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三位视力严重受损的患者在接受干细胞移植后,视力显著改善,这一效果已持续超过一年。另一位视力严重受损的患者也获得了视力提升,但未能持续。这四位患者是全球首批接受通过重编程干细胞制成的角膜移植来治疗角膜损伤的人。
来自日本大阪大学的研究小组,将这一振奋的研究结果发表在《柳叶刀》杂志上,被《Nature》杂志进行封面报道。
重编程细胞
角膜的最外层由位于虹膜周围黑色环形区域——角膜缘区域的干细胞库维持。当这种重要的再生细胞来源枯竭时——这一状况被称为角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)——疤痕组织会覆盖角膜,最终导致失明。这种情况可能由眼部创伤、自身免疫性疾病或遗传性疾病引起。
目前,LSCD的治疗方法有限,通常涉及移植从患者健康眼睛获得的干细胞培养的角膜细胞,这是一种侵入性操作,且效果不确定。当两只眼睛都受影响时,来自已故捐献者的角膜移植是一个选择,但有时受者的免疫系统会排斥移植的角膜。
发表在柳叶刀上的这项研究,是一项非随机、单组的临床研究,研究在大阪大学医院眼科进行,共涉及4位LSCD患者的4只眼睛。患者包括:一名44岁的女性(患者1),患有原因不明的LSCD;一名66岁的男性(患者2),患有眼部黏膜类天疱疮;一名72岁的男性(患者3),原因不明的LSCD;以及一名39岁的女性(患者4),患有中毒性表皮坏死。
将同种异体人类iPSC衍生的角膜上皮细胞片(iCEPS)移植到患者受损的眼睛中。手术采用两组HLA不匹配的移植手术,患者1和患者2接受低剂量的环孢素治疗,而患者3和患者4则未接受。
主要结局为安全性,主要通过不良事件来评估,并在52周的随访期内以及额外的1年安全监测期内持续监测。次要结局反映疗效。
人类 iCEPS 的制作与移植
来自日本大阪大学的眼科医生西田幸二(Kohji Nishida)及其同事使用了一种替代细胞来源——诱导多能干细胞(iPS细胞)——制作角膜移植物。他们从一位健康捐赠者身上提取血细胞,并将其重编程至类似胚胎的状态,然后将其转化为一层薄薄的、鹅卵石状的角膜上皮细胞片。
在2019年6月至2020年11月期间,团队招募了4位LSCD患者(2名女性和2名男性,年龄在39岁至72岁之间),他们的双眼均受LSCD影响。手术中,团队在一只眼睛上刮除受损角膜表面的疤痕组织,然后将由捐赠者细胞制成的上皮细胞片缝合在上面,并在其上覆盖一层柔软的保护性隐形眼镜。
视力测试
移植两年后,所有接受者均未出现严重副作用。移植物没有形成肿瘤——这是iPS细胞生长的已知风险——且没有显示出明显的免疫排斥迹象,甚至在未使用免疫抑制药物的两位患者身上也是如此。“看到移植物未被排斥是令人宽慰的,”Bharti说道。
不过,他表示需要更多的移植实验才能确定这种干预的安全性。
移植后,所有四位接受者的视力立即改善,角膜受LSCD影响的区域减少。除了其中一位患者在一年观察期内出现轻微的反复,其余患者的改善效果均持续。
治疗后眼裂隙灯显微镜图像
Bharti表示,目前尚不清楚视力改善的确切原因。可能是移植的细胞在受者的角膜中增殖,但视力改善也可能是由于移植前疤痕组织的去除,或者移植触发了受者自体细胞从眼睛其他区域迁移并再生角膜。
这项研究首次描述了将 iPSC 衍生细胞结构移植到患者角膜内或移植到患者角膜上,它代表了未来治疗 LSCD 患者的一种有希望的选择。研究团队计划在三月启动临床试验,以评估该治疗的有效性。Bharti补充说,目前全球范围内有多项基于iPS细胞的眼部疾病治疗试验正在进行中。
“这些成功的案例表明我们正走在正确的方向上。”
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