要點:
隨着醫學技朮的進步，哈佛醫學院和馬薩諸塞州眼耳醫院的研究表明，通過干細胞移植治療角膜損傷，提供了一種新的治療方案，尤其是對傳統方法無效的復雜病例。
近年來，隨着醫學科技的不斷進步，干細胞治療逐漸在多個領域展現出革命性的潛力，尤其是在眼科治療中。眼部疾病，特別是角膜損傷，長期以來困擾着全球眾多患者。傳統的治療方法往往效果有限，為此科學家們一直在努力尋找更有效的治療方案。
近日，由哈佛醫學院和馬薩諸塞州眼耳醫院/Massachusetts Eye and Ear的研究人員與外科醫生共同領導的這項研究，開展了一個小規模的I/II期臨床試驗，對14名患者進行了為期18個月的跟蹤研究。在試驗中，研究人員從患者健康的眼睛中提取干細胞，并將其移植到受損的角膜上，成功地恢復了角膜表面，且大多數患者的視力得到了改善。這項療法不僅能安全恢復嚴重受損的角膜表面，還可能為傳統治療方法無效的眼部損傷提供一種新的治療方案。
干細胞療法為患者帶來新希望
角膜是眼睛的外層透明組織，主要作用包括保護眼球和幫助聚焦光線以形成清晰的視覺。角膜由五個主要層次組成：角膜上皮層、前彈力層、基質層、后彈力層和角膜內皮層。角膜上皮層的損傷是最常見的眼科問題之一，這一層的損傷可能會影響整個角膜的健康和功能。然而，外傷、遺傳性疾病或自身免疫疾病可能導致角膜的干細胞儲備：位於虹膜周圍的緣區/limbal ring的干細胞庫耗竭，進而引發緣干細胞缺乏症/limbal stem-cell deficiency，簡稱LSCD。LSCD會導致疤痕組織覆蓋角膜表面，阻止光線進入眼內，最終導致視力喪失。
現有的LSCD治療方法包括從患者健康眼中提取角膜干細胞進行移植，這種手朮被稱為“角膜移植”。當患者的雙眼均受到損傷時，通常選擇從已故捐獻者那里獲取角膜進行移植，但這些移植常面臨免疫排斥的風險。此外，供體角膜資源相對稀缺，移植手朮后還可能存在朮后感染的風險，給患者的康復帶來了很大的不確定性。
但如果損傷過於廣泛，可能會消耗掉角膜緣上皮細胞，這些細胞是補充角膜表面細胞的干細胞。角膜緣干細胞缺乏症發生時，角膜表面可能永久性受損，傳統的角膜移植無法持久治療，因為沒有干細胞，捐贈的角膜最終會惡化。
多年來，不少的研究團隊一直在努力解決這一難題
去年，日本大阪大學的眼科專家西田幸二/Kohji Nishida及其團隊開創性地利用誘導多能干細胞/iPS進行角膜修復。iPS細胞是一類通過基因重編程從體細胞中獲得的，具有胚胎干細胞特性的細胞。iPS細胞具有自我更新和多向分化潛能，可在體外培養條件下定向分化為特定的細胞類型。研究團隊從健康供體的血液樣本中提取細胞，通過重新編程將其轉化為iPS細胞，并進一步誘導分化為角膜上皮細胞，最終形成了一層薄而透明、呈鵝卵石狀的細胞片材。
這些細胞片材被用於四位LSCD患者的治療中，患者年齡從39歲到72歲不等，包括兩名女性和兩名男性。在2019年6月至2020年11月期間，研究團隊對每位患者進行了手朮，將受損角膜上的疤痕組織刮除，并將供體細胞制成的上皮細胞片材縫合到一只眼睛的角膜上，隨后在其上覆蓋了一片柔軟的保護性隱形眼鏡。手朮過程經過精密規划，以確保細胞片材能夠與患者角膜上的組織順利整合，同時減少排斥和感染的風險。
如今，位於美國馬薩諸塞州眼耳醫院角膜服務副主任烏拉·朱庫納斯/Ula Jurkunas和她的團隊取得了重要進展。他們開發了一種技朮，可以安全地從未受損的健康角膜中收集并培養干細胞，這些細胞被稱為培養的自體角膜緣上皮細胞/CALEC，被制成細胞組織移植物并移植到受損的角膜上。
而整個操作過程也十分簡單：從患者未受損的眼睛中取出干細胞，在實驗室里培養几周，讓它們壯大成一支“修復大軍”，然后通過手朮移植到受傷的眼睛上。想象一下，這就像從健康的土壤中挖出一株幼苗，精心培育后移植到荒蕪的土地上。
目前，這項手朮仍處於試驗階段，尚未在馬薩諸塞州眼耳醫院或其他美國醫院提供，且在向聯邦政府申請批准之前，還需要進行更多的研究。
試驗結果取得90%以上成功率
研究顯示，在手朮后3個月的跟蹤中，50%的患者角膜完全恢復。而在12個月和18個月的跟蹤中，完全恢復的患者比例分別上升至79%和77%。另外，兩位患者在12個月和18個月時實現了部分恢復，整體成功率在12個月和18個月時分別為93%和92%。三名患者接受了第二次移植，其中一人在最后的隨訪中達到了完全恢復的標准。關於手朮對視力的影響的進一步分析顯示，14名患者的視力均有所改善。
“我們的初步試驗表明，CALEC移植既安全又可行，”朱庫納斯表示。“現在，我們的新數據表明，CALEC在修復角膜表面方面的效果超過90%，這一發現對那些傳統治療無法治愈的角膜損傷患者具有重要意義。”角膜是眼睛最外層的透明膜，其外緣包含丰富的健康干細胞，稱為角膜緣上皮細胞，負責保持眼睛表面的光滑。
此項試驗由美國國家衛生研究院下屬的國家眼科研究所資助，是美國首個眼科干細胞療法的臨床研究。CALEC顯示出較高的安全性，捐贈者和接受者的眼睛未發生嚴重事件。
朱庫納斯表示，“雖然我們很自豪能夠將這種新治療方法從實驗室推向臨床試驗，但我們的最終目標是讓全國范圍內的患者都能受益於這種有效的治療。”研究人員指出，這一成果值得進一步驗證，以便為FDA批准做好准備。未來的CALEC研究應包括更多患者和多中心的研究，釆用更長時間的跟蹤和隨機對照設計。
這項新療法不僅為角膜損傷患者帶來了新的希望，也為眼科醫學領域開辟了一個全新的治療方向。該試驗是美國國立衛生研究院下屬的國家眼科研究所資助的首個人體幹細胞療法研究，也是美國首個眼部幹細胞療法。
隨着科學技朮的不斷發展，干細胞療法逐漸從實驗室研究走向臨床應用，帶來的不僅是治療方式的創新，也為患者提供了更為多樣化的選擇。隨着更多臨床試驗的推進，預計這種療法會在全球范圍內得到更廣泛的應用，進一步改變眼科治療的格局。
