干細(xì)胞療法為恢復(fù)眼部視力再添新證！一般情況下，角膜損傷的失明患者可以通過(guò)移植復(fù)明。然而經(jīng)歷特殊損傷的患者因其角膜干細(xì)胞缺失無(wú)法進(jìn)行傳統(tǒng)的角膜移植術(shù)，亟需一種更安全有效的新技術(shù)。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員通過(guò)角膜上皮干細(xì)胞移植1期臨床試驗(yàn)，可4周恢復(fù)視力，實(shí)現(xiàn)LSCD患者治療新突破。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《Science Advances》（影響因子：14.957）期刊。干細(xì)胞療法有望為更多眼疾患者帶去光明和希望。

眼睛，是捕捉世間萬(wàn)物的“相機(jī)”，角膜作為眼睛最前面的透明部分，就是這臺(tái)相機(jī)的“鏡頭”。鏡頭是決定相機(jī)品質(zhì)的關(guān)鍵因素，角膜之于眼睛的重要性不言自明！

角膜病是第二大致盲眼病，我國(guó)約有400萬(wàn)角膜病盲人患者。這些患者的大部分可以通過(guò)安全、有效的角膜移植術(shù)重獲視力。

但是，由于可用的角膜數(shù)量有限，與龐大的患者群體不匹配；另外由于化學(xué)燒傷等特殊損傷的患者，其角膜干細(xì)胞缺失，無(wú)法用傳統(tǒng)的角膜移植療法。因此，亟需尋求新的突破方案，為身處黑暗中的患者更多光明的希望，干細(xì)胞療法就是一種行之有效的創(chuàng)新手段。

為解決上述問(wèn)題，哈佛大學(xué)的研究人員研發(fā)了新方法——在體外通過(guò)人羊膜來(lái)源干細(xì)胞來(lái)培養(yǎng)角膜上皮細(xì)胞（CALEC）。經(jīng)過(guò)I期臨床試驗(yàn)，4名患者的視力得到恢復(fù)。該研究的成功有望為角膜疾病患者的治療提供新的手段，為更多眼疾患者帶去“光明”和希望。

01

4周恢復(fù)視力水平

CALEC療法安全有效

和一般的角膜移植手術(shù)不同，經(jīng)歷過(guò)化學(xué)燒傷或其他損傷的眼睛可能出現(xiàn)角膜干細(xì)胞缺乏癥（limbal stem cell deficiency，LSCD），這是角膜周?chē)M織細(xì)胞的不可逆損傷，表現(xiàn)為角膜新生血管和結(jié)膜化。常見(jiàn)癥狀包括持續(xù)性的角膜上皮缺損、炎癥和角膜疤痕，嚴(yán)重者可造成視力障礙甚至失明，極大影響了患者的生活質(zhì)量。

為此，來(lái)自美國(guó)哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院丹娜法伯癌癥研究院的Ula Jurkunas博士及其研究團(tuán)隊(duì)使用創(chuàng)新制造工藝，實(shí)現(xiàn)了無(wú)異生素、無(wú)血清和無(wú)抗生素培養(yǎng)角膜上皮細(xì)胞(Cultivated autologous limbal epithelial cell，CALEC)，用于LSC分離和擴(kuò)增到人羊膜上，并在良好的生產(chǎn)規(guī)范設(shè)施中進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，成功避免了此前角膜移植療法存在的弊端。

△ 哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Ula Jurkunas博士（左一）及其研究團(tuán)隊(duì)成功研制出創(chuàng)新的CALEC療法，為治愈更多眼疾患者帶來(lái)希望。

研究人員首先采集了角膜緣樣品用于制備單細(xì)胞懸液，將其鋪于6孔板匯中后經(jīng)過(guò)9.1±2.5天的培養(yǎng)形成P0單層細(xì)胞，隨后收集細(xì)胞將至接種到去上皮化的羊膜移植物上，經(jīng)過(guò)6.7±1.4天培養(yǎng)后轉(zhuǎn)移至羊膜上進(jìn)行培養(yǎng)形成P1細(xì)胞。培養(yǎng)過(guò)程中通過(guò)乳酸脫氫酶(LDH)檢測(cè)和顯微鏡來(lái)確定P1細(xì)胞的數(shù)量和形態(tài)。

同時(shí)，在P0細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程中， 研究人員使用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)了P0細(xì)胞高表達(dá)（約95%）上皮標(biāo)志物（CD49F 和 CD340）；低表達(dá)（約3.9%）白細(xì)胞/內(nèi)皮標(biāo)志物（CD45/CD31）；及間充質(zhì)干細(xì)胞標(biāo)記物CD13。這些標(biāo)志物表明P0細(xì)胞具有上皮細(xì)胞表型。

