膜，眼瞼便會(huì)不由自主地合上以保護(hù)眼睛。2017年8月一則豬眼角膜移植案例引發(fā)網(wǎng)友關(guān)注。豬眼角膜沒有血管供給，不用配型，手術(shù)成功率高達(dá)90%。成年男性平均角膜橫徑約為11~12mm，縱徑約為10~11mm，女性較男性略小；從角膜前面測(cè)量水平方向曲率半徑為7.8mm，垂直方向?yàn)?.7mm，后部表面的曲率半徑為6.22~6.80mm；正常情況下，角膜中央部最薄，平均約為0.5mm，周邊部最厚，平均約為1mm。
從前到后角膜可分為上皮層、前彈力層、基質(zhì)層、后彈力層和內(nèi)皮層等5層結(jié)構(gòu)，上皮層表面還覆蓋有一層淚膜。其組織結(jié)構(gòu)排列規(guī)則有序，具有透明性，以及良好的自我保護(hù)和修復(fù)特性。
角膜和鞏膜一起構(gòu)成眼球最外層的纖維膜，對(duì)眼球有重要的保護(hù)作用。同時(shí)角膜也是重要的屈光間質(zhì)，是外界光線進(jìn)入眼內(nèi)在視網(wǎng)膜上成像的必經(jīng)通路。角膜緣的血管主要供給角膜周邊部，而角膜本身沒有血管，其氧氣及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給、代謝物的清除等是通過房水、淚液、空氣和結(jié)膜血管完成。角膜病是中國(guó)的主要致盲病之一。角膜疾病主要有炎癥、外傷、先天性異常、變性、營(yíng)養(yǎng)不良和腫瘤等。
形態(tài)結(jié)構(gòu)
形態(tài)特征
角膜呈圓形，由于結(jié)膜和鞏膜覆蓋的不對(duì)稱，從前面看呈橢圓形，從后面看為正圓形。角膜周圍是角膜緣，它與鞏膜相連，就像表殼鑲嵌于表盤上。新生兒階段，角膜直徑約為9~10mm，3歲以上兒童的角膜直徑已接近成人。成年男性平均角膜橫徑約為11~12mm，縱徑約為10~11mm，女性較男性略小。如直徑小于10mm，為病理性小角膜，大于13mm，稱為病理性大角膜。
角膜中央瞳孔區(qū)大約直徑4mm的圓形區(qū)內(nèi)近似球形，其各點(diǎn)的曲率半徑基本相等，而中曲率半徑不相等。從角膜前面測(cè)量水平方向曲率半徑為7.8mm，垂直方向?yàn)?.7mm，后部表面的曲率半徑為6.22~6.80mm。角膜厚度隨部位、年齡、病理狀態(tài)等改變而有所不同。正常情況下，中央部最薄，平均約為0.5mm，周邊部最厚，平均約為1mm。角膜厚度隨著年齡的增加有變薄的趨勢(shì)，即兒童較成人厚，成人較老年人厚。
透明性與脫水狀態(tài)
完整的角膜上皮細(xì)胞和淚膜、基質(zhì)層膠原蛋白纖維束的規(guī)則排列，角膜無血管以及內(nèi)皮細(xì)胞的功能共同維持角膜透明性。緊密排列的上皮細(xì)胞和表面覆蓋的淚膜形成了光滑的光學(xué)界面，其屈光指數(shù)近乎一致，使光散射降低。基質(zhì)中膠原纖維規(guī)則的網(wǎng)格狀排列起到了衍射光柵的作用，通過破壞干涉來減少光散射。角膜的透明也依賴角膜基質(zhì)層的半脫水狀態(tài)，主要由上皮和內(nèi)皮的機(jī)械性屏障以及內(nèi)皮細(xì)胞的能量依賴性Na＋-K＋泵來控制，內(nèi)皮細(xì)胞以耗能的運(yùn)輸方式將基質(zhì)水分從內(nèi)皮細(xì)胞頂部胞質(zhì)泵入房水中。此外，淚液蒸發(fā)的動(dòng)力和滲透壓梯度促使角膜淺基質(zhì)水分排出，對(duì)保持角膜的脫水狀態(tài)也起一定的作用。
結(jié)構(gòu)與位置
眼角膜位于眼球最前端，處于眼球前部中央，約占眼外層纖維膜的1/6。眼角膜為單層纖維膜，與后部的鞏膜共同構(gòu)成眼球完整封閉的外壁。組織學(xué)上角膜從前向后分為上皮層、前彈力層、基質(zhì)層、后彈力層和內(nèi)皮層，上皮層表面還覆蓋有一層淚膜。其組織結(jié)構(gòu)排列規(guī)則有序。
上皮層（cornea epithelial）
角膜上皮來源于胚胎發(fā)育時(shí)5~6周的外胚層，為非角化、無外分泌功能、復(fù)層的鱗狀上皮，約4~6層，厚約40~50μm，表層覆蓋約7μm的淚膜，淚膜在光學(xué)上具有重要的意義，它能消除上皮前表面微小的不規(guī)則，如果沒有淚膜，視力將會(huì)下降，淚液與空氣形成的界面以及角膜的屈光力約占眼全部屈光的2/3，淚液與角膜上皮無論解剖或生理上關(guān)系都非常密切。
角膜上皮層分為細(xì)胞層及基底膜，細(xì)胞層由里向外又分為3層，基底細(xì)胞翼狀細(xì)胞和表層細(xì)胞。
角膜上皮與結(jié)膜上皮相連續(xù)，并共同組成眼表，為眼表提供生物防御系統(tǒng)。它們都由非角化復(fù)層鱗狀上皮組成。相鄰角膜上皮細(xì)胞間的連接復(fù)合體可以防止外界物質(zhì)進(jìn)入角膜的深層。細(xì)胞-細(xì)胞、細(xì)胞-基質(zhì)之間的相互作用，對(duì)維持角膜上皮正常的結(jié)構(gòu)層次和生理功能起到重要作用。緊密連接（又稱閉鎖小帶）大多存在于表層細(xì)胞之間，提供了一個(gè)高效的屏障，防止淚液及其化學(xué)成分的滲透。
