[科普中国]-羊膜

羊膜为单层上皮细胞互相连接构成的薄膜。单层上皮细胞具有分泌羊水的作用。随着胚胎的生长发育，羊膜与绒毛密切紧贴，形成胎膜。胎膜随着羊膜腔逐渐扩大而呈半透明的薄膜，无血管，富有韧性(胎膜也就是羊膜腔的囊壁)。羊膜腔内充满的液体为羊水。羊膜仅覆盖在胎盘的儿体面，并不深入胎盘组织中，随着妊娠的进展羊膜腔逐渐扩大，占据整个子宫腔，羊膜是胎膜最内一层，是一层半透明的薄膜，与覆盖在胎盘、脐带的羊膜层相连接。1

生物特性羊膜是胎盘的最内层，与人眼结膜组织结构相似，含有眼表上皮细胞，包括结膜细胞和角膜上皮细胞生长所需要的物质，其光滑，无血管、神经及淋巴，具有一定的弹性，厚约0.02~0.5mm，在电镜下，其分为五层：上皮层、基底膜、致密层、纤维母细胞层和海绵层，羊膜基底膜和基质层含有大量不同的胶元，主要为i、iii、iv、v、vii型胶原和纤维粘连蛋白、层粘连蛋白等成份，正是这些成份使羊膜可以充当“移植的基底膜”而发挥一种新的健康合适的基质作用来促进上皮化tseng认为人羊膜具有的这层较厚的基底膜及无血管的基质是决定移植成功的关键。

动物实验和临床观察显示：羊膜基底膜可促进结膜干细胞分化为结膜上皮细胞、促进结膜上皮向角膜上皮转化，促进角膜缘干细胞增殖及提供一个有助于其生长的微环境，促进角膜上皮细胞移行、促进角膜基质胶元纤维增生、抑制结膜下纤维组织增生、抑制新生血管增生，具有抗炎、抗菌等功能。boudreau等发现羊膜基底膜能阻止上皮细胞凋亡，促进上皮细胞的分化及增殖。羊膜尤其新鲜羊膜能产生一些生长因子如：碱性成纤维细胞生长因子（bfgf）、肝细胞生长因子（hgf）和转化生长因子-β（tgf-β）等，这些因子能促进上皮化发生，有利于上皮细胞的分化、移行和增强上皮细胞的粘附性。羊膜产生的gb4、gb9、gb11三种单克隆抗体，有助上皮细胞的增殖、移行和分化，有利于创面迅速上皮化。

羊膜可阻止白细胞浸润，抑制多种蛋白酶如：胰蛋白酶、纤维蛋白酶、组织蛋白酶g、胶原蛋白酶等的活性，通过抑制相应的蛋白酶，从而减轻炎症程度、缩短炎症持续时间及抑制新生血管形成；羊膜还含有丰富的溶解酶、裂解体和补体，可以抑制炎症反应和抑制实质溶解。研究显示：羊膜的基质层一侧含有独特的间质成份能抑制转化生长因子β信号增生和抑制正常人类角膜、角膜缘纤维母细胞的肌纤维母细胞的增殖及分化为纤维细胞，因而羊膜具有抑制纤维化，减轻瘢痕形成的功能。akle等于1981年，andinolfi等于1982年分别报道了人羊膜上皮细胞表面不表达hla－a、b、c、dr 抗原或β2微球蛋白。houlihan等于1995年研究报道人羊膜表达ib抗原、限制ia抗原，这些免疫学上的特点论证了羊膜无免疫原性。综上所述，羊膜的生物学特点，可见羊膜可作为一种新型、可靠的供体材料而应用于眼科临床。

制作保存羊膜的制备取产前血清学检查排除乙型肝炎病毒（hbv）、丙型肝炎病毒（hcv）、梅毒及艾滋病病毒（hiv）感染的孕妇剖腹产后即获得的胎盘，无菌操作下，冲洗胎盘上的血迹及污物，在羊膜与绒毛膜之间钝性分离，获得光滑、半透明的羊膜后用含50ug/ml 青霉素，50ug/ml链霉素，2.5ug/ml二性霉素及100ug/ml新霉素的平衡盐溶液浸泡20分钟，取出后上皮面朝上，平铺于含0.45um微孔的硝酸纤维素滤纸上，并剪成3cm×4cm大小，卷成筒状并用丝线绑紧。

羊膜的保存保存方法有多种，常见的有以下几种：

1）新鲜羊膜：取下并处理好的羊膜置于dmem培养基中，4℃冰箱保存，24小时内使用。

2）深低温冷冻羊膜：取下并处理好羊膜分装于按无水甘油与dmem原液1：1体积比的混合储存液内，放置于-80℃低温冰箱内保存，2周后使用。

3）甘油保存羊膜：取下并处理好的羊膜放入100%纯甘油瓶中，4℃冰箱保存，24小时后，无菌操作下，再移至另一个100%纯甘油瓶中，继续4℃冰箱保存。

4）冻干羊膜：这种羊膜经r射线消毒，能在室温下保存2年。此材料比较脆、韧性差、易撕裂，手术时可把植片直接贴在植床上而不用缝线固定。使用时，用无菌生理盐水冲洗羊膜，再放入1：2000u庆大霉素溶液中，复水20～30分钟后使用。

