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2019-09-03 09:55:00     来源:科技日报

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眼疾患者的又一大福音!日本大阪大学近日宣布,通过手术,他们成功将用他人诱导多能干细胞(iPS细胞)培养出的角膜组织,移植到了一名40多岁患有重度“角膜上皮干细胞衰竭症”而几乎失明的女性的左眼上。术后该患者视力得到改善,日常生活已经不受影响。


据日本放送协会(NHK)8月30日消息称,这例手术在7月25日进行,患者于8月23日出院,这是全球首例对利用iPS细胞培养出的角膜组织进行移植的手术。

全球首例对利用iPS细胞培养出的角膜组织进行移植的手术

西田幸二教授在发布会上介绍该开创性试验


在实验中,西田幸二教授领导的团队把京都大学储备的iPS细胞培养成角膜细胞组织,再将其制成不易发生排斥反应的圆形透明角膜片状组织(直径3.5厘米、厚度0.03—0.05毫米)。在大阪大学医院,团队专家把女患者左眼已发白变干的角膜表面组织切除,然后移植角膜片状组织。此前这名患者两眼近乎失明,手术后,患者左眼视力已经恢复到可以阅读书籍和报纸的程度,而且,也未观察到排斥反应。


以往的治疗方式是用死者捐赠的角膜来进行移植,但术后会发生强烈的排斥反应,患者往往会出现移植角膜脱落、一年以内再度失明的情况。

全球首例对利用iPS细胞培养出的角膜组织进行移植的手术

治疗流程(图片来源:新华网)


西田幸二团队称,利用iPS细胞培养出的角膜组织有望带来长期治愈效果。为了进行临床研究并观察此次治疗的安全性和有效性,此次移植只针对左眼实施,接下来还要进行一年的术后观察。西田幸二称,希望可以用5年时间把这项技术正式普及应用。


据悉,本次手术是应用iPS细胞移植在日本国内治疗的第三种疾病。今年2月18日,厚生劳动省专家委员会批准了庆应义塾大学使用iPS细胞治疗脊髓损伤的临床研究,希望通过移植使损伤神经再生,恢复失去的运动机能和感觉;去年11月9日,京都大学开展了利用iPS细胞治疗帕金森病的临床试验。

全球首例对利用iPS细胞培养出的角膜组织进行移植的手术


全球首例对利用iPS细胞培养出的角膜组织进行移植的手术

移植手术中的膜片状组织


眼睛如同结构精密的相机,而角膜就像这部相机的镜头,它重要,却也脆弱。iPS细胞角膜移植的成功,给在黑暗中挣扎的患者带来了希望,而且是强烈的希望。角膜移植是治疗相关疾病的最佳手段,但是角膜的供体总是有限,等待捐赠,耗时漫长,而且最后也未必能够等到。如果可以实现iPS细胞角膜的规模化生产,对眼疾患者来说,重见光明不再是奢望。我国此前也进行过角膜上皮干细胞的移植试验,同样取得了成功。干细胞在眼疾治疗领域的临床应用转化正在加速。


相关报道:日本实施全球首例iPS细胞角膜移植手术


新华社东京8月29日电(记者华义)日本大阪大学一个研究小组29日宣布,他们完成了全球首例利用诱导多能干细胞(iPS细胞)培养出的角膜组织进行移植的临床手术。研究小组将在未来一年内跟踪观察病人,以确认移植的安全性和效果。


接受移植的是一名患有重度“角膜上皮干细胞衰竭症”的女性,这种疾病会导致视力下降。


大阪大学教授西田幸二等人领衔的团队利用京都大学iPS细胞研究所储备的iPS细胞培养出角膜细胞,再用其制作成厚度约0.05毫米的膜片状组织,并移植到患者眼中。临床手术是今年7月25日实施的,术后患者视力有所改善,已于8月23日出院。研究小组表示,将用一年时间跟踪观察移植的安全性和效果。


研究小组还计划实施3例iPS细胞角膜移植手术。


iPS细胞是通过对成熟体细胞“重新编程”培育出的干细胞,拥有与胚胎干细胞相似的分化潜力,能够分化成多种组织和器官。但与胚胎干细胞相比,iPS细胞的获得方法相对简单,并且避开了一些伦理问题,因此有巨大的医疗价值。日本此前已利用iPS细胞实施过对老年黄斑变性、心脏病、帕金森病等疾病的临床治疗。