前彈力層（Bowman membrane）
前彈力層（又稱Bowman層），也叫前彈力膜，在人和某些哺乳動(dòng)物（非嚙齒動(dòng)物）角膜中，Bowman層位于上皮基底膜后面，厚約8~14微米。光學(xué)顯微鏡下可見前彈力層位于角膜上皮與角膜基質(zhì)之間。前彈力膜是一層無細(xì)胞均勻的膜樣結(jié)構(gòu)，并非是一層真正的膜，因此稱為前彈力層更為準(zhǔn)確。前彈力層和角膜基質(zhì)層均由Ⅰ型和Ⅲ型膠原蛋白纖維組成，角膜基質(zhì)中膠原纖維直徑約為22.5~35nm，而前彈力層中膠原纖維較角膜基質(zhì)細(xì)，直徑約為20~30nm。
前彈力層也被認(rèn)為是角膜基質(zhì)的前部，因前彈力層前表面光滑，位于角膜上皮基底膜的下方，而組成前彈力層的纖維又由角膜基質(zhì)細(xì)胞合成并分泌，因此，前彈力層更像是角膜基質(zhì)的一部分。前彈力層受損后不能再生，局部由瘢[bān]痕組織修復(fù)。
基質(zhì)層（stroma）
厚約500μm，占角膜厚度的90%，由近200層排列規(guī)則的膠原纖維束薄板組成，其間有角膜細(xì)胞和少數(shù)游走細(xì)胞，并有黏蛋白和糖蛋白填充。角膜基質(zhì)層對(duì)維持角膜的透明性及抵抗眼壓有重要作用。水溶性物質(zhì)易于通過基質(zhì)層。
后彈力層（Descement membrane）
后彈力層為角膜內(nèi)皮細(xì)胞的基底膜，出生時(shí)厚約3μm，隨年齡的增加逐漸增厚，成人時(shí)厚約8~10μm。之前研究已將后彈力層分為：薄的非紋狀帶（與角膜基質(zhì)相連，0.3μm)；前部紋狀帶（2~4μm)；后部無組織結(jié)構(gòu)的非紋狀帶（>4μm)，后者約占后彈力層厚度的2/3。
后彈力層主要由Ⅳ型和Ⅷ型膠原蛋白和層粘連蛋白組成。除此之外，抗衰蛋白FN也是后彈力層的重要組成成分。
內(nèi)皮層（cornea endothelial）
內(nèi)皮細(xì)胞層由一層六角形內(nèi)皮細(xì)胞所形成，厚約5微米，寬18~20微米。細(xì)胞頂部朝向前房，基底面向后彈力層。正常的成人內(nèi)皮細(xì)胞密度約3500個(gè)／毫米2，該層直接與房水接觸。并隨著年齡增長(zhǎng)細(xì)胞密度逐漸降低。
細(xì)胞、纖維與基質(zhì)
細(xì)胞
上皮細(xì)胞
角膜上皮細(xì)胞厚度約50μm，約占角膜總厚度的10%，并恒定地分布在整個(gè)角膜表面。角膜上皮細(xì)胞由5或6層三種不同類型的上皮細(xì)胞組成：表層細(xì)胞、翼狀細(xì)胞和柱狀基底細(xì)胞。基底膜與前彈力層緊密連接，柱狀基底細(xì)胞與基底膜相連。在角膜上皮細(xì)胞中，細(xì)胞中間絲由特異性的酸性(Ⅰ型）和堿性（Ⅱ型）角蛋白構(gòu)成。角膜上皮基底細(xì)胞表達(dá)5/14角蛋白，與皮膚的基底上皮細(xì)胞類似。然而，角蛋白3/12(64kD角蛋白）是角膜上皮的特異性蛋白，這種角蛋白不存在于結(jié)膜或者表皮。
上皮細(xì)胞的細(xì)胞膜上嵌有很多糖蛋白（黏蛋白）和糖脂類分子。黏蛋白包括膜結(jié)合分子和分泌分子，前者在人類中包括MUC1、MUC4和MUC16，均可在角膜表層上皮細(xì)胞和結(jié)膜中檢測(cè)到。在小鼠中MUC16在結(jié)膜中表達(dá)，而不在角膜中表達(dá)。這些糖蛋白和糖脂組成細(xì)胞膜的懸浮顆粒，聚集后稱為多糖蛋白質(zhì)配位化合物，使表層上皮細(xì)胞前表面具有親水性。這種多糖蛋白質(zhì)復(fù)合物與淚液的黏蛋白層相互作用，幫助維持后者的層狀結(jié)構(gòu)。角膜上皮細(xì)胞的丟失會(huì)導(dǎo)致淚膜不穩(wěn)定以及黏蛋白缺失，形成干眼。
基質(zhì)細(xì)胞
基質(zhì)細(xì)胞是角膜基質(zhì)中的主要細(xì)胞成分，約占角膜基質(zhì)總?cè)莘e的2%~3%，余下的角膜基質(zhì)成分主要包括細(xì)胞外基質(zhì)膠原蛋白和蛋白聚糖。基質(zhì)細(xì)胞約2~3年更新一次。基質(zhì)細(xì)胞呈紡錘狀，分散在角膜基質(zhì)板層中。基質(zhì)細(xì)胞在延伸的過程中與鄰近的細(xì)胞通過縫隙連接。角膜基質(zhì)切片的光學(xué)顯微鏡檢查、共聚焦顯微鏡、基質(zhì)膠原纖維降解后掃描電子顯微鏡都可觀察到角膜基質(zhì)細(xì)胞的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
基質(zhì)細(xì)胞和成纖維細(xì)胞相似，含有廣泛的細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞骨架，包含突出的微絲。基質(zhì)細(xì)胞在正常的角膜中是無活性的，當(dāng)角膜基質(zhì)受損時(shí)，基質(zhì)細(xì)胞活化，轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞，并表達(dá)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白。
