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视网膜再生:干细胞疗法在眼部疾病治疗中的前景

目录

  • 什么是眼部疾病?
  • 眼部疾病的症状和类型是什么样的?
  • 患上眼部疾病的原因
  • 如何诊断眼部疾病?
  • 干细胞治疗眼部疾病的原理和机制
  • 干细胞治疗眼部疾病的植入方式
  • 干细胞治疗眼部疾病临床案例
  • 干细胞治疗眼部疾病的临床研究进展
  • 治疗眼部疾病的辅助疗法
  • 讨论

眼部疾病是导致视力减退和失明的主要原因,包括年龄相关性黄斑变性、视网膜色素变性、青光眼和角膜损伤等。尽管现有的治疗手段如药物治疗、激光治疗和手术在一定程度上能够缓解症状,但对于许多不可逆的视力损伤,传统治疗方法仍显不足。干细胞治疗作为一种创新的医疗技术,为眼部疾病的治疗提供了新的治疗策略和希望。

本文详细介绍了什么是眼部疾病,眼部疾病的症状类型是什么样的?以及干细胞疗法在眼部疾病治疗中的原理机制和干细胞治疗眼部疾病的临床案例及治疗方法

视网膜再生:干细胞疗法在眼部疾病治疗中的前景

什么是眼部疾病?

眼部疾病是指影响眼睛结构和功能的各种疾病。这些疾病可能涉及眼球内部的结构,如视网膜、角膜、晶状体和视神经,也可能涉及眼睑、泪腺和附属器官。眼部疾病的范围很广,从常见的近视、远视和散光到严重的疾病如青光眼、白内障、黄斑变性和视网膜脱落。

这些疾病可能由遗传因素、环境因素、老化过程或外部伤害引起,并可能导致视力下降甚至失明。早期发现和治疗对于预防眼部疾病的进一步发展至关重要。

眼部疾病的症状和类型是什么样的?

眼部疾病的症状

眼部疾病可能出现多种症状。这些症状通常以以下几种主要方式出现:

  • 您可以感觉到的症状:例如疼痛、刺激或眼睛疲劳或紧张。
  • 眼部功能发生变化:例如流泪(溢泪)和难以控制眨眼。
  • 眼睛外观发生变化:这些变化包括眼白发黄(巩膜黄疸)、眼睛发红和瞳孔过窄(瞳孔缩小)。
  • 眼球运动或排列发生变化例如外斜视或内斜视。
  • 视力发生变化:常见例子有复视、视力模糊或视野狭窄。

眼部疾病的类型

最常见的眼部疾病有:

  • 白内障
  • 屈光不正,如散光、远视、近视以及与年龄相关的近距离聚焦能力丧失(老花眼)
  • 青光眼
  • 年龄相关性黄斑变性
  • 糖尿病相关视网膜病变

患上眼部疾病的原因

眼部疾病的发生有很多原因。有些是直接原因,有些则是诱发因素或风险因素。

  • 遗传学:DNA是眼睛发育和运作的关键部分,DNA变化(突变)可导致多种眼部疾病。遗传性色盲就是一个例子。
  • 眼睛形成和发育的差异:这些差异可能始于胎儿时期,也可能始于童年时期。
  • 环境因素:某些眼部疾病的形成是因发生在您身上或周围的事物所致。紫外线照射、湿度和温度、空气中的灰尘或颗粒物以及许多其他变量都可能是造成这种情况的原因之一。
  • 传染病:许多类型的病菌和微生物(病原体)可导致眼部疾病。它们包括病毒、细菌、真菌和寄生虫。这些病菌可直接感染您的眼睛或从您身体的其他部位传播。
  • 其他慢性疾病:您的眼睛容易受到多种影响全身的疾病的影响。例如高血压、2型糖尿病和几种类型的甲状腺疾病。
  • 以前眼睛受伤:一些损害眼睛的事件可能使您更容易患上某些眼部疾病或问题。
  • 特发性原因:“特发性”是指原因不明。这意味着专家无法确定原因(尽管这种情况有时会随着时间的推移而改变)。

如何诊断眼部疾病?