4个月前消息:全球首例人类iPS角膜移植临床试验


日本厚生劳动省的专家委员会有条件地通过了大阪大学关于iPS细胞(诱导多能干细胞)来源角膜细胞移植的临床研究申请。大阪大学大学院医学系研究科眼科学西田幸二教授等的研究团队,最快将于今年六月给第1名患者实施手术(First-in-human trial)。


本次临床试验首批招募入组的是4名“角膜缘干细胞缺乏症”患者。


1、角膜与角膜缘干细胞缺乏症


眼睛是心灵的窗户,角膜是覆盖在眼睛表面的一层透明膜,可以起到保护眼睛的作用。角膜之所以维持透明,它表面的上皮细胞功不可没。我们人类的角膜上皮细胞不断生长,不断更新,而维持这种更新的源泉就是角膜上皮干细胞。很多眼科疾病都可以破坏角膜上皮干细胞,比如化学伤、热烧伤、严重的感染、药物过敏,甚至一些遗传性疾病。


全球首例对利用iPS细胞培养出的角膜组织进行移植的手术


角膜缘干细胞缺乏症(limbal stem cell deficiency, LSCD)是一类由于外伤或其他疾病导致角膜上皮干细胞不足或功能衰竭的眼表疾病。角膜上皮干细胞缺乏的患者可发生持续性角膜上皮缺损、慢性炎症、角膜溃疡、角膜上皮结膜化和新生血管侵入,造成患者严重视力障碍甚至失明。目前,可以通过移植死者的角膜来治疗病损角膜,但高质量的角膜非常稀缺。


2、iPS角膜移植基本情况


日本大阪大学的眼科医师西田幸二团队计划利用诱导多能干细胞源组织层来修复损伤的角膜。

全球首例对利用iPS细胞培养出的角膜组织进行移植的手术

iPS角膜移植示意图


本次临床试验,先将异体iPS细胞分化诱导为角膜细胞,然后制备成厚约0.05毫米的角膜片层(大约300-400万个细胞),再移植给患者。HLA配型不符合的将使用免疫抑制剂。前期动物实验中,移植的角膜上皮片层成功修复了失明兔子的视力。本次临床研究中被移植的细胞片层有望可以持续生成角膜细胞并保持透明,以长期恢复患者视力。本次试验的主要目的是评估该项眼表重建技术的安全性。


西田幸二团队将治疗四名患者,并进行为期一年的观察,以确定该疗法的安全性和有效性。最早将在6月对第1例患者进行移植手术,并在第2例患者治疗半年后提交中期报告,讨论研究后再实施后面2例手术。

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将被用于本次临床试验的iPS角膜


目前在日本至少有1600名患者在等待角膜移植的供体。另外传统角膜移植也会引起排斥反应,iPS细胞来源的角膜移植理论上讲可以避开排斥反应。如果本次试验成功,将在五六年内实现再生角膜的标准规模化生产。


其他日本研究人员也开展过类似临床研究,通过iPS细胞来治疗脊椎损伤、帕金森病和其它眼部疾病。


日本开展的iPSC临床研究项目(干细胞者说数据库.)


3、其他角膜移植项目情况


2018年5月,英国纽卡斯尔大学组织工程学教授车康恩以供体干细胞、藻酸盐和胶原蛋白为原料,创造出一种特制的“生物墨水”,并首次采用3D打印技术打印出人眼角膜。研究人员表示,他们可以通过扫描病人的眼睛获得数据,快速打印出大小和形状合适的眼角膜。


当然,这种眼角膜用于移植可能还需假以时日。


2018年,厦门大学眼科研究所李炜教授团队于国内首次开展基于羊膜载体组织工程角膜上皮的临床实验,并应用于严重角膜上皮干细胞缺乏患者的治疗,获得了良好的临床效果。该项目团队采用自主研发的新型羊膜载体扩增培养角膜上皮干细胞,长成与正常角膜上皮类似的上皮植片,然后将植片连同羊膜载体一起移植进入患者眼球表面。


目前,该项目研究进入了临床实验阶段,已实施了30多例严重角膜干细胞缺乏患者的组织工程角膜上皮移植手术,大部分患者成功复明,获得了良好的治疗效果。


参考来源:

[1]https://www.nature.com/articles/d41586-019-00860-0

[2]https://japan.cnet.com/release/30303978/

[3]https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2019/20190306_1

[4]Scientists 3D print human cornea for first time, a technique which could save millions from blindness

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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