內(nèi)皮細(xì)胞
角膜內(nèi)皮細(xì)胞是由六邊形細(xì)胞所組成的單層細(xì)胞層，鑲嵌在后彈力層表面。角膜內(nèi)皮鏡可以清楚地顯示內(nèi)皮細(xì)胞的形態(tài)和大小。內(nèi)皮細(xì)胞面積變異系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差／平均值）在臨床應(yīng)用上是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，在正常角膜中約為0.25。角膜平均細(xì)胞面積變化的增加又稱之為多形變，內(nèi)皮細(xì)胞另一個(gè)非常重要的形態(tài)參數(shù)為六邊形細(xì)胞百分比，含義為正常六邊形細(xì)胞在角膜內(nèi)皮細(xì)胞中所占的比例，正常角膜內(nèi)皮六邊形細(xì)胞百分比為70%~80%。內(nèi)皮細(xì)胞損傷會(huì)導(dǎo)致正常角膜內(nèi)皮細(xì)胞比例下降，而平均細(xì)胞面積增加。
角膜內(nèi)皮細(xì)胞代謝旺盛，細(xì)胞核大且含有豐富的細(xì)胞器，包括：線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、游離核糖體和高爾基體；細(xì)胞與細(xì)胞之間緊密連接并且含有多種連接復(fù)合體。包括：緊密連接、中間連接、橋粒和縫隙連接。內(nèi)皮細(xì)胞間小分子物質(zhì)及電解質(zhì)通過縫隙連接相互傳遞，內(nèi)皮細(xì)胞受損后不能再生，受損的區(qū)域的內(nèi)皮細(xì)胞通過周邊的內(nèi)皮細(xì)胞擴(kuò)大、移行來修復(fù)。
纖維與基質(zhì)
角膜基質(zhì)主要由Ⅰ型膠原蛋白纖維（直徑24~30nm）和細(xì)胞外基質(zhì)組成，其規(guī)則有序排列可使98％的入射光線通透。通常認(rèn)為，基質(zhì)損傷后組織修復(fù)形成的膠原纖維，其直徑和纖維之間間隙的改變失去原先的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，造成瘢痕。
角膜基質(zhì)中主要為Ⅰ型膠原蛋白，另外還有少量Ⅲ型、Ⅴ、Ⅵ、Ⅻ型膠原蛋白。蛋白聚糖分布在主要膠原纖維中。角膜基質(zhì)中膠原纖維的平均直徑及纖維與纖維之間的平均間距并不是相同的，但都小于可見光波長(zhǎng)的一半，約400~700nm；膠原纖維這種排列特點(diǎn)對(duì)所有散射光線起衍射柵欄作用，產(chǎn)生破壞性干擾，使其相互抵消，而對(duì)那些與透射光同方向的光線則不進(jìn)行干擾，反而相互增強(qiáng)，使組織顯得透明。如果膠原纖維的直徑或者纖維與纖維之間的距離發(fā)生變化（如纖維化或者水腫），進(jìn)入到基質(zhì)的光線則隨機(jī)散射，角膜也失去其透明性。
生理功能
角膜和鞏膜一起構(gòu)成眼球最外層的纖維膜，對(duì)眼球有重要的保護(hù)作用。同時(shí)角膜也是重要的屈光間質(zhì)，是外界光線進(jìn)入眼內(nèi)在視網(wǎng)膜上成像的必經(jīng)通路。眼角膜的主要生理功能有：維持眼球的完整及對(duì)眼內(nèi)容物的保護(hù)，透過光線并參與屈光，感知環(huán)境及外界刺激。
屏障功能
角膜與鞏膜共同構(gòu)成眼球的外壁，承受眼內(nèi)壓力，對(duì)維持眼球的形狀具有重要的作用。角膜具有一定的彈性和韌性，對(duì)眼內(nèi)壓力和外界的力量具有抵抗力。角膜上皮是眼部的第二個(gè)生物屏障(淚液為第一個(gè)生物屏障)，角膜上皮細(xì)胞間連接緊密，而且不停地新舊更替，約5~7天上皮更新一次，一定程度上能抵御化學(xué)和微生物等的侵襲。角膜內(nèi)皮是角膜基質(zhì)和房水之間的通透屏障，同時(shí)，角膜內(nèi)皮細(xì)胞的屏障和主動(dòng)液泵功能對(duì)于角膜保持正常厚度和透明性是極其重要的。
透光性
角膜的一個(gè)重要特征是透明，即允許光線透過，這是眼視覺功能的基礎(chǔ)。正常角膜允許透過的光線波長(zhǎng)范圍是365~2500nm，不同光線的通透率不同400nm的光線約80%能透過，而500~1200nm的光線100%能透過角膜。另外，角膜的透明性還依賴于淚膜、角膜上皮、基質(zhì)、角膜內(nèi)皮結(jié)構(gòu)和功能的正常及角膜基質(zhì)含水量的恒定。
滲透作用