△ 角膜上皮干細(xì)胞的離體培養(yǎng)和培養(yǎng)細(xì)胞的表征

進(jìn)一步地，研究人員還使用集落形成效率(CFE)?評(píng)估了LSC的干性。并通過(guò)檢測(cè)胞內(nèi)iATP發(fā)現(xiàn)LSC的增殖存在劑量依賴(lài)性。通過(guò)使用免疫熒光對(duì)p63、p63α、C/EBPδ和Krt12等標(biāo)志物進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果表明在P0至P1等不同階段都可以檢測(cè)到干性標(biāo)志物的表達(dá)。

△ 干細(xì)胞標(biāo)志物p63，p63α，C / EBPδ和分化角膜上皮細(xì)胞Krt12的標(biāo)志物在CALEC構(gòu)建體中的表達(dá)

為了保持高水平的細(xì)胞活力（細(xì)胞死亡率低于72%），以保證移植手術(shù)的順利進(jìn)行，研究人員還進(jìn)一步探究了從實(shí)驗(yàn)室到手術(shù)室的最佳儲(chǔ)存運(yùn)輸條件。

在完成了前期臨床前開(kāi)發(fā)過(guò)程后，研究人員在5名（編者注：在入組的5名患者中，4名接受了CALEC移植。）患者身上進(jìn)行了I期臨床試驗(yàn)，以檢測(cè) CALEC 移植物用于單側(cè)角膜干細(xì)胞缺乏癥的安全性和可行性和初步療效（IND #16102；NCT02592330）。

在I期臨床測(cè)試中，對(duì)于所有接受活檢的受試者，供體眼睛均痊愈，沒(méi)有并發(fā)癥，視力在 4 周內(nèi)恢復(fù)到基線水平，均未發(fā)生重大安全事件。

隨訪一年后，患者角膜表面愈合,其中兩名患者可以接受角膜移植，兩名患者在沒(méi)有更多治療的情況下視力有所改善。

△CALEC移植物的制造和移植的整個(gè)過(guò)程總結(jié)。在波士頓Mass Eye and Ear醫(yī)院進(jìn)行1小時(shí)（平均~3.1毫米乘2.5毫米）的供體眼活檢，并轉(zhuǎn)移到cGMP實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行生產(chǎn)。

總體而言，盡管此前已有用角膜上皮細(xì)胞來(lái)治療LSCD的技術(shù)，但科學(xué)家憑借永無(wú)止境的探索與創(chuàng)新精神，在過(guò)往研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了使用無(wú)異生素、無(wú)血清和無(wú)抗生素的制造方法，首次進(jìn)行 CALEC 人體試驗(yàn)，從而在高度審查的臨床試驗(yàn)中成功移植產(chǎn)生的角膜上皮干細(xì)胞。

△來(lái)自哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的主任醫(yī)生Ula Jurkunas博士在波士頓Mass Eye and Ear醫(yī)院為其中一位LSCD患者進(jìn)行角膜移植治療。

I期臨床試驗(yàn)接受干細(xì)胞移植的4名患者在接種12個(gè)月后獲得了穩(wěn)定的眼表面功能，一定程度上表明了該方法的安全性、有效性、可行性。

“我們希望通過(guò)進(jìn)一步的研究，CALEC有一天能夠填補(bǔ)因化學(xué)燒傷和損傷患者無(wú)法接受人工角膜移植的治療空白?！盝urkunas博士表示，如果能夠?qū)⑦@種療法標(biāo)準(zhǔn)化，將有望幫助全世界具有此類(lèi)治療需求的患者。

未來(lái)，研究人員將在前述研究基礎(chǔ)上進(jìn)行更加嚴(yán)格和長(zhǎng)時(shí)間的療效和安全性評(píng)估，為未來(lái)的致盲性角膜疾病的治療提供高潛力的創(chuàng)新方向。這項(xiàng)研究的成功也將極大推動(dòng)干細(xì)胞療法的發(fā)展，有望為更多眼疾患者，尤其是角膜問(wèn)題產(chǎn)生的眼部疾病患者提供新的治療手段和復(fù)明希望。

02

干細(xì)胞療法

為致盲性眼疾患者帶來(lái)光明

再生醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，為“眼睛再生”提供了可能。干細(xì)胞成為力挽眼部疾病（如干眼癥、青光眼、年齡相關(guān)性黃斑變性、視力下降、角膜損傷、失明等）的“利器”。隨著干細(xì)胞技術(shù)的不斷進(jìn)步，已經(jīng)有越來(lái)越多的醫(yī)學(xué)研究證明干細(xì)胞療法發(fā)揮關(guān)鍵作用。