临床应用眼表疾病的化学烧伤、热烧伤引起的眼表疾病严重的眼表烧伤在急性期往往会导致角膜和结膜坏死、融解，甚至角膜穿孔，治疗的策略主要是去除坏死的组织，促进眼表上皮化，减轻炎症和阻止结、角膜的融解等，药物和传统的单纯手术切除效果往往不理想；陈旧性眼表烧伤者，其角膜表面坏死，血管新生，睑球粘连，组织瘢痕化，传统的角膜移植术常因发生严重的排斥反应而致手术失败。近几年来，国外anderson、国内周世有、陈俊洪等利用羊膜具有促进上皮粘附生长及增殖，减轻炎症，抑制新生血管形成，减少瘢痕增生，抗粘连等特性而把其应用于严重急性期或陈旧性眼表烧伤的治疗中去，获得了很好的临床效果。羊膜移植于缺损的眼表，提供一个含基底和基质成份的胶质支架，使增殖的上皮细胞可在其上扩展及移行；羊膜产生的gb4、gb9、gb11等单克隆抗体，有助上皮细胞的增殖、移行和分化，有助于角膜上皮缺损的修复；并且，羊膜有助于角膜缘干细胞的增殖并提供一个适合其生长的微环境，因此，羊膜移植可以促进正常结膜、角膜上皮化，达到真正结膜及角膜眼表的重建。

感染性及非感染性角膜溃疡的治疗方法有多种，如有：药物、软性接触镜、结膜瓣遮盖术和角膜移植术等。前三种方法疗效不肯定，常致视力丧失；后一种效果相对较好，但移植材料来源困难，且术后出现排斥反应、继发性青光眼等并发症的机率大而令其难以广泛开展。近几年来，国外lee等、kruse等、国内丁亚莉、吴护平等分别报道了利用羊膜移植治疗不同病因的角膜溃疡，取得了理想的临床效果，国内王宇宏报道应用羊膜移植治疗24例真菌性角膜溃疡，均获得成功。羊膜可产生多种生长因子如：bfgf、hgf、tgf-β等，它们有利于上皮细胞的分化、移行，可增强上皮细胞的粘附性和调节结膜上皮细胞转化为角膜型上皮细胞，并可作为支架组织代替部分角膜组织，补充角膜基质内被破坏的胶原，为上皮生长提供基底膜；羊膜可抑制多种蛋白酶及多种白细胞溶解酶的活性，促进成纤维细胞的再生及胶原组织的再构造，从而可以清除角膜坏死组织、促进组织的愈合和阻止角膜溶解。可见，羊膜移植治疗角膜溃疡，可以有效控制炎症，促进溃疡愈合，重建眼表结构，是一种行之有效的方法。

大泡性角膜病变的起因是角膜内皮功能失代偿，导致基质水肿，乃至上皮出现大泡。治疗方法有药物、软性接触镜、角膜移植、角膜层间灼烙术等，但疗效不是不理想，就是难以普及。近年来，随着羊膜在眼科领域的逐渐开展，它也被用来治疗大泡性角膜病变并取得了可喜的临床疗效。羊膜具有一层人体最厚的基底膜，富含iv、v型等胶原和层粘连蛋白，可作为一个“底物”供正常健康的上皮细胞在其上分化、移行；且具有活跃物质转运功能，允许一些小分子物质如氯化钠等通过，这样可以确保移植之羊膜和病损的组织易于进行物质和能量交换；再者，羊膜可产生多种生长因子，从而促进上皮细胞的分化、移行，增强基底上皮细胞的粘附，阻止上皮细胞的凋亡；而且羊膜具有抑制纤维化、减轻瘢痕、抑制新生血管及降低炎症的功能。因而用羊膜来治疗大泡性角膜病变能够提供一个理想的基底膜促进角膜上皮修复，重建一个相对健康的眼表组织结构。

原发性或复发性翼状胬是眼科常见疾病，治疗以手术切除为主，而单纯的手术切除复发率较高，一般为30%～50%，甚至高达69%。不少眼科医生在翼状胬肉切除手术中联合丝裂霉素或联合结膜移植、角膜缘干细胞移植等，这些复合的术式虽可降低复发率，但由于丝裂霉素会对正常的结膜、角膜、巩膜组织，甚至晶体、视神经、视网膜都有可能带来毒性作用；联合异体结膜移植或角膜缘干细胞移植由于异体移植材料来源狭窄而令手术难以开展，且术后可能出现排斥反应，而自体的结膜、角膜缘干细胞移植可能造成局部组织缺损、瘢痕形成等，会影响未来手术如白内障、青光眼手术的操作。近年来，羊膜作为一种新型的生物材料，不少眼科医生把它应用到原发性或复发性翼状胬肉切除术中，取得了令人满意的效果，因为羊膜基质中含有的多种蛋白酶抑制剂，不但能抑制胬肉纤维细胞的分化，并能促进角膜缘干细胞的增殖、分化，有利于角膜上皮细胞的生长、移行和防止其调亡，且羊膜具有抗纤维化和抗新生血管形成等功能。因此翼状胬肉切除联合羊膜移植术，可促进角膜上皮创面的修复，降低术后复发率，且羊膜覆盖于裸露的巩膜创面上，可降低术后炎症反应，减轻病人痛苦。