角膜沒有血管，營(yíng)養(yǎng)及代謝物質(zhì)通過滲透作用的參與而進(jìn)出角膜。這不僅具有重要的生理意義，而且對(duì)于眼局部的藥物治療也非常重要。角膜上皮和內(nèi)皮細(xì)胞連接緊密，細(xì)胞表面富于脂類，非極性的物質(zhì)易于通過，而基質(zhì)則易于水溶性極性物質(zhì)通過。因此，具有雙向性的物質(zhì)易于通過角膜進(jìn)入前房，例如毛果蕓香堿(匹羅卡品)眼藥水，其解離分子和非解離分子相互之間處于動(dòng)態(tài)平衡，未解離分子具有脂溶性，容易透過角膜上皮，隨后轉(zhuǎn)化為解離分子，易于透過基質(zhì)，然后在角膜基質(zhì)中又轉(zhuǎn)化為非解離分子，易透過角膜內(nèi)皮。當(dāng)角膜出現(xiàn)病變時(shí)，角膜的通透性將增強(qiáng)。
感知環(huán)境及外界刺激
角膜是人體最敏感的區(qū)域，有豐富的神經(jīng)末梢，能敏感地感受外界的刺激，對(duì)于機(jī)體感受外界不良刺激并迅速作出反應(yīng)，具有十分重要的意義。角膜的知覺有三種：冷熱覺、痛覺和觸覺。角膜知覺敏感度受多種因素的影響而有變化，一般情況下，早晨低于下午，男性低于女性，老年人低于年輕人，妊娠期婦女低于非妊娠婦女。痛覺和觸覺在角膜中央最敏感，可用角膜知覺儀進(jìn)行定量檢查。通常臨床采用棉絲刺激雙側(cè)角膜，以判斷角膜知覺是否減退。
屈光功能
角膜是眼屈光系統(tǒng)中屈光力最大的組織。光滑的角膜表面與視覺清晰度相關(guān)。角膜形狀和透明度對(duì)光線折射至關(guān)重要，角膜屈光力占眼球總屈光力的三分之二以上。由于其透明度和屈光力，角膜在視覺中起主要作用，角膜還有保持眼球形態(tài)的作用。
血管、神經(jīng)及營(yíng)養(yǎng)代謝
血管與供血
正常角膜內(nèi)沒有血管，而角膜緣含有豐富的血管。角膜緣的血管分布為網(wǎng)絡(luò)狀，動(dòng)脈系統(tǒng)來源于睫狀前動(dòng)脈的直肌擴(kuò)展分支及瞼緣動(dòng)脈弓的結(jié)膜后動(dòng)脈分支。靜脈網(wǎng)則與鞏膜表層及筋膜囊兩小靜脈匯合，加入眶靜脈系統(tǒng)。角膜緣的血管主要供給角膜周邊部，角膜的氧氣及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給、代謝物的清除等還是通過房水、淚液、空氣和結(jié)膜血管。
神經(jīng)與支配
角膜主要由兩種神經(jīng)支配，一是感覺神經(jīng)纖理，二是交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)。
1.角膜的感覺神經(jīng)來自三叉神經(jīng)的眼支，眼神經(jīng)的睫狀神經(jīng)(ciliary nerve)，在角膜緣進(jìn)入角膜后，神經(jīng)干呈放射狀穿過角膜基質(zhì)的中1/3，向前繼續(xù)分叉，形成密集的上皮下神經(jīng)叢，再穿過前彈力層進(jìn)入角膜上皮層。角膜上皮層神經(jīng)末梢非常豐富，動(dòng)物研究表明，角膜上皮神經(jīng)末梢的密度是皮膚的300~600倍，因此角膜的知覺十分敏感，這也是上皮損傷時(shí)疼痛癥狀明顯的原因。
2.角膜內(nèi)含有腎上腺素能神經(jīng)纖維，表明交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的存在，但其來源和作用尚需進(jìn)一步研究。
代謝
1.糖代謝
角膜主要利用葡萄糖和糖原分解供能。葡萄糖大部分來自房水，約占90%，其余10%來自結(jié)膜、角膜緣血管及淚液。睜眼時(shí)，膜上皮的氧氣主要來自淚膜中溶解的氧氣，此時(shí)，氧分壓約為155mmHg，但當(dāng)閉眼時(shí)，氧氣主要來源于結(jié)膜、角膜緣的血管，氧壓約為55mmHg。而角膜內(nèi)皮的氧供主要來源于房水。
2.氨基酸代謝
角膜上皮不斷更新，需要合成大量的蛋白質(zhì)，因此，角膜上皮對(duì)氨基酸的需求量較大。但角膜上皮的通透性差，且淚液中氨基酸的含量極低，因此，角膜上皮中氨基酸大部分應(yīng)來源于房水。合成蛋白質(zhì)的過程同機(jī)體其他細(xì)胞的合成過程。
3.維生素代謝
生化特征
發(fā)育
胚胎第5周表皮外胚層與晶狀體泡分開后即開始角膜的發(fā)育，間充質(zhì)細(xì)胞形成角膜基質(zhì)層，神經(jīng)嵴細(xì)胞形成角膜內(nèi)皮細(xì)胞，表皮外胚葉則形成角膜上皮層。胚胎第3~4個(gè)月，基質(zhì)層淺層角膜細(xì)胞合成前彈力層，內(nèi)皮細(xì)胞分泌參與形成后彈力層。
修復(fù)與再生
