從健康眼睛里取一點(diǎn)正常的角膜上皮干細(xì)胞，在細(xì)胞培養(yǎng)箱里培養(yǎng)3—4周時(shí)間，然后再植入患者眼中，就有可能為一些嚴(yán)重角膜上皮干細(xì)胞缺乏的失明患者帶來(lái)光明。

日前，這項(xiàng)來(lái)自廈門大學(xué)眼科研究所的“組織工程角膜上皮的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用”項(xiàng)目，摘得了2018年度廈門市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的“桂冠”。該項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)首次注冊(cè)基于羊膜載體組織工程角膜上皮的臨床實(shí)驗(yàn)，并應(yīng)用于嚴(yán)重角膜上皮干細(xì)胞缺乏患者的治療，獲得了良好的臨床效果。

供給“種子”與“土壤”，恢復(fù)角膜微環(huán)境

眼睛是心靈的窗戶，而角膜則可以稱得上是眼睛的窗戶。角膜之所以維持透明，它表面的上皮細(xì)胞功不可沒(méi)。我們?nèi)祟惖慕悄ど掀ぜ?xì)胞不斷生長(zhǎng)，不斷更新，而維持這種更新的源泉就是角膜上皮干細(xì)胞。

很多眼科疾病都可以破壞角膜上皮干細(xì)胞，比如化學(xué)傷、熱燒傷、嚴(yán)重的感染、藥物過(guò)敏，甚至一些遺傳性疾病。角膜上皮干細(xì)胞缺乏的患者可發(fā)生持續(xù)性角膜上皮缺損、慢性炎癥、角膜潰瘍、角膜上皮結(jié)膜化和新生血管侵入，造成患者嚴(yán)重視力障礙甚至失明。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)至少有100余萬(wàn)嚴(yán)重角膜上皮干細(xì)胞缺乏患者，而且每年新增患者約10萬(wàn)人，其中絕大部分為青壯年勞動(dòng)者。嚴(yán)重角膜上皮干細(xì)胞缺乏導(dǎo)致的失明，不但嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量，更給家庭和社會(huì)帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。

廈門大學(xué)眼科研究所李煒教授介紹，角膜上皮干細(xì)胞就像“種子”，而干細(xì)胞所處的微環(huán)境就像提供“種子”營(yíng)養(yǎng)的“土壤”。對(duì)于這一類患者，若單純的進(jìn)行角膜移植，則可能因?yàn)槿狈】档?ldquo;土壤”和持續(xù)繁衍更新的“種子”，最終會(huì)發(fā)生排斥反應(yīng)或角膜上皮持續(xù)不愈合而導(dǎo)致手術(shù)失敗。因此，角膜上皮干細(xì)胞移植是這一類患者復(fù)明的必由之路。

目前，角膜上皮干細(xì)胞移植分為自體和異體干細(xì)胞移植。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的新型羊膜載體擴(kuò)增培養(yǎng)角膜上皮干細(xì)胞，長(zhǎng)成與正常角膜上皮類似的上皮植片，然后將植片連同羊膜載體一起移植進(jìn)入患者眼球表面。“這就同時(shí)提供了健康的‘種子’和‘土壤’，若兩者成功存活，就可以恢復(fù)角膜正常的微環(huán)境，保持‘種子’細(xì)胞長(zhǎng)久的活性，維持角膜上皮的健康狀態(tài)，也為后續(xù)角膜移植提供了良好的基礎(chǔ)。”李煒說(shuō)。

“組織工程角膜上皮的構(gòu)建是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，目前世界上只有包括廈門大學(xué)眼科研究所在內(nèi)的少數(shù)幾個(gè)團(tuán)隊(duì)開展這項(xiàng)技術(shù)。”李煒表示，組織工程角膜上皮移植的難點(diǎn)在于角膜上皮干細(xì)胞在體外狀態(tài)維持困難，體外擴(kuò)增效率和質(zhì)量不高，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的組織工程角膜上皮構(gòu)建方法，因此使其臨床推廣應(yīng)用受到了限制。

進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)，大規(guī)模應(yīng)用指日可待

在973計(jì)劃項(xiàng)目等國(guó)家級(jí)基金資助下，該項(xiàng)目組歷時(shí)10余年，針對(duì)組織工程角膜上皮構(gòu)建技術(shù)開展了系統(tǒng)的研究。

據(jù)了解，該團(tuán)隊(duì)首先從基礎(chǔ)研究入手，深入探討角膜上皮干細(xì)胞調(diào)控的分子機(jī)制，系統(tǒng)提出了角膜上皮干細(xì)胞微環(huán)境的新理論，模擬體內(nèi)角膜緣微環(huán)境進(jìn)行體外角膜上皮干細(xì)胞的擴(kuò)增培養(yǎng)。

“體外擴(kuò)增效率和質(zhì)量不高將導(dǎo)致干細(xì)胞植片質(zhì)量差，手術(shù)成功率低。”李煒說(shuō)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了調(diào)控角膜上皮干細(xì)胞增殖與分化的新機(jī)制，通過(guò)加入小分子調(diào)節(jié)劑提高了角膜上皮體外擴(kuò)增的效率，同時(shí)，對(duì)體外擴(kuò)增的體系進(jìn)行了全面改進(jìn)，構(gòu)建了多種基于羊膜的新載體，使得構(gòu)建的組織工程角膜上皮具有更好的組織結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能。

李煒告訴記者，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)建方法將導(dǎo)致植片質(zhì)量參差不齊，無(wú)法產(chǎn)業(yè)化大量生產(chǎn)。為此，研究團(tuán)隊(duì)還自主設(shè)計(jì)制造了高效的組織工程角膜上皮生物反應(yīng)器，該培養(yǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用使角膜上皮干細(xì)胞培養(yǎng)的操作更加簡(jiǎn)單，容易標(biāo)準(zhǔn)化，有利于培養(yǎng)結(jié)果的質(zhì)量控制，是目前較為理想的角膜上皮干細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。

“除此之外，團(tuán)隊(duì)還改進(jìn)了組織工程角膜上皮移植的手術(shù)方式，建立了基于組織工程角膜上皮的眼表面重建治療體系，這進(jìn)一步提高了治療效果。”李煒指出，這也是目前我國(guó)唯一采用自主構(gòu)建的組織工程角膜上皮進(jìn)行國(guó)際注冊(cè)的組織工程角膜上皮移植臨床研究，并首次在國(guó)內(nèi)建立體外擴(kuò)增角膜干細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)化方法。

目前，該項(xiàng)目研究進(jìn)入了臨床實(shí)驗(yàn)階段，已實(shí)施了30多例嚴(yán)重角膜干細(xì)胞缺乏患者的組織工程角膜上皮移植手術(shù)，大部分患者成功復(fù)明，獲得了良好的治療效果。該項(xiàng)目的落地準(zhǔn)備工作正在緊密實(shí)施中。(謝開飛)

關(guān)鍵詞： 角膜上皮干細(xì)胞移植