其他结膜疾病某些眼部或全身系统性疾病所致的结膜囊狭窄，stevens～johson综合征引起的睑球粘连，大面积结膜肿瘤，义眼座暴露等疾病的治疗对眼科医生来说是一个棘手的问题，这些疾病病变范围往往较大，病损组织往往亦较多，因此手术切除的区域相对较大，修复的难度亦相对较高。既往应用自体结膜、唇粘膜、鼻粘膜，甚至阴道粘膜来进行修复，但由于材料来源困难而影响手术的开展。国内卢蓉等人根据保存羊膜的基底膜利于上皮细胞分化、移行，能加强上皮细胞的粘附，阻止上皮细胞凋亡，可抑制纤维血管组织形成，消炎、抗菌、止痛等生物学特性而把保存羊膜应用于结膜重建术中并取得了令人鼓舞的效果，羊膜植于眼表后可作为一种桥梁，促进周边正常结膜上皮细胞在其上移行，最终达到修复结膜病损的目的。

青光眼是眼科一种常见的、复杂的、致盲率很高的疾病，目前，手术是治疗该病的一种重要手段，其中小梁切除术和非穿透小梁切除术是治疗闭角型青光眼和开角型青光眼的两种主要滤过术式。青光眼滤过术的成功与否要看周围外滤通道及手术区有无被增生的纤维组织堵塞，也就是滤过通道及滤过泡有无被瘢痕化。目前，在小梁切除手术中，很多术者用5-氟尿嘧啶或丝裂霉素等抗代谢药物来抗瘢痕的形成，但这会导致角膜毒性反应、结膜伤口渗漏、持续性低眼压、滤过泡苍白等不良作用；非穿透性小梁切除术是近年来发展起来的一种新的抗青光眼手术，术中联合应用sk－gel或胶原等生物胶，可使手术效果更好，但由于这些生物胶来源有限、价格昂贵而令此术式难以普及。羊膜基质中含有抑制tgf－β信号传递和抑制成纤维细胞增殖、分化为纤维细胞的成份，从而减少滤过通道及滤过泡的瘢痕增生；羊膜中含有多种蛋白酶抑制剂如：α1－抗胰蛋白酶、α2－巨球蛋白、α2－纤维蛋白溶解抑制剂等可以阻止己分离或破损组织表面的粘连，有利于滤过通道的通畅和滤过泡的形成、维持，再者，羊膜基质自身为一层胶原结构，可以隔开巩膜瓣和巩膜床创面，阻止创面的纤维组织粘连和增生，同时羊膜还具有清除炎症细胞，减轻炎症反应和降低血管化等特性。国内翼建平，杨静等眼科医生利用羊膜这些特性而把羊膜应用于小梁切除和非穿透小梁切除术中去，取得很好的临床效果。用羊膜代替抗代谢药物，可减少眼部的不良作用，用羊膜代替生物胶，使手术成本下降，令其更易广泛开展。

优点缺点角膜缘缺损较大患者单纯行羊膜移植术效果不佳，需再联合角膜缘干细胞移植术，才能更好地重建角膜表面结构，眼科临床医生必须认识到这点，否则就有可能令手术以失败告终；保存羊膜移植需要受体眼有一定量的健康球结膜组织，否则羊膜得不到足够的营养和支持，移植片会过早降解而令手术失败，此点，令羊膜在大面积的眼表疾病应用时后果欠佳；羊膜移植重建急性期眼表烧伤的手术时机还有待临床的进一步观察；冻干羊膜哪一面贴于眼表，才能取得更好的疗效，还需临床进一步验证。

但不论怎样，羊膜作为一种新型的生物材料应用于眼科，尤其眼表疾病，取得了神奇的效果，而且它来源广泛，价格低廉，取材和保存简便，手术操作简单而且几乎不发生免疫排斥反应，十分适宜在基层医院开展。需要强调一点是手术应在显微镜下操作，这样既能干净清除病变组织，又能有效减轻手术创伤。羊膜是否还含有其他不为人所知的细胞因子，已经检测出的几种生长因子的确切机制尚未十分明了；新鲜羊膜中的各种活性成份是否会对内眼手术有影响；羊膜移植术进行眼表重建具有的抑制基质细胞增生及抑制新生血管形成的机制有待进一步研究，这些还需要眼科基础研究人员及眼科临床医生的不懈探索。相信，伴随着其他相关学科的发展，在广大眼科工作者的共同努力下，羊膜将会有更多的神奇功能应用于眼科临床。

本词条内容贡献者为:

刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院