角膜組織結(jié)構(gòu)排列非常規(guī)則有序，具有透明性，以及良好的自我保護(hù)和修復(fù)特性。角膜上皮細(xì)胞再生能力強(qiáng)，損傷后較快修復(fù)且不遺留痕跡，如累及上皮細(xì)胞的基底膜，則損傷愈合時(shí)間將大大延長(zhǎng)。角膜緣處角膜上皮的基底細(xì)胞層含有角膜緣干細(xì)胞，在角膜上皮的更新和修復(fù)過程中起到重要作用。前彈力層是胚胎期由基質(zhì)中角膜細(xì)胞分泌形成，損傷后不能再生，由上皮細(xì)胞或瘢痕組織填充。通常認(rèn)為，角膜基質(zhì)損傷后組織修復(fù)形成的膠原蛋白纖維，其直徑和纖維之間間隙的改變失去原先的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，造成瘢痕。后彈力層由內(nèi)皮細(xì)胞分泌形成，系Ⅳ型膠原纖維，富于彈性，抵抗力較強(qiáng)，損傷后可再生。出生時(shí)較薄，隨年齡增長(zhǎng)變厚。內(nèi)皮細(xì)胞約100萬個(gè)，隨年齡增長(zhǎng)而減少。細(xì)胞間形成緊密連接，阻止房水進(jìn)入細(xì)胞外間隙，具有角膜﹣房水屏障功能以及主動(dòng)泵出水分維持角膜相對(duì)脫水狀況，保持角膜的透明性。內(nèi)皮細(xì)胞幾乎不進(jìn)行有絲分裂，損傷后毗鄰的細(xì)胞可通過細(xì)胞重組、增大和遷徙覆蓋損傷區(qū)，重建完整的內(nèi)皮單層結(jié)構(gòu)。如果內(nèi)皮損傷嚴(yán)重，局部的內(nèi)皮細(xì)胞會(huì)形成復(fù)層及纖維化，引起異常的基底膜樣物質(zhì)沉積。
相關(guān)疾病
角膜是重要的屈光介質(zhì)，角膜病尤其是位于中央部的病變將嚴(yán)重影響視力。角膜疾病主要有炎癥、外傷、先天性異常、變性、營(yíng)養(yǎng)不良和腫瘤等。其中感染性角膜炎癥最多見。除極少數(shù)細(xì)菌（如淋球菌、白喉?xiàng)U菌等）能直接感染角膜外，其他病原菌則需要在角膜局部防御機(jī)制被破壞或機(jī)體抵抗力下降時(shí)才致病。角膜周邊部或角膜緣易發(fā)生免疫性角膜病（如蠶食性角膜潰瘍、泡性角結(jié)膜炎和邊緣性角膜潰瘍等），而一些感染性角膜病則易發(fā)生于角膜中央部。
角膜炎癥
角膜的防御能力減弱，外界或內(nèi)源性致病因素侵襲角膜組織引起炎癥，稱為角膜炎（keratitis），其在角膜病中占有重要地位。感染性角膜炎是世界性的常見致盲眼病，約20％盲人因角膜感染所致。主要病原微生物為細(xì)菌、病毒、真菌和寄生蟲。一些自身免疫性疾病如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，可出現(xiàn)角膜病變。某些全身病也可以影響角膜，如維生素A缺乏引起角結(jié)膜干燥或角膜軟化。局部蔓延鄰近組織的炎癥可波及角膜，如結(jié)膜炎可引起周邊部角膜浸潤(rùn)性炎癥，鞏膜炎可引起硬化性角膜炎，虹膜睫狀體炎可影響角膜內(nèi)皮等。
角膜炎的病因雖然不一，但具有基本類似的病理變化過程，可以分為浸潤(rùn)期、潰瘍期、潰瘍消退期和愈合期4個(gè)階段。其典型癥狀為眼痛、畏光、流淚、眼瞼痙攣等，稱為眼部刺激癥狀，可持續(xù)存在直到炎癥消退。角膜炎通常伴有不同程度的視力下降，若病變位于中央光學(xué)區(qū)，則視力下降更明顯。化膿性角膜炎除出現(xiàn)角膜化膿性病灶外，其浸潤(rùn)灶表面還伴有不同性狀的膿性分泌物。裂隙燈顯微鏡檢查時(shí)使用裂隙光線在角膜上形成切面，粗糙的切面提示上皮有缺損，熒光素染色可使上皮缺損區(qū)更加清晰。角膜炎的典型體征為睫狀充血、角膜浸潤(rùn)及潰瘍形成。病變的性質(zhì)不同，角膜浸潤(rùn)及潰瘍的形態(tài)、大小和部位也不同。角膜炎可引起虹膜睫狀體炎，輕者表現(xiàn)為房水閃輝，重者可出現(xiàn)房水渾濁、前房積膿、瞳孔縮小及虹膜后粘連等。
單純皰疹病毒角膜炎以抗病毒藥物為主，阿昔洛韋為首選藥物。結(jié)合非甾體類抗炎藥、激素和干擾素能提高治愈率，但要注意預(yù)防復(fù)發(fā)。糖皮質(zhì)激素的主要作用是抑制炎癥、減少基質(zhì)壞死、瘢痕和血管化。但是可以降低抗菌藥物的治療效果，并造成永久性的上皮損傷并影響結(jié)締組織的修復(fù)或?qū)е缕渌l(fā)癥，使用應(yīng)慎重。細(xì)菌性角膜潰瘍治療早期不用，病灶處于愈合期可以適當(dāng)使用。真菌性角膜炎禁用糖皮質(zhì)激素。單純皰疹病毒性角膜炎中基質(zhì)性角膜炎是適應(yīng)證。但對(duì)5歲以下的兒童不建議使用。間斷使用糖皮質(zhì)激素也容易復(fù)發(fā)。嚴(yán)重的角膜潰瘍，藥物治療難以控制，角膜即將穿孔和已經(jīng)穿孔，應(yīng)及時(shí)采取手術(shù)治療。治療主要以結(jié)膜瓣遮蓋，角膜移植術(shù)為主。角膜移植術(shù)后約1～2周可出院，因角膜移植術(shù)的免疫排斥反應(yīng)問題是導(dǎo)致術(shù)后失敗的主要原因。
角膜變性
角膜變性（corneal degeneration）指由于某些既往疾病引起的角膜組織退行性變和功能減退。引起角膜變性的原發(fā)病通常為眼部炎癥性疾病，少部分原因未明，但與遺傳無關(guān)。常見的變性性角膜疾病有角膜老年環(huán)、帶狀角膜病變、邊緣性角膜變性、角膜脂質(zhì)變性、大泡性角膜病變。
邊緣性角膜變性
