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角膜上皮干细胞移植给患者带来光明

时间:2019-04-05 已阅读:

取正常人角膜上皮干细胞,在细胞孵育器中培养34周,植入重度角膜上皮干细胞缺乏症患者的眼内,可为部分重度角膜上皮干细胞缺乏的盲人患者带来光明。

厦门大学眼科研究所组织工程角膜上皮的基础研究和临床应用,荣获2018年厦门市科技奖。本课题是国内首个基于羊膜载体组织工程角膜上皮的临床试验,已应用于治疗重度角膜上皮干细胞缺乏患者,取得了良好的临床效果。

眼睛是灵魂的窗户,角膜是眼睛的窗户。角膜表面的上皮细胞在保持角膜透明方面起着重要作用。我们的人类角膜上皮细胞继续生长和更新,这一更新的来源是角膜上皮干细胞。

在缺乏角膜上皮干细胞的遗传性疾病患者中,许多眼疾会损害角膜上皮干细胞,如化学损伤、热烧伤、严重感染、药物过敏,甚至是持续的角膜上皮缺陷。慢性炎症、角膜溃疡、角膜上皮化和新生血管会导致严重的视力损害甚至失明。

角膜上皮干细胞移植给患者带来光明

据不完全统计,我国角膜上皮干细胞严重缺乏症患者至少有100万人,每年新增病人约10万人,其中大部分为青壮年工人。严重的角膜上皮干细胞缺乏所致的失明不仅严重影响患者的生活质量,而且给家庭和社会带来沉重的负担。

厦门大学眼科教授李炜说,角膜上皮干细胞的作用就像种子,干细胞生活在一个微环境中,就像土壤提供种子营养。对于这类患者,角膜移植本身可能导致手术失败,因为缺乏健康的土壤和不断更新的种子繁殖,导致排斥反应或持续的角膜上皮不愈合。因此,角膜上皮干细胞移植是恢复这类患者的唯一途径。

目前,角膜上皮干细胞移植分为自体干细胞移植和异体干细胞移植。项目组使用一种自行开发的新的羊膜载体来扩增和培养角膜上皮干细胞,该载体生长成类似于正常角膜上皮的上皮移植,然后与羊膜载体一起移植到患者眼球表面。这也提供了健康的种子和土壤。若能成功存活,可恢复正常的角膜微环境,维持种子细胞的长期活力,维持角膜上皮的健康状态。李炜说,这也为随后的角膜移植提供了良好的基础。

组织工程中角膜上皮的构建是一项复杂的系统工程。目前,包括厦门大学眼科研究所在内的世界上只有少数几个团队实施了这项技术。李炜说,组织工程角膜上皮移植的难点是难以在体外维持角膜上皮干细胞,体外扩增效率和质量不高,组织工程角膜上皮的构建没有规范的方法。因此,其临床应用受到限制。

项目团队在973项目等国家级基金的支持下,对组织工程中角膜上皮的构建进行了系统的研究。

据了解,该小组首先从基础研究入手,深入探讨了角膜上皮干细胞调控的分子机制,并系统地提出了一种新的角膜上皮干细胞微环境理论。通过模拟角膜缘微环境,体外培养角膜上皮干细胞。

体外扩增效率和质量差,导致干细胞移植质量差,手术成功率低。李炜说,研究小组发现了一种调节角膜上皮干细胞增殖和分化的新机制。通过加入小分子调节剂,提高了角膜上皮体外扩张的效率。同时,对体外扩增系统进行了全面的改进。构建了多种基于羊膜的新型载体,使组织工程角膜上皮具有良好的组织结构和光学性能。

李炜告诉记者,缺乏标准化的施工方法将导致该厂质量参差不齐,不能工业化大批量生产。为此,研究小组还设计并制造了一种高效的组织工程角膜上皮生物反应器。该培养系统的应用,使角膜上皮干细胞培养操作更加简单,易于规范,有利于培养结果的质量控制。是目前较为理想的角膜上皮干细胞培养系统。

此外,研究小组还改进了组织工程角膜上皮移植的操作,建立了基于组织工程角膜上皮的眼表重建治疗系统,进一步提高了治疗效果。李炜指出,这也是国内唯一在国际上注册的利用自体角膜上皮进行组织工程角膜上皮移植的临床研究,也是国内首次建立了角膜干细胞体外扩增的标准化方法。

目前,该项目已进入临床试验阶段,30多例重度角膜干细胞缺乏患者进行了组织工程化角膜上皮移植。大部分患者已成功康复,取得了良好的治疗效果。该项目的着陆准备工作正在密切进行。