1，干細(xì)胞衍生的感光細(xì)胞引入視網(wǎng)膜可恢復(fù)視力

視網(wǎng)膜具有感光作用，是眼睛“相機(jī)”里面的感光“底片”，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)成像。

2022年，賓夕法尼亞大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在《Stem Cell Reports》上發(fā)表了一項(xiàng)新研究，他們成功地將干細(xì)胞衍生的感光細(xì)胞引入到犬類(lèi)的視網(wǎng)膜中，非但沒(méi)有產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)，由干細(xì)胞衍生的人類(lèi)感光細(xì)胞還分化為極強(qiáng)的與二級(jí)神經(jīng)元建立聯(lián)系的突觸結(jié)構(gòu)，這標(biāo)志著基于細(xì)胞的治療取得了重大進(jìn)展。

△ 全身免疫抑制促進(jìn)犬視網(wǎng)膜下植入的人ESC衍生感光前體的存活和整合

2，干細(xì)胞治療年齡相關(guān)性黃斑變性

年齡相關(guān)性黃斑變性（AMD），是與年齡相關(guān)的退行性疾病，一直是全球老人失明的主要原因。

2022年，來(lái)自瑞典卡羅琳學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們?cè)噲D利用干細(xì)胞來(lái)治療AMD。他們通過(guò)scRNA-seq分析，證實(shí)干細(xì)胞確實(shí)能衍生為純正的視網(wǎng)膜色素上皮（RPE）細(xì)胞群，這些衍生細(xì)胞在被植入動(dòng)物模型視網(wǎng)膜后，甚至能夠繼續(xù)成熟并減緩AMD的過(guò)程，有望安全有效地治療AMD。

△正常眼底（左）與黃斑變性眼底（右）

3，iPSC基因重編程實(shí)現(xiàn)視神經(jīng)“返老還童”

干細(xì)胞技術(shù)在“抗衰”領(lǐng)域的成果還體現(xiàn)在恢復(fù)視力方面。

2020年，哈佛醫(yī)學(xué)院David Sinclair團(tuán)隊(duì)利用三種基因讓視網(wǎng)膜的神經(jīng)細(xì)胞實(shí)現(xiàn)“返老還童”，重新獲得修復(fù)損傷和再生的能力。因青光眼或自然衰老而視力減退的小鼠，重新了獲得年輕時(shí)的正常視力。

該研究還因其重要性和突出成果，榮登當(dāng)月《Nature》雜志封面。

4，大阪大學(xué)首創(chuàng)iPSC角膜移植術(shù)成功讓患者恢復(fù)視力

眼睛因其獨(dú)特性和獨(dú)立性，一直是干細(xì)胞研究的重要領(lǐng)域。而角膜移植，與其他大型器官不同，天然擁有“特權(quán)”。

2019年3月，日本大阪大學(xué)日本批準(zhǔn)全球首個(gè)使用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）培養(yǎng)角膜移植給患者的臨床試驗(yàn)。隨后傳來(lái)好消息，全球首例將使用iPSC培養(yǎng)出的角膜組織移植到人體的手術(shù)成功，《Nature》對(duì)此進(jìn)行了報(bào)道。

△ 全球首例成功將使用iPS細(xì)胞培養(yǎng)出的角膜組織移植到人體的手術(shù)

2022年4月，大阪大學(xué)為了證實(shí)異體iPSC角膜組織的有效性與安全性，研究者給另外3位患有“角膜上皮干細(xì)胞衰竭癥”的患者進(jìn)行了移植。

在長(zhǎng)期跟蹤隨訪后，除了1位因患有白內(nèi)障難以評(píng)估之外，其余患者癥狀均獲得改善，一位患者的視力甚至從0.15恢復(fù)至0.7，與常人無(wú)異。

利用iPSC技術(shù)強(qiáng)大的再生能力，人類(lèi)或?qū)⒃谘鄄考膊≈惺┱垢蟆巴Α保懈嘈炉煼鎸?duì)外來(lái)?yè)p傷和退行性病變。干細(xì)胞技術(shù)的不斷進(jìn)步，不僅展示了再生醫(yī)學(xué)的魅力，為治愈更多疾病，而且為保護(hù)人類(lèi)健康提供強(qiáng)勁的醫(yī)學(xué)動(dòng)力。人類(lèi)社會(huì)正在進(jìn)入細(xì)胞療法的新紀(jì)元！