邊緣性角膜變性又稱Terrien邊緣變性，是一種雙側(cè)性周邊部角膜擴(kuò)張病。病因未明，其角膜上皮、后彈力層及內(nèi)皮層正常，而Bowman膜缺損或不完整，基質(zhì)層有大量的酸性黏多糖沉著。其發(fā)病和免疫性炎癥有關(guān)。男女發(fā)病比為3：1，常于青年時(shí)期（20~30歲）開始，進(jìn)展緩慢，病程長(zhǎng)。多為雙眼，但可先后發(fā)病，兩眼的病情進(jìn)展也可不同。
一般無疼痛、畏光，視力呈慢性進(jìn)行性下降。單眼或雙眼對(duì)稱性角膜邊緣部變薄擴(kuò)張，鼻上象限多見。部分患者上、下方角膜周邊部均變薄擴(kuò)張，隨著病情進(jìn)展，上、下方變薄區(qū)逐漸匯合，形成全周邊緣部變薄擴(kuò)張。變薄區(qū)厚度通常僅為正常的1/4~1/2，最薄處甚至僅殘留上皮和膨出的后彈力層，部分患者可因輕微創(chuàng)傷而穿孔，但自發(fā)穿孔少見。變薄區(qū)有淺層新生血管。進(jìn)展緣可有類脂質(zhì)沉積。由于角膜變薄擴(kuò)張導(dǎo)致不規(guī)則近視散光，視力進(jìn)行性減退且不能矯正。
角膜營(yíng)養(yǎng)不良
角膜營(yíng)養(yǎng)不良（corneal dystrophy）指由于基因異常引起的角膜組織結(jié)構(gòu)或功能的進(jìn)行性損害，常伴有病理組織學(xué)特征性改變，與系統(tǒng)性疾病無關(guān)。角膜營(yíng)養(yǎng)不良可根據(jù)遺傳學(xué)和解剖學(xué)特點(diǎn)分類。應(yīng)用分子遺傳學(xué)研究方法，越來越多疾病的遺傳基因已經(jīng)被定位。解剖學(xué)分類法更適合臨床應(yīng)用，根據(jù)受累角膜層次分為前部、基質(zhì)及后部角膜營(yíng)養(yǎng)不良3類。
上皮基底膜營(yíng)養(yǎng)不良
上皮基底膜營(yíng)養(yǎng)不良也稱地圖-點(diǎn)狀-指紋狀營(yíng)養(yǎng)不良，是最常見的前部角膜營(yíng)養(yǎng)不良。病理組織學(xué)檢查可見基底膜異常增生，異常基底膜向上皮內(nèi)突出，上皮細(xì)胞缺乏半橋粒，上皮內(nèi)有囊腫，通常位于基底膜下，囊腫內(nèi)含細(xì)胞和細(xì)胞核碎屑。大部分患者不存在遺傳模式，僅是一種退行性病變。少部分可能為常染色體顯性遺傳，表現(xiàn)為家族性。
發(fā)病率約5%，女性患病較多見，為雙眼性。主要癥狀是自發(fā)性反復(fù)發(fā)作的眼痛、眼刺激癥狀及暫時(shí)性視力模糊。角膜中央上皮層及基底膜內(nèi)可見灰白色小點(diǎn)或斑片、地圖樣和指紋狀細(xì)小線條。可發(fā)生上皮反復(fù)性剝脫。
角膜軟化癥
角膜軟化癥（keratomalacia）由維生素a缺乏引起，不及時(shí)治療可引起角膜干燥、溶解、壞死及穿孔，以粘連性角膜白斑或角膜葡萄腫告終。該病每年至少使全球20000~100000嬰幼兒致盲。多因麻疹、肺炎、中毒性消化不良等遷延性疾病或慢性消耗性疾病病程中未及時(shí)補(bǔ)充維生素A所致，也見于消化道脂類吸收障礙導(dǎo)致的維生素A吸收減少。
雙眼緩慢起病，早期癥狀主要是夜盲，但因幼兒不能表述而常被忽視。淚液明顯減少，結(jié)膜失去正常光澤和彈性，色調(diào)污暗，眼球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，球結(jié)膜產(chǎn)生許多與角膜緣平行的皺褶，瞼裂區(qū)內(nèi)外側(cè)結(jié)膜上可見典型的基底朝向角膜緣的三角形泡沫狀上皮角化斑，稱Bitot斑。角膜上皮干燥、無光澤、感覺遲鈍，出現(xiàn)灰白混濁，隨后上皮脫落，基質(zhì)溶解壞死，常繼發(fā)感染，出現(xiàn)前房積膿。如不及時(shí)治療，整個(gè)角膜可溶解、穿破，甚至眼內(nèi)容物脫出。維生素a缺乏還可致全身多處黏膜上皮角質(zhì)化，如皮膚呈棘皮狀，消化道及呼吸道的上皮角化，患兒可能伴有腹瀉或咳嗽。維生素A缺乏的幼兒還伴有骨骼發(fā)育異常。
角膜先天異常
圓錐角膜
圓錐角膜（keratoconus）是一種表現(xiàn)為局限性角膜圓錐樣突起，伴突起區(qū)角膜基質(zhì)變薄的先天性發(fā)育異常。其發(fā)病與遺傳因素有關(guān)，但遺傳背景和遺傳方式復(fù)雜。可伴有其他先天性疾患如先天性白內(nèi)障、Marfan綜合征、無虹膜、視網(wǎng)膜色素變性等。
大角膜、小角膜
大角膜（megalocornea）是一種角膜直徑較正常大而眼壓、眼底和視功能在正常范圍的先天性發(fā)育異常。如不合并其他異常，也稱為單純性大角膜。可能與視杯發(fā)育過程中視杯增大受阻、視杯兩前嵴閉合障礙，使視杯前部的空間增大，需要較大的角膜來填充有關(guān)。該病為X染色體連鎖隱性遺傳，基因位點(diǎn)已被證實(shí)位于Xq21.3-q22。
小角膜（microcornea）是一種角膜直徑小于正常的先天性發(fā)育異常。少數(shù)患者可單獨(dú)出現(xiàn)，大多數(shù)患者伴有眼部其他先天性異常。發(fā)生原因不明，可能與嬰兒生長(zhǎng)停滯有關(guān)，也可能與視杯前嵴過度發(fā)育使角膜發(fā)育的空間減少有關(guān)。常染色體顯性或隱性遺傳。