眼科专家或其他医疗保健提供者可以使用多种方法诊断眼部疾病。诊断这些疾病的首要工具是眼科检查。虽然大多数人认为这些只是检查你的视力(视力敏锐度),但情况并非总是如此。

眼科检查可以作为常规检查,每隔一到两年进行一次,就像常规健康检查一样。当您出现眼部疾病的迹象或症状时,医生还可以以更具体的方式进行检查。眼科检查的某些部分,如瞳孔扩张和裂隙灯检查,可能特别有用。

您的眼科专家可能还会推荐更具体的眼科检查。这些包括:

  • 荧光血管造影。
  • 眼压测量。
  • 视网膜成像。
  • 角膜地形图。
  • 光学相干断层扫描。

许多其他非针对眼睛的测试也能有所帮助。它们包括:

  • 血液测试寻找与免疫状况、感染相关的特定化学标记或进行DNA和基因测试。
  • 超声波、计算机断层扫描 (CT)和磁共振成像 (MRI)等影像学检查。
  • 神经系统测试,如脑电图(EEG),可以分析大脑活动。

干细胞治疗眼部疾病的原理和机制

干细胞治疗眼部疾病的原理

  • 细胞替代:干细胞具有分化为眼部组织细胞的能力,如视网膜细胞、角膜细胞等,可以替代受损的眼部细胞。
  • 组织修复:干细胞能够分泌多种生长因子和细胞因子,促进受损眼部组织的修复和再生。
  • 免疫调节:干细胞具有调节免疫反应的能力,可以减少眼部炎症,改善微环境。
  • 血管生成:干细胞能够促进新血管的形成,改善眼部组织的血液供应。

干细胞治疗眼部疾病的机制

在干细胞发明之前,治疗眼部疾病的唯一选择是手术。干细胞科学已经改变了这一技术,使其成为唯一可以消除损害并阻止眼部疾病发展的非手术选择。

体内的幼稚细胞具有分化成各种器官细胞的能力,它们就是干细胞。医学界已将干细胞的这种能力作为治疗各种退行性疾病(包括但不限于AMD)的福音。全球研究表明,干细胞是利用新鲜细胞轻松替代退化或弱化的RPE层的有希望的候选者,据信这些细胞可以中断或逆转由此导致的视力丧失。

干细胞治疗眼部疾病的植入方式

以下是干细胞治疗眼部疾病的植入方法:

  • 静脉给药
  • 解放血管成形术
  • 鞘内(腰椎穿刺)
  • 肌肉注射
  • 皮下
  • 中风的外科治疗
  • 动脉内

干细胞治疗眼部疾病临床案例

干细胞治疗黄斑变性临床案例

2018年,发表在《nature biotechnology》杂志的一篇论文,研究人员在一期临床试验中开发了一种治疗性的、生物相容的胚胎干细胞来源的视网膜色素上皮细胞单层涂层合成膜(被称为“贴片”),用于移植湿性和早期干性AMD。

干细胞治疗黄斑变性临床案例

研究人员使用专门设计的显微外科工具将贴片放入两名严重渗出性黄斑变性(AMD)患者的一只眼睛的视网膜下间隙。通过生物显微镜和光学相干断层扫描发现RPE贴片的成功递送和存活,并且在12个月内,两名患者的视力分别提高了29和21个字母。

同年,《自然-生物技术》杂志上,也曾报道过2名年龄相关性黄斑变性患者成功恢复视力的研究,英国医学家使用干细胞疗法,成功地让2位几近失明的老年性黄斑变性患者恢复了视力2名患者原本已接近失明、无法阅读,而手术一年后能戴着眼镜,每分钟阅读60-80个单词。

干细胞治疗黄斑变性临床案例

干细胞治疗角膜疾病临床案例

2019年,日本大阪大学利用诱导多能干细胞(ips细胞)培养出角膜组织,移植到一位重度“角膜上皮干细胞衰竭症”而且几乎失明的患者的左眼上。术后患者左眼视力得到改善,恢复到可以阅读书籍的程度,且未观察到排斥反应。

干细胞治疗角膜疾病临床案例

这次临床实验成为全球首例iPS细胞培养角膜移植成功案例,以往治疗方式是用捐赠的角膜进行移植,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,一年内再度失明的情况。但是,利用干细胞培养出的角膜组织,有望带来长期的治愈效果。