扁平角膜
扁平角膜（applanation）是一種角膜曲率低于正常的先天性發(fā)育異常，通常伴有其他眼部異常。發(fā)生原因?yàn)榕咛グl(fā)育第7~10周時(shí)，神經(jīng)嵴細(xì)胞第二次遷移形成角膜緣原嵴失敗，不能代替角膜基質(zhì)向類鞏膜組織分化，角膜緣缺失同時(shí)伴隨著角膜弧度形成失敗。為常染色體顯性或較強(qiáng)的隱性遺傳，顯性遺傳位點(diǎn)位于染色體12q21。
角膜腫瘤
角膜皮樣瘤
角膜皮樣囊腫（corneal dermoid tumor）來自胚胎性皮膚，是一種類似腫瘤的先天性異常。腫物表面覆蓋上皮，腫物內(nèi)由纖維組織和脂肪組織構(gòu)成，也可含有毛囊、毛發(fā)和皮脂腺，屬典型的迷芽瘤。
出生時(shí)即存在，隨年齡增長(zhǎng)和眼球發(fā)育略有增大。腫物多位于下方角膜緣處，為圓形淡黃色實(shí)性腫物，外表色如皮膚，邊界清楚，表面可有纖細(xì)的毛發(fā)。腫物角膜區(qū)前緣見一條弧形脂質(zhì)沉著帶。少數(shù)腫物位于角膜中央，或侵犯全角膜。較大皮樣囊腫可造成角膜散光，視力下降。偶有表現(xiàn)為Goldenhar綜合征者，可伴有上瞼缺損、耳部畸形或脊柱異常。
角膜內(nèi)上皮癌
上皮內(nèi)上皮癌（intraepithelial epithelioma）又稱角膜原位癌或Bowen病，指病變局限于上皮層，未突破前彈力層的角膜上皮腫瘤。
多見于老年，常單眼發(fā)病，病程緩慢。病變多好發(fā)于角膜結(jié)膜交界處，呈霜白色半透明或膠凍樣新生物，微隆起，表面可布滿"松針"樣新生血管，界限清楚。組織病理學(xué)檢查可見細(xì)胞呈多形性，分裂象增多，上皮角化不良，間變明顯，但上皮基底膜仍然完整。
角膜鱗狀細(xì)胞癌
角膜鱗狀細(xì)胞癌（corneal squamous cell carcinoma）是角膜上皮的原發(fā)性惡性腫瘤，也可由上皮內(nèi)上皮癌遷延而來。
多發(fā)于中老年男性。臉裂區(qū)角膜緣為好發(fā)部位，尤以顳側(cè)常見。腫瘤呈膠樣隆起，菜花狀，基底寬，富有血管。腫瘤可向球結(jié)膜一側(cè)深部發(fā)展，或在角膜面扁平生長(zhǎng)蔓延。少數(shù)向眼內(nèi)蔓延甚至侵犯眼眶組織。亦可沿淋巴管向全身其他部位轉(zhuǎn)移。繼發(fā)感染時(shí)，可有漿液膿性分泌物，淋巴引流區(qū)淋巴結(jié)腫大壓痛。組織病理學(xué)檢查見腫瘤細(xì)胞突破上皮基底膜。
歷史
角膜移植
發(fā)明史
歷史上第一次關(guān)于角膜移植的概念是由Franz Reisinger在1824年提出的。其概念被Astley Cooper、Karl Himly、Gottlieb Mossner、Johannes Dieffenbach及Samuel Bigger進(jìn)一步豐富。首次報(bào)道的關(guān)于角膜移植的試驗(yàn)是在兔眼上進(jìn)行的，后來逐漸在雞及鴿子的模型上進(jìn)行了進(jìn)一步的嘗試，但結(jié)果不盡相同。1840年Michael Marcus首次概括了角膜移植手術(shù)的基本原則，其中包括對(duì)供體及受體角膜組織的處理，要求植床和植片相似的形狀及尺寸，縮短移植手術(shù)時(shí)間、減少操作造成的供體組織損傷以及防止眼內(nèi)容物脫出。同年，F(xiàn)ranz Muhlbauer也首次提出了使用三角形板層植片行前部板層角膜移植術(shù)。
研究史
然而早期的大部分嘗試都以失敗告終，因此在隨后的幾十年內(nèi)對(duì)于角膜移植術(shù)的探索逐漸冷卻下來，研究的熱點(diǎn)轉(zhuǎn)向于人工角膜。到19世紀(jì)晚期Arthur von Hippel進(jìn)一步豐富了板層角膜移植的理論，設(shè)計(jì)的圓形的機(jī)械性環(huán)鉆，再次引起了人們對(duì)角膜移植的關(guān)注。在Dirr和Fox各自報(bào)道了其關(guān)于板層角膜移植術(shù)的研究進(jìn)展后，角膜移植受到了進(jìn)一步關(guān)注。Durr提出了一種由應(yīng)用周邊角膜的帶結(jié)膜瓣的三角形板層植片完成的板層角膜移植術(shù)，而Fox介紹了使用全厚的兔角膜組織行板層角膜移植的手術(shù)嘗試。1878年G.F.Sellerbeck報(bào)道了使用一個(gè)簡(jiǎn)單的手工環(huán)鉆實(shí)施的首例人角膜移植，其中強(qiáng)調(diào)了不帶結(jié)膜瓣的健康供體角膜組織的重要性。
Eduard Zirm在1906年成功完成了首例人角膜移植手術(shù)。值得注意的是他當(dāng)時(shí)手術(shù)的病例在現(xiàn)在看來也是屬于高難度的手術(shù)。患者為生石灰入眼導(dǎo)致雙眼堿燒傷的農(nóng)民，其供體來源于一個(gè)11歲的男孩。供體采用von Hippel設(shè)計(jì)的5毫米的圓形環(huán)鉆取下，術(shù)后6.5個(gè)月植片仍然保持透明。基于這個(gè)過程，Zirm闡述了角膜移植手術(shù)的幾條基本原則，主要包括：來源于人的健康的供體組織、嚴(yán)格的無菌操作技術(shù)、生理鹽水保護(hù)植片避免毒性化學(xué)物質(zhì)的損害、使用重疊縫合技術(shù)固定植片以及嚴(yán)格把握手術(shù)適應(yīng)證。
移植
角膜移植是重要的復(fù)明手段。由于多種因素和多種機(jī)制的共同作用，角膜處在"免疫赦免"的特殊狀態(tài)，使角膜移植成為成功率最高的一種器官移植。然而，當(dāng)角膜出現(xiàn)病變時(shí)，"免疫赦免"狀態(tài)將發(fā)生改變，角膜移植可能出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)。
穿透性角膜移植術(shù)
適應(yīng)證與禁忌證
主要適應(yīng)證：角膜瘢痕；角膜內(nèi)皮細(xì)胞功能失代償；藥物不能控制的角膜嚴(yán)重感染或角膜穿孔；與遺傳有關(guān)的角膜病，如先天性角膜混濁、鞏膜化角膜、角膜營(yíng)養(yǎng)不良等；圓錐角膜完成期；其他如角膜破裂傷、角膜血染、角膜化學(xué)傷、角膜熱燒傷以及因角膜透明度影響到內(nèi)眼復(fù)明手術(shù)時(shí)。
禁忌證：青光眼，眼壓未得到有效控制；重癥干眼，淚液分泌試驗(yàn)＜5毫米/5min者；眼內(nèi)活動(dòng)性炎癥、附屬器化膿性炎癥，如葡萄膜炎、慢性淚囊炎、瞼緣炎等；視網(wǎng)膜和視路功能障礙、弱視、視神經(jīng)萎縮等，術(shù)后難以達(dá)到增視效果的患者；患者全身情況不能耐受眼科手術(shù)；免疫缺陷病（艾滋病)。
板層角膜移植術(shù)
板層角膜移植術(shù)在臨床上是常見角膜手術(shù)，分為全板層角膜移植和部分板層角膜移植術(shù)。該術(shù)式為化膿性角膜炎、圓錐角膜的首選手術(shù)方式。
適應(yīng)證與禁忌證
適應(yīng)證：未累及角膜后彈力層和內(nèi)皮層的感染性角膜病變，如真菌性角膜炎；未累及角膜后彈力層和內(nèi)皮層的角膜變性和瘢痕，如邊緣性角膜變性、角膜基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良；免疫相關(guān)性角膜病，如蠶食性角膜潰瘍；先天性角膜異常，如角膜皮樣瘤。
禁忌證：青光眼，眼壓未得到控制；干眼癥，淚液分泌量＜3毫米/5min；眼球和附屬器活動(dòng)性炎癥，如葡萄膜炎、慢性淚囊炎、瞼緣炎等；視網(wǎng)膜和視路功能障礙、弱視、視神經(jīng)萎縮等，術(shù)后難以達(dá)到增視效果；患者全身情況不能耐受眼科手術(shù)；免疫缺陷病（艾滋病)。
相關(guān)研究
健康角膜中存在T細(xì)胞：2022年5月，一篇發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告》上的研究首次表明，角膜中存在能夠“巡邏”和對(duì)抗病毒感染的記憶T細(xì)胞，顛覆了目前認(rèn)為健康的角膜中沒有T細(xì)胞的觀點(diǎn)。
相關(guān)人物
Arthur von Hippel
Arthur von Hippel（1841年-1916年）是一名德國(guó)眼科醫(yī)生，曾在柯尼斯堡大學(xué)、慕尼黑大學(xué)和柏林洪堡大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)。1864年，他在柏林大學(xué)獲得博士學(xué)位。他在加里寧格勒的眼科診所擔(dān)任助理，并于1868年獲得眼科教授資格。1886年，Von Hippel用兔角膜板層做供體，為角膜板層混濁的女孩做了角膜板層移植手術(shù)，術(shù)后植片透明和裸眼視力脫盲，這是人類歷史上首次成功的異種板層角膜移植手術(shù)，兩年后他完成了人角膜同種異體移植，并獲得透明愈合的持久性成功。他還在眼壓、色盲和近視方面的研究做出了貢獻(xiàn)。
姚玉峰
中國(guó)浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院眼科主任，主任醫(yī)師。他20多年來埋首于眼科角膜移植的研究探索，成功主持了世界上第一例由他獨(dú)創(chuàng)的角膜移植術(shù)，解決了排斥反應(yīng)這個(gè)世紀(jì)難題。他所創(chuàng)造的技術(shù)被國(guó)際眼科界命名為“姚氏法角膜移植術(shù)”，已治療過30萬病人，為近3萬病人重新帶去了光明。
參考資料 >
Arthur von Hippel.Martin-Luther-university halle-wittenberg.2023-08-03
白求恩獎(jiǎng)?wù)隆鲍@得者風(fēng)采.中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì).2023-09-19