干细胞治疗儿童白内障临床案例

2016年,中山大学和美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员,利用内源性干细胞原位再生出透明晶状体,首次实现了人体有生理功能的实体组织器官再生,并用于临床治疗先天性白内障,开辟了干细胞修复组织器官的新方向。

干细胞治疗儿童白内障临床案例

在临床研究中,12名两岁以内的先天性白内障患儿接受了这种干细胞疗法,术后再生出功能性晶状体,临床研究证实了干细胞在治疗先天性白内障中的安全性和有效性。

此项研究还被世界知名医学期刊《Nature Medicine》评选为“2016年度生命科学8大突破性进展”。

干细胞治疗儿童白内障临床案例

干细胞治疗烧伤失明临床案例

2019年,一位右眼被化学品灼伤、失明长达25年的英国患者James O’Brien接受了干细胞临床治疗,恢复了视力。

医生提取了患者左眼中的健康干细胞,经过几个月的培养增殖后,用来修复右眼受损的疤痕组织,待眼部组织稳定后,再进行角膜移植,帮助患者的右眼重现光明。

干细胞治疗烧伤失明临床案例

干细胞治疗青光眼临床案例

2021年,MIPT科学家和哈佛医学院的研究人员共同合作,完成了世界上首个成功移植源自干细胞的神经节细胞(被青光眼破坏的视网膜神经元)的尝试,从而实现了人工视网膜细胞的再生,成功率超过65%,并在青光眼小鼠实验中得到了长达1年时间的有效验证。

干细胞治疗青光眼临床案例

研究证实,诱导多能干细胞的移植成功可再生新的视网膜内神经细胞,并能够进一步形成轴突,有时还会沿着视网膜表明对齐并跟随宿主轴突束,让青光眼已经发生损害的细胞得以重生,从而恢复视力。

在研究中发现间充质干细胞的保护作用以及移植后的迁移能力方面均较强,并且分布在视网膜各层,同时也发挥着抵抗细胞凋亡的作用,研究人员认为间充质干细胞必会给青光眼患者带来光明

干细胞治疗眼部疾病的临床研究进展

截止2024年7月8日,在美国国立卫生研究院的最大临床试验注册库clinicaltrials.gov网站上注册的有关干细胞治疗眼部疾病的临床研究项目有215项。其中已完成的有96项。

干细胞治疗眼部疾病的临床研究进展

截止2024年7月8日,国内中国知网cnki.net网站上已经有22个干细胞治疗眼部损伤的相关文章。

干细胞治疗眼部疾病的临床研究进展

治疗眼部疾病的辅助疗法

  • 基因治疗:这是一个将正常基因引入受影响或发生某些突变或修改的人的基因组的过程,旨在恢复其原始状态,即健康状态。基因治疗是一种新的治疗方式,已被发现非常有益,并且通过替换疾病的感染基因来治疗许多疾病。从最近对患者基因治疗结果的观察来看,这是一种有效的支持性治疗方法,对改善患者的病情有很大帮助。
  • 医学营养治疗:营养疗法是一种治疗方法,通过使用由专家制定和监控的专门定制饮食来治疗疾病及其相关症状。在饮食中添加强效维生素、抗氧化剂和矿物质可以改善视力和整体眼部健康。研究人员发现,叶黄素和玉米黄质、维生素C、维生素E和锌等对眼睛有益的营养物质可以降低某些严重眼部疾病(如老年性黄斑变性和眼部损伤)的风险。

讨论

面临的挑战与未来展望

  • 干细胞的选择和来源:选择最合适的干细胞类型和来源对于治疗效果至关重要。
  • 治疗的安全性:确保干细胞治疗不引起不良反应,如肿瘤形成或免疫排斥。
  • 疗效评估:开发敏感的生物标志物和临床评估工具,准确评估干细胞治疗的效果。

结论

干细胞治疗为眼部疾病患者提供了一种潜在的新治疗策略。随着研究的深入和技术的成熟,我们期待干细胞治疗能够为眼部疾病患者带来更加有效的治疗方法,恢复视力,改善生